В предыдущей статье мы рассказали, откуда берутся пусковые токи и на какие токи по величине и длительности должен реагировать автоматический выключатель. Теперь попробуем разобраться, можно ли вообще предсказать работу схемы и заранее рассчитать номинал автоматического выключателя.
Справится ли с нагрузкой автоматический выключатель? Давайте посчитаем!
Забегая наперёд, посчитать можно всё. Но нужно ли?
В «народе» есть две основные теории по расчёту номинального тока автоматического выключателя:
1. По сечению кабеля. Например, для освещения используют кабель 1,5 мм², потому что меньше нельзя, и поэтому линию можно защищать автоматическим выключателем на 10 А.
2. По нагрузке с учётом особенностей её работы, как, например, пусковые токи и кратковременные перегрузки.
Правильно учитывать оба этих фактора, то есть не ставить автоматический выключатель с номиналом заведомо больше, чем способен выдержать кабель. При этом при запуске и работе нагрузки автомат не должен отключаться. Кстати, именно такое требование приведено в пункте 3.1.4 ПУЭ-7.
При выборе номинала выключателя, например, для защиты электродвигателя, можно найти коэффициенты для разных режимов запуска и работы. Однако с LED-драйверами интереснее…
Величина и длительность пусковых токов могут отличаться в десятки раз у одинаковых по мощности светильников, но с разными драйверами. Поэтому на момент написания статьи привести даже примерные поправочные коэффициенты нельзя.
Но хоть что-то можно посчитать?
Попробуем оценить воздействие тока на электромагнитный расцепитель, поскольку тепловой от пусковых токов в любом случае не сработает. Магнитное поле возникает и распространяется практически мгновенно, со скоростью, близкой к скорости света. Чтобы сработал электромагнитный расцепитель, поле должно воздействовать на толкатель с силой, достаточной для сжатия пружины, которая удерживает толкатель в нормальном положении, и выведения из зацепления всех рычагов механизма взвода и расцепления.
Чтобы теоретически рассчитать возможность срабатывания расцепителя при импульсах тока определенной амплитуды и длительности нужно знать множество данных, начиная от магнитной проницаемости среды и количества витков соленоида расцепителя и заканчивая жёсткостью пружины.
На практике, наверное, никто этим не занимается, потому что проще измерить токи, при которых срабатывает выключатель, или подсчитать количество светодиодных драйверов, запуск которых он выдержит без расцепления.
Производители светодиодных светильников могут указывать эти данные в разных вариантах:
1. Пусковой ток в явном виде, типа 30 А / 500 мкс.
2. В неявном виде, типа 30·In (в 30 раз больше номинального).
3. Указывают количество светильников, которое можно подключить к одному автоматическому выключателю определенного номинала и типа время-токовой характеристики, например, B10 — 15 светильников. Этот вариант самый удобный.
При включении одного такого светильника автоматический выключатель B6 не сработает. Так как по ГОСТу при токах 5·In (30 А) он должен отключиться не позже, чем через 0,1 с, а по характеристике автоматических выключателей IEK KARAT ВА47-29 – за 0,01 с. Но пусковой ток протекает всего в течении 450 мкс (0,00045 с).
А если подключить 20 таких светильников? Суммарная мощность будет 720 ватт, ток –3,7 ампера (коэффициент мощности не учитываем). Наш автомат легко выдержит такую нагрузку без отключения.
Но вот пусковой ток достигнет целых 620 ампер, а это в 103 раза больше номинального тока автоматического выключателя. Сработает ли расцепитель? Да, в любом случае. Ведь автоматический выключатель обеспечивает защиту до величин Icn (номинальной наибольшей отключающей способности).
Важно! Величина пускового тока, указанная в паспорте на прибор, соответствует пиковому значению тока при подаче питания на драйвер в момент, когда сетевое напряжение достигает своего амплитудного (максимального) значения. Длительность пускового тока — это время, за которое ток снижается до 10 или 50% от пикового значения.
То есть на самом деле каждый такой драйвер будет потреблять ток силой в 31 ампер в худшем случае десятки микросекунд, а не заявленные 450. И это очень малое время. Так может, есть способ избежать отключения автоматического выключателя?
А об этом мы расскажем в следующей статье. Подписывайтесь на наш канал, чтобы точно ее не пропустить!
Первая часть статьи:
Почитайте и другие наши статьи на эту тему:
