Периодически в ленте всплывают вопросы, связанные с номинальным током контакторов, например:
«Какой ток коммутирует такой-то контактор 25 или 9А?»
«Есть двигатель с номинальным током хх А, подойдёт ли такой контактор?»
Или даже так:
«Поставил контактор на 25А, двигатель потребляет 15А, но контакты подгорают или залипают. Замена не помогает, что делать?»
В общем, суть вопросов сводится к выбору контактора для какой-либо нагрузки. Связаны они с тем, что в характеристиках коммутационных аппаратах, не только контакторов, но и реле и даже таких простых, как кнопки может указываться несколько номинальных токов. Дело в том, что величина коммутируемого тока зависит от того какую нагрузку и как часто аппарат будет включать и выключать.
Что такое категория применения
Сначала посмотрим, какая информация указывается на контакторах, на примере малогабаритного контактора переменного тока КМИ-22510 производства IEK.
После названия модели мы видим по порядку:
- Номинальную частоту сети (50 Гц).
- Номинальные токи.
- Таблица с соотношениями между номинальными рабочими токами и номинальными рабочими мощностями нагрузки соответствующей категории АС-3. Говоря простым — двигатели какой мощности (почему именно двигатели разберёмся позже) может включать контактор при разном напряжении.
- Схема контактора с обозначением выводов катушки, главных и вспомогательных контактов, для их удобной и простой идентификации.
- Стандарты, которым соответствует изделие.
Как вы видите, в характеристиках указывается два тока: «АС-3 Ie 25А» и «АС-1 Ith 40А». Разберём эти обозначения:
- AC-3 и АС-1 — категории применения.
- Ith — условный тепловой ток на открытом воздухе.
- Ie — номинальный рабочий ток.
- 25А и 40А — величины этих токов.
Обратимся к ГОСТ Р 50030.1 чтобы узнать определения перечисленных параметров. Определение «категории применения» дано в п. 2.1.18:
Из этого видим, что категория применения есть не только у контакторов, но и у других коммутационных аппаратов. Она определяет, какими параметрами и характеристиками должен обладать аппарат при типовых применениях, например, нагрев элементов при протекании через них тока, способность включать и отключать определённые токи, выдерживать рабочие и аварийные перегрузки и так далее.
У каждой нагрузки разные особенности, например, при запуске электродвигатель может потреблять повышенный ток, при работе и изменении нагрузки на валу будет изменяться потребляемый ток, а при его отключении (как и любой другой индуктивной нагрузки) между контактами коммутационного аппарата возникает дуга. В то же время ток у электрических нагревательных элементов (ТЭНов) при включении практически не отличается от номинального, при нормальной работе их потребление не изменяется, а так как это активная нагрузка, то и при отключении дуга будет значительно слабее.
Поэтому ток, который может включать и выключать один и тот же коммутационный аппарат будет зависеть от типа нагрузки и характера его потребления.
Определение следующего понятия — «условный тепловой ток на открытом воздухе» — дано в п. 4.3.2.1:
То есть при таком токе элементы коммутационного аппарата (клеммы, контакты, катушка, корпус) не будут перегреваться. Определение «восьмичасового режима» описано в п. 4.3.4.1:
Понятие «номинальный рабочий ток Ie» приведено в п. 4.3.2.3:
Определение достаточно чёткое и понятное, поэтому предлагаю не разбирать его подробнее и перейти к рассмотрению категорий применения.
Категории применения контакторов
Для начала предлагаю посмотреть, какие категории применения устанавливал общий ГОСТ для коммутационных аппаратов, принятый ещё во времена СССР — ГОСТ 12434-83 «Аппараты коммутационные низковольтные. Общие технические характеристики». Основные категории перечислены в таблице 2.
Категории можно разделить на несколько групп: АС-хх – коммутационные аппараты для цепей переменного тока, ДС-хх и DC-хх — для цепей постоянного тока, А и В — для постоянного и переменного тока. При этом категории А и В не относятся к контакторам или реле, они описывают работу автоматических выключателей.
Из таблицы уже понятно, что указанные на нашем контакторе категории говорят о том, что контактор может коммутировать активную нагрузку, типа ламп накаливания, ТЭНов и других резистивных нагревательных элементов током до 40А (категория АС-1), и электродвигатели с током до 25А (категория АС-3). При этом возможен прямой пуск, то есть без промежуточных ступеней разгона, подача сразу полного напряжения сетевого и отключение двигателей, без торможения противотоком.
Но ГОСТ 12434 не регламентирует всех возможных категорий применения, если посмотреть в ГОСТ 50030.4.1-2012 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 4. Контакторы и пускатели. Раздел 1. Электромеханические контакторы и пускатели.», то в нём можно найти таблицу 1 (глава 5.4).
В этой таблице типичные области применения категорий расписаны подробнее. Так контакторы с упомянутой выше категорией АС-3 не должны применяться в схемах, где двигатели работают в повторно-кратковременном режиме, для этого есть категория АС-4…
Категории применения присваиваются коммутационным аппаратам не «просто так». Все токи, напряжения, коэффициенты мощности нагрузки, включающие и отключающие способности и друге параметры каждой категории регламентированы этим же ГОСТом и описаны в таблицах 7 и 10.
Что касается реального применения то (далее — цитата из главы 5.4.1 ГОСТ Р 50030.4.1):
· Все пускатели прямого действия относятся к одной или нескольким категориям применения: АС-3, АС-4, АС-7b, АС-8а и АС-8b.
· Все пускатели со схемой звезда-треугольник и двухступенчатые автотрансформаторные пускатели принадлежат к категории применения АС-3.
· Реостатные роторные пускатели принадлежат к категории применения АС-2.
О реле и других аппаратах работающих в цепях управления
Рассмотрим таблицу максимальных мощностей нагрузки для импульсного реле BIS-414 от компании Евроавтоматика F&F. Обратите внимание, что она разделена на две части. Сверху приведена коммутируемая мощность для разных типов осветительных приборов. Реле может включать лампы накаливания суммарной мощностью до 2000 Вт, а светодиодные лампы всего лишь до 500 ватт (связано с пусковыми токами, подробнее можете почитать здесь).
В нижней части таблицы приведены максимальные нагрузки по категориям применения. Самые внимательные заметили, что катушки контакторов относятся к категории АС-15. Но такой категории не было в представленных выше таблицах, как же так?
Для этого нужно обратиться к другому документу — ГОСТ Р 50030.5.1 «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Аппараты и коммутационные элементы цепей управления. Электромеханические аппараты для цепей управления». Если к импульсному реле подключается катушка контактора, то реле становится частью цепи управления. Соответственно в таком случае оно должно соответствовать требованиям этого документа.
ГОСТ Р 50030.5.1 распространяется на такие аппараты для цепей управления (далее цитата):
- с ручным приводом (например кнопки), поворотные переключатели, педальные выключатели и т.д.;
- электромагнитные с выдержкой времени или без нее, например контакторные реле;
- автоматические (например выключатели давления), термодетекторы (термостаты), выключатели с программным устройством и т.д.;
- конечные (путевые) выключатели для цепей управления, приводимые в действие частью станка или механизма;
- аппаратура для цепей управления, снабженная сигнальными лампами и т.д.
Что мы и видим в паспорте на кнопки типа APВВ-22N для управления магнитными пускателями от компании IEK:
Итак, категории применения для реле и кнопок в цепях управления, они описаны в таблице 1 стандарта.
Подведём итоги
У каждого коммутационного аппарата есть своя категория применения, она определяет какой ток и как часто может включать и выключать аппарат, сохраняя свою работоспособность при этом. Целью этой статьи было ответить на частые вопросы связанные с номинальными токами реле и контакторов.
Алексей Бартош специально для ЭТМ.