Знаете ли вы, что эксплуатация автоматического выключателя в различных температурных условиях может существенно отразиться на его рабочих характеристиках? Из-за этого при выборе и эксплуатации выключателей обязательно требуется учитывать температуру окружающей среды, а также нагрев устройства по разным причинам в процессе работы.
Давайте подробно рассмотрим влияние температуры и других факторов на характеристики выключателей.
Холод или жара – как температура влияет на работу автоматического выключателя?
За срабатывание автоматического выключателя при сверхтоках (коротких замыканиях или превышении тока нагрузки) отвечают специальные механизмы — расцепители.
Диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя не зависит от температуры окружающей среды. Изменение температурного режима будет оказывать значительное влияние именно на тепловой расцепитель, это определяется принципом его работы.
Основа теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Прохождение тока по пластине вызывает нагрев и изменение её формы. Деформируясь, пластина воздействует на механизм расцепителя, и контакты выключателя размыкаются.
Но биметаллическая пластина нагревается не только из-за проходящего по ней тока. Есть ещё несколько факторов, которые рассмотрим подробнее.
Выключатели греют друг друга
Обычно в электрощите установлено несколько автоматических выключателей. Очевидно, что при работе они нагреваются и греют друг друга. А это значит, что их тепловые расцепители будут срабатывать при меньшем токе.
Чтобы ориентировочно знать, как изменится номинальный ток выключателя в зависимости от количества установленных рядом устройств, применяют поправочные коэффициенты.
На этот вопрос можно посмотреть с другой стороны – говорить не об уменьшении номинального тока выключателя, а о необходимом снижении мощности (тока) нагрузки. Поэтому для оценки влияния количества автоматических выключателей на их характеристики применяют коэффициент нагрузки KN.
Эту зависимость можно представить как график, где по оси N указано количество автоматических выключателей в одном электрощитке, а по оси KN – поправочный коэффициент, с которым следует рассчитывать мощность нагрузки.
Считайте градусы!
Номинальный ток, который указывается для автоматических выключателей, приводится для контрольной температуры окружающей среды +30 °С. Это требование ГОСТ IEC 60898-1-2020.
При этом окружающей температурой для выключателя является температура внутри щита, которая зависит от его исполнения и количества другого оборудования.
Логично, что при изменении этой температуры меняется и работа биметаллической пластины. А значит – и номинальный ток устройства. Чтобы правильно рассчитать его, вводится коэффициент нагрузки в зависимости от температуры - Kt.
Чему равен поправочный коэффициент к номинальному току автоматических выключателей при разной температуре окружающей среды, вы можете видеть на графике ниже.
Как правило, производители испытывают выключатели при различной температуре окружающей среды. Например, зависимость номинальных токов автоматических выключателей ВА47-29 KARAT IEK® от температуры окружающей среды представлена в таблице.
*Контрольная температура калибровки тепловых расцепителей: +30 °С.
Изучая график и таблицу, в которых отображено влияние внешней температуры, можно прийти к интересному заключению. У двух одинаковых автоматических выключателей в различных условиях окружающей среды будут разные характеристики срабатывания тепловых расцепителей.
Как рассчитать реальный номинальный ток?
Коэффициенты нагрузки KN и Kt применяют для корректировки значения номинального тока автоматического выключателя. Это достаточно легко сделать с помощью такой формулы:
I=In*KN*Kt
где In — номинальное значение тока выключателя при температуре +30 °С, указанное в его технических характеристиках.
KN — коэффициент нагрузки, зависящий от количества установленных рядом выключателей.
Kt — коэффициент нагрузки, зависящий от температуры окружающей среды.
Качественному устройству температура не страшна!
Влияние «температурного» коэффициента Kt лучше рассмотреть на конкретном примере. Допустим, мы приобрели два одинаковых автоматических выключателя IEK® с типом расцепления С. Один из них установим в щите, который находится на улице. Второй – в щите внутри дома.
Очевидно, что выключатель, который работает во вводном уличном щите в солнечную погоду, при температуре + 50 °С (внутри щита) сработает при меньшем токе. Согласно вышеприведенной таблице, ток его срабатывания уменьшится более чем на 10 %.
Возьмём другой пример, когда автоматический выключатель функционирует на морозе. Ток, при котором он сработает при температуре -40 °С, будет в 1,4 раза больше, чем ток для устройства, установленного в доме. Данное обстоятельство означает, что в случае перегрузки «уличный» выключатель сработает позже.
Звучит опасно! Но на самом деле все не так страшно. Во-первых, в электрощите, установленном на улице, даже в самый сильный мороз будет теплее, чем снаружи. На улице используют электрощиты с высокой степенью защиты – например, IP54 или IP66, которая позволяет сохранить внутри электрошкафа свой «микроклимат». И как мы помним, установленное внутри электрооборудование греется, подогревая и воздух в шкафу.
Во-вторых, вводной автоматический выключатель защищает только кабель, который проложен от магистральной сети к частному дому. В здании же, как правило, имеется свой электрощит, и автоматические выключатели, установленные в нем, защищают от сверхтоков нагрузку и сеть.
И наконец, ответственные производители тестируют свое электрооборудование в таких экстремальных условиях, какие в повседневной жизни практически не встречаются. Хотите узнать, как это происходит? Смотрите наше видео – здесь мы испытываем автоматический выключатель ARMAT IEK® при температуре +69 °С, причем выдерживаем его в тепловой камере час и только потом подаем повышенный ток.
Но еще интереснее, как поведет себя наш новый автоматический выключатель при температуре –70 °С. Причем мы не только заморозили его, но еще и закачали в камеру влажный воздух, чтобы аппарат как следует обледенел. Смотрите, что из этого получилось!
Что еще влияет на работу автоматического выключателя?
Кроме перечисленных обстоятельств, влиять на работу выключателя могут следующие факторы: загрязнение контактов, частота срабатывания и продолжительность эксплуатации, неправильные условия хранения и эксплуатации аппарата, выражающиеся в механических, температурных или других видах воздействий.
Различного рода загрязнения в распределительном щитке самым отрицательным образом сказываются на его работе. Здесь нельзя руководствоваться принципом: «Простоял десять лет и ещё простоит!». Периодическая очистка распределительного щита и контроль контактных соединений могут значительно продлить работу электрооборудования.
На изменение характеристик автоматического выключателя значительное влияние может оказать его хранение перед продажей. Например, при длительном хранении во влажных условиях и при частых перепадах температуры поверхность контактов может окислиться, что влечёт увеличение переходного сопротивления. А значит – выключатель будет нагреваться, уменьшится его ресурс и реальный номинальный ток.
Высокое переходное сопротивление и нагрев клемм могут возникать из-за некачественного подключения проводов или при недостаточной их затяжке, а также если сечение проводов будет выбрано неправильно.
Особое внимание следует обратить на алюминиевые провода. Со временем контактное соединение с проводами из алюминия слабеет, это вызвано их текучестью. Также на алюминиевых проводах образуются окислы, обладающие повышенным сопротивлением, что приводит к заметному нагреву такого контактного соединения и выключателя в целом. Поэтому периодически необходимо приглашать специалиста для проверки соединения в электрощите, это продлит работу электрооборудования и обеспечит надежную защиту от сверхтоков.
Статья была полезной? Тогда не забудьте поставить лайк и подписаться на наш канал!
Понравилась статья? Тогда советуем почитать другие статьи на эту тему:
Зачем нужны автоматические выключатели с разными время-токовыми характеристиками?
От чего зависит время-токовая характеристика автоматического выключателя: разбираем теорию
Как защитить цепь постоянного тока?
У нас много интересной информации о нюансах электромонтажа и особенностях различного электрооборудования. А также тесты, обучающие видео, обзоры новинок и многое другое. Присоединяйтесь!
