С постоянным током большинство читателей знакомы на примере автомобильных аккумуляторов, фонарей, переносного электроинструмента и т.п. Для защиты таких устройств от сверхтоков, как правило, применяются плавкие предохранители.
Постоянный ток широко применяется на транспорте: в железнодорожных системах, трамваях, метро, а также в лифтах. Также постоянный ток используется в установках преобразования одного вида энергии в другой (например, солнечных электростанциях) и в аварийных системах, где вспомогательные источники энергии питают различные службы (системы безопасности, аварийное освещение, больничные палаты и операционные, вычислительные центры и центры обработки данных и т.д.). Для защиты этих систем от токов короткого замыкания и перегрузки применяются специализированные автоматические выключатели постоянного тока.
Автоматические выключатели постоянного тока существенно отличаются от выключателей переменного тока. Сегодня мы раскроем три главных факта об устройствах защиты с маркировкой DC, которые необходимо знать.
Если вам нужны подробности, переходите в наш каталог.
Обновление. Линейка АВ ARMAT на постоянный ток расширена!
Факт №1: Выключатели AC или DC – конструктивные отличия
Если подать постоянный ток определенной величины на автоматический выключатель для переменного тока, то он, скорее всего, сработает. Однако при попытке установить такое устройство для защиты могут возникнуть проблемы.
Многие читатели знают, что в большинстве автоматических выключателей установлено два вида расцепителей – тепловой и электромагнитный.
Нагрев теплового расцепителя в случае постоянного тока зависит от величины тока, а в случае переменного тока – от действующего значения. (Действующее значение, или RMS – это значение, которое указано на маркировке автоматических выключателей переменного тока). Чувствительность теплового расцепителя на переменном и на постоянном токе будет примерно одинаковой, соответственно, время срабатывания теплового расцепителя для автоматических выключателей постоянного и переменного тока будет практически одним и тем же.
Но к электромагнитному расцепителю это не относится. Его срабатывание обусловлено магнитным потоком. Для постоянного тока это величина постоянная, а вот у переменного тока максимальная амплитуда в √2 раза больше действующего значения, следовательно, электромагнитный расцепитель автоматического выключателя переменного тока при работе на постоянном токе будет чувствительнее примерно в √2 раза. Это означает, что вероятность ложного отключения весьма возрастает.
И наоборот, если установить автоматический выключатель для постоянного тока в сеть переменного тока, он будет менее чувствительным к сверхтоку в зоне коротких замыканий и сработает позже.
Вывод: для использования в цепях постоянного тока подходят только автоматические выключатели, имеющие в маркировке обозначение DC. Если таких букв в маркировке нет, данный автомат предназначен только для цепей переменного тока.
Самые неравнодушные читатели спросят нас – но что случится, если необходимо использовать обычный автоматический выключатель в сети постоянного тока? Ответ простой – значительно уменьшится его коммутационная способность.
В крайнем случае допустима работа на пониженном напряжении с уменьшенным значением отключающей способности либо при последовательном соединении нескольких полюсов многополюсного выключателя.
На этот вопрос мы подробно отвечали в статье «Как защитить цепь постоянного тока?».
Факт №2: Полярность имеет значение
Отключение постоянного тока в условиях коротких замыканий существенно отличается от отключения переменного тока. Немного теории.
Как известно читателям, отключение сверхтоков сопровождается появлением в межконтактном зазоре автоматического выключателя электрической дуги. При этом выделяется большое количество энергии.
На графиках ниже можно видеть, чем отличаются переменный и постоянный ток.
В случае переменного тока раз в 10 мс происходит переход тока через нуль. В этот момент в цепи нет тока, а следовательно, электрической дуги. Когда в межконтактном зазоре отсутствует электрическая дуга, энергия не выделяется, что в конечном итоге приводит к отключению тока короткого замыкания.
В постоянном токе отсутствует такое явление как переход через нуль, поэтому нужно создавать дополнительные меры по усилению дугогашения. В конструкции дугогасительной камеры автоматических выключателей на постоянный ток применяется постоянный магнит, который воздействует на электрическую дугу, затягивая последнюю в дугогасительную решетку, где она растягивается, охлаждается и гаснет.
При этом критична полярность подключения. Если допустить ошибку, автоматический выключатель не сможет эффективно выполнить свою функцию и погасить дугу. Следовательно, необходимо строго соблюдать схемы подключения, указанные в руководстве по эксплуатации.
Объясним подробнее, на что влияет полярность подключения. Электрическая дуга состоит из электрических зарядов, ученые приближенно рассматривают дугу как проводник с током, это позволяет понять, как работает дугогасительная камера. Как известно из курса школьной физики, вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле. Для постоянного тока направление магнитного поля не будет изменяться, поэтому, если полярность подключения не соблюдена, то электрическая дуга будет некорректно ориентирована относительно магнитного поля постоянного магнита.
Направление движения электрической дуги определяет сила Лоренца. Так вот, если полярность подключения автоматического выключателя постоянного тока не будет соблюдена, электрическая дуга будет двигаться не в сторону дугогасительной решетки, а в сторону механизма свободного расцепления. Это приведет к выходу автоматического выключателя из строя или даже возгоранию.
Также установка автоматического выключателя постоянного тока в значительной степени определяется типом системы заземления. Более подробно о типах систем заземления в цепях постоянного тока расскажем в одной из следующих статей.
Факт №3: Автоматические выключатели постоянного тока имеют нестандартные ВТХ
Все мы привыкли к время-токовым характеристикам (ВТХ) отключения автоматических выключателей переменного тока – В, С, D. Эти характеристики регламентируются бытовым стандартом на автоматические выключатели переменного тока по ГОСТ IEC 60898-1. Мы не раз рассказывали о них, вот две последние статьи.
Время-токовые характеристики отключения автоматических выключателей постоянного тока регламентируются стандартами ГОСТ IEC 60898-2 и ГОСТ IEC 60947-2. Кратности срабатывания время-токовых характеристик отключения автоматических выключателей постоянного тока отличаются от ВТХ выключателей переменного тока, пример – на рисунке ниже.
IEK выпускает автоматические выключатели постоянного тока ARMAT с различными время-токовыми характеристиками: B, C по ГОСТ IEC 60898-2 и Z, L, K по ГОСТ IEC 60947-2.
Подробно рассматривать отличия характеристик в нашей обзорной статье смысла нет, прочитать об этом можно на нашем сайте, скачав руководство по эксплуатации.
Уточним, что ВТХ В и С для автоматических выключателей постоянного тока – совершенно не то же самое, что В и С для устройств защиты переменного тока.
Также есть смысл добавить, что выключатели M06N-DC совместимы со всеми дополнительными устройствами ARMAT, о которых мы недавно рассказывали. Это особенно важно в свете того, что данные выключатели предназначены для защиты цепей высокотехнологичного оборудования с большим уровнем автоматизации.
Если есть вопросы – задавайте их в комментариях, мы обязательно ответим!
Реклама ООО "ИЭК ХОЛДИНГ" ИНН 7724635872 erid: 2Vtzqv6sgyv
