сфера применения 3-х фазных автоматов
При сборке распределительного щитка для трехфазной сети используются 3-х полюсные автоматические выключатели. При возникновении перегрузки сети или при коротком замыкании такой автомат расцепит сразу три фазы.
Сколько полюсов бывает
Однополюсный, двухполюсный, трехполюсный и четерехполюсные автоматы
[sc name=img ]
В распределительном щитке квартиры или дома наиболее часто используются однополюсные автоматические выключатели. Их задача расцепить фазный проводник, тем самым прервав подачу электричества на контур. Дифференциальные автоматические выключатели и УЗО отключают одновременно и фазу и рабочий ноль, т.к. их срабатывание может быть связано с нарушением целостности проводки. Вводной автомат в таком щитке всегда должен быть двухполюсный.
Трехфазный ток используется предприятиями для питания мощных агрегатов, требующих напряжения в 380 вольт. Иногда четырехжильный кабель (три фазы и рабочий ноль) подводится к жилому дому или офису.
Для таких щитков используют 3-х полюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Срабатывают они при превышении номинальной нагрузки по любому из трех проводов и отключают их все одновременно, а в случае с четырехполюсным – дополнительно отключается рабочий ноль.
Зачем использовать два и четыре полюса
Вводной автоматический выключатель обязательно должен полностью отключать все фазы и рабочий ноль, т.к. один из проводов вводного кабеля может давать утечку на ноль и если его не отключить, используя однополюсный или 3-х полюсный автоматический выключатель, есть вероятность поражения током.
Утечка при 3-х полюсном автоматическом выключателе
[sc name=img ]
На рисунке видно, что в таком случае весь рабочий ноль в сети оказывается под напряжением.
Схема 3-х полюсного автоматического выключателя
Каждый 3-х полюсный автомат – это три однополюсных, которые срабатывают одновременно. На каждую клемму 3-х полюсного автоматического выключателя подключается одна фаза.
Схема 3-х полюсного автоматического выключателя
[sc name=img ]
Как видно из схемы, на каждый контур приходится отдельный электромагнитный и тепловой расцепители, а в корпусе 3-х полюсного автомата предусмотрены отдельные дугогасители.
3-х полюсный автоматический выключатель разрешается использовать и в однофазной электросети. В этом случае на две клеммы выключателя подключаются фазный и нулевой провода, а третья клемма остается пустой (сигнальной).
Стоимость
3-х полюсные автоматические выключатели, в зависимости от производителя, отличаются и по цене.
В таблице ниже вы можете сравнить стоимость таких электроустановочных изделий самых популярных в РФ марок: IEK, Legrand, Schnider Electriс и ABB:
Таблица стоимости 3-х полюсных автоматических выключателей лидеров на рынке РФ
Видео о полюсности выключателей и способах подключения
Ролик будет полезен новичкам, желающим разобраться в вопросах отличия и функциональности однополюсных, двухполюсных, 3-х полюсных и 4-х полюсных автоматических выключателей. Как правильно их подключать и в каких случаях следует использовать тот или иной автомат.
Модульные здания: удобно, быстро, качественно Как правильно отремонтировать кухню? Обучение электриков и электромонтажников Выбор способа обогрева для вашей сауны
особенности конструкции и сферы применения
Трехполюсный автоматический выключатель обладает теми же свойствами, что и однополюсный.
Однако автомат на 3 фазы предназначен для защиты дорогостоящего промышленного оборудования. Поэтому к его подбору по серии и характеристикам необходимо подходить с особой ответственностью.
Содержание
- Что такое автоматический выключатель
- Строение и принцип работы трехполюсного автомата
- Внутреннее устройство
- Внешние элементы
- Основные технические параметры
- Номинальная отключающая способность
- Время срабатывания автомата
- Распространенные серии автоматических выключателей
- Серия АЕ
- Серия АП
- Серия АВМ
- Серия ВА
- Сферы применения
Что такое автоматический выключатель
Автоматический выключатель — это устройство, предназначенное для защиты проводки от токов короткого замыкания и перегрузки. Подобные аппараты устанавливаются на электрическом вводе в любую квартиру или электроустановку. Их использование является обязательным по правилам ПУЭ.
Выдержка из ПУЭ (пункт 3.1.5). «В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле…».
По числу полюсов силовой цепи выделяют автоматические выключатели следующих типов:
- однополюсные:
- двухполюсные;
- трехполюсные;
- четырехполюсные.
В квартирной однофазной проводке применяются автоматы на 1 или 2 полюса. К ним подключается 1 фазный и 1 нулевой провод. Более мощные потребители электроэнергии (производственные станки, двигатели лифтов, насосы водоснабжения) нуждаются в трехфазном питании. Для их защиты применяются трехполюсные автоматы, к которым подключается 3 фазных провода.
Строение и принцип работы трехполюсного автомата
Автоматический выключатель на 3 полюса состоит из 3 однополюсных устройств, помещенных в один корпус и имеющих общий рычаг включения.
Внутри устройства защиты имеется электромагнитный и тепловой расцепители.
Внутреннее устройство
Электромагнитный расцепитель мгновенно срабатывает на токи короткого замыкания. По принципу действия он напоминает обычный электромагнит. Если через автомат протекает ток КЗ, то электромагнитный расцепитель притягивает якорь и приводит в движение механику автомата. Она и размыкает контакты силовых цепей.
Конструкция автомата защитыТепловой расцепитель похож на деформирующуюся от нагрева биметаллическую пластину. Он характеризуется медленным срабатыванием. Для выключения автомата по тепловому расцепителю необходимо время, чтобы он прогрелся до нужной температуры. Тепло для нагрева берется от тока перегрузки, протекающего через автомат. Нечто подобное имеется в термостатах утюгов и кнопках чайников.
Внутри дифференциальных автоматов имеется дополнительный узел — датчик тока. Он предназначен для сравнения токов, протекающих по фазам. Этот элемент конструкции позволяет диф автомату отключаться при пропаже напряжения в одной из фаз.
Данная функция особенно важна для защиты электрических двигателей.
Важно! Если у вас без очевидной перегрузки срабатывает автомат, то следует обратить внимание на надежность его подключения. Часто плохой незатянутый контакт приводит к нагреву автомата. А нагрев — к непроизвольным срабатываниям теплового расцепителя.
В мощных трехполюсных автоматах имеются дугогасительные камеры. Они предназначены для максимально быстрого прерывания дуги, образующейся между контактами в момент размыкания цепи. Применение дугогасительных камер существенно продлевает срок эксплуатации прибора. Благодаря им контакты выгорают гораздо медленнее.
Внешние элементы
Снаружи устройство имеет стандартную для защитных аппаратов конструкцию. Сверху находятся 3 винтовых клеммы для подключения приходящих проводов. Снизу аналогичные винтовые контакты, но для отходящей линии. Между ними находится рычаг включения и отключения. Многие трехполюсные автоматы оснащены указателем состояния.
Красный флажок или символ «1» — автомат включен. Зеленый или «0» — выключен. На корпусе прибора указываются основные электрические параметры: номинальный ток и временная характеристика.
Дополнительная информация. Конструкция некоторых моделей автоматов предполагает использование ручки, напоминающей ту, что устанавливается на двери. Такая ручка приобретается по желанию покупателя. Ее поворот включает или выключает защитное устройство.
Основные технические параметры
Технические характеристики учитываются при выборе и подключении автомата. Основные из них нанесены на корпус устройства. Там же часто имеется и обозначение на схеме прибора. Из характеристик выделяются следующие:
- Времятоковая характеристика. Указывается в виде буквы B, C или D. Реже встречаются автоматы с характеристиками L, Z и K.
- Номинальный ток. Число, указываемое после временной характеристики.
- Рабочее напряжение. Обычно составляет более 400 В.
- Предельный ток короткого замыкания.
Большое число порядка 1-35 кА. Максимальный ток КЗ, который способен выдержать автомат без разрушения.
Большое число порядка 1-35 кА. Максимальный ток КЗ, который способен выдержать автомат без разрушения.Номинальная отключающая способность
В момент короткого замыкания токи, протекающие через трехполюсный автомат, способны достигать значений в сотни и тысячи ампер. Их величина зависит от толщины (сопротивления) вводных кабелей и расстояния до трансформаторной подстанции. Автомат должен успешно переносить подобные перегрузки и сохранять работоспособность.
Номинальная отключающая способность или предельный ток КЗ показывает, какую величину тока способен выдержать аппарат защиты без расплавления контактов. По этому признаку трехполюсные автоматы принято разделять на следующие категории:
- 4,5 кА — применяются для защиты линий, питающих частные дома и объекты;
- 6 кА — защита кабелей в общественных местах;
- 10 кА — производственные электроустановки, расположенные близко к подстанциям.
Время срабатывания автомата
Времятоковая характеристика указывает на зависимость времени срабатывания автомата от величины тока перегрузки.
Например, при превышении номинального тока в 1,5 раза выключатель сработает через 1 час. При превышении тока в 2 раза — через 10 минут. А при трехкратном превышении — через 1 минуту (все цифры сугубо для понимания термина). Задержка срабатывания обусловлена тем, что тепловому расцепителю необходимо время на прогрев.
Наиболее распространены трехфазные автоматы с характеристиками типа B, C и D. В таблице приведены токи их мгновенного срабатывания. In — номинальный ток прибора.
| Времятоковая характеристика | Ток мгновенного срабатывания | Основные сферы применения |
|---|---|---|
| B | 3-5 In | Линии, имеющие большую длину и сети освещения |
| C | 5-10 In | Розетки и приборы с малыми пусковыми токами |
| D | 10-20 In | Трансформаторы и потребители с большими пусковыми токами |
Дополнительная информация. Для электрических двигателей и трансформаторов характерны скачки тока при запуске.
В момент включения эти агрегаты способны потреблять пусковые токи в десятки раз большие, чем в нормальной работе.Распространенные серии автоматических выключателей
Серия автоматического выключателя определяет эксплуатационные характеристики. Традиционно в промышленных и бытовых электроустановках принято использовать устройства 4 серий:
- АЕ;
- АП;
- АВМ;
Серия АЕ
Применяются в электроустановках напряжением до 660 В переменного тока. Рабочая частота аппаратов защиты серии АЕ составляет стандартные 50-60 Гц. Предназначены для эксплуатации в промышленных и бытовых условиях. Внешне имеют черный карболитовый корпус. Серия отличается надежностью. Многие выключатели АЕ до сих пор исправно служат с советских времен.
Выключатель-автомат малогабаритный АЕ 2046МСерия АП
Данные приборы защиты в среде электромонтеров имеют неформальное название «апэшка». Их отличает нестандартный внешний вид.
Вместо привычного рычага имеются две кнопки. Черная или серая — включает автомат, красная — выключает.
Серия АП подходит для защиты сетей переменного тока с напряжением до 550 В. Данная модель допускает многократное переключение в течение дня. Поэтому ее часто применяют в качестве обыкновенного выключателя для света или двигателя вытяжки.
Серия АВМ
Мощные автоматические выключатели, рассчитанные на работу в силовых электроустановках с номинальными токами до 2 кА. АВМ применяется в сетях напряжением до 500 В. Допустимо использование в цепях постоянного тока напряжением до 440 В.
Данная серия не подходит для установок, характеризующихся частыми короткими замыканиями. В ручном режиме их допустимо переключать до 6 раз в сутки. Взамен они хорошо справляются с недопустимыми перегрузками.
Серия ВА
Автоматические выключатели воздушного исполнения. Позволяют подключить потребитель с током до 6,3 кА. Основные области применения — промышленные объекты.
Рабочее напряжение составляет 660 В переменного тока.
Сферы применения
Автоматические выключатели на 3 фазы применяются везде, где есть трехфазное электропитание. Подключение потребителей без этих защитных устройств является грубым нарушением правил устройства электроустановок. Перечислять все примеры использования трехфазных автоматов бессмысленно. Их слишком много. Поэтому ниже приведены электрические аппараты, которые защищаются трехфазными автоматами, но в какой-то степени встречаются в жизни каждого человека:
- сети уличного освещения;
- трехфазные асинхронные двигатели лифтового оборудования;
- вводные распределительные устройства жилых зданий;
- защита двигателей детских аттракционов;
- двигатели насосных станций, качающих воду в жилые дома;
- насосы, откачивающие канализационные воды, защищаются трехфазными автоматами.
Трехполюсные автоматические выключатели используются повсеместно.
Их применение обязательно везде, где имеется питание от 3 фаз. Трехполюсные устройства защиты почти ничем не отличаются от однополюсных. Отличия кроются лишь в количестве защищаемых фаз, максимальных рабочих токах и габаритных размерах.
При подключении трехполюсника необходимо учесть его временную характеристику и номинальный ток. Эти параметры указаны на корпусе защитного прибора. Также следует обратить внимание на серию автомата. Она определяется, исходя из условий будущей эксплуатации, то есть, как часто прибору предстоит срабатывать от КЗ, сколько раз в сутки его будут переключать руками.
Как запустить трехфазный двигатель от однофазного источника питания?
В зависимости от типа источника питания переменного тока асинхронные двигатели делятся на два типа; трехфазный асинхронный двигатель и однофазный асинхронный двигатель.
Из-за нехватки электроэнергии трехфазное питание не всегда доступно в сельском хозяйстве. При этом одна фаза отключается от группового оперативного выключателя (ГОС). Таким образом, в большинстве случаев доступны две из трех фаз. Но при любом особом расположении невозможна работа трехфазного двигателя от однофазного источника питания.
Как известно, трехфазный асинхронный двигатель является двигателем с самозапуском. Так как обмотка статора трехфазного асинхронного двигателя создает вращающееся магнитное поле. Это создаст фазовый сдвиг на 120˚. Но в случае однофазного асинхронного двигателя индуцируется пульсирующее магнитное поле. Следовательно, однофазный асинхронный двигатель не является самозапускающимся двигателем. Для старта требуется дополнительное вспомогательное оборудование.
- Связанный пост: Что произойдет, если вы подключите 3-Φ асинхронный двигатель к однофазной сети?
То же самое здесь, нам нужно сделать некоторые дополнительные меры, чтобы привести трехфазный асинхронный двигатель в однофазную сеть.
Есть три метода;
- Использование статического конденсатора (метод фазового сдвига)
- Использование VFD (преобразователь частоты)
- Использование поворотного преобразователя
В этой статье мы кратко обсудим каждый метод.
Использование статического конденсатораПри подаче трехфазного переменного тока на статор трехфазного асинхронного двигателя создается сбалансированное, изменяющееся во времени вращающееся магнитное поле на 120˚ друг от друга. Но в случае однофазного асинхронного двигателя индуцируется пульсирующее магнитное поле. И в этом случае начальный крутящий момент (пусковой момент) не создается. В однофазном асинхронном двигателе дополнительная обмотка используется для создания фазового сдвига. Вместо пусковой обмотки также используется конденсатор или дроссель для создания смещения фаз.
Аналогично этому принципу можно использовать трехфазную обмотку трехфазного асинхронного двигателя и сдвинуть одну обмотку с помощью конденсатора или индуктора.
После запуска трехфазного асинхронного двигателя от однофазной сети он постоянно работает с пониженной мощностью. Полезная мощность или КПД двигателя снижается на 2/3 rd от его номинальной мощности.
Этот метод также известен как метод статического преобразователя фазы или метод фазового сдвига или метод перемотки .
В некоторых схемах используются два конденсатора; один для запуска, второй для работы. Емкость пускового конденсатора в 4-5 раз выше по сравнению с рабочим конденсатором. Принципиальная схема такого устройства показана на рисунке ниже.
Пусковой конденсатор используется только для запуска. Он отключится от цепи после запуска. Рабочий конденсатор всегда остается в цепи. Здесь, как показано на рисунке, двигатель соединен звездой. И оба конденсатора подключены между двумя фазами обмотки.
Однофазное питание имеет две клеммы. Одна клемма соединена с последовательной комбинацией обмотки, а вторая клемма соединена с оставшейся клеммой трехфазной обмотки.
Иногда используется только один конденсатор. Такой тип расположения показан на рисунке ниже.
В большинстве случаев небольшие асинхронные двигатели подключаются по схеме «звезда». Здесь мы взяли трехфазный асинхронный двигатель, соединенный звездой. Для повышения уровня напряжения используется автотрансформатор. Потому что уровень напряжения трехфазного питания составляет 400-440 В, а уровень напряжения однофазного питания составляет 200-230 В для 50 Гц питания.
Мы можем использовать эту схему без использования автотрансформатора. В этом случае уровень напряжения остается на уровне однофазного питания (200-230 В). В этом состоянии двигатель также будет работать. Но поскольку напряжение низкое, крутящий момент, создаваемый двигателем, низкий. Эту проблему можно решить, подключив дополнительный пусковой конденсатор (рис. 1). Этот конденсатор известен как пусковой конденсатор или конденсатор фазовой синхронизации.
Если вам нужно изменить направление вращения двигателя, измените схему подключения, как показано на рисунке ниже.
Ограничения:
Ограничения метода статического конденсатора перечислены ниже.
- Выходная мощность трехфазного асинхронного двигателя уменьшена на 2/3 rd от полной мощности нагрузки.
- Этот метод можно использовать для временных целей. Он не подходит для непрерывно работающих приложений.
- В этом методе эффект загрузки постоянно состоит из двух фаз. Это сократит срок службы двигателя.
Похожие сообщения:
- Что происходит с трехфазным двигателем, когда 1 из 3 фаз теряется?
- Что происходит с трехфазным двигателем при потере двух из трех фаз?
ЧРП означает частотно-регулируемый привод . Это устройство, которое используется для управления двигателем (регулируемая скорость при работе). ЧРП регулирует входной ток двигателя в соответствии с потребностью (нагрузкой).
Это устройство позволяет двигателю эффективно работать при различных условиях нагрузки.
Этот метод лучше всего подходит для работы трехфазного асинхронного двигателя с однофазным питанием. В этом случае доступное однофазное питание подается на вход частотно-регулируемого привода. VFD преобразует однофазное питание в постоянный ток путем выпрямления. Опять же, он преобразует источник постоянного тока в трехфазный источник переменного тока. А частота трехфазного выхода регулируется частотно-регулируемым приводом.
Следовательно, доступная мощность (однофазная) подается на ЧРП, а выходная мощность (трехфазная) ЧРП используется в качестве входа трехфазного двигателя. Это также устраняет бросок тока во время запуска двигателя. Он также обеспечивает плавный пуск двигателя от состояния покоя до полной скорости. Существуют различные типы и характеристики ЧРП для различных применений и двигателей. Вам нужно всего лишь выбрать подходящий частотно-регулируемый привод для ваших приложений.
Стоимость частотно-регулируемого привода превышает стоимость статического конденсатора. Но это дает лучшую производительность двигателя. Стоимость частотно-регулируемого привода меньше, чем у преобразователя с вращающейся фазой. Таким образом, в большинстве приложений частотно-регулируемый привод используется вместо вращающихся преобразователей фазы.
Преимущества ЧРП:
Преимущества использования ЧРП для работы трехфазного асинхронного двигателя от однофазного источника питания.
- Регулируя параметр частотно-регулируемого привода, мы можем добиться плавного пуска двигателя.
- Легко работать с максимальной производительностью и большей эффективностью.
- Имеет функцию самодиагностики, которая используется для защиты двигателя от перенапряжения, перегрузки, перегрева и т.д.
- Запрограммирован на автоматическое управление двигателем.
Другой используемый метод заключается в работе трехфазного асинхронного двигателя от однофазного источника питания с использованием вращательного преобразователя фаз (RPC).
Этот процесс очень дорогой. Это даст наилучшую производительность по сравнению со всеми другими методами. Потому что поворотный фазоинвертор выдает на выходе идеальный трехфазный сигнал. Кроме того, он не используется широко, поскольку стоимость вращающегося преобразователя очень высока.
Схема подключения поворотного преобразователя фаз показана на рисунке ниже.
Похожие сообщения:
- Разница между однофазным и трехфазным асинхронным двигателем
- Разница между однофазным и трехфазным источником питания
- Почему трехфазное питание? Почему не 6, 12 или больше для силовой передачи?
- Если 1-фазное питание 230 В, почему 3-фазное 400 В, а не 690 В?
- Преимущества трехфазной системы по сравнению с однофазной системой
- Значения трехфазного тока в трехфазной системе
- Соединение звездой (Y): значения трехфазной мощности, напряжения и тока
- Соединение треугольником (Δ): 3-фазная мощность, значения напряжения и тока
URL скопирован
Показать полную статью
Связанные статьи
Кнопка «Вернуться к началу»
Подключение трехфазного оборудования
Трехфазная электроэнергия является распространенным методом производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока.
Это тип многофазной системы, который является наиболее распространенным методом, используемым сетями по всему миру для передачи электроэнергии. Он также используется для питания больших двигателей и других тяжелых нагрузок. Трехфазная система, как правило, более экономична, чем другие, поскольку в ней используется меньше материала проводника для передачи электроэнергии, чем в эквивалентных однофазных или двухфазных системах при том же напряжении. Трехфазная система была введена и запатентована Николой Теслой в период с 1887 по 1888 год.0003
В трехфазной системе по трем проводникам протекает три переменных тока (одной и той же частоты), мгновенные пиковые значения которых достигаются в разное время. Принимая за эталон один проводник, два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между фазами обеспечивает постоянную передачу мощности в каждом цикле тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.
Трехфазные системы могут иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, но при этом поддерживает однофазные приборы с более низким напряжением. В ситуациях распределения высокого напряжения обычно не используется нейтральный провод, поскольку нагрузки могут быть просто подключены между фазами (соединение фаза-фаза).
Трехфазный ток обладает свойствами, которые делают его очень желательным в системах электроснабжения:
Фазные токи имеют тенденцию уравновешивать друг друга, суммируясь с нулем в случае линейной сбалансированной нагрузки. Это позволяет исключить или уменьшить размер нейтрального проводника; все фазные проводники пропускают один и тот же ток и поэтому могут быть одинакового размера для сбалансированной нагрузки.
Передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает уменьшить вибрации генератора и двигателя.
Трехфазные системы могут создавать магнитное поле, которое вращается в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей.
Именно по этой причине он так часто используется в коммерческой и промышленной недвижимости. Будь то ваш местный гараж, магазин, фабрика или офисный блок, вы чаще всего найдете 3-фазное питание 415 вольт. При работе с этой системой необходимо соблюдать особую осторожность, так как поражение электрическим током от 415 вольт довольно часто может привести к летальному исходу, тогда как 230/240 вольт, без защиты УЗО, в большинстве случаев просто даст вам жесткий ремень.
Третий — самый низкий фазовый порядок, демонстрирующий все эти свойства.
Три фазы обычно обозначаются цветами, которые различаются в зависимости от страны, но в Великобритании они выглядят следующим образом.
| Великобритания до апреля 2006 г. | |||||
Великобритания с апреля 2006 г.  About the author |