Стандартная время-токовая зона автоматического выключателя («standard time-current zone») — это время-токовая зона, в которой должны находиться время-токовые характеристики автоматических выключателей (определение на основе [1]).
Применительно к автоматическому выключателю термин «время-токовая зона» можно определить так: зона между двумя время-токовыми характеристиками, установленная для предписанных условий использования.
Условный вид время-токовой зоны представлен на рис. 1.
На рисунке 1 показано:
IIT − ток мгновенного расцепления автоматического выключателя.
Параметры стандартных время-токовых зон
Стандартная время-токовая зона автоматического выключателя представляет собой время-токовую зону, в которой должны находиться время-токовые характеристики всех качественных автоматических выключателей. Основные параметры стандартных время-токовых зон представлены в таблицах 7, которые в стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 названы «Время-токовые характеристики оперирования» («Time-current operating characteristics»), а в ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011 – «Время-токовые рабочие характеристики».
Поскольку указанные таблицы задают параметры соответственно 12 и 8 стандартных время-токовых зон для автоматических выключателей, их следовало назвать иначе − «Параметры стандартных время-токовых зон».
Ниже приведены фрагменты таблиц, заимствованные из ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2] и ГОСТ IEC 60898‑2-2011 [3].
| Таблица 1. Параметры стандартных время-токовых зон автоматических выключателей бытового или аналогичного назначения (по ГОСТ IEC 60898-1-2020) | |||||
| Испытание | Тип мгновенного расцепления1 | Испытательный ток | Начальное состояние | Пределы времени расцепления или нерасцепления 2 | Требуемый результат |
| а | B, C, D | 1,13 In | Холодное3 | t ≤ 1 ч (In ≤ 63 А) | Без расцепления |
| t ≤ 2 ч (In > 63 А | |||||
| b | B, C, D | 1,45 In | Сразу за «а»4 | t < 1 ч (In ≤ 63 А) | Расцепление |
| t < 2 ч (In > 63 А) | |||||
| c | B, C, D | 2,55 In | Холодное | 1 с < t < 60 с (In ≤ 32 А)5 | Расцепление |
| 1 с < t < 120 с (In > 32 А) | |||||
| d | B | 3 In | Холодное | t ≤ 0,1 с | Без расцепления |
| C | 5 In | ||||
| D | 10 In | ||||
| e | B | 5 In | Холодное | t < 0,1 с | Расцепление |
| C | 10 In | ||||
| D | 20 In | ||||
| 1 В головках таблицы 7 стандарта МЭК 60898-1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 записано иное: «Тип» («Type»). Однако в текстах обоих стандартов отсутствуют какие-либо разъяснения того, что следует понимать под этой характеристикой. Буквами «B», «C» и «D» и в международном, и в национальном стандартах обозначены типы мгновенного расцепления автоматических выключателей. | |||||
| 2 В отличие от стандарта МЭК 60898-1 в головке таблицы 7 ГОСТ IEC 60898-1-2020 указано: «Время расцепления или нерасцепления». Однако в колонке таблицы заданы пределы времени. | |||||
| 3 Испытания при «холодном» начальном состоянии автоматического выключателя выполняют при контрольной температуре калибровки без предварительного пропускания электрического тока через его главную цепь. | |||||
| 4 В стандарте МЭК 60898-1 здесь указано: сразу после испытания «a». В ГОСТ IEC 60898-1-2020 допущена ошибка, поскольку буква «a» оформлена как сноска a), разъясняющая холодное начальное состояние автоматического выключателя. | |||||
| 5 5 В ГОСТ IEC 60898-1-2020 допущена ошибка, поскольку диапазон номинальных токов задан неправильно: In < 32 А. Таким образом, оказались «потерянными» автоматические выключатели, имеющие номинальный ток 32 А. | |||||
| Таблица 2. Параметры стандартных время-токовых зон универсальных автоматических выключателей (по ГОСТ IEC 60898‑2-2011) | ||||||
| Испытание | Тип мгновенного расцепления1 | Испытательный ток | Начальное состояние | Пределы времени расцепления или нерасцепления | Требуемый результат | |
| пер. | пост. | |||||
| а | B, C | 1,13 In | 1,13 In | Холодное | t ≥ 1 ч (In ≤ 63 А)2 | Без расцепления |
| t ≥ 2 ч (In > 63 А) | ||||||
| b | B, C | 1,45 In | 1,45 In | Сразу за «а» | t < 1 ч (In ≤ 63 А) | Расцепление |
| t < 2 ч (In > 63 А) | ||||||
| c | B, C | 2,55 In | 2,55 In | Холодное | 1 с < t < 60 с (In ≤ 32 А)3 | Расцепление |
| 1 с < t < 120 с (In > 32 А) | ||||||
| d | B | 3 In | 4 In | Холодное | 0,1 с < t < 45 с (In ≤32 А)4 0,1 с < t < 90 с (In > 32 А) |
Расцепление |
| C | 5 In | 7 In5 | 0,1 с < t < 15 с (In ≤ 32 А)6 0,1 с < t < 30 с (In > 32 А) |
|||
| e | B | 5 In | 7 In | Холодное | t < 0,1 с | Расцепление |
| C | 10 In | 15 In | ||||
| 1 В головке таблицы 7 ГОСТ IEC 60898-2-2011 записано иное: «Тип защитной характеристики», а стандарта МЭК 60898-2 – «Тип» («Type»). Однако в текстах обоих стандартов отсутствуют какие-либо разъяснения того, что следует понимать под этими характеристиками. Буквами «B» и «C» и в международном, и в межгосударственном стандартах обозначены типы мгновенного расцепления автоматических выключателей. | ||||||
| 2 Для испытаний «a» и «b» в ГОСТ IEC 60898-2-2011 неправильно указан диапазон номинальных токов: In < 63 А. Таким образом, оказались «потерянными» автоматические выключатели, имеющие номинальный ток 63 А. Кроме того, диапазон времени для испытания «a» в ГОСТ IEC 60898‑2-2011 указан иначе, чем в стандартах МЭК 60898-2 и МЭК 60898-2:2003: t > 1 ч. | ||||||
| 3 В ГОСТ IEC 60898-2-2011 допущена ошибка, поскольку диапазон номинальных токов задан неправильно: In < 32 А. Таким образом, оказались «потерянными» автоматические выключатели, имеющие номинальный ток 32 А. | ||||||
| 4 В ГОСТ IEC 60898-2-2011 указано неправильно: In < 32 А. | ||||||
| 5 В таблице 7 ГОСТ IEC 60898-2-2011 испытательный ток, равный 7 In, ошибочно указан для автоматических выключателей с типом мгновенного расцепления B. Для автоматических выключателей с типом мгновенного расцепления С постоянный испытательный ток не указан. | ||||||
| 6 В ГОСТ IEC 60898-2-2011 указано неправильно: In < 32 А. | ||||||
Для стандартной время-токовой зоны автоматического выключателя установлены следующие условные параметры, используемые при испытаниях «a» и «b»:
- условное время, равное 1 ч для автоматических выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч – с номинальным током свыше 63 А;
- условный ток нерасцепления Int – электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить условное время без расцепления: Int = 1,13 In;
- условный ток расцепления It – электрический ток, вызывающий расцепление автоматического выключателя в пределах условного времени: It = 1,45 In.
Приведенные параметры стандартных время-токовых зон действительны для автоматических выключателей, оперирующих при контрольной температуре калибровки, равной 30 °С, в специальных условиях, которые, в частности, предусматривают последовательное соединение полюсов автоматических выключателей.
Однако проверку характеристики расцепления автоматического выключателя можно проводить при температуре окружающего воздуха, которая отлична от 30°С, корректируя соответствующим образом испытательные токи. При этом увеличение или уменьшение испытательных токов (против нормативных токов, указанных в таблицах) не должно превышать 1,2% на 1°С соответственно уменьшения или увеличения температуры, при которой выполняют проверку, относительно контрольной температуры калибровки, равной 30°С.
Изменение температуры окружающего воздуха сказывается на характеристике расцепления автоматического выключателя. Однако, как указано в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020, изменение температуры окружающего воздуха от – 5 до + 40°С не должно сопровождаться существенным ее изменением.
Параметры стандартной время-токовой зоны установлены для условий протекания испытательного тока через все полюсы многополюсного автоматического выключателя. Поэтому характеристика расцепления многополюсного автоматического выключателя изменяется, если электрический ток в его главной цепи протекает только через один защищенный полюс.
Требованиями стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2] и ГОСТ IEC 60898-2-2011 [3] установлены следующие пределы изменения характеристик расцепления:
- двухполюсный автоматический выключатель с двумя защищенными полюсами должен расцепиться в пределах условного времени при протекании через один его полюс электрического тока, равного 1,1 условного тока расцепления (начиная от холодного состояния);
- трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны расцепиться в течение условного времени при протекании через один защищенный полюс электрического тока, равного 1,2 условного тока расцепления.
На характеристику расцепления автоматического выключателя также могут влиять условия монтажа. Например, размещение нескольких автоматических выключателей в одной оболочке (корпусе распределительного устройства) приводит к незначительному изменению их характеристик расцепления, обусловленному тем, что температура воздуха внутри оболочки повышается.
Стандартная время-токовая зона автоматического выключателя в области сверхтоков, которые равны или меньше нижней границы диапазона токов мгновенного расцепления, незначительно изменяется в зависимости от конкретного типа мгновенного расцепления. В области сверхтоков, превышающих нижнюю границу диапазона токов мгновенного расцепления, стандартная время-токовая зона автоматического выключателя существенно зависит от типа мгновенного расцепления.
Особенности
Харечко Ю.В. в своей книге [1] заостряет внимание на некоторых логических ошибках (особенностях), имеющихся в таблицах 1 и 2:
« Параметры стандартной время-токовой зоны автоматического выключателя, представленные в табл. 1, имеют логические ошибки для испытания «d», а в табл. 2 – для испытания «а». Действительно, если следовать логической связи между временем расцепления и результатом автоматического оперирования, то, с одной стороны, универсальные автоматические выключатели при испытании «а» не должны срабатывать в течение любого времени, превышающего условное время, равное одному или двум часам.
При испытании «d» автоматические выключатели не должны размыкаться в течение промежутка времени до 0,1 с, а для бóльших промежутков времени их оперирование не нормировано, т. е. можно предположить, что при указанных в табл. 1 испытательных токах автоматические выключатели могут не размыкаться в течение суток, недели, месяца, года. Нельзя признать допустимым подобное «быстродействие» автоматического выключателя для испытания «d», когда через его главную цепь протекает, например, десятикратный номинальный ток.
С другой стороны, при испытании «a», указанные в табл. 2 параметры стандартной время-токовой зоны «допускают» срабатывание универсальных автоматических выключателей за промежуток времени, меньший условного времени. Иными словами, автоматический выключатель может разомкнуть свои главные контакты мгновенно. Такое быстродействие универсального автоматического выключателя при испытании «а» вряд ли допустимо. »
В то же время, из требований к проведению проверки время-токовой характеристики автоматического выключателя, которые представлены в подразделах 9.10 «Проверка характеристики расцепления» стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], следует иная интерпретация стандартной время-токовой зоны (в отличие от представленной в табл. 2). Рассмотрим указанные требования более подробно1.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книге [1]. Эти требования, изложенные только в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020, применяют при испытаниях универсальных автоматических выключателей.
Пропускание условного тока нерасцепления Int, равного 1,13 In, через все полюсы автоматического выключателя, находящегося в холодном начальном состоянии, в течение условного времени не должно приводить к его расцеплению. По завершении этой проверки в течение 5 с электрический ток через автоматический выключатель плавно увеличивают до условного тока расцепления It, равного 1,45 In. При указанном испытательном токе автоматический выключатель должен расцепиться в течение условного времени.
Иными словами, при пропускании через главную цепь автоматического выключателя электрического тока, равного 1,13 In, не должно происходить его расцепления в течение одного или двух часов, т. е. в таблицах 7 стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011 и соответствующей ей табл. 2 для результата испытания «а» «без расцепления» время нерасцепления должно быть задано следующим образом: t ≤ 1 ч (при In ≤ 63 А) и t ≤ 2 ч (при In > 63 А). Именно так указано время нерасцепления в аналогичных таблицах 7 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2].
Информация, приведенная в табл. 1 и табл. 2 для испытания «b», соответствует требованиям, изложенным в подразделах 9.10 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020.
При пропускании электрического тока, равного 2,55 In, через все полюсы автоматического выключателя, начиная от холодного состояния, он должен расцепиться в течение промежутка времени не менее 1 с и не более 60 с при номинальном токе автоматического выключателя до 32 А включительно или 120 с при номинальном токе свыше 32 А. Представленные требования в подразделах 9.10 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 также хорошо согласуются с данными рассматриваемых таблиц для испытания «с».
Если, начиная от холодного состояния, через все полюсы автоматического выключателя пропускают электрический ток, равный 3 In, 5 In и 10 In соответственно для типов мгновенного расцепления B, C и D, то расцепление автоматического выключателя должно происходить за время не менее 0,1 с. При пропускании через все полюсы автоматического выключателя, начиная от холодного состояния, электрического тока, равного 5 In, 10 In и 20 In (соответственно для типов мгновенного расцепления B, C и D), он должен расцепиться за время менее 0,1 с.
Результатом испытания «d» в таблицах 7 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 (табл. 1) должно быть указано «расцепление», так как при появлении электрических токов в главных цепях автоматических выключателей, равных 3 In, 5 In и 10 In, должно происходить их расцепление за время более 0,1 с. Однако здесь следует указать не только минимальное, но и максимальное время, в течение которого автоматические выключатели должны сработать. Максимальное время определяется граничными значениями стандартной время-токовой зоны расцепителя сверхтока с обратно-зависимой выдержкой времени, параметры которой представлены в анализируемой таблице для испытаний «b» и «c».
Иными словами, в таблицах 7 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 для испытания «d» следует указать как минимальное, так и максимальное время расцепления для автоматических выключателей с типом мгновенного расцепления B, C и D при испытательных токах, соответственно равных 3 In, 5 In и 10 In. Минимальное время соответствует времени мгновенного расцепления. Максимальное время соответствует времени расцепления, определяемому по верхнему пределу стандартной время-токовой зоны расцепителя сверхтока с обратно-зависимой выдержкой времени. Интервал времени расцепления для испытания «d» должен ограничиваться с двух сторон: 0,1 с < t < ХХ с так же, как это сделано в стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011 для испытания «d».
Высказанное предложение подтверждает информация, содержащаяся в изменениях, внесенных в 1996 г. в стандарт EN 60898, который в основном соответствовал стандарту МЭК 60898:1995. Эти изменения уточнили временные параметры стандартных время-токовых зон автоматических выключателей для испытания «d» (табл. 3), а также скорректировали методику проверки время-токовых характеристик автоматических выключателей при испытательных токах, равных 3 In, 5 In и 10 In.
Условный вид стандартной время-токовой зоны представлен на рис. 2.
На рисунке 2 обозначено:
IIT − ток мгновенного расцепления автоматического выключателя.
Проверку время-токовой характеристики автоматического выключателя следует производить в строгом соответствии с требованиями, изложенными в подразделах 9.10 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011. Любые отступления от указанных норм при испытании автоматического выключателя неминуемо влекут за собой некорректные результаты, основываясь на которых нельзя сделать вывод о его пригодности к использованию в проверяемой электроустановке здания или в другой низковольтной электроустановке.
Список использованной литературы
- Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 5// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2017. – № 2. – 160 c
- ГОСТ IEC 60898-1-2020
- ГОСТ IEC 60898-2-2011