Испытания автоматов током 1,13·In (АВВ, Schneider Electric, IEK, EKF, КЭАЗ, TDM, Elvert)

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

После публикации статьи про сравнение автоматических выключателей iK60N от Schneider Electric и ВА47-29 от IEK мне в комментариях стали поступать предложения сравнить более широкий спектр представленных на рынке автоматов.

В связи с этим я и решил продолжить серию статей про испытания автоматов различных производителей. В итоге мне удалось собрать следующие автоматические выключатели (все представленные экземпляры новые и ранее в эксплуатации не были):

• SH201L (ABB, Германия)
• iC60N (Schneider Electric, Франция)
• iK60N (Schneider Electric, Таиланд)
• Easy9 (Schneider Electric, Индия)
• ВА47-29 (IEK, Россия-Китай)
• ВА47-63 (EKF, Россия-Китай)
• ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ, Россия-Китай)
• ВА47-29 (TDM, Россия-Китай)
• Z406 (Elvert, Россия-Китай)

Вот такой вот получился список участников эксперимента!

К сожалению, это не все имеющиеся производители, но тем не менее большинство из них в нем присутствуют. Хотелось бы к списку еще добавить автоматы Legrand и Hager, но что-то не смог их найти в магазинах своего небольшого городка, видимо они у нас не очень пользуются спросом.

Все перечисленные выше автоматы имеют одинаковый номинальный ток 16 (А), одинаковую время-токовую характеристику С, отвечающую требованиям ГОСТ 50345-2010, и одинаковую отключающую способность величиной 4500 (А), за исключением трех автоматов: iC60N, iK60N и ВМ63-1. Вместо 4500 (А) они обладают отключающей способностью в 6000 (А), но на суть сегодняшнего эксперимента это нисколько не повлияет.

Всего я планирую провести несколько экспериментов с этими автоматами и сегодня, в первой части, я начну с самого, как кажется простого, но тем не менее очень важного параметра, как испытание автоматов током 1,13 от номинального (1,13·In).

Идея эксперимента следующая.

Все перечисленные выше автоматы я установил на некотором расстоянии друг от друга (чуть далее объясню для чего) и подключил между собой последовательно.

Напомню, что у каждого автомата есть такое понятие, как «условный ток нерасцепления» и он всегда равен 1,13 от номинального тока. Так вот при таком токе автоматический выключатель не должен отключаться в течение целого часа (для автоматов с номинальным током ≤ 63А) и в течение двух часов (для автоматов с номинальным током > 63А).

Точку условного нерасцепления (1,13·In) всегда отображают на графике время-токовой характеристики конкретного автомата. Вот, например, график ВТХ автомата ВА47-29 от IEK.

Вот еще для примера, график время-токовой характеристики автомата Z406 от Elvert, где также обозначена точка (1,13·In).

Теперь нам нужно скорректировать номинальный ток наших автоматических выключателей.

Температура в электролаборатории сейчас находится на отметке 22°С, что меньше температуры 30°С, относительно которой отображен график ВТХ, на целых 8°С.

А значит нам необходимо ввести поправочный температурный коэффициент окружающего воздуха Кt, умножив номинальный ток наших автоматов примерно на 1,03 (см. график ниже).

Получается, что наши автоматы с учетом поправочного коэффициента Кt имеют номинальный ток не 16 (А), а 1,03·16 = 16,48 (А).

Помимо этого нам необходимо учесть поправочный коэффициент Кn влияния температуры от рядом установленных автоматов. Но так как автоматы я расположил на некотором расстоянии друг от друга, то данный коэффициент я учитывать не буду, но в конце статьи я о нем еще немного расскажу.

Таким образом, при прохождении через все наши автоматы тока величиной 1,13 от номинального, они не должны сработать в течение целого часа (60 минут). Естественно, что если какой-то из автоматов отключится раньше, то по данному испытанию он будет забракован.

Только учтите, что значение 1,13 от номинального теперь будет составлять не 1,13·16 = 18,08 (А), а 1,13·16,48 = 18,62 (А).

Во время эксперимента с помощью тепловизора я буду периодически контролировать температуру нагрева автоматов при длительном протекании через них тока, чуть больше номинального.

Я думаю, что будет очень интересно узнать информацию по температуре нагрева, ведь автоматы весь свой срок службы могут работать на токах, близких к номинальным. Поэтому при ненадлежащем качестве силового контакта (экономия на применяемых материалах, слабое усилие и уменьшенная площадь контакта), такие автоматы будут греться гораздо сильнее. Да и вообще интересно знать, насколько и как именно происходит отвод и рассеивание тепла у модульных автоматов.

Итак, устраивайтесь по удобнее - эксперимент начинается!

От уже известного Вам, многофункционального устройства РЕТОМ-21, подключил к нашему ряду автоматов источник переменного тока.

Включил все автоматы и навел ток 18,6 (А).

Теперь будем наблюдать за автоматами в течение целого часа. Как я и говорил, периодически я буду измерять температуру их нагрева.

Температура нагрева наших автоматических выключателей через 180 секунд (3 минуты) прогрузки находилась в пределах от 25°С до 42°С.

Спустя 360 секунд (6 минут), температура автоматов немного увеличилась и установилась в пределах от 30°С до 55°С.

Самым горячим автоматом на данный момент испытаний был определен автомат ВА47-29 (TDM), корпус которого нагрелся до 54,8°С.

Спустя 1800 секунд (30 минут) испытаний, ни один автомат не отключился, а температура их нагрева имела следующую картину.

А это температура нагрева автоматов, только с другой стороны.

На данном этапе выделилось уже два автомата: ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ) с максимальной температурой 79,4°С и ВА47-29 (TDM) — с максимальной температурой 85,3°С.

По истечении 3600 секунд (60 минут), ни один из автоматов не отключился. В принципе, можно смело сказать, что все автоматические выключатели соответствуют заявленным время-токовым характеристикам и требованиям ГОСТ 50345-2010, т.е. при токе 1,13 от номинального, в данном случае при токе 18,6 (А), не отключились в течение целого часа.

Но тем не менее, при одном и том же токе автоматы имели разную температуру нагрева.

А вот температура нагрева автоматов, но только с другой стороны.

Результирующая таблица с максимальными зафиксированными температурами нагрева.

По окончанию эксперимента в «лидерах» остались прежние автоматы: ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ) с максимальной температурой нагрева 84°С и ВА47-29 (TDM) — 88,2°С. Остальные автоматы имели температуру в диапазоне от 55°С до 75°С.

Надеюсь, что из всего представленного выше, Вы сделаете соответствующие выводы.

«Нелирическое» отступление

Зачастую многие граждане жалуются, что установленный автомат «не держит» нагрузку, т.е. срабатывает раньше, чем ему положено. Особенно данный феномен приходится наблюдать в жаркую погоду.

Порой данное мнение является ошибочным, т.к. при подобном поведении автомата необходимо точно знать реальный ток в цепи, температуру окружающей среды и количество установленных в ряду автоматов. А это почему-то всегда забывают учитывать! Ведь для этого необходимо знать не только ток нагрузки, но и поправочные температурные коэффициенты.

Кстати, все эти коэффициенты должен предоставлять производитель в своих паспортах и формулярах, правда вот не всегда и у всех производителей данная информация присутствует.

Вот, например, график температурного коэффициента Кt, который показывает зависимость номинального тока автомата от температуры окружающего воздуха. Как видите, коэффициент Kt=1 при температуре 30°С, при которой и отображена его время-токовая характеристика.

А вот график температурного коэффициента Кn, который показывает зависимость номинального тока автомата от количества рядом установленных автоматов в ряду. Ведь температура нагрева автомата влияет на номинальный ток соседних автоматов в ряду. Вот поэтому в своем эксперименте автоматы я установил на некотором расстоянии друг от друга, чтобы не учитывать данный коэффициент.

И не нужно удивляться, если автоматический выключатель с номинальным током 16 (А) не держит нагрузку величиной 16 (А), когда температура в щите находится в пределах 50-60°С, а в ряду установлено с десяток таких автоматов, каждый из которых нагружен под самый номинал. Анализируйте ситуацию и делайте выводы о правильности срабатывания автомата в таком случае.

Сейчас на этом я останавливаться подробно не буду, а лучше напишу об этом отдельную статью. А чтобы не пропустить интересное, то подписывайтесь на рассылку уведомлений о выходе новых статей на сайте «Заметки Электрика» (форма подписки находится в правой колонке сайта).

Естественно, что есть и реальные случаи, когда автомат действительно отключается раньше положенного времени, и естественно, он требует замены.

Перед нашим экспериментом я все же надеялся, что пару-тройку автоматов, особенно китайского производства, все же не дотянут до 60 минут и отключатся раньше, но не тут то было.

После 5800 секунд (чуть больше 1,5 часов) протекания через все автоматы тока 18,6 (А) ни один из них так и не отключился. Ждать больше по времени смысла уже не было, поэтому на этом моменте я остановил свой эксперимент.

В общем это было, так сказать, только начало (первая часть) экспериментов. В следующих частях я проверю этот же ряд автоматов:

• условным током расцепления (1,45·In)
• на измерение их переходного сопротивления автоматов
• на срабатывание теплового расцепителя при токе (2,55·In)
• на срабатывание электромагнитного расцепителя при токах (5·In и 10·In)
• более большими токами, вплоть до 1000 (А), так сказать, проведу им краш-тесты

Процесс испытаний автоматов и измерений температуры их нагрева Вы также можете посмотреть в моем видеоролике:

Дополнение. После выхода данного эксперимента, подписчики и читатели сайта предложили мне провести аналогичные испытания и для других наиболее распространенных производителей. Представляю Вашему вниманию статью про испытания автоматов (АВВ, Legrand, Hager, Eaton, CHINT и DEKraft) током 1,13·In и измерения температуры их нагрева.

P.S. Если у Вас появились вопросы по данному эксперименту, то задавайте их в комментариях. Если у Вас есть предложения о том, как еще можно сравнить между собой данные автоматы, то также пишите об этом в комментариях. Всем спасибо за внимание, до новых встреч. Продолжение следует…