Millal kaitselüliti rakendub? Simulaator

Kaitselüliti ei lülitu välja samal hetkel, kui vool ületab nimivoolu. Käivita viis stsenaariumi – veekeetjast lühiseni – ja jälgi aeg-vool-graafikul bimetallplaati, elektromagnetit ja kaabli temperatuuri.

Veekeetja B16 kaitselülitiga ahelas, kaabel 2,5 mm². Kas kaitselüliti rakendub?

Sees

Vool: 8,7 A; 0,54 × In
Kaabel: 30 °C; PVC piir 70 °C
Möödunud aeg: 0:00; ×500

Termovabasti (bimetall): Soojenemine rakendumisläveni: 0 %
Magnetvabasti: Standardi vahemik: B16 48⁠–⁠80 A; Näidiskaitselüliti: 64 A

Näidiskaitselüliti
IEC/EN tolerantsiriba
IEC/EN katsepunktid
Nimivool In
ei pruugi rakenduda
Vool

Samad andmed tabelina

Vool, × In	Vool	Mitte varem kui	Mitte hiljem kui	Näidiskaitselüliti
0,5 × In	8 A	≥ 1 h	ei pruugi rakenduda	ei rakendu
0,8 × In	12,8 A	≥ 1 h	ei pruugi rakenduda	ei rakendu
1 × In	16 A	≥ 1 h	ei pruugi rakenduda	ei rakendu
1,13 × In	18,1 A	≥ 1 h	ei pruugi rakenduda	ei rakendu
1,3 × In	20,8 A	6,4 s	ei pruugi rakenduda	ei rakendu
1,45 × In	23,2 A	4,3 s	1 h	1,6 min
1,7 × In	27,2 A	2,7 s	3,3 min	53 s
2 × In	32 A	1,8 s	1,9 min	33 s
2,55 × In	40,8 A	1 s	60 s	18 s
3 × In	48 A	0,7 s	41 s	12 s
4 × In	64 A	5 ms	22 s	10 ms
5 × In	80 A	5 ms	0,1 s	10 ms
7,5 × In	120 A	5 ms	0,1 s	10 ms
10 × In	160 A	5 ms	0,1 s	10 ms
15 × In	240 A	5 ms	0,1 s	10 ms
20 × In	320 A	5 ms	0,1 s	10 ms
25 × In	400 A	5 ms	0,1 s	10 ms

Tulemus

Kaitselüliti:: jääb sisse
Standard – peab vastu pidama:: ≥ 1 h
Kaabli püsitemperatuur:: 38 °C

Vool on nimivoolust tublisti väiksem, seega jääb kaitselüliti sisse nii kauaks, kui veekeetja töötab. Kaabel peaaegu ei soojene.

Proovi ise

Seadmed

Vool, × In8,7 A, 0,54 × In

Tunnusjoon

Nimivool

Kaabli ristlõige

Kaabel ja kaitselüliti: sobivad kokku

Õppemudel. Riba on tõmmatud läbi IEC/EN 60898-1 katsepunktide 30 °C juures; joon nende vahel on interpolatsioon. „Näidiskaitselüliti” on üks tinglik seade: selle soojuslik ajakonstant on hinnatud katseprotokollide põhjal, mitte võetud standardist. Oma kaitselüliti rakendumisaja leiad tootja tunnusjoonelt. Soojas kilbis rakendub kaitselüliti varem: iga 10 °C üle 30 °C vähendab rakendumisvoolu umbes 5 %. Kaabli soojenemist näidatakse ainult suurusjärgu täpsusega: üks ajakonstant, mis on hinnatud soojusisolatsioonis kaablite katsete põhjal, paigaldusviis A1, 30 °C. See ei ole tulekahju prognoos. Lühisvool on arvutatud 20 m pikkusele ahelale tingliku toitevõrgu impedantsiga 0,35 Ω. Tegelik vool sõltub sinu toitevõrgust; elektrik määrab selle rikkesilmuse impedantsi Zs mõõtmisega.

Mis toimub kaitselüliti sees

Bimetallplaat: ülekoormus

Vool soojendab plaati, mis on tehtud kahest erinevalt paisuvast metallist, ja plaat paindub. Mida suurem on ülekoormus, seda kiiremini jõuab plaat lukustini. Väikese ülekoormuse korral võib see võtta minuteid või tunde; juba soe plaat rakendub varem.

Mähis ja südamik: lühis

Suur vool magneetib mähise, mis tõmbab südamiku sisse, ja südamik lööb lukusti millisekunditega lahti. Tunnusjoone täht määrab, millisest voolust see algab: B puhul 3–5 × In, C puhul 5–10 × In, D puhul 10–20 × In.

Kaabel: mida kaitstakse

Kaabel soojeneb järk-järgult ja jahtub samamoodi. PVC-isolatsioon on ette nähtud pidevaks tööks temperatuuril 70 °C. Kaitselüliti peab ahela välja lülitama enne, kui kaabel selle temperatuurini jõuab, seepärast peab nimivool sobima ristlõikega.

Kuidas lugeda aeg-vool-graafikut

Vool kasvab vasakult paremale amprites, aeg alt üles; mõlemad skaalad on logaritmilised. Varjutatud riba näitab, kus standard lubab selle tunnusjoone ja nimivooluga kaitselülitil rakenduda: iga voolu korral on riba alumine serv varaseim lubatud rakendumisaeg ja ülemine serv hiliseim. Pidevjoon on üks näidiskaitselüliti riba sees. Püstjoon tähistab valitud stsenaariumi voolu; punkt tõuseb aja jooksul ja peatub, kui jõuab pidevjooneni. Rõngad tähistavad IEC katsepunkte.

IEC/EN 60898-1 katsepunktid (a–e)

Standard ei määra ühte kindlat tunnusjoont. See kehtestab mõned katsepunktid, mille iga kaitselüliti peab läbima, ja päris seadmete tunnusjooned võivad kulgeda nende vahel kus tahes. Tabelis on iga punkti nõue ja see, kuidas näidiskaitselüliti seda täidab.

Punkt	Vool	Algolek	Nõue	Näidiskaitselüliti B16	Näidiskaitselüliti C16	Näidiskaitselüliti D16
a	1,13 × In	külm	ei tohi rakenduda · ≥ 1 h	ei rakendu	ei rakendu	ei rakendu
b	1,45 × In	soe, kohe pärast punkti a	peab rakenduma · < 1 h	42 s	42 s	42 s
c	2,55 × In	külm	peab rakenduma · 1 s – 1 min	18 s	18 s	18 s
d	B 3 · C 5 · D 10 × In	külm	ei tohi rakenduda · ≥ 0,1 sEN 60898-1 – peab rakenduma hiljemalt: B 45 s · C 15 s · D 4 s	12 s	4,2 s	1 s
e	B 5 · C 10 · D 20 × In	külm	peab rakenduma · < 0,1 s	10 ms	10 ms	10 ms

Punkt b algab kaitselülitiga, mida punkti a vool on juba soojendanud, nagu ka katses endas. Punktis c on lubatud 1–60 s, kui In ≤ 32 A, ja 1–120 s suuremate nimivoolude korral. Punktid d ja e sõltuvad tunnusjoone tähest; punkti d ülemised ajapiirid tulevad standardist EN 60898-1, IEC 60898-1 neid ei sisalda. Ajad kehtivad ümbritseva õhu temperatuuril 30 °C.

Läbiarvutatud stsenaariumid

Simulaatori viis stsenaariumi mudeli arvudega. Kaitse on B16 2,5 mm² vaskkaablil, kui reas pole märgitud teisiti; lühis on 20 m pikkuse ahela lõpus.

Stsenaarium	Kaitse	Koormus	Vool	Kaitselüliti	Kaabel
1. Veekeetja	B16 · 2,5 mm²	Veekeetja	8,7 A · 0,54 × In	jääb sisseStandard – peab vastu pidama: ≥ 1 h	Kaabli püsitemperatuur: 38 °C
2. + küttekeha	B16 · 2,5 mm²	Veekeetja + Küttekeha	17,4 A · 1,09 × In	jääb sisseStandard – peab vastu pidama: ≥ 1 h	Kaabli püsitemperatuur: 62 °C
3. + ahi	B16 · 2,5 mm²	Veekeetja + Küttekeha + Ahi	30,4 A · 1,9 × In	Rakendunud · bimetall · 38 sStandard – peab rakenduma ajavahemikus: 2 s – 2,2 min	Kaabel rakendumise hetkel: 35 °C · Ilma kaitselülitita: > 120 °C
4. Lühis 20 m kaugusel	B16 · 2,5 mm²	Lühis ahela lõpus	310 A · 19,4 × In	Rakendunud · elektromagnet · 10 msStandard – peab rakenduma ajavahemikus: 5 ms – 0,1 s	Kaabli soojenemine: +0,8 °C · Kaabel taluks (alates töötemperatuurist 70 °C): ≈ 0,86 s
5. B16 ja 1,5 mm²	B16 · 1,5 mm²	Veekeetja + Küttekeha	17,4 A · 1,09 × In	jääb sisseStandard – peab vastu pidama: ≥ 1 h	Kaabli püsitemperatuur: 88 °C
Pane B10 ja käivita	B10 · 1,5 mm²	Veekeetja + Küttekeha	17,4 A · 1,74 × In	Rakendunud · bimetall · 49 sStandard – peab rakenduma ajavahemikus: 2,5 s – 3 min	Kaabel rakendumise hetkel: 36 °C · Ilma kaitselülitita: > 80 °C

Arvud pärinevad ülal kirjeldatud õppemudelist, mitte konkreetselt tootelt; oma kaitselüliti tegeliku rakendumisaja leiad tootja tunnusjoonelt. Kaablite lubatud voolud on IEC 60364-5-52 tabeli B.52.2 järgi (paigaldusviis A1, 30 °C); riiklikud tabelid võivad erineda, näiteks Saksamaal on 1,5 mm² kaabli lubatud vool 15,5 A. Talumisaeg on arvutatud teguriga k = 115 IEC 60364-4-43 tabeli 43A järgi, lähtudes töötemperatuurist 70 °C.

Korduma kippuvad küsimused

Miks kaitselüliti ei rakendu, kuigi koormus on üle nimivoolu?

Kaitselülitil on lubatud väikest ülekoormust taluda. Kuni 1,13-kordse nimivoolu juures ei tohi see tunni jooksul rakenduda; 1,13- ja 1,45-kordse nimivoolu vahel võib see rakenduda või mitte ning 1,45-kordse nimivoolu juures peab see rakenduma vähem kui tunniga. Seepärast peab kaitselüliti sobima kaabliga: kaabel peab sama ülekoormuse välja kannatama.

Mille poolest erinevad bimetallplaat ja elektromagnet?

Bimetallplaat reageerib soojusele, seega lülitab see ülekoormuse välja viivitusega, mis voolu kasvades lüheneb. Elektromagnet reageerib voolule endale ja rakendub peaaegu silmapilkselt, kui vool ületab tunnusjoone tähele vastava läve. Tavalises kaitselülitis on mõlemad.

Kas C16 rakendub hiljem kui B16?

Ülekoormusel kehtivad mõlemale samad termilised nõuded, seega on viivitus sarnane. Erinevus on hetkrakendumises: C vajab 3–5 × In asemel 5–10 × In, nii et mõõduka lühise, mille B16 lülitab välja silmapilkselt, võib C16 välja lülitada alles aeglasema termovabasti abil.

Kas simulaator näitab minu kaitselüliti täpset rakendumisaega?

Ei. See on õppemudel: riba järgib IEC katsepunkte ja näidiskaitselüliti on üks usutav seade selle sees. Päris seadmed erinevad tootjati ning sõltuvad temperatuurist ja eelnevast koormusest. Projekteerimisel kasuta tootja tunnusjoont ja lase ahel elektrikul üle kontrollida.

Millal kaitselüliti rakendub? Ülekoormuse ja lühise simulaator

Tulemus

Mis toimub kaitselüliti sees

Bimetallplaat: ülekoormus

Mähis ja südamik: lühis

Kaabel: mida kaitstakse

Kuidas lugeda aeg-vool-graafikut

IEC/EN 60898-1 katsepunktid (a–e)

Läbiarvutatud stsenaariumid

Korduma kippuvad küsimused

Allikad ja lisateave

Millal kaitselüliti rakendub? Ülekoormuse ja lühise simulaator

Millal kaitselüliti rakendub? Proovi ise

Tulemus

Mis toimub kaitselüliti sees

Bimetallplaat: ülekoormus

Mähis ja südamik: lühis

Kaabel: mida kaitstakse

Kuidas lugeda aeg-vool-graafikut

IEC/EN 60898-1 katsepunktid (a–e)

Läbiarvutatud stsenaariumid

Korduma kippuvad küsimused

Allikad ja lisateave