Плавкие вставки CHINT

Плавкие вставки CHINT: технические характеристики, классификация и применение

Плавкие вставки (плавкие предохранители) серии NH (тип ножевого предохранителя) и gG/gL от компании CHINT являются ключевым компонентом для защиты силовых цепей от токов перегрузки и короткого замыкания. Они функционируют как одноразовые аппараты защиты, где при превышении током определенного значения в течение заданного времени плавкий элемент разрушается, разрывая цепь. Продукция CHINT соответствует международным стандартам IEC 60269, DIN VDE 0636 и российским ГОСТ, что обеспечивает ее широкое применение в промышленных распределительных щитах, вводно-распределительных устройствах (ВРУ), главных распределительных щитах (ГРЩ), а также в составе силовых выключателей-разъединителей.

Конструктивные особенности и материалы

Плавкая вставка CHINT представляет собой корпус из высокопрочной керамики, обладающей высокой дугогасящей способностью, термостойкостью и механической прочностью. Внутри корпуса размещен плавкий элемент, выполненный из меди или серебросодержащего сплава с точно рассчитанным поперечным сечением. Для обеспечения временной задержки при перегрузках элемент может иметь участки с оловянными или кадмиевыми наплавками (эффект Меттлака). Концы плавкого элемента соединены с контактными ножами (ламелями), изготовленными из электротехнической меди с надежным серебрением или никелированием для предотвращения окисления и обеспечения минимального переходного сопротивления. Корпус заполнен кварцевым песком определенной гранулометрии, который эффективно гасит электрическую дугу, возникающую при перегорании элемента.

Классификация и типы

Плавкие вставки CHINT классифицируются по нескольким ключевым параметрам:

1. По номинальному напряжению:

• 400V AC – для сетей низкого напряжения до 400 В переменного тока.
• 500V AC – распространенный стандарт для промышленных сетей.
• 690V AC – для сетей повышенного напряжения до 690 В.

2. По номинальному току (I_n):

Диапазон номинальных токов простирается от 2А до 1250А для вставок типа NH. Наиболее востребованы вставки в диапазоне 16А – 630А.

3. По характеристике срабатывания (время-токовая характеристика):

• gG (general use) / gL – вставки общего применения. Обеспечивают защиту кабелей и электродвигателей как от перегрузки, так и от короткого замыкания. Являются наиболее распространенным типом.
• aM – защита цепей управления и силовых полупроводниковых устройств (тиристоров, диодов). Защищают только от короткого замыкания, для перегрузки не предназначены.
• gR, gS – быстродействующие вставки для защиты полупроводников.

4. По размеру (габаритному типоразмеру):

Определяется в зависимости от номинального тока. Основные размеры: 00, 0, 1, 2, 3, 4a, 4b. Каждому размеру соответствует определенный набор держателей (базов).

Таблица 1. Соответствие типоразмера, номинального тока и габаритных параметров (пример для серии NTC)

Типоразмер	Номинальный ток In (А)	Примерная длина L (мм)	Мощность рассеяния (Вт, при In)
00	2 — 160	78	1.5 — 6.5
0	6 — 250	85	2.0 — 9.0
1	80 — 400	130	5.5 — 15.0
2	125 — 630	135	8.5 — 22.0
3	315 — 800	150	15.0 — 30.0
4a/4b	800 — 1250	150-200	25.0 — 40.0

Ключевые технические параметры

• Номинальный ток (I_n): Ток, который вставка может проводить неограниченно долго без срабатывания в заданных условиях.
• Номинальное напряжение (U_n): Максимальное напряжение сети, для работы в которой предназначена вставка.
• Номинальная отключающая способность (I_cn): Максимальный ожидаемый ток короткого замыкания, который вставка способна безопасно отключить. У CHINT достигает 120 кА при 400В, что соответствует требованиям современных сетей.
• Предельный ток отключения (I_cf): Максимальное значение тока, которое может быть отключено без повреждения внешней оболочки.
• Мощность рассеяния: Активная мощность, рассеиваемая вставкой при протекании номинального тока. Важный параметр для теплового расчета сборки.
• Время-токовая характеристика (ВТХ): График зависимости времени срабатывания от силы протекающего тока. Определяет селективность защиты.

Таблица 2. Стандартные значения времён срабатывания для вставок gG/gL (IEC 60269)

Ток испытания	Максимальное время срабатывания (для In > 16А)	Минимальное время несрабатывания (для In > 16А)
1.25 × In	2 часа (для In ≤ 63А) / 4 часа (для In > 63А)	1 час
1.6 × In	15 мин — 1 час (в зависимости от In)	—
2.0 × In	Max 5 мин	—
4.0 × In	Max 0.2 — 5 с	—
8.0 × In	Max 0.1 — 0.4 с	—
10.0 × In	Min 0.01 с, Max 0.2 с	—

Принципы выбора и координации

Выбор плавкой вставки CHINT осуществляется на основе следующих критериев:

1. Номинальное напряжение: U_{n вставки} ≥ U_{n сети}.
2. Номинальный ток: I_{n вставки} ≥ I_р (расчетного тока линии), но должен быть меньше или равен допустимому току защищаемого кабеля (I_доп). Для двигателей учитывается пусковой ток (обычно I_n ≈ (1.6-2.5) × I_{ном двигателя}).
3. Типоразмер и баз: Габарит вставки должен соответствовать держателю (базе).
4. Характеристика срабатывания: Для защиты кабелей и общих цепей – gG/gL; для защиты силовых полупроводников – aM, gR, gS.
5. Отключающая способность: I_cn ≥ I_кз (расчетного тока КЗ в точке установки).
6. Селективность (избирательность): Обеспечивается правильным подбором ВТХ и номинальных токов вставок на разных уровнях системы. Вставка, расположенная ближе к нагрузке, должна сработать раньше, чем вставка на вышестоящем уровне. Для плавких вставок селективность достигается при соотношении номинальных токов не менее 1:1.6.

Монтаж, эксплуатация и контроль

Монтаж плавких вставок производится только на отключенном от напряжения оборудовании. Вставка должна плотно устанавливаться в контактные губки базиса с помощью монтажного ключа, что обеспечивает необходимое контактное давление и отвод тепла. Запрещается устанавливать вставки с видимыми повреждениями корпуса или контактных ножей. В эксплуатации необходимо периодически визуально проверять состояние контактов базиса и вставок на предмет перегрева (потемнение, оплавление). Замена производится только на вставку с идентичными номинальными параметрами и характеристикой. Для индикации срабатывания многие вставки CHINT оснащены механическим индикатором срабатывания (красный флажок) или могут комплектоваться микровыключателями для дистанционной сигнализации.

Преимущества плавких вставок CHINT

• Высокая отключающая способность: Гарантированное безопасное отключение токов КЗ до 120 кА.
• Стабильность время-токовых характеристик: Не зависят от износа механических частей, не требуют обслуживания и калибровки.
• Компактность и высокая плотность монтажа.
• Экономичность: Низкая стоимость по сравнению с электронными расцепителями аналогичного класса.
• Высокая селективность: Легко прогнозируемая ВТХ обеспечивает надежную координацию защит.
• Стойкость к внешним воздействиям: Нечувствительны к температуре окружающей среды, влажности, пыли, вибрации в той же степени, что и электромеханические аппараты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается характеристика gG от gL?

Фактически, это обозначение одной и той же характеристики. Буква «g» означает полный диапазон защиты (перегрузка и короткое замыкание). Буква «G» (General) – по стандарту IEC, а «L» (Leitungsschutz) – по старому немецкому стандарту DIN. В продукции CHINT встречается маркировка gG/gL, что указывает на соответствие обоим стандартам.

Можно ли заменить плавкую вставку на другую с тем же номинальным током, но другого производителя?

Теоретически возможно, если совпадают все параметры: номинальное напряжение, ток, характеристика срабатывания, типоразмер и, что критично, габаритные размеры и форма контактных ножей. Однако для гарантии сохранения заявленных характеристик защиты и селективности рекомендуется использовать вставки одного производителя в рамках одной системы. Разная конструкция плавкого элемента может привести к отличиям в реальной ВТХ.

Как правильно выбрать вставку для асинхронного электродвигателя?

Выбор осуществляется с учетом длительного пускового тока. Номинальный ток вставки gG/gL (I_n.fuse) выбирается исходя из номинального тока двигателя (I_n.mot): I_n.fuse ≈ k × I_n.mot. Коэффициент k зависит от условий пуска: 1.6-2.0 для легкого пуска (вентилятор), 2.0-2.5 для тяжелого пуска (дробилка, компрессор). Обязательна проверка по время-токовой характеристике: кривая пускового тока двигателя должна лежать ниже кривой времён несрабатывания вставки.

Что означают цветовые маркеры на торце вставок CHINT?

Цветовой код указывает на номинальный ток вставки согласно стандарту DIN 43620. Это позволяет быстро визуально идентифицировать ток. Примеры: оранжевый – 16А, серый – 63А, красный – 125А, синий – 400А. Полная таблица цветового кода приведена в каталогах производителя.

Почему после срабатывания вставки необходимо проверить всю силовую цепь?

Срабатывание вставки, особенно на токи короткого замыкания, является следствием серьезного повреждения в защищаемой цепи (пробой изоляции, межвитковое замыкание, механическое разрушение). Перед повторным включением необходимо выявить и устранить причину КЗ или перегрузки. Кроме того, мощная дуга внутри вставки может косвенно указывать на возможные повреждения соседних компонентов или изоляции.

Как обеспечить селективность между плавкой вставкой и автоматическим выключателем?

Координация между вставкой (со стороны питания) и автоматическим выключателем (со стороны нагрузки) возможна. Для этого необходимо, чтобы полное время отключения вставки при любом токе КЗ в зоне ответственности выключателя было больше, чем время отключения выключателя. На практике это проверяется по время-токовым характеристикам (ВТХ) обоих аппаратов, наложенным на один график. Как правило, селективность достигается, если номинальный ток вставки минимум в 2-2.5 раза превышает номинальный ток автоматического выключателя.

Каков срок службы плавкой вставки?

Срок службы неограничен при условии работы в штатном режиме, без срабатываний на перегрузку или КЗ, и в рамках заданных климатических и механических условий. Старение плавкого элемента минимально благодаря использованию стабильных материалов. Однако вставка подлежит немедленной замене после любого срабатывания, даже если визуально целостность корпуса не нарушена.