Расцепители КЭАЗ: устройство, типы, технические характеристики и применение

Расцепители, производимые Курским электроаппаратным заводом (КЭАЗ), представляют собой ключевые компоненты автоматических выключателей, обеспечивающие их защитные функции. Эти устройства предназначены для автоматического размыкания силовых контактов выключателя при возникновении аномальных режимов в электрической цепи: сверхтоков короткого замыкания, перегрузок, а также в ряде случаев – при снижении напряжения. Конструктивно расцепители КЭАЗ делятся на электромагнитные (мгновенного действия) и тепловые (с выдержкой времени), а также комбинированные (тепломагнитные). Современная линейка включает в себя электронные расцепители и блоки защиты, устанавливаемые на автоматические выключатели ВА, АВМ и другие серии.

Принцип действия и конструктивные особенности

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух металлов с разным коэффициентом теплового расширения. При протекании тока перегрузки пластина нагревается, изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления (МСР) выключателя. Время срабатывания зависит от величины перегрузки: чем выше ток, тем быстрее изгибается пластина. После остывания и устранения причины перегрузки выключатель готов к повторному включению.

Электромагнитный расцепитель (отсечка) представляет собой соленоид с подвижным сердечником. При достижении тока короткого замыкания (значительно превышающего номинальный) магнитный поток в катушке возрастает настолько, что сердечник втягивается и мгновенно ударяет по рычагу МСР, обеспечивая отключение за доли секунды. Порог срабатывания, как правило, нерегулируемый и кратен номинальному току выключателя (например, 3-5In для характеристики «C», 10-14In для «D»).

Электронный расцепитель (например, БЭЗК, БЭРК) – это сложное микропроцессорное устройство, измеряющее ток в цепи, анализирующее его параметры и выдающее команду на отключение через исполнительный элемент (электромагнит). Он обеспечивает высокую точность, широкий диапазон регулировок уставок и дополнительных функций: программирование времятоковых характеристик, сигнализация, мониторинг, связь по цифровым интерфейсам.

Типы расцепителей КЭАЗ и их применение

Завод КЭАЗ производит широкий спектр расцепителей, как встроенных в выключатели, так и независимых, устанавливаемых дополнительно.

• Тепломагнитные расцепители (встроенные). Базовая защита для выключателей серий ВА 47-29, ВА 47-100, OptiDin DPN, ВМ63 и др. Имеют фиксированные характеристики (B, C, D, K, Z).
• Электронные расцепители и блоки защиты. Применяются в выключателях ВА 55-41, ВА 55-43, АВМ, а также могут модернизировать старые модели (АВМ, ВА 55-39). Примеры: БЭРК-51, БЭЗК-51, БЭРК-50М, БЭЗК-50М.
• Расцепители минимального и нулевого напряжения (РН, РНН). Устройства, отключающие выключатель при снижении напряжения в сети ниже допустимого уровня (обычно 0.7-0.35 Uн).
• Независимые расцепители (РН). Устройства для дистанционного отключения автоматического выключателя путем подачи импульса напряжения на их клеммы.
• Расцепители пониженного напряжения (РНВ). Конструктивно совмещают функции независимого расцепителя и расцепителя минимального напряжения.

Технические характеристики электронных расцепителей (на примере БЭРК-51, БЭЗК-51)

Электронные блоки обеспечивают три основные защиты: от перегрузки (L), от короткого замыкания (I), и от токов утечки на землю (G).

Таблица 1. Диапазоны регулировок уставок электронных расцепителей КЭАЗ

Функция защиты	Обозначение уставки	Диапазон регулировки	Пояснение
Перегрузка (с выдержкой времени)	Ir (Iр)	(0.4-1.0) x In	Уставка по номинальному току выключателя. Определяет ток, выше которого начнется отсчет времени до отключения.
Короткое замыкание (с выдержкой времени)	Isd (Iсз)	(1.5-10) x Ir	Уставка срабатывания отсечки с выдержкой времени (кратковременная задержка).
Мгновенное КЗ (без выдержки)	Ii (Iмгн)	(2-14) x In или фикс. значения	Уставка для мгновенного отключения при очень высоких токах КЗ.
Защита от замыканий на землю	Ig (Iз)	(0.2-0.8) x In или (20-1200) А	Уставка по току утечки. Может иметь выдержку времени (tg).

Таблица 2. Времятоковые характеристики (зависимость времени отключения от тока)

Тип защиты	Кратность тока	Время срабатывания (типовое)	Кривая (по МЭК)
Перегрузка (L)	1.05 x Ir	Не отключает > 2 ч	L (обратнозависимая)
Перегрузка (L)	1.3 x Ir	Отключает < 1 ч	L (обратнозависимая)
Короткое замыкание (S)	Уставка Isd	0.1 – 0.4 с (регулируемое)	С постоянной выдержкой
Мгновенное КЗ (I)	Уставка Ii	0.02 – 0.05 с	Мгновенное

Модернизация выключателей с помощью блоков БЭЗК/БЭРК

Одним из ключевых преимуществ продукции КЭАЗ является возможность модернизации устаревших, но физически исправных выключателей (например, серий АВМ, ВА 55-39) путем установки современных электронных блоков БЭЗК или БЭРК. Это позволяет:

• Заменить громоздкие и устаревшие максимальные расцепители тока (РТМ, РТЛ) и блоки защиты от ОЗЗ (БЗОК).
• Получить точные и регулируемые защиты вместо фиксированных характеристик.
• Внедрить функцию защиты от замыканий на землю (БЭЗК).
• Обеспечить селективность с нижестоящей защитой за счет регулировки выдержек времени.
• Продлить срок службы существующего распределительного оборудования без его полной замены.

Процесс модернизации включает демонтаж старых расцепителей, установку нового блока на штатное место, подключение силовых трансформаторов тока (встроенных в выключатель) и цепей управления, настройку уставок.

Селективность и координация защит

Применение электронных расцепителей КЭАЗ с регулируемыми времятоковыми характеристиками позволяет построить селективную (избирательную) схему защиты. Принцип основан на том, что выключатель, расположенный ближе к источнику питания, должен иметь уставки по току и времени срабатывания больше, чем у выключателя, расположенного ближе к защищаемому объекту. Это обеспечивает отключение только аварийного участка, сохраняя работоспособность остальной сети. Электронные блоки поддерживают несколько типов времятоковых характеристик (L, S, I, G) с независимой настройкой, что позволяет реализовать как временную, так и токовую и даже энергетическую селективность.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие блоков БЭЗК и БЭРК?

Блок БЭЗК (Блок Электронный Защиты Комбинированный) включает в себя, помимо защит от перегрузки и короткого замыкания, дополнительную функцию защиты от замыканий на землю (G). Блок БЭРК (Блок Электронный Расцепителя Комбинированный) обеспечивает только защиты L, S, I (перегрузка, короткое замыкание с выдержкой и мгновенное). Выбор зависит от требований к защите от токов утечки на землю в конкретной сети.

Можно ли отрегулировать тепловой расцепитель на выключателе ВА47-29?

Нет, в модульных выключателях серии ВА47-29 и им подобных тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) имеет нерегулируемую характеристику. Его калибровка производится на заводе-изготовителе. Номинальный ток и характеристика срабатывания (B, C, D) определяются при покупке выключателя и не подлежат изменению в эксплуатации.

Как проверить исправность расцепителя?

Полноценная проверка характеристик срабатывания требует использования специальных испытательных установок (типа «Сатурн-М» или аналоги). В условиях эксплуатации возможна лишь проверка механической части и работоспособности при КЗ:

• Визуальный осмотр на отсутствие повреждений, подгаров.
• Проверка свободного хода механизма.
• Оперативное включение/отключение вручную.
• Проверка срабатывания при нажатии на кнопку «Тест» (для блоков с УЗО-функцией или электронных расцепителей с функцией самотестирования).
• Проверка срабатывания от независимого расцепителя подачей напряжения.
• Точная проверка времятоковой характеристики проводится только в лабораторных условиях с подачей нормированного тока.

Что делать, если выключатель отключается без видимой нагрузки?

Возможные причины и действия:

• Неисправность самого расцепителя: деформация биметалла, залипание механизма. Требуется замена выключателя или расцепительного блока.
• Скрытая перегрузка: необходимо провести замеры реального тока в фазах.
• Высокий пусковой ток исправного оборудования: возможно, выбран выключатель с характеристикой «C», а требуется «D».
• Повреждение изоляции и утечка тока на землю: если установлен БЭЗК или УЗО, это может быть причиной. Требуется проверка изоляции кабельных линий.
• Неправильная настройка уставок электронного блока: проверить и скорректировать настройки Ir, Isd, Ii, Ig.

Как выбрать между тепломагнитным и электронным расцепителем?

Выбор определяется требованиями к объекту и бюджетом:

• Тепломагнитный расцепитель: применяется в конечных распределительных щитах, для защиты групповых линий, двигателей небольшой мощности. Преимущества: низкая стоимость, надежность, не требует внешнего питания. Недостатки: фиксированные характеристики, меньшая точность, чувствительность к температуре окружающей среды, невозможность реализации сложной селективности.
• Электронный расцепитель: применяется на вводах, магистральных линиях, для защиты важных потребителей и двигателей. Преимущества: высокая точность, регулируемые уставки и выдержки времени, нечувствительность к температуре среды, дополнительные функции (мониторинг, журнал событий, связь). Недостаток: более высокая стоимость и, как правило, необходимость внешнего питания для цепи управления.

Совместимы ли расцепители КЭАЗ с выключателями других производителей?

Как правило, нет. Механические и электрические интерфейсы расцепителей (особенно встраиваемых и блоков для модернизации) строго привязаны к конкретным сериям выключателей КЭАЗ (ВА55, АВМ, ВМ63 и др.). Установка расцепителя КЭАЗ на выключатель другого производителя (ABB, Schneider Electric, IEK) невозможна. Вопросы совместимости всегда необходимо уточнять в технической документации или у официальных представителей завода.