Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
Эксперименты с нашими автоматами продолжаются и сегодня на очереди измерение их переходного сопротивления, с дальнейшим расчетом падения напряжения и мощности рассеивания на полюсе.
Напомню, что в прошлый раз я проверял автоматы током 1,13 от номинального с измерением температуры их нагрева (часть 1 и часть 2). А в этот раз решил измерить переходное сопротивление постоянному току всех участников эксперимента и сравнить их значения между собой.
В принципе, уже по температуре нагрева автоматов из предыдущих экспериментов становится понятно, что разница между ними есть, и причем, по сравнению с некоторыми экземплярами, существенная.
Помимо сравнения переходного сопротивления автоматов между собой, измеренные данные, я надеюсь, что пригодятся и проектировщикам для более точного расчета токов короткого замыкания и определения полного сопротивления петли фаза-ноль в электроустановках до 1000 (В), ведь в расчетах необходимо учитывать величину переходного сопротивления коммутационных аппаратов и прочих соединений, а в справочниках и ГОСТах такой информации практически нет.
Вот например, в ГОСТе 28249-93 имеется Таблица 21, где указаны усредненные значения активного и реактивного сопротивлений автоматов серий ВА, А3700 (рекомендую ознакомиться с моей статьей про испытания автомата А3712, при котором обнаружился заводской брак) и «Электрон». Как видите, в таблице указаны значения для автоматов только с номинальным током 50 (А) и выше.
В последнее время производители все же размещают информацию по внутреннему сопротивлению модульных автоматов, а также мощности их рассеивания, но к сожалению, далеко не все.
Но я постараюсь восполнить этот пробел. Итак, поехали.
Сразу хотелось бы уточнить, что в измеренное значение сопротивления автомата будет входить:
- сопротивление контактов между клеммами и соединительными проводами прибора
- сопротивление верхней и нижней клемм автомата
- сопротивление силового контакта автомата (подвижный с неподвижным)
- сопротивление катушки электромагнитного расцепителя
- сопротивление биметаллической пластины теплового расцепителя
- сопротивление гибких проводников
- сопротивление прочих токоведущих частей
В итоге, мы получим активное сопротивление постоянному току всех наших модульных автоматов.
Я конечно понимаю, что измерять переходное сопротивление автоматов необходимо при температуре 60°С, 70°С или даже 80°С, т.е. имитируя его нагрев как при номинальном токе, но не всегда ток в цепи может быть номинальным. Некоторые автоматы практически весь свой срок эксплуатации могут работать при токах гораздо меньше номинальных.
Поэтому я решил измерить значения переходного сопротивления автоматов в холодном состоянии, т.е. при температуре окружающего воздуха 25°С, а в дальнейшем эти значения можно в любое время привести непосредственно к другим температурам нагрева.
Производить замеры я буду с помощью микроомметра MMR-600 (про него я неоднократно рассказывал в своих статьях, например, в статье про испытание силовых трансформаторов).
Вот весь перечень испытуемых автоматов:
- 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)
- S201 (ABB, Германия)
- S201M (ABB, Германия)
- Тх3 (Legrand, Польша)
- МУ116 (Hager, Франция)
- PL4 (Eaton, Сербия)
- DZ47-60 (CHINT, Китай)
- ВА-101 (DEKraft, Китай)
1. SH201L (ABB)
Чтобы подключить щупы прибора MMR-600 к автоматам, необходимо сделать от них небольшие короткие выводы. В итоге я подключил к автомату с обоих сторон одинаковой длины соединительные провода, к которым уже подключил щупы от прибора. Если у щупов сила зажима постоянно-одинаковая, то у подключаемых проводов к автоматам усилие будет зависеть от силы затяжки их винтового зажима. Скажу сразу, что я буду стараться затягивать провода в автоматах с одинаковым усилием, практически до упора.
Всего я буду производить два измерения по следующему алгоритму: включаю автомат — произвожу измерение переходного сопротивления — отключаю автомат — включаю автомат — произвожу второе измерение.
Как видите, переходное сопротивление модульного автомата SH201L (ABB) составляет 9,37 (мОм).
При втором измерении переходное сопротивление этого же автомата составило 9,52 (мОм).
В итоге я получил два значения переходного сопротивления, максимальное из которых я занесу в общую результирующую таблицу.
У остальных автоматов я буду размещать фотографию только с максимальным измеренным значением.
2. iC60N (Schneider Electric)
Переходное сопротивление автомата iC60N составило 7,01 (мОм).
3. iK60N (Schneider Electric)
Переходное сопротивление автомата iK60N составило 8,24 (мОм).
Кстати, у меня на сайте имеется статья, где я производил сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK) по времени срабатывания при разных токах, в том числе производил измерение их переходного сопротивления до и после испытаний. Так вот у автомата iK60N сопротивление до испытаний составляло 8,44 (мОм), а после — 10,04 (мОм).
Наш автомат проверку теплового и электромагнитного расцепителей еще не проходил, и как видите, его значение 8,24 (мОм) соизмеримо со значением 8,44 (мОм), что говорит о постоянстве характеристик данной серии автоматов и правильности проведенных измерений.
4. Easy9 (Schneider Electric)
5. ВА47-29 (IEK)
Опять же вернусь к той статье про сравнение автоматов iK60N (Schneider Electric) и ВА47-29 (IEK), о которой говорил чуть выше. Как видите, наше измеренное значение 6,69 (мОм) соизмеримо со значением 6,28 (мОм), что опять таки подтверждает стабильность измеренных параметров данной серии автоматов и применяемого прибора MMR-600.
6. ВА47-63 (EKF)
У данного автомата я заметил некоторый разбег измеренных значений. Вот смотрите, при первом замере сопротивление составило 8,7 (мОм), при втором — 6,58 (мОм), при третьем — 7,48 (мОм), при четвертом — 6,08 (мОм) и т.д. Каждый раз значение изменялось в пределах 1-2 (мОм).
7. ВМ63-1 KEAZ OptiDin (КЭАЗ)
Напомню, что данный автомат был в «лидерах» по нагреву в первой части экспериментов, не считая TDM, и нагрелся аж до 84°С.
Переходное сопротивление автомата ВМ63-1 составило 10,9 (мОм).
8. ВА47-29 (TDM)
А вот к этому автомату нужно присмотреться получше, т.к. среди двух экспериментов он был признан явным «лидером» и нагрелся до температуры 88°C (местами до 90°С).
При первом измерении переходное сопротивление у автомата ВА47-29 (TDM) составило 49,7 (мОм), при втором — 110,9 (мОм), при третьем — 47,4 (мОм), при четвертом 135,1 (мОм), при пятом — 118,2 (мОм) и т.д. Каждый раз в значительных пределах изменялось измеряемое значение. В итоге можно смело зафиксировать его максимальное значение 135,1 (мОм).
9. Z406 (Elvert)
10. S201 (ABB)
11. S201M (ABB)
Кстати, в паспорте для автоматов S201 и S201М указано, что их переходное сопротивление находится в пределах 7-8 (мОм), что вполне подтверждается нашими измерениями.
12. Тх3 (Legrand)
13. МУ116 (Hager)
По аналогии с автоматом ВА47-63 (EKF), у данного автомата имеется разбег измеренных значений в пределах 1-2 (мОм). При первом измерении сопротивление составило 8,62 (мОм), при втором — 9,17 (мОм), при третьем — 9,63 (мОм), при четвертом — 11,02 (мОм), при пятом — 10,77 (мОм) и т.д.
14. PL4 (Eaton)
15. DZ47-60 (CHINT)
Напомню, что этот автомат тоже был в «лидерах» по нагреву, но только уже во второй части экспериментов, и нагрелся до температуры 85,1°С.
Но при всем при этом его переходное сопротивление составило не более 6,96 (мОм).
16. ВА-101 (DEKraft)
Под итожим.
Измеренное сопротивление у всех автоматов имеет практически одинаковое значение и находится в пределах от 6 до 10 (мОм), за исключением автомата ВА47-29 (TDM), у которого оно составило больше 100 (мОм).
У автоматов ВА47-63 (EKF) и МУ116 (Hager) наблюдался некоторый разбег измеренных значений в пределах от 1 до 2 (мОм).
Падение напряжения и мощность рассеивания автоматов
Зная переходное сопротивление автомата, можно примерно рассчитать падение напряжения и мощность рассеивания на его полюсе при конкретном токе.
Рассмотрим для примера расчет падения напряжения и мощности рассеивания для автомата SH201L (ABB) при токе 18,6 (А).
Напомню, что падение напряжения рассчитывается по всем известной формуле Закона Ома:
U = I·R
В первую очередь нам необходимо определить переходное сопротивление автомата (медных проводников) с учетом его нагрева до температуры 72,7°С (73°С) при прохождении через него тока 18,6 (А).
Из справочников я принял, что сопротивление медных проводников увеличивается на 0,4% при нагреве их на 1°С. Сопротивление автомата SH201L (ABB) при температуре 25°С составило 0,00952 (Ом), а значит при увеличении температуры до 73°С (разница в 48°С) переходное сопротивление автомата увеличится на 19,2%, т.е. при 73°С составит 0,0113 (Ом).
Соответственно, падение напряжения на полюсе автомата SH201L (ABB) при токе 18,6 (А) составит:
U = I·R = 18,6 · 0,0113 = 0,21 (В)
А теперь определим и мощность рассеивания на полюсе рассматриваемого автомата SH201L (ABB) по известной формуле:
Р = I² · R = 18,6 · 18,6 · 0,0113 = 3,9 (Вт)
Произведу аналогичные расчеты и для других автоматов, а полученные значения занесу в результирующую таблицу.
Получившиеся значения падения напряжения и мощности рассеивания у рассматриваемых автоматов практически одинаковые и находятся в пределах от 0,15 до 0,25 (В) и от 2,77 до 4,66 (Вт), что соответствует данным каталогов некоторых производителей. Исключение составляет лишь автомат ВА47-29 (TDM), у которого падение напряжения составило 3,15 (В) и мощность рассеивания 58,55 (Вт).
Весь процесс измерений Вы также можете посмотреть в моем видеоролике:
В следующих статьях я проверю все эти автоматы:
- условным током расцепления (1,45·In)
- на срабатывание теплового расцепителя при токах (2,55·In и 4·In)
- на срабатывание электромагнитного расцепителя при токах (5·In и 10·In)
- краш-тесты большими токами, вплоть до 1000 (А)
P.S. Если у Вас имеются какие-то вопросы по проведенным измерениям, то смело задавайте их в комментариях. Всем спасибо за внимание. До новых встреч!
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
