На этой странице
A время-токовая характеристика (TCC) плавкого предохранителя показывает, как время срабатывания изменяется при увеличении сверхтока. Чтобы прочитать её, найдите требуемый ток на логарифмической горизонтальной оси, переместитесь вертикально к кривой для конкретного номинала предохранителя, а затем переместитесь горизонтально к логарифмической вертикальной оси, чтобы считать время. Выполните обратный путь, если вы знаете требуемое время и вам нужно найти соответствующий ток.
Этот метод отслеживания — лишь первая половина работы. Прежде чем использовать результат, определите, что именно показывает лист: минимальное время плавления (преддуговое), среднее время плавления или полное время отключения. Номинальная линия среднего времени плавления не является гарантированным пределом отключения, и TCC не заменяет номинальное напряжение предохранителя, отключающую способность, I²t, пиковый пропускной ток или данные производителя по координации.
Шесть пунктов, которые необходимо определить перед чтением кривой
Не начинайте с осей. Начните с основного блока заголовков и условных обозначений документа.
| Проверьте | Что необходимо зафиксировать | Остановитесь, если |
|---|---|---|
| Семейство предохранителей | Производитель и точная серия или класс | Характеристика относится к другой серии |
| Номинал предохранителя | Конкретная амперная характеристика или диапазон | Требуемый номинал отсутствует, а интерполяция не допускается |
| Тип кривой | Минимальное время плавления, среднее время плавления или полное время отключения | Тип характеристики не указан или не может быть подтвержден |
| База по току | Амперы, килоамперы или кратные значения номинального тока In | Единицы измерения по осям неясны |
| Временная база | Секунды, циклы или другая заявленная единица измерения | Вы не можете преобразовать требования проекта в единицу измерения, указанную на графике |
| Условия и примечания | Тип AC/DC, испытательное напряжение, допущения по температуре окружающей среды, предварительная нагрузка, допуск, частота или другие примечания производителя | Предполагаемая система выходит за рамки опубликованных условий |
Кривая, взятая от визуально похожего предохранителя, не является заменой. Две плавкие вставки с одинаковым номинальным током могут иметь разные категории применения, конструкцию элемента, время-токовые характеристики и характеристики пропускаемого тока. В руководстве по терминологии плавких вставок VIOX объясняется, почему сменная плавкая вставка и комплектная система предохранителей должны также специфицироваться отдельно.
Как читать время-токовую характеристику за пять шагов
Используйте эту последовательность, когда вопрос проектирования звучит так:
При заданном токе, сколько примерно времени потребуется этому предохранителю, чтобы расплавиться или отключить цепь?
Шаг 1: Выберите точную кривую
Найдите линию или полосу, обозначенную для требуемого номинала в амперах в рамках соответствующего семейства предохранителей. На одном листе может быть показано много номиналов. Кривые, расположенные близко друг к другу, легко перепутать, особенно на логарифмической диаграмме.
Ожидаемый результат: одна идентифицированная кривая или диапазон, привязанные к задокументированному семейству изделий производителя и номиналу тока.
Условие остановки: не выполняйте аппроксимацию отсутствующей кривой между соседними номиналами, если производитель прямо не разрешает этот метод или не предоставляет промежуточные данные.
Шаг 2: Найдите значение тока на горизонтальной оси
Внимательно прочитайте подпись к оси. На оси x может быть указано:
- фактический ток в амперах;
- ожидаемый ток в килоамперах; или
- ток как кратное значение номинального тока, например 2 × In или 10 × In.
Если на оси используются кратные значения, рассчитайте множитель перед тем, как переходить к графику:
Кратность тока = приложенный ток / номинальный ток плавкой вставкиДля плавкой вставки на 20 A, через которую протекает ток 100 A, приложенный ток составляет 5 × In. Этот расчет определяет точку на оси; он не позволяет предсказать время срабатывания без соответствующей кривой.
Ожидаемый результат: одно значение тока, выраженное в тех же единицах, что и на графике.
Условие остановки: не считайте амперы и кратности In взаимозаменяемыми величинами.
Шаг 3: Переместитесь вертикально к кривой или диапазону
От выбранного значения тока проведите вертикальную линию вверх до пересечения с соответствующей кривой плавкой вставки.
Если на графике показана одна линия среднего времени плавления, точка пересечения дает номинальное значение. Если показан диапазон или отдельные границы минимального времени плавления и полного времени отключения, зафиксируйте обе точки пересечения.
Ожидаемый результат: одна точка пересечения для номинальной линии или две точки пересечения для временного диапазона.
Условие остановки: если вертикальная линия пересекает несколько номиналов плавких предохранителей, еще раз сверьтесь с условными обозначениями перед продолжением.
Шаг 4: Переместитесь горизонтально к оси времени
От точки пересечения проведите горизонтальную линию к оси y. Считайте время, используя логарифмическую шкалу.
Точка посередине между 1 секундой и 10 секундами — это не 5,5 секунд. На логарифмической шкале по основанию 10 геометрическая середина составляет приблизительно 3,16 секунды. Используйте малые деления сетки, приведенные на самом графике, вместо линейной визуальной интерполяции.
Ожидаемый результат: номинальное время или ограниченный временной диапазон с указанием типа кривой рядом с ним.
Шаг 5: Запишите результат с соответствующим квалификатором
Полезная инженерная заметка выглядит следующим образом:
Плавкий предохранитель: [производитель, серия, номинал]
Приложенный ток: [A или кратное In]
Тип кривой: [минимальное время плавления / среднее время плавления / полное время отключения]
Считанный результат: [время или диапазон]
Документ: [номер технического паспорта и редакция]
Условия/ограничения: [соответствующие примечания]Не ограничивайтесь записью “плавкая вставка размыкается за 0.2 s”. Без указания типа характеристики и источника другой читатель не сможет определить, является ли 0.2 s временем минимального плавления, номинального плавления или максимальным полным временем отключения.
Как читать время-токовую характеристику
Иногда проектное требование формулируется наоборот:
Какой ток необходим для срабатывания этой плавкой вставки в пределах целевого времени?
Начните с требуемого времени на вертикальной оси, переместитесь горизонтально к выбранной кривой или диапазону, а затем опуститесь вертикально вниз к оси тока.
Это направление полезно при проверке:
- достигает ли известный ток короткого замыкания требуемой области времени срабатывания;
- попадает ли короткий пусковой импульс в область плавления плавкой вставки;
- какой опубликованный номинал в рамках одного семейства плавких предохранителей наиболее близок к заданным требованиям времятоковой характеристики.
Ответ по-прежнему зависит от типа опубликованной кривой. Значение тока, считанное с линии среднего времени плавления, не гарантирует максимальное время отключения в пределах этого интервала.
Пример расчета: чтение опубликованной кривой Mersen AJT30
Одностраничный документ Mersen Как читать время-токовую характеристику использует семейство предохранителей Class J с выдержкой времени AJT. Лист имеет маркировку времятоковые данные плавления, и компания Mersen описывает свои непрерывные кривые как номинальное среднее время плавления.
Для опубликованных AJT30 кривая:
- На оси x найдите значение 160 A.
- Переместитесь вертикально к 30 A кривой.
- Переместитесь горизонтально к оси времени.
- Полученное значение составляет 10 секунд.
Чтение в обратном направлении:
- Войдите в график по оси y в точке 0.1 секунды.
- Переместитесь горизонтально к 30 A кривой.
- Переместитесь вниз к оси тока.
- Полученное значение составляет 320 A.
| Вопрос | Опубликованный путь кривой | Результат на примере Mersen |
|---|---|---|
| Как долго при 160 A? | 160 A → кривая AJT30 → ось времени | 10 s |
| Какой ток для 0.1 s? | 0.1 s → кривая AJT30 → ось тока | 320 A |
Эти значения иллюстрируют, как читать указанную кривую производителя. Они не являются универсальными значениями для каждого предохранителя на 30 A, и они представляют собой опубликованную характеристику среднего времени плавления, а не общую гарантию того, что каждый AJT30 полностью разомкнет цепь именно в это время. Номинальное напряжение, отключающая способность, область применения и остальные данные производителя по-прежнему определяют окончательный выбор.
Минимальное время плавления, среднее время плавления и полное время отключения различаются
Метки вокруг кривой определяют значение числа.
| Кривая или термин | Что это означает | Надлежащее использование | Что это не подтверждает |
|---|---|---|---|
| Минимальное время плавления / минимальное время до возникновения дуги | Самое раннее время, при котором плавкая вставка может расплавиться при заданном токе | Проверки устойчивости к кратковременным провалам напряжения и границ селективности | Окончательное время прерывания тока |
| Среднее время плавления | Номинальные или типовые характеристики плавления элемента | Общее сравнение и приблизительные характеристики | Гарантированный минимум или максимум |
| Время горения дуги | Время от момента плавления элемента до прерывания тока | Понимание разницы между плавлением и отключением | Общее время срабатывания с момента возникновения повреждения |
| Полное время отключения | Сумма времени плавления и времени горения дуги | Максимальная граница отключения, если она указана как таковая | Защита оборудования без проверки данных по пропущенной энергии и стойкости |
| Диапазон допусков | Диапазон, ограниченный соответствующими минимальными и максимальными кривыми | Консервативная интерпретация временного диапазона | Единое точное время срабатывания |
Компания Eaton определяет время отключения как общий интервал от начала перегрузки по току до окончательного разрыва цепи, состоящий из времени плавления и времени горения дуги. Руководство Mersen по селективной координации аналогичным образом различает кривые минимального плавления и полного отключения и использует эти границы — а не усредненную линию — для оценки селективности между устройствами.
Терминология может варьироваться в зависимости от региона и производителя. Термин “преддуговой” обычно используется для периода до расплавления элемента; в некоторой литературе используется “время плавления”. Ознакомьтесь с определениями, приведенными в конкретном источнике данных, вместо того чтобы предполагать, что во всех каталогах используются идентичные обозначения.
Почему обе оси логарифмические
Характеристики плавких предохранителей охватывают широкий диапазон токов и времени. На одном графике может потребоваться отобразить как поведение при длительной перегрузке, так и поведение при высоких токах в течение долей периода. Логарифмические оси позволяют сжать эти десятичные порядки в читаемый график.
На оси с основанием 10:
| Основной интервал | Типичные промежуточные значения |
|---|---|
| от 1 до 10 | 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| от 10 до 100 | 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 |
| от 0.01 до 0.1 | 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 и так далее |
Визуальный интервал между 10 и 20 не совпадает с интервалом между 20 и 30. Если разрешение графика недостаточно для принятия решения, получите цифровые данные производителя, программное обеспечение для координации или более четкую кривую, вместо того чтобы пытаться угадать по мелкому изображению.
Превращение считывания кривой в инженерную проверку
Считывание времятоковой характеристики становится полезным только при сравнении с требованиями к электрической цепи. Обычно важны три профиля.
1. Профиль нормальной нагрузки и пускового тока
Постройте график или опишите величину и длительность ожидаемого пускового, намагничивающего, зарядного или другого переходного тока. Убедитесь, что профиль остается за пределами границы плавления, указанной производителем, с учетом требуемого проектного запаса и условий эксплуатации.
Не решайте проблему ложных срабатываний простым увеличением номинального тока. Такое изменение может ослабить защиту проводника или оборудования. Проверьте тип предохранителя, характеристику выдержки времени, условия окружающей среды, тепловые пределы держателя и фактическую форму пускового тока.
2. Предел защищаемого проводника или оборудования
Сравните границу срабатывания плавкого предохранителя с допустимыми характеристиками стойкости соответствующего проводника или оборудования. Предохранитель должен прервать разрушающий сверхток до того, как будет превышен допустимый тепловой предел или предел повреждения защищаемого элемента.
Обычная время-токовая характеристика (TCC) не может установить это самостоятельно. Необходимый предел должен быть получен из соответствующего метода проектирования, данных об оборудовании или требований уполномоченного органа для целевого рынка.
3. Защита вышестоящих и нижестоящих цепей
Для двух последовательно соединенных плавких предохранителей стандартная проверка кривых использует границу полного отключения нижестоящего устройства и границу минимального плавления вышестоящего устройства. В тех случаях, когда кривая полного отключения нижестоящего устройства остается отделенной от кривой минимального плавления вышестоящего устройства во всем оцениваемом диапазоне, ожидается, что нижестоящий предохранитель сработает первым в пределах этого диапазона.
Это правило предварительной оценки, а не универсальный сертификат селективности. Компания Mersen отмечает, что стандартный анализ TCC может неточно отражать селективность при использовании токоограничивающих устройств и мгновенном срабатывании автоматического выключателя. Могут потребоваться таблицы селективности от производителя, проверенные комбинации, данные о пиковом токе, данные I²t или официальное исследование системы защиты.
Для сравнения отдельных технологий используйте руководство по времени срабатывания плавких предохранителей и MCB. Для кривых отключения автоматических выключателей типов B/C/D и электронных расцепителей используйте руководство по кривым отключения автоматических выключателей.
Где применяется I²t — и где заканчивается TCC
TCC связывает величину тока со временем. I²t описывает интеграл квадрата тока по времени:
I²t = ∫ i²(t) dtПоскольку ток повреждения изменяется во время отключения, интеграл является более точным методом, чем умножение одного предполагаемого постоянного тока на одно значение времени.
В технических паспортах плавких предохранителей могут различаться:
- интеграл Джоуля (I²t) плавления или преддуговой интеграл: энергетический интеграл до момента расплавления элемента;
- дуговой интеграл (I²t): энергетический интеграл во время горения дуги;
- полный интеграл отключения (I²t): суммарный интеграл за время до полного прерывания тока.
Используйте точные определения и условия испытаний производителя. В руководстве Eaton по технологии плавких предохранителей подчеркивается, что при сравнении импульсного I²t и I²t плавления предохранителя необходимо учитывать форму волны в конкретном применении и рекомендации по продукту. Littelfuse также разделяет время-токовые характеристики и характеристики пикового пропущенного тока: последние отражают фактический пиковый ток, проходящий во время прерывания тока в режиме ограничения.
Одной только время-токовой характеристики (TCC) недостаточно, когда решение зависит от:
- стойкости полупроводниковых или силовых электронных компонентов;
- высокого ожидаемого тока короткого замыкания в области ограничения тока;
- пиковой электромеханической нагрузки;
- каскадного соединения, резервной защиты или проверенной селективной комбинации;
- смешанной системы из предохранителей и автоматических выключателей, входящей в зону мгновенного срабатывания автоматического выключателя;
- соответствия требованиям селективности, специфичным для проекта.
В этих случаях получите таблицы I²t, графики пиковых значений тока пропускания, таблицы селективности, точные кривые характеристик устройства и любые необходимые данные для исследования от производителя.
Распространенные ошибки при считывании и корректирующие действия
| Ошибка | Почему это не работает | Корректирующее действие |
|---|---|---|
| Считывание ближайшего номинала плавкой вставки вместо точного | Соседние номиналы могут иметь существенно отличающиеся кривые | Получите точную кривую номинала |
| Восприятие усредненной линии как гарантированного предела | Усредненное время плавления не учитывает допуски и может не учитывать время горения дуги | Используйте границы минимального времени плавления и полного времени отключения |
| Чтение логарифмической шкалы как линейной | Оценочное значение может значительно отличаться от опубликованного | Следуйте обозначенным логарифмическим делениям |
| Игнорирование ампер в пользу кратных значений In | Точка на оси x становится неверной еще до считывания кривой | Выполняйте явное преобразование единиц измерения |
| Предположение, что “размыкание” всегда означает полное отключение | Терминология производителя и обозначения кривых различаются | Зафиксируйте точный термин из документа |
| Сравнение кривых из несвязанных испытательных баз | Видимое расхождение может не отражать одни и те же условия | Используйте совместимые данные производителя/проекта |
| Использование только TCC в области ограничения тока | Пиковый ток и энергия могут определять результат | Проверьте данные по I²t, пиковому пропущенному току и селективности |
| Выбор только по номинальному току | Напряжение, отключающая способность, класс, держатель и область применения остаются нерешенными | Заполните полную спецификацию плавкого предохранителя |
Рабочий лист для чтения TCC плавкого предохранителя
Скопируйте эту таблицу в проектную документацию или отчет о закупках.
| Поле | Запись проекта |
|---|---|
| Производитель | |
| Семейство / серия плавких предохранителей | |
| Каталожный номер | |
| Номинальный ток | |
| Номинальное напряжение и основа AC/DC | |
| Отключающая способность | |
| Документ с характеристиками и редакция | |
| Тип кривой | |
| Единица измерения по горизонтальной оси | |
| Единица измерения по вертикальной оси | |
| Приложенный ток или требуемое время | |
| Считать значение или диапазон времени плавления | |
| Считать значение или диапазон полного времени отключения | |
| Профиль нагрузки/пускового тока проверен | Да / Нет |
| Проверено ограничение защищаемого оборудования или проводника | Да / Нет |
| Проверена координация вышестоящих/нижестоящих устройств | Да / Нет |
| Требуются и проверены данные I²t | Да / Нет / Не применимо |
| Требуются и проверены данные по пиковому пропускному току | Да / Нет / Не применимо |
| Требуется таблица селективности производителя или исследование | Да / Нет / Не применимо |
| Допущения и нерешенные вопросы |
Для полной спецификации плавкого предохранителя также требуются правильная категория применения или класс предохранителя, физический формат, совместимость с держателем и условия эксплуатации. Начните с руководства по электрическим предохранителям VIOX для получения более широкого контекста устройства и выбора; используйте руководство по выбору предохранителей IEC 60269 для определения класса IEC и границ системы; затем используйте Страница продукта предохранителей VIOX в качестве коммерческого пути для оценки семейства продуктов.
Окончательная проверка перед утверждением предохранителя
Обоснованный результат TCC должен давать ответы на все пять вопросов:
- Это точное семейство производителя и номинал тока в амперах?
- Результат указывает минимальное время плавления, среднее время плавления или полное время отключения?
- Была ли логарифмическая шкала считана в правильных единицах измерения?
- Выдерживает ли плавкая вставка заданный профиль нагрузки и срабатывает ли она до достижения границы допустимого повреждения?
- Были ли проверены I²t, пиковый ток пропускания, таблицы селективности и другие номинальные характеристики в тех случаях, когда одной TCC недостаточно?
Если какой-либо ответ вызывает сомнения, оставьте выбор предварительным. Для проверки запроса по изделию отправьте рабочее напряжение системы, режим AC/DC, номинальный ток, профиль пускового тока, ожидаемый ток короткого замыкания, класс плавкой вставки, требуемое время срабатывания, тип держателя и требования к координации по адресу [email protected].
Источники
- IEC 60269-1:2024 — Низковольтные плавкие предохранители. Часть 1: Общие требования
- Mersen — Как читать время-токовую характеристику
- Mersen — Оценка селективной координации между токоограничивающими предохранителями и нетокоограничивающими автоматическими выключателями
- Eaton — Технология плавких предохранителей: терминология, технические характеристики и выбор устройств
- Littelfuse — Руководство по выбору предохранителей Fuseology
- Littelfuse — Основы работы предохранителей
