Mpk-prometey.ru

МПК Прометей
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель

Автомати́ческий выключа́тель — контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания [1] [2] .

Содержание

История изобретения [ править | править код ]

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Роль в электрической цепи [ править | править код ]

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования и стабильность заданного порогового значения (уставки) срабатывания.

Классификация [ править | править код ]

ГОСТ [ править | править код ]

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

    По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.

Селективный автоматический выключатель [ править | править код ]

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 сек.) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка») [3] . Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при коротком замыкании.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство [ править | править код ]

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (прерыватель,прерыватели), вспомогательные контакты (необязательно).

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства — щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой — применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1000—10 000 А.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и тому подобным).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые прерывателями.

Расцепители [ править | править код ]

Расцепители (прерыватели) — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при коротком замыкании, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

Электромагнитный расцепитель (отсечка) [ править | править код ]

Расцепитель мгновенного действия представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например, отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время — и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты) [3] [4] .

Тепловой расцепитель [ править | править код ]

Представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика [5] ) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать [6] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Роль теплового расцепителя может выполнять электромагнитный (мгновенный) расцепитель, оснащённый гидравлическим замедлителем срабатывания. Такие автоматические выключатели отличаются пожаробезопасностью, так как не имеют нагреваемого элемента (биметаллической пластины).

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя [7] .

Читайте так же:
Anam legrand zunis выключатель одноклавишный схема 1 бежевый

Отключение [ править | править код ]

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о < 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения Іу.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Характеристики [ править | править код ]

Ток мгновенного расцепления ( прерывания) [ править | править код ]

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п.5.3.5), бытовые автоматические выключатели переменного тока делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

  • тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток) (применяется для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность)
  • тип C: свыше 5·In до 10·In включительно (применяется для защиты розеточных групп или линий с потребителями с повышенными пусковыми токами)
  • тип D: свыше 10·In до 20·In включительно (применяется для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами)

Промышленные автоматические выключатели могут быть следующих типов:

  • тип L: свыше 8·In
  • тип Z: свыше 4·In
  • тип K: свыше 12·In

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In).

У АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2.

Испытание автоматических выключателей [ править | править код ]

Характеристики выключателей проверяют в ходе типовых испытаний (стойкость маркировки; надежность винтов, токопроводящих частей и соединений; надежность выводов для внешних проводников; защита от электрических ударов; электроизоляционные устройства; превышение температуры (28-суточное испытание); характеристика прерывания; механическая и коммутационная износостойкость; короткое замыкание; стойкость против механических толчков и ударов; термостойкость; стойкость против аномального нагрева и огня; коррозийная устойчивость).

Варианты исполнения [ править | править код ]

Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

Автоматические выключатели, используемые в США

Автоматические выключатели советского производства

Модульный автоматический выключатель [ править | править код ]

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение производится рычажком (1), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового (5) или электромагнитного (7). Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

Автоматические выключатели (автоматы).
Общие сведения

Автоматические выключатели обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты злектроприемника, а также сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами.
Основные виды автоматов: универсальные, установочные, быстродействующие, гашения магнитного поля, защиты от утечек на землю.
Быстродействующие автоматы постоянного тока устанавливаются обычно в преобразовательных установках. Время их срабатывания измеряется несколькими сотыми долями секунды.
Автоматы гашения магнитного поля предназначены для гашения поля возбуждения крупных синхронных машин при возникновении в них внутреннего короткого замыкания.
Автоматы защиты от токов утечки на землю служат для защиты людей и животных от поражения электрическим током, а также от токов короткого замыкания и перегрузок в сетях с глухозаземленной нейтралью.
Преимущественное распространение получили универсальные и установочные автоматы. Вторые отличаются от первых лишь наличием изоляционного кожуха, благодаря чему они могут устанавливаться в общедоступных помещениях. Универсальные автоматы постоянного и переменного токов работают, главным образом, в распределительных устройствах низкого напряжения.

Независимо от назначения и быстродействия выключатели состоят из следующих основных элементов: главной контактной системы (главных контактов), дугогасительной системы, привода, расцепляющего устройства, расцепителей и вспомогательных контактов.

Главная контактная система — определяющий элемент выключателя. Она должна удовлетворять двум основным требованиям: 1) обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим работы при номинальном токе и 2) быть способной, не повреждаясь, включать и отключать большие токи короткого замыкания, достигающие в современных промышленных установках 75—100 кА, а в отдельных энергоемких производствах с короткими сетями — 150—200 кА. В связи с этим в выключателях на средние и большие токи с высокой отключающей способностью применяются многоступенчатые контактные системы, состоящие, например, из основных и дугогасительных контактов.
Использование металлокерамики позволяет в современных конструкциях на большие токи применять преимущественно двухступенчатые контактные системы, а в выключателях на малые и средние (до 630 А) токи — одноступенчатые контактные системы (мостиковые, -рычажные).
Контактные системы на средние и большие токи выполняются с компенсацией электродинамических сил. Наиболее эффективным следует считать принцип электродинамической компенсации .Компенсирующее усилие здесь (как и электродинамические силы) растет пропорционально квардату тока и систему можно выполнить так, что компенсирующая сила будет всегда превосходить отбрасывающую силу.
Электромагнитная компенсация становится Неэффективной при больших токах, так как при насыщении (при токах 10—25 кА) компенсирующее усилие мало возрастает с увеличением тока., в то время как отбрасывающая сила продолжает возрастать пропорционально квадрату тока.
Следует отметить, что в отдельных конструкциях отбрасывающее электродинамическое усилие в контактах используется для получения токоограничива-ющего эффекта (быстродействия) выключателя.
Кинематика выключателя выполняется так, что эа время отброса контакта под действием электродинамических сил происходит расцепление контактной системы и контакты расходятся. Повторного замыкания контактов не происходит.
Повышение номинальных токов контактных систем возможно за счет применения жидкостного, в частности водяного, охлаждения, а повышение номинальных токов выключателей — еще и за счет применения параллельных контактных систем.

Читайте так же:
Установка трансформаторов тока до или после выключателя

Дугогасительная система должна обеспечивать отключение больших токов короткого замыкания в ограниченном объеме. Под воздействием возникающих электродинамических сил дуга быстро растягивается и гаснет, но ее пламя занимает очень большое пространство. Задача дугогасительного устройства заключается в том, чтобы ограничить размеры дуги и обеспечить ее гашение в малом объеме. С этой целью широкое распространение получили камеры с дугогасительными решетками и камеры с узкими щелями. В современных конструкциях все большее применение находят пламегасительные решетки, образуя такие комбинированные устройства, как камера с дугогасительной решеткой плюс пламегасительная решетка, камера с дугогасительной решеткой в узкой щели плюс пламегасительная решетка и т. п.

Привод служит для включения выключателя по чьей-либо команде (оператора, системы автоматического управления и др.). Выполняются выключатели с ручным или двигательным приводом либо с тем и другим. Под двигательным понимают привод, в котором сила создается любым видом энергии, кроме мускульной энергии оператора, например электромагнитом, электродвигателем, пневматикой, гидравликой и т. п. Отключение выключателя осуществляется пружинами после разъединения расцепляющего устройства.

Расцепляющее устройство предназначено:
1) для исключения возможности удерживать контакты выключателя во включенном положении (рукояткой, дистанционным приводом) при наличии ненормального режима работы в защищаемой цепи;
2) для обеспечения моментного отключения, т.е. не зависящей от оператора, рода и массы привода скорости расхождения контактов.
Расцепляющее устройство представляет собой систему шарнирно-связанных рычагов, соединяющих привод включения с системой подвижных контактов, которые соединены с отключающей пружиной. Принцип работы устройства может быть пояснен схемой (рис. 1).


Рис. 1 Пример исполнения расцепляющего устройства автоматического выключателя.

Схема на рис. 1(а) соответствует положению «отключено вручную» и «выключатель взведен». «Взведен» значит, что контакты 7 и 8 разомкнуты,а фигурный рычаг 9 поставлен под зацепление 4 отключающего валика 5; это осуществляется поворотом рукоятки 1 вправо. При повороте рукоятки влево отключающая пружина 2 переведет «ломающиеся» рычаги 3 и 6 через мертвое положение до упора шарнира 0 в рычаг 9 и замкнет контакты.
Положение «включено» показано на рис. 1(б).
В случае возникновения ненормальных условий работы в защищаемой цепи соответствующий расцепитель повернет отключающий валик и выведет его из зацепления с фигурным рычагом. Под действием отключающей пружины фигурный рычаг повернется и другим своим концом переведет «ломающиеся» рычаги вправо через мертвое положение. Отключающая пружина «изломит» рычаги и разомкнет контакты. Выключатель окажется в положении «отключено автоматически», рис. 1(в). Для повторного включения необходимо отвести рукоятку вправо и ввести в зацепление фигурный рычаг с отключающим валиком. Конструкции расцепляющих устройств весьма разнообразны, однако действие их подобно описанному. В дальнейшем расцепляющее устройство будем изображать схематично в виде двух сцепленных рычагов. Следует отметить одно весьма важное обстоятельство. Отключающие и контактные пружины в автоматических выключателях развивают силы в десятки и сотни ньютонов. Система рычагов расцепляющего устройства строится так, что для расцепления требуются незначительные усилия. Это позволяет иметь легкие и высокой чувствительности расцепители.

Расцепители — элементы, которые контролируют заданный параметр защищаемой цепи и, воздействуя на механизм расцепления, отключают выключатель при отклонении значения параметра от установленного. Они представляют собой реле или элементы реле, встроенные в выключатель с использованием элементов последнего или приспособленные к его конструкции. Расцепители выполняются на базе контактных реле. В настоящее время все большее применение находят расцепители на принципах или на базе полупроводниковых реле и их элементов. При этом контролирующие и сравнивающие органы расцепителя выполняются на полупроводниковых элементах с выходом на независимый электромагнитный расцепитель (исполнительный орган), который воздействует на механизм расцепления. В зависимости от исполнения расцепители бывают:
1) токовые максимальные мгновенного или замедленного действия, последние используются как расцепители перегрузки;
2) расцепители напряжения: минимальные — для отключения выключателя при снижении напряжения ниже определенного уровня, независимые — для дистанционного отключения выключателя, срабатывающие при подаче на них соответствующего напряжения;
3) расцепители обратного тока — срабатывают при изменении направления тока;
4) тепловые — работают в зависимости от значения тока и времени его протекания, применяются обычно для защиты от перегрузок;
5) комбинированные — срабатывают при сочетании ряда факторов.


Рис.2.Примеры схем некоторых расцепителей

Схема выключателя с расцепителем токовым максимальным мгновенного действия показана на рис. 2,(а). Токоведущую шину 1 полюса выключателя охватывает магнитопровод, состоящий из сердечника 2 и якоря 3. Когда ток станет выше определенного значения, тяговое усилие превысит усилие пружины 5, якорь притянется и повернет отключающий валик 4. Расцепляющее устройство освободится. Выключатель отключится. Регулировка тока срабатывания осуществляется натягом пружины 5.
Расцепитель напряжения минимальный рис. 2,(б) состоит из электромагнита — сердечника 2, якоря 4 и катушки 3, подключенной на контролируемое напряжение. При нормальных режимах якорь притянут. При снижении контролируемого напряжения ниже определенного значения (уставки) якорь под действием регулировочной (она же и отключающая) пружины 5 отпадет и, воздействуя на расцепляющее устройство через защелку 6, отключит выключатель. Магнитная система расцепителя выполняется так, что МДС катушки при номинальном напряжении недостаточна для притяжения якоря,но достаточна для его удержания. Якорь замыкается при подготовке выключателя к включению при помощи рычагов 1, связанных с валом выключателя. Расцепитель напряжения независимый рис. 2,(в) представляет собой электромагнит, который притягивает свой якорь при включении катушки на соответствующее напряжение. Своим концом якорь воздействует на расцепляющее устройство и отключает выключатель.
Пример исполнения комбинированного (токового максимального и теплового) расцепителя приведен на рис. 3.

Читайте так же:
Abb дифференциальные автоматические выключатели сертификат


Рис.3.Комбинированный расцепитель

При перегрузках срабатывает тепловой расцепитель: биметаллическая пластинка 2 вследствие нагрева изгибается и виитом 3 поворачивает отключающий валик 4 При коротком замыкании сработает токовый максимальный расцепитель, состоящий из сердечника 7 и якоря 5, охватывающих токопровод 6. Максимальный расцепитель воздействует на тот же отключающий валик. Для ограничения тока через биметаллическую пластинку служит шунт 1.

Вспомогательные контакты служат для производства переключений в цепях управления, блокировки и сигнализации в зависимости от коммутационного положения выключателя. Они выполняются обычно в виде отдельного блока, связанного с подвижной системой выключателя.

Автоматический выключатель — от чего защищает и как он устроен

Что такое автоматический выключатель

Автоматические выключатели – это устройства, задача которых заключается в защите электрической линии от повреждения под воздействием тока большой величины. Это могут быть как сверхтоки короткого замыкания, так и просто мощный поток электронов, в течение достаточно длительного времени проходящий по кабелю и вызывающий его перегрев с дальнейшим оплавлением изоляции. Автомат защиты в этом случае предотвращает негативные последствия, отключая подачу тока в цепь. В дальнейшем, когда ситуация придет в норму, аппарат можно вновь включить вручную.

Функции автоматического выключателя

Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:

  • Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
  • Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
  • Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).

Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.

Автоматическим выключателем можно просто включать свет

Основные типы выключателей

Существует три основных вида АВ, отличающихся друг от друга по конструктивному исполнению и предназначенные для работы с нагрузками разной величины:

  • Модульный. Он получил свое название из-за стандартной ширины, кратной 1,75 см. Рассчитан на токи небольшой величины и устанавливается в сетях бытового электроснабжения, для дома или квартиры. Как правило, это однополюсный автомат или двухполюсный.
  • Литой. Называется так из-за литого корпуса. Может выдерживать до 1000 Ампер и используется преимущественно в промышленных сетях.
  • Воздушные. Предназначен для работы с токами величиной до 6300 Ампер. Чаще всего это трехполюсный автомат, однако сейчас выпускают аппараты этого типа и с четырьмя полюсами.

Автомат защитный однофазный представляет собой автоматический выключатель, который наиболее распространен в бытовых сетях. Он бывает 1- и 2-х полюсным. В первом случае к аппарату подключается только фазная жила, а во втором – еще и нулевая.

Кроме перечисленных видов, существуют также устройства защитного отключения, обозначаемые аббревиатурой УЗО, и дифференциальные автоматы.

Автоматический выключатель, УЗО и дифавтомат

Первые нельзя считать полноценными АВ, их задача заключается не в защите цепи и включенных в нее приборов, а в предотвращении удара электрическим током при касании человеком открытого участка. Дифференциальный защитный автомат представляет собой объединенные в одном устройстве АВ и УЗО.

Как устроены автоматы защиты?

Рассмотрим подробно устройство автоматического выключателя. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала. Он состоит из двух частей, которые соединены между собой заклепками. Если необходимо разобрать корпусную часть, заклепки высверливаются, и открывается доступ к внутренним элементам защитного автомата. К ним относятся:

  • Винтовые клеммы.
  • Гибкие проводники.
  • Рукоятка управления.
  • Подвижный и неподвижный контакт.
  • Электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником.
  • Тепловой расцепитель, в состав которого входит биметаллическая пластина и регулировочный винт.
  • Газоотводное отверстие.
  • Дугогасительная камера.

С задней стороны автоматический защитный предохранитель оборудован специальным фиксатором, с помощью которого он крепится на DIN-рейке.

Крепление автоматического выключателя к DIN рейке

Последняя представляет собой рейку из металла, имеющую ширину 3,5 см, на которую крепятся модульные устройства, а также некоторые виды электрических счетчиков. Чтобы присоединить автомат к рейке, корпус защитного устройства следует завести за ее верхнюю часть, после чего защелкнуть фиксатор, надавив на нижнюю часть аппарата. Снять автомат защиты с DIN-рейки можно, подцепив защелку снизу.

Фиксатор модульного выключателя может быть очень тугим. Чтобы прикрепить такое устройство к DIN-рейке, нужно заранее подцепить защелку снизу и завести защитное устройство на место крепежа, после чего отпустить фиксирующий элемент.

Можно сделать проще – при защелкивании фиксатора сильно нажать на его нижнюю часть отверткой.

Наглядно, зачем нужен автоматический выключатель, на видео:

Принцип действия автоматического выключателя

Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.

Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.

Прохождение тока через автоматический включатель

Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.

Особенности работы теплового расцепителя

При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.

Читайте так же:
Нормы при испытании выключателей нагрузки

Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.

Биметаллическая пластина и магнитный расцепитель

Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.

Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.

Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.

Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.

Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.

Перегруженные розетки

Нюансы электромагнитной защиты

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.

Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Дугогасительная камера

Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.

Дугогасительная камера

При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.

Заключение

В этой статье мы рассказали о том, что такое автоматические выключатели, какими бывают эти устройства и по какому принципу они работают. Напоследок скажем, что защитные автоматы не предназначены для установки в сеть в качестве обычных выключателей. Такое использование достаточно быстро приведет к разрушению контактов аппарата.

Выбор автоматического выключателя

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91328

Автоматические выключатели — это устройства, предназначенные для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания (сверхтоков), обеспечения нормального режима протекания электротока в цепи, осуществления управления участками электроцепей.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Независимо от выполняемых функции автоматические выключатели подразделяются по собственному времени срабатывания tс, в (времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов) на
* нормальные tc, в=0,02-0,1 с,
* селективные (tc, в регулируется до 1с)
* быстродействующие, обладающие токоограничивающим эффектом (tс, в не более 0,005 с).

Принцип работы автоматического выключателя

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92725

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91563

Автоматический выключатель для монтажа на DIN-рейку конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Включение-отключение производится рычажком (1 на рисунке), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.

* Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать[1] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.
* Магнитный (мгновенный) расцепитель представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через предохранитель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2?10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).

Читайте так же:
Чайник выключатель нагреватель печка загородка терка

Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере (8).

Основные конструктивные узлы автоматических выключателей: главная контактная система, дугогасительная система, привод, расцепляющее устройство, расцепители и вспомогательные контакты. Расцепители представляют собой реле прямого действия, служащее для отключения автоматического выключателя (без выдержки времени или с выдержкой) через механизм свободного расцепления, который в свою очередь состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин.

По видам расцепителей автоматические выключатели подразделяются на выключатели с максимальным расцепителем тока, с независимым расцепителем и с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.
Контактная система выключателя может быть 3-х ступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой.
Дугогасительная система автоматического выключателя может состоять из камер с узкими щелями или с дугогасительными решетками.

Только правильный выбранный автоматический выключатель сможет защитить вас и сработает только в случае аварии или при опасной нагрузке на вашу электропроводку. Случайный выбор может привести к пожару или поражению электрическим током.

Не рекомендуется применять автоматические выключатели с видимыми повреждениями корпуса, а также устанавливать автоматические выключатели завышенной мощности. Нужно выбирать автоматический выключатель строго под параметры вашей электропроводки, только известных производителей и желательно в специализированных организациях.

Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать ток. Автоматический выключатель должен отключить напряжение при коротком замыкании.

Выбор автоматического выключателя по параметрам короткого замыкания:

I=U/Rk,

где U – напряжение сети (220/380 В)
R – полное сопротивление петли фаза-ноль
k – поправочный коэффициент для автоматических выключателей характеристики
В: k = 5; характеристики С: k=10, характеристики D: k = 50.

Расчет минимального номинального тока автоматического выключателя:

I min n = 4,55*P

где Р – суммарная мощность потребителей (кВт), подключаемых к автоматическому выключателю
4,55 – коэффициент пропорциональности (А/кВт)

Автоматический выключатель должен отключать напряжение при длительном превышении допустимой токовой нагрузки (тепловая защита).

Номинальный ток выбранного вами автоматического выключателя не должен превышать допустимых токовых нагрузок для вашей электропроводки, поэтому, приобретая автоматические выключатели, будьте внимательны с выбором тока. Если Вам продавец советует выбрать автоматический выключатель с током не менее 25А, чтобы при включенном холодильнике, обогревателе, стиральной машине и т.п. его не выбивало, то помните, что в большинстве квартирах проводка выполнена из алюминия сечением 2.5 мм 2 , а такой провод выдерживает максимум 24А. Не забывайте, что автоматический выключатель должен выполнять свое основное предназначение — защищать Вашу сеть от перегрузок.

Допустимая нагрузка на автоматические выключатели , установленные в ряд один за другим

Поправочный коэффициент (K) в случае взаимного теплового влияния автоматических выключателей, установленных рядом друг с другом, при расчетной нагрузке.

Число автоматических выключателейКоэффициент К
11
2…30,95
4…50,9
?60,85

Влияние окружающей температуры на тепловое срабатывание автоматического выключателя (приведенные в столбце 30С токи соответствуют номинальным токам автоматического выключателя, т.к. при этой температуре задается режим срабатывания). В таблице приведены уточненные значения расчетного тока в зависимости от окружающей температуры.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91329

Условия эксплуатации:

Температура окружающего воздуха должна быть в пределах от -5 до +40 °С, а ее среднесуточное значение не должно превышать +35 °C.

Высота места установки над уровнем моря не должна превышать 2000 м.

Воздух должен быть чистым, относительная влажность не должна превышать 50% при максимальной температуре +40 °C. При более низких температурах допускается более высокая относительная влажность, например 90% при +20 °C.

Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газы, жидкость и пыль в концентрациях, нарушающих работу выключателей.

Условия хранения:

Выключатели должны храниться в закрытом сухом защищенном от влаги месте при температуре от -25 до +40 °C, относительная влажность воздуха не должна превышать 98% при температуре +25 °C. Среднемесячная относительная влажность не более 90% при температуре +20 ± 5 °C.

Общие указания и порядок установки:

При выборе номинала выключателя необходимо иметь ввиду, что данные таблицы 1 действительны для выключателей, работающих при температуре +30*5 °С. При изменении температуры на каждые 10 °С номинальный ток автоматического выключателя изменяется в обратной пропорции на 5%.

Монтаж должен производиться в защищенном от снега и дождя, проветриваемом помещении при температуре не выше +40 не ниже -25°С.

Установку выключателя должен производить только квалифицированный специалист. Выключатель крепится на рейку DIN 35 х 7,5 мм.

Рабочее положение выключателей вертикальное, обозначение «ВЫКЛ» вверх.

Перед установкой выключателя необходимо проверить автомат на отсутствие внешних повреждений, также произвести несколько включений и отключений, чтобы убедиться, что механизм работает исправно.

Проверьте маркировку на автомате, соответствует ли она требуемым условиям.

Для подсоединения необходимо использовать медные проводники (кабели) или медные соединительные шины.

Подвод напряжения к выводам выключателя от источника питания осуществляется со стороны выводов 1,3,5,7, т.е. сверху.

Для монтажа в распределительные щиты старого образца, для замены АЕ на ВА, предусмотрен пластмассовый переходник

Автоматические выключатели допускают монтаж без промежутков между ними.

Техническое обслуживание:

Во время эксплуатации автомата необходимо производить плановые проверки в соответствии с «Правилами эксплуатации электроустановок потребителей».

Еженедельно производить визуальный осмотр.

Обслуживание, при котором необходимо отключать питание:

Соединение автоматических выключателей между собой можно осуществить с помощью соединительной шины.

Подключение автоматических выключателей низкого качества основная проблема в эксплуатации таких выключателей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector