Устройство и принцип работы автоматических выключателей в различных ситуациях

Устройство и принцип работы автоматических выключателей в различных ситуациях

В электросетях и в электрических установках различной мощности для предотвращения вероятности возникновения замыканий и поломок используются автоматические выключатели — приборы, призванные отключать ток при достижении в сети определенной температуры или напряжения. Таким образом, можно сказать, что автоматический выключатель — это устройство, предназначенное для того, чтобы проводить электроток при нормальных условиях и отключать его в случаях, которые распознаются как аномальное состояние сети.

Принцип работы и сферы применения автоматических выключателей

Автоматические выключатели также часто называют расцепителями, так как принцип работы этих устройств заключается в том, что они расцепляют электрическую дугу при появлении аномального состояния сети. Таким состоянием может считаться либо достижение определенной температуры, либо понижение или повышение напряжения до критического уровня. Дело в том, что любое электрическое устройство оптимально работает в нормальном режиме, но на протяжении некоторого времени может функционировать и в аварийном режиме, причем в этом случае никаких внешних признаков того, что характеристики сети отличаются от нормы, не наблюдается. И именно наличие в сети авт выключателя позволяет избежать вероятности перехода функционирования электроприборов в аварийный режим, так как при малейшем отклонении от нормы это устройство просто отключает ток.

Так как главным назначением авто расцепителей является многоразовая защита сети и электроустройств от возможных коротких замыканий и перегрузок, их конструкция позволяет быстро расцеплять и сцеплять электрическую дугу. Эту функцию обеспечивают подвижные пружины, к которым присоединены подвижный и неподвижный контакты, и в случае появления в сети аномальных характеристик, механизм расцепления мгновенно «спружинит» подвижный контакт, вследствие чего соединение разомкнется. В зависимости от характеристик электросети или устройства, в котором применяется расцепитель, могут использоваться либо электромагнитные, либо биметаллические выключатели.

Электромагнитные выключатели используются в сетях с высоким напряжением и в высокоточном оборудовании, так как они обеспечивают мгновенное расцепление — при отклонении характеристик сети от нормы отключение происходит в доли секунды. В основе расцепителей такого типа — соленоид, сердечник которого оказывает воздействие на механизм распределения электротока. Так как электроток течет по обмотке соленоида, превышение напряжения сверх нормы приводит к образованию в выключателе магнитного поля, что вследствие вызывает «спружинивание» сердечника и расцепление.

ВАЖНО: принцип работы секционных выключателей, которые установлены в вводно-распределительных щитках, основан на использовании в одном устройстве сразу нескольких электромагнитных или электронных расцепителей, изолированных друг от друга.

Так как работает выключатель такого типа благодаря образованию электромагнитного поля и отсрочка расцепления контактов по времени невозможна, в некоторых случаях его использование нецелесообразно. Данные устройства используются в основном в микропроцессорных блоках защиты, которые регулируют ток, поступающий к высокоточным электроустройствам, но практически не применяются в электросетях жилых помещений. Электромагнитный расцепитель имеет следующие преимущества:

• мгновенное срабатывание и отключение тока за доли секунды;
• простота и надежность конструкции;
• стойкость выключателя к различным механическим воздействиям.

Как работают биметаллические выключатели

Биметаллические выключатели также называют тепловыми, так как их принцип действия заключается в том, что при превышении температуры в корпусе этого устройства части биметаллической пластины, служащей основой механизма расцепления, расширяются и разрывают соединение контактов. Тепловой расцепитель срабатывает не мгновенно, так как для того, чтобы материалы, из которых изготовлена биметаллическая пластина, расширились под термовоздействием, необходимо некоторое время.

В домашних электросетях для обеспечения безопасности чаще всего используются именно биметаллические выключатели. Наверняка всем нам известна такая ситуация, когда выбивает автомат при включении плиты, электрочайника, утюга или другой техники при том, что в квартире на данный момент уже работают несколько электроприборов. Причина отключения тока во всей сети в данном случае в том, что для обеспечения функционирования всех включенных приборов необходимо более высокое напряжение, чем то, на которое рассчитана проводка, поэтому пластинка в биметаллическом выключателе перегревается, и размыкает сеть.

Преимуществами биметаллического выключателя можно считать:

• более низкую цену в сравнении с электромагнитным расцепителем;
• предельную простоту конструкции (по фото устройство теплового расцепителя может воспроизвести даже неопытный электрик);
• устойчивость к загрязнению и механическим воздействиям.

Источник: http://remont220.ru/articles/index.php?id_news=2589

Что такое селективность автоматических выключателей + принципы расчета селективности

Избирательность или селективность автоматических выключателей — ключевой момент в обеспечении надежной работы электрической цепи. Эта функция способствует предупреждению аварийных ситуаций, подымает на более высокую ступень безопасность.

В случае перегрузки линии, короткого замыкания включается в работу защита только линии с повреждением, остальная часть электроустановки остается в рабочем состоянии.

Основные задачи селективной защиты

Безопасная эксплуатация и стабильная работа электроустановок — это те задачи, которые возложены на избирательную защиту. Она мгновенно вычисляет и отсекает поврежденную зону без прекращения подачи питания на исправные участки. Селективность снижает нагрузки на установку, уменьшает последствия КЗ.

При отлаженной работе автоматических выключателей по максимуму удовлетворяются запросы, относительно обеспечения бесперебойного электроснабжения и как следствие, технологического процесса. Когда автоматическое оборудование, осуществляющее размыкание, в результате КЗ окажется неисправным, благодаря селективности потребители получат нормальное питание.

Что такое селективная защита

Правило, утверждающее, что величина тока, проходящего через все распредвыключатели, установленные за вводным автоматом, меньше обозначенного тока последнего, является основой селективной защиты. В сумме эти номиналы могут быть и больше, но каждый отдельный обязательно хотя бы на шаг ниже вводного. Так, если на вводе установлен 50-амперный автомат, то следующим за ним устанавливают выключатель, с номиналом по току в 40 А.

При помощи рычажка как включают, так и выключают впуск тока на клеммы. К клеммам подводят и фиксируют контакты. Подвижный контакт с пружиной служит для быстрого размыкания, а связь цепи с ним выполнена через неподвижный контакт. Расцепление, в случае перекрытия током своего порогового значения, происходит за счет нагрева и изгиба биметаллической пластины, а также соленоида.

Токи срабатывания настраивают при помощи регулировочного винта. С целью предотвращения появления электродуги во время размыкания контактов, введен в схему такой элемент, как дугогасительная решетка. Для фиксации корпуса автомата существует защелка.
Избирательность, как особенность релейной защиты — это умение обнаруживать неисправный узел системы и отсекать его от действующей части ЭЭС.

Селективность автоматов — это их свойство работать поочередно. Если этот принцип нарушен, будут греться и автоматические выключатели, и электропроводка. В результате может возникнуть КЗ на линии, перегорание плавких контактов, изоляции. Все это приведет к выходу из строя электроприборов и пожару.

Допустим, на длинной линии электропередач возникла аварийная ситуация. Согласно главному правилу селективности первым срабатывает автомат ближайший к месту повреждения. Если в обычной квартире в розетке происходит короткое замыкание, на щитке срабатывать должна защита линии, частью которой эта розетка является. Если этого не произошло, наступает очередь автоматического выключателя на щиток, и только за ним — вводного.

Селективность защиты абсолютная и относительная

Понятие селективности определено ГОСТотм IEC 60947-1-2014. Выделяют два типа селективности — абсолютную и относительную. Если работа защиты скоординирована таким образом, что она срабатывает исключительно внутри защищенной зоны, то это указывает на ее абсолютную селективность. В этих обстоятельствах максимальный ток селективности становится таким же, как и максимальная отключающая способность расположенного ниже автомата.

Срабатывание в виде резервного, когда не произошло отключение на проблемном участке, называют относительно селективной защитой. При этом происходит отключение выше расположенных выключателей. В случае превышения заданной величины тока выключателя-автомата, т.е. при отсутствии больших перегрузок, селективная защита действует практически безотказно. Куда затруднительней добиться этого при коротких замыканиях.

Данные о выпускаемых изделиях предприятия размещают и на своих сайтах. Связки выключателей формируют только по таблицам одного конкретного производителя. Следует учитывать, что группы, устроенные по относительному принципу, обладают большим числом функций.

Чтобы проверить избирательность между автоматом выше- и нижестоящим, находят скрещение вертикали и горизонтали. Обеспечение селективности — очень важная задача при питании потребителей, относящихся к особой категории. При ее отсутствии может произойти остановка производственного процесса, повреждение линий, отключение систем кондиционирования, дымоудаления и других.

Виды селективных схем подключения

Кроме абсолютной и относительной селективности существует еще 7 видов селективной защиты:

• зонная;
• времятоковая;
• энергетическая;
• временная;
• полная;
• частичная;
• токовая.

Для обеспечения требуемой селективности автозащиты электросети с автоматическими выключателями используют разные методы.

Защита полная и частичная

Полная защита обозначает, что если последовательно подключена пара автоматов, появление сверхтоков вызывает отключение одного, расположенного вблизи зоны неисправности. Частичная защита действует по тому же принципу, что и полная, но только после того, как ток достигнет установленной пороговой величины.

Если селективность обеспечена до меньшей из величин тока двух АВ, есть повод говорить о полной селективности между ними. В этом случае предельная величина предполагаемого тока КЗ установки при каких либо обстоятельствах будет равной или меньшей величины тока двух АВ.

Токовый тип селективности

У токовой избирательности основной показатель — предельная токовая отметка. От объекта до ввода значения выстраивают по признаку возрастания. Действие этой избирательности защит основано на той же базе, что и у временной селективности. Разность только в том, что выдержка делается по значению тока — с приближением точки КЗ к вводу, растут показания тока КЗ. Временной показатель отключения может быть таким же.

Поврежденную из-за КЗ зону определяют посредством уставки срабатывания на разные величины тока. Полной селективность может быть только в условиях, где ток КЗ невысокий, а в промежутке между двумя автоматами есть оборудование, отличающееся немалым электрическим сопротивлением. При таком раскладе токи КЗ будут значительно отличаться.

Применяют такой вид избирательности в основном в конечных распредщитах. Здесь сочетается номинальный ток незначительной величины и ток КЗ с большим полным сопротивлением стыковочных кабелей. Этот вариант селективности является экономичным, простым и действующим в течение мгновения. Все же зачастую указанная селективность может являться частичной т.к. наибольший ток, как правило, небольшой.

Когда значения Isd1 и Isd2 одинаковы или предельно близки, то Is — максимальный ток селективности равен Isd2. Если эти величины намного отличаются, Is = Isd1. Условием обеспечения селективности по току является соблюдение неравенств: Ir1/Ir2 > 2 и Isd1/Isd2 > 2. В этом случае максимум селективности — Is = Isd1.

К недостаткам относят и быстрый рост уровня уставок защиты от токов большого уровня. Невозможно быстро отключить поврежденную цепочку, если один из автоматов окажется неисправным. При расчете уставок защит по току необходимо принимать во внимание действительные токи, проходящие через выключатели, работающие в автоматическом режиме.

Временная и времятоковая селективность

Когда в цепи имеется ряд автоматических выключателей, обладающих идентичными токовыми характеристиками, но разным временем выдержки, то при возникновении неисправности они страхуют друг друга. Тот, что находится в непосредственной близости к месту повреждения, сработает сразу, следующий — через какое-то время и т.д.

В случае времятоковой селективности защитные приборы реагируют не только на ток, но и на продолжительность реакции. При определенном значении тока через какое-то время задержки срабатывает защита, дистанция от которой к месту КЗ меньше. Исправная часть установки не отключается.

Комбинация токовой и временной селективности увеличивает эффективность отключения. Когда Isc B

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/selektivnost-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html

Принцип работы автоматического выключателя

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Как работает автоматический выключатель?

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.

В аварийных режимах автоматический выключатель отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Как работает автомат в режиме перегрузки

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.

Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.

Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении электродвигателей которые имеют большие пусковые токи).

Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.

На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.

Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.

В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Как работает автомат в режиме короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.

Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при коротком замыкании в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.

Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.

В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.

Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.

Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.

Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.

В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.

Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Вот таков принцип работы автоматического выключателя в условиях различных аварийных ситуаций.

Если отключение автоматического выключателя стало для вас постоянной проблемой, не пытайтесь решить ее установкой автомата с большим номинальным током.

Автоматы устанавливаются с учетом сечения вашей проводки, и, значит, больший ток в вашей сети просто не допускается. Найти решение проблемы можно только после полного обследования системы электроснабжения вашего жилища профессионалами.

Источник: http://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/princip-raboty-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html

Устройство и принцип работы автоматических выключателей

Для обеспечения защиты электрических сетей используют автоматические выключатели. Подобное оборудование успело завоевать популярность благодаря легкому монтажу и ремонту, а также компактным габаритам.

Внешне данное устройство выглядит как короб из пластика, который обладает сопротивлением высоким температурам. Передняя панель оснащается рукояткой для включения и отключения оборудования. Задняя панель оснащена специальным фиксатором для закрепления выключателя, а верхние и нижние крышки оснащаются клеммами особой формы. В этой статье мы рассмотрим типы данных устройств, их конструкцию, а также принцип работы дифференциального автоматического выключателя.

Виды автоматических выключателей

Подобные устройства делятся на несколько типов:

• установочные автоматы – оснащаются пластиковым коробом, благодаря чему данные устройства можно монтировать в жилых помещениях без риска получения повреждений током;
• универсальные автоматы – не оснащаются защитным корпусом, а потому их можно монтировать только в специальном распределительном оборудовании;
• быстродействующие автоматы – особенность заключается в том, что время реагирования составляет менее 5 миллисекунд;
• автоматы замедленного действия – в таких моделях время срабатывания колеблется в диапазоне от 10 до 100 миллисекунд;
• селективные – подобное оборудование можно настроить на определенное время выключения в области тока короткого замыкания;
• электрооборудование обратного тока – техника срабатывает исключительно при смене направления тока в определенном участке;
• поляризованные устройства – обесточивают участок цепи при условии значительного скачка силы тока;
• неполяризованные – работают так же, как и предыдущие только во всех направлениях тока.

Разные виды автоматических выключателей

Скорость отключения напрямую зависит от принципа действия устройства. Также скорость отключения зависит от наличия условий для моментального обесточивания определенного участка цепи. Данные условия созданы в электрооборудовании, которые работают по методу токоограничения.

Конструкция автоматического выключателя

Методы работы, а также конструктивные особенности подобных устройств зависят от области применения и задачами, возложенными на устройство. Запуск и выключение оборудования может происходить в ручном режиме или посредством электромагнитного и электродвигательного привода.

Ручная схема отключения присутствует в защитных устройствах, которые рассчитаны на силу тока, не превышающую 1000 ампер. Главной особенностью подобной техники является предельная коммутационная способность, которая не связана со скоростью движения рукояти. Это значит, что операция должна быть проведена до конца, чтобы изменения возымели эффект.

В некоторых случаях возникает необходимость самостоятельного ремонта выключателей, рекомендуем прочитать данную статью с пошаговой инструкцией. О том, как правильно обустроить заземление в доме можно узнать, перейдя по ссылке http://vse-postroim-sami.ru/engineering-systems/electrician/433_kak-sdelat-zazemlenie-v-dome/ Для разведения проводки придется провести такую операцию, как штробление стен.

Электродвигательный или электромагнитные элементы запитаны от электрического тока. Такие схемы должны быть оснащены защитой от произвольного повторного запуска. Также процесс включения устройства должен останавливаться при условии повышения или понижения напряжения в защищаемом участке цепи от 85 до 110 % от нормального.

Во время перегрузки сети или короткого замыкания прекращение работы автомата происходит в независимости от положения рукояти, отвечающей за запуск/отключение оборудования.

Конструкция автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем

Одним из самых важных компонентов автоматических выключателей можно считать расцепитель. Данная деталь контролирует определенную характеристику участка сети и во время аварийной ситуации воздействует на специальный элемент, который выключает оборудование. Помимо этого, расцепитель необходим для удаленного выключения автомата. Самыми распространенными на современном рынке являются нижеперечисленные виды:

• электромагнитные – осуществляют защиту проводки от коротких замыканий;
• термические – нужны для осуществления защиты от скачков силы тока;
• смешанные;
• полупроводниковые – данный тип отличается легкостью регулировки и значительной стабильностью настроек отключения.

В отдельных случаях, когда требуется осуществить соединения цепи без электрического тока, могут использовать защитное электрооборудование, не оснащенные расцепителями.

В современном мире производится огромное количество защитного электрооборудования, которое можно использовать в разных климатических условиях и размещать в разных помещениях. Также разные серии устройств рассчитаны на установку в сложных условиях и характеризуются различной степенью сопротивления агрессивным воздействиям внешних факторов.

Вся необходимая информация, с которой следует ознакомиться до покупки подобного оборудования, находится в нормативно-технической документации. В большинстве случаев она представлена ТУ производителя. В редких случаях для обобщения товаров, которые имеют используются в различных сферах и изготавливаются одновременно большим числом компаний, уровень документации может быть повышен, причем, в некоторых случаях до Госстандарта.

Разные фиды расцепителей

Конструкция данного оборудования включает в себя следующие компоненты:

• система автоматического расцепления;
• система контроля;
• система контактов;
• решетка гашения дуги;
• расцепители.

Контактная система представлена некоторым количеством статичных контактов, которые установлены в корпусе, а также несколькими динамичными контактами. Последние закрепляются на полуоси рукояти управления при помощи шарниров. Система предназначена для одинарного разрыва участка электрической сети.

Механизм погашения дуги монтируется в обоих полюсах автомата и необходим для захвата дуги в и ее охлаждение до полного исчезновения. Механизм, по сути, является камерой для гашения дуги, в которой установлена деионная решетка из металлических пластинок. Иногда механизм может оснащаться специальными искрогасителями в виде фибровых пластинок.

Система автоматического расцепления является шарнирным устройством на три или четыре звена. Данная система используется для мгновенного расцепления и выключения системы контактов. Может использоваться и в ручных устройствах, и в автоматических.

Электромагнитный расцепитель является обычным электромагнитом с крюком. Обрудование предназначено для выключения всей системы в автоматическом режиме при коротком замыкании. Некоторые расцепители дополнительно оснащаются системой гидравлического замедления.

Тепловой расцепитель в автоматах представлен специальной металлической пластинкой. При значительном повышении напряжения данная пластинка деформируется, после чего осуществляется автоматическое выключение. Время выдержки сокращается по мере повышения напряжения.

Схема автоматического выключателя с тепловой защитой

Полупроводниковый элемент представлен измерительным устройством, магнитом и блоком реле. Магнит оказывает воздействие на систему автоматического расцепления автоматического выключателя.

Измерительный элемент в данном случае представлен трансформатором электричества или магнитным усилителем. Первый используется для переменного тока, а второй для постоянного.

В большинстве защитного электрооборудования используются совмещенные расцепители, которые используют термоэлементы для защиты от повышения силы тока и магнитные катушки для защиты от коротких замыканий.

В конструкции защитного устройства присутствуют некоторые компоненты, которые монтируются внутрь или снаружи автомата. Данные элементы могут быть различного рода расцепителями, дополнительными контактами, приводами для удаленного контроля, сигнализацией автоматического выключения.

Принцип работы автоматического выключателя

В обычном рабочем режиме через автоматический выключатель проходит ток, сила которого должна быть меньшей и равной нормальному значению. Электричество, которое используется для запитки устройства, подается на клемму в верхней части устройства, которая соединена со статичным контактом. С этого контакта ток идет на динамичный контакт, после чего проходит через металлический проводник и попадает на катушку соленоида.

После прохождения через катушку электричество идет по термическому расцепителю, и только после этого ток приходит на клемму в нижней части защитного электрооборудования.

Во время значительного повышения напряжения или риска короткого замыкания защитное электрооборудование отключает сеть. Это происходит с помощью системы автоматического расцепления, которая запускается посредством термического или электромагнитного расцепителя.

Принцип работы автоматического выключателя

Принцип работы автомата во время перегруза цепи

Главное назначение автоматических выключателей заключается в обеспечении защиты участка сети во время перегруза или короткого замыкания. Перегруз сети означает, что сила тока в определенном участке перевалила через максимальное значение для данного защитного электрооборудования. Слишком сильный ток проходит по тепловому расцепителю, вызывая его деформацию. В зависимости от разницы действующей силы тока и обычного значения деформация достигает определенного уровня, результатом которой может стать отключение автомата.

Тепловая защита автомата срабатывает не моментально, поскольку для деформации металлической пластинки необходимо достаточно нагреть ее. Время на отключение напрямую зависит от избыточной силы тока в защищаемом участке и может составлять как несколько секунд, так и час.

Подобная задержка необходима, чтобы автомат не срабатывал постоянно при небольших или непродолжительных скачках силы тока в определенном участке сети. В большинстве своем, такие скачки происходят во время включения электрооборудования с высокими стартовыми токами.

Сила тока, при которой срабатывает термический элемент в защитном электрооборудовании, выставляется посредством регулировочной детали еще на заводе-производителе. Как правило, данное значение должно превышать нормальное число в 1.1 – 1.5 раза.

Также следует знать, что в помещениях с высокой температурой автомат может работать некорректно, поскольку термический элемент может деформироваться быстрее, чем нужно. В свою очередь в помещениях с низкой температурой автомат сработает позже необходимого времени.

Принцип работы устройства во время перегруза цепи

Перегрузка электрической сети возникает в случае подключения большого количества приборов, общая мощность потребления которых, превышает нормальную мощность. Включение нескольких мощных электроприборов скорее всего вызовет срабатывание термического элемента.

Если такое произошло, следует до включения автомата определиться с тем, какие приборы следует отключить, произвести отключение и немного подождать. Это время необходимо, чтобы термический элемент в защитном электрооборудовании остыл и встал в начальное положение.

Принцип работы автоматического выключателя во время короткого замыкания

Устройство автоматических выключателей позволяет защищать электрическую цепь не только от перегруза, но и от коротких замыканий. Во время таких аварийных ситуаций ток повышается настолько, что может расплавиться изоляция проводки. Для предотвращения такой неприятности следует моментально отключить сеть. Эта задача возложена на электромагнитный расцепитель.

Данный элемент состоит из катушки соленоида и стального сердечника, который фиксируется специальной пружиной. Моментальный скачок силы тока в обмотке катушки ведет к пропорциональному повышению магнитной индукции, вследствие чего сердечник плотнее прилегает к пружине. По мере нарастания магнитной индукции стальной сердечник преодолевает воздействие пружины и прижимает выключатель.

После этого моментально размыкаются контакты, и подача электричества в защищаемый участок прекращается. Электромагнитный элемент включается моментально и предотвращает воспламенение изоляции.

Во время отключения контактов при аварийной ситуации между ним возникает так называемая дуга, максимальная температура которой составляет 3000 градусов. Само собой разумеется, что элементы защитного электрооборудования следует защитить от настолько высоких температур. Для этих целей автоматы оснащаются специальными системами гашения дуги. Это устройство внешне похоже на коробку, которая состоит из нескольких пластинок из металла.

Разные дугогасительные камеры

Высокотемпературная дуга появляется в месте отключения контактов. После этого один край дуги движется по динамичному контакту, а другой проходит по статичному элементу, переходит на металлический проводник, а затем доходит до задней грани системы гашения дуги. Попадая на решетку из пластинок, дуга делится на части, теряет температуру и в итоге гаснет. Снизу автоматического выключателя находятся специальные отверстия для вывода образующихся в момент гашения дуги газов.

Если защитное электрооборудование сработало из-за короткого замыкания, то у вас не получится включить электричество, пока вы не обнаружите саму причину возникновения поломки. В большинстве случаев проблема кроется в выходе из строя какого-либо электрооборудования.

Для повторного запуска устройства следует отсоединить электрооборудование и попытаться запустить выключатель. Если сделать это получилось и оборудование не выбило в ближайшее время, значит, проблема заключается в поломке техники. Останется только опытным путем выяснить, какое именно устройство вышло из строя. Если автоматический выключатель срабатывает после отключения всех приборов, значит, проблема в нарушении изоляции проводки. Для устранения подобной неисправности придется вызывать специалистов, которые смогут обнаружить и устранить поломку.

Если вы столкнулись с такой проблемой, как постоянные отключения защитного электрооборудования, то не стоит устанавливать новое устройство с более высоким номинальным значением силы тока – эти действия проблему не разрешат. Данное оборудование монтируется с учетом площади поперечного сечения провода, а значит, слишком высокий ток попросту не сможет возникнуть в проводке. Выяснить причину неисправности и устранить ее помогут соответствующие специалисты, самостоятельные действия крайне рискованны.

Источник: http://vse-postroim-sami.ru/engineering-systems/electrician/8135_ustrojstvo-i-princip-raboty-avtomaticheskix-vyklyuchatelej/

Защита электрических сетей

Устройства защиты электросетей – это специализированное оборудование, предотвращающее возникновение внештатных ситуаций. Оно обладает большим функционалом и может применяться для решения широкого круга задач. Данные средства защиты подходят для использования как на производственных объектах, так и в быту.

Функции защитного оборудования

• Отключение электрооборудования в момент превышения напряжения в сети или при его критическом снижении (меньше установленного порога).
• Гашение электродуги на распределительных устройствах в момент ее возникновения.
• Стабилизация напряжения, предохранение оборудования от его перепадов.
• Обеспечение нормального функционирования электродвигателей и других узлов.
• Предотвращение возникновения пожароопасных ситуаций и возгораний.
• Защита от аварийных ситуаций.

Решения Eaton

Компания Eaton предлагает оборудование для защиты электрических сетей, аварийного выключения потребляющих приборов, предотвращения возникновения внештатных ситуаций и причиняемых ими потенциальных повреждений. К данной категории относятся автоматические выключатели различного типа и принципа действия (модульные, воздушные и т. п.), устройства защиты от электродуги и другие виды защитных узлов. Они характеризуются высокой скоростью срабатывания и легко интегрируются в любые системы в зависимости от требований заказчика. Защитные устройства Eaton для сетей и подключенного оборудования – это высококачественные изделия, которые отличаются длительным сроком службы и удобством эксплуатации.

Источник: http://www.eaton.ru/EatonRU/ProductsServices/Electrical/Circuit_Protection/index.htm

1. Главная
2. Щитки и автоматы
3. Автоматические выключатели — характеристики

Автоматические выключатели — характеристики

Парадоксально, но факт — после того, как в электронных (электрических) устройствах перестали использовать «плавкие предохранители», которые сгорали при любых нештатных изменениях параметров сети, количество «сгоревших» электроприборов значительно выросло, несмотря на то, что «защитные автоматы» куда чувствительнее, реагируют быстрее и способны предотвратить даже короткое замыкание.

Спросите в чём подвох? Ответ прост. Удобство – это принцип действия автоматического выключателя, позволяющий его включить снова. Мало кто рискнёт просто заменить плавкий предохранитель, не понимая причины выхода из строя прибора. Ведь придётся искать ещё один, если что-то пошло не так. Поэтому когда сгорал предохранитель, владелец, прежде всего, пытался найти причину «сгорания», а не запасной предохранитель, или пробки. Автоматические системы защиты устранили поиск «запасной детали», одновременно позволив владельцу многократными включениями «выбитого автомата» добить неработающий прибор, а то и всю электросеть. Отсюда такая статистика. Давайте выясним, что такое автоматический выключатель, «с чем его едят», а заодно, как с ним правильно обращаться.

Основные принципы работы автоматов защитного отключения цепей

Начнём с электрической сети, которую защищает автоматический выключатель, характеристики которого напрямую зависят от параметров защищаемого участка сети. Задача автомата – контролировать параметры тока в этой цепи, не допуская перегрузок, немедленно отключить участок при возникновении перегрева проводов, или коротком замыкании, а также, если сила тока превысит допустимые пороговые значения. Таким образом, между точкой, в которой подключён к энергосистеме Ваш объект, и прибором, который потребляет энергию, есть два главных элемента. Первый – автоматический выключатель, характеристики которого связаны со вторым – кабелем (проводами), точнее с количеством жил и сечением этого кабеля. Приведём 2 простых примера:

В прихожей несколько лампочек, общей мощностью 400 ватт и участок тёплого пола, мощностью 1500 ватт. Сеть 220 вольт, а значит (Ватт = Вольт х Ампер), 1400 Ватт делить на 220 вольт равно 8,4 Ампера. То есть для защиты этого участка, достаточно автомата с силой тока 8,4 Ампера, а мы поставили 10 А.

В кухне 10 приборов мощностью 1200 ватт, а всего 12000 Ватт. Следовательно, для этого участка: 12000 делим на 220- нужно 54 Ампера, но мы ограничились стандартным автоматом в 25 Ампер.

Для понимания принципа действия автоматических выключателей этих примеров достаточно.

В прихожей автомат отключится, скорее всего, только тогда, когда произойдёт короткое замыкание в цепи. Вероятность отключения из-за перегрузки, перегрева этого участка сети ничтожна (при неизменности параметров тока, приходящего снаружи). Особых требований к сечению проводов на этом участке также нет. Внимание! В этой прихожей, приведенной как пример, нет розеток для подключения других приборов!

Но в кухне, включение одного за другим приборов приведёт к следующей ситуации:
Каждый включённый прибор (+1200 ватт) будет увеличивать нагрузку, а значит силу тока в этой цепи. Включённый 5-й прибор поднимет силу тока до: 5*1200/220=27,3 А.

Автомат же «знает», что сила тока на данном участке не может превышать 25 Ампер. Поэтому включение 5-го прибора приведёт к отключению кухни от сети. (Уточним, в том случае, если характеристика автомата 1 к 1, о чём ниже).

Итак, автомат, обнаружив превышение параметра силы тока, обесточил участок сети. Что происходит в случае, если на кухне произошло короткое замыкание? Замыкание приводит к резкому возрастанию нагрузки, и мгновенному повышению силы тока. В этом случае провода становятся нагревательными элементами, разогреваясь до высоких температур. Разогрев происходит одновременно во всей цепи, по которой проходит ток. При этом сила тока может мгновенно повышаться до очень больших значений. Это может привести к обгоранию контактов и к неизбежному пожару, если время срабатывания автоматического выключателя выбрано неверно.

Обдумав вышесказанное, Вы без труда поймёте остальные характеристики автоматов, как их «прочитать», а также базовые принципы действия автоматических выключателей, в том числе и для промышленного применения.

Устройство, маркировка и технические характеристики автоматов

Из функций, которые выполняет защитный автомат, вытекает его устройство. Это выключатель, который обеспечивает размыкание электрической цепи от превышения силы тока, или от нагрева. То есть в автомате два контура, нацеленные на гарантированное размыкание цепи. При нагреве биметаллическая пластина изменяет объём, за счет чего и обеспечивает физическое разъединение контактов (тепловой расцепитель). Электромагнитный расцепитель, при недопустимых изменениях параметров тока, создаёт поля внутри катушки, где расположен перемещающийся толкатель, также размыкающий цепь. Возникающую при включении – выключении электрическую дугу на контактах гасит дугогасительная камера. Имеются иные конструктивные особенности для разных видов автоматов, но эти основные.

Классификация автоматов

По количеству полюсов: однополюсные и двухполюсные выключатели с 1-м или 2-мя защищенными полюсами, трехполюсные выключатели с 3-мя защищенными полюсами, четырехполюсные выключатели с 3-мя или 4-мя защищенными полюсами.

По своей защите от внешнего воздействия: закрытого или открытого исполнения.

По способу своего монтажа: настенный тип, утопленный тип, установка в распределительных шкафах (включая установку на дин-рейки), комбинированные.

По способу своего присоединения: имеющие или не имеющие механическое крепление.

По току мгновенного расцепления, обозначаемому типами В, С, D.

Маркировка автоматов отражает особенности конкретного прибора, жёстко стандартизована, на предложенном фото это хорошо видно:

Технические характеристики (отражённые в маркировке) соответствуют следующим значениям:

Номинальный ток (А), значение (указанное в маркировке), в диапазоне: 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 А – для бытового использования, 1000, 2600 А – для промышленного.

Рабочее напряжение, 220 В (220, 230, 250), или 380В (380,400).

Частота в герцах 50, или 60.

Характеристики кривых отключения в зависимости от нагрузки цепи: B – сети с малыми токами КЗ (нагревательные приборы),C – сети больших токов (самые распространённые), D – для сетей с высокими токами пуска (станки, электродвигатели, СА, и т.п.). Другие классы, это: A – сети с большими суммарными сопротивлениями и потерями, Z – сети с чувствительными электронными устройствами и слаботочного оборудования, K – специфическое применение для сетей с высокими токами пуска. Каждый класс отражает правильность защиты цепи, без лишних срабатываний и ложных отключений. Если в квартире с автоматом С включить мощный электродвигатель или сварочный аппарат, автомат, почти наверняка, отключит цепь. Дело в том, что пусковые токи мощных электроприборов могут в разы превышать номинальные значения. Именно поэтому автомат D «понимая», что включается станок, не отключит питания немного дольше, чем автомат С, дав выйти станку на расчётный номинальный режим работы, после чего токи в сети вернутся к правильным значениям.

Предельный ток короткого замыкания (ПКС) задаёт силу тока, при котором автомат произведёт отключение, не выйдя из строя. Например, стандартный бытовой автоматический трёхполюсный выключатель имеет ПКС 4000, а вот автоматические выключатели российского производства, даже применяемые в быту, имеют ПКС 6000, или выше, несмотря на то, что это сфера промышленного применения. Чем выше значение ПКС, тем больше гарантий, что автомат отключится даже при самой тяжелой аварии в сети.

Токо-временная характеристика, отражающая время отключения в зависимости от силы тока. Чем меньше время, тем надёжней защищена сеть и тем дороже автомат. Эта характеристика является комбинированной (в одной зоне срабатывает тепловой, в другой электромагнитный расцепители). Подробно о ней можно прочитать в справочниках, для потребителя важно понимать, что автоматы бывают «медленными», «среднескоростными» и «быстродействующими». Кроме времени, эта же характеристика отражает предельное превышение силы тока (от 1-го до 14-ти единиц от номинального значения) для срабатывания защиты. На этом графике видно, как меняется время срабатывания автоматического выключателяот повышения силы тока:

Монтажно-физические характеристики, как и класс защиты от внешней среды отражены в паспортах изделий, впрочем, они видны «невооружённым» взглядом.

Как применить на практике знание характеристик для правильного подбора автомата?

Любой автоматический выключатель, характеристики которого нам примерно понятны, должен соответствовать, прежде всего, главному назначению – защите участка сети. Одновременно он должен обеспечить отсутствие необоснованных отключений с одной стороны, и не допустить «пробоя защиты» внутрь участка сети, что может привести к выходу из строя электроприбора (приборов).

Начинаем с оценки своей электросети – примерная длина проводов, количество и сечение жил, наличие заземляющего контура, качество изоляции, а также количество используемых электроприборов (частота и мощность).

Чем длиннее кабели, тем больше их собственное сопротивление, но для стандартной квартиры, в которой использованы жилы сечения от 1,5 мм. хорошо подходят наиболее распространённые автоматы класса С 220В. Количество полюсов нам даст щиток, монтажные особенности и особенности нашей сети. Желательно проконсультироваться с теми, кто будет осуществлять монтаж! Силу тока в маркировке (например, С16), определяем от нагрузки включенных приборов, принимая пороговое значение как 2-х кратный номинал, для исключения ложных отключений. Допустим, сила тока при одновременном включении всех приборов (расчет см. выше) составит 35 Ампер, учитывая, что такая ситуация нештатная, достаточно будет применить автомат С25. Автомат не отключится, но дополнительное «аварийное» увеличение нагрузки послужит той самой гарантией своевременного отключения.

Выбираем производителя

Определившись с напряжением, током и скоростью работы, что ограничено фактически ценой автоматов одного класса, выберем производителя. Несмотря на расхожее мнение, автоматические выключатели российского производства – очень надёжные приборы, изготавливаются в строгом соответствии ГОСТАм (которые более требовательны, чем ТУ производителей) и стоят дешевле. В любом случае, самое правильное, это подбор всего щитового оборудования (не только автоматов, но и реек, щитка и оснастки) от одного производителя, что не только облегчит монтаж (за счет полной совместимости), но и поможет сэкономить время, купив всё в одном месте.

После того как составлена спецификация на вводной участок (щиток, автоматы и т.д.), рекомендуем дать его на оценку специалистам. Если эту работу Вы поручали специалистам, используя наши рекомендации, проверьте, насколько правилен выбор характеристик с Вашей точки зрения. При возникновении вопросов, не успокаивайте себя «им лучше знать» — обязательно выясните, почему предложен именно этот вариант.

Защита человека – превыше всего!

В заключение, скажем о ещё одном устройстве, которое должно стать головным защитным прибором в Вашем щитке. В статье мы рассмотрели аспекты защиты сети и приборов, теперь поговорим, как защитить человека. Для этого используется так называемый выключатель автоматический дифференциального тока, назначение которого кроме отслеживания токов, контролировать «утечки» и нештатные изменения в сети. Проще говоря, данный тип автомата распознаёт, что в сети происходит несанкционированное изменений характеристик, попадающих в разряд «повреждение изоляции», «возможное прикосновение человека к проводам под напряжением» и т.д.

Такое обнаружение приводит к мгновенному обесточиванию участка сети. Иногда автоматические выключатели дифференциального тока называют УЗО (Устройство защитного отключения), МДЗ (Модуль дифференцированной защиты). Они могут быть использованы в комбинации с другими автоматами. Главное отличие этого автомата в том, что он работает на защиту человека от поражения электрическим током. Наиболее актуальны такие устройства для подключения санузлов и ванн (желательно с максимальной чувствительностью) и кухонь. Но сегодня многие предпочитают ставить такие выключатели на все участки сети в квартире.

Мы надеемся, что данная статья будет Вам полезна при выборе УЗО и ,как следствие, Ваша электросеть, электрические приборы будут надёжно защищены.

Источник: http://obelektrike.ru/posts/avtomaticheskie-vykljuchateli-harakteristiki/

Автоматический выключатель

Устройство, маркировка и технические характеристики автоматов

Из функций, которые выполняет защитный автомат, вытекает его устройство. Это выключатель, который обеспечивает размыкание электрической цепи от превышения силы тока, или от нагрева. То есть в автомате два контура, нацеленные на гарантированное размыкание цепи. При нагреве биметаллическая пластина изменяет объём, за счет чего и обеспечивает физическое разъединение контактов (тепловой расцепитель). Электромагнитный расцепитель, при недопустимых изменениях параметров тока, создаёт поля внутри катушки, где расположен перемещающийся толкатель, также размыкающий цепь. Возникающую при включении – выключении электрическую дугу на контактах гасит дугогасительная камера. Имеются иные конструктивные особенности для разных видов автоматов, но эти основные.

Классификация автоматических выключателей. Типы автоматов.

Классификация Автоматических Выключателей. Типы Автоматов.Автоматический выключатель представляет собой электротехническое устройство, основным назначением которого является совершение переключение своего рабочего состояния при возникновении определённой ситуации. Автоматы электрические совмещают в себе два устройства, это обычный выключатель и магнитный (или тепловой) расцепитель, задачей которого является своевременный разрыв электрической цепи в случае превышения порогового значения силы тока. Автоматические выключатели, как и все электрические устройства, также имеют различные разновидности, что их разделяет на определённые типы. Давайте ознакомимся с основными классификациями автоматических выключателей.

1» Классификация автоматов по количеству полюсов:

а) однополюсные автоматы
б) однополюсные автоматы с нейтралью
в) двухполюсные автоматы
г) трехполюсные автоматы
д) трехполюсные автоматы с нейтралью
е) четырехполюсные автоматы

2» Классификация автоматов по типу расцепителей.

В конструкцию различных видов автоматических выключателей, обычно, входят 2 основных типа расцепителей (размыкателей) — электромагнитный и тепловые. Магнитные служат для электрической защиты от короткого замыкания, а тепловые размыкатели предназначены в основном для защиты электрических цепей по определённому току перегрузки.

3» Классификация автоматов по току расцепления: В, С, D, (A, K, Z)

ГОСТ Р 50345-99, по току мгновенного расцепления автоматы разделяются на такие типы:

а) тип «B» — свыше 3•In до 5•In включительно (In — это номинальный ток)
б) тип «C» — свыше 5•In до 10•In включительно
В) тип «D» — свыше 10•In до 20•In включительно

Производителей автоматов в Европе имеют несколько иную классификацию. К примеру, у них имеется дополнительный тип «A» (свыше 2•In до 3•In). У некоторых производителей автоматических выключателей также существуют дополнительные кривые выключения (например автоматы с кривыми K и Z).

4» Классификация автоматов по роду тока в цепи: постоянного, переменного, обоих.

Номинальные электрические токи для основных цепей расцепителя подбирают из: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Также дополнительно выпускаться автоматы на номинальные токи основных электроцепей автоматов: 1500; 3000; 3200 А.

5» Классификация по наличию токоограничения:

6» Классификация автоматов по видам расцепителей:

а) с максимальным расцепителем тока
б) с независимым расцепителем
в) с минимальным либо нулевым расцепителем напряжения

7» Классификация автоматов по характеристике выдержки времени:

а) без выдержки времени
б) с выдержкой времени, независимой от тока
в) с выдержкой времени, обратно зависимой от тока
г) с сочетанием указанных характеристик

8» Классификация по наличию свободных контактов: с контактами и без контактов.

9» Классификация автоматов по способу подсоединения внешних проводов:

а) с задним присоединением
б) с передним присоединением
в) с комбинированным присоединением
г) с универсальным присоединением (и передним и задним).

10» Классификация по виду привода: с ручным, с двигательным и с пружинным.

Автоматические электровыключатели, электроавтоматы.

Выключатели автоматические предназначены для применения в электрических цепях переменного тока, защиты при перегрузках и токах короткого замыкания (КЗ), пуска и остановки асинхронных электродвигателей и обеспечения безопасности изоляции проводников. Также могут использоваться для нечастых оперативных включений и отключений указанных цепей. Конструкция Автоматический выключатель состоит из следующих частей: механизм управления; электромагнитный и тепловой расцепители; дугогасительная камера и т.д. Автоматические выключатели серии ВА имеют два типа защиты: тепловую (выполнена на биметаллической пластине), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания. Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных на корпусе, и подвижных контактов, шарнирно насаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, как правило, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Комбинированные зажимы из посеребренной меди и анодированной стали обеспечивают надежный контакт с медными и алюминиевыми проводниками сечением от 1 до 25 кв. мм. Выключатели ВА имеют усовершенствованную конструкцию механизма управления и механизма свободного расцепления для снижения эффекта дребезжащего контакта, вследствие чего, во время включения, замыкание контактов происходит мгновенно независимо от скорости движения рукоятки управления. Установленная металлическая пластина на боковой стенке в районе размыкающихся контактов предохраняет корпус от прогорания. При изготовлении корпуса используются высококачественные негорючие материалы с высокими огнеупорными, противоударными характеристиками и обладающих высокой механической прочностью. При сборке многополюсных выключателей сначала каждый полюс склёпывается отдельно, после чего полюса соединяются вместе. Контактные зажимы, глубоко погруженные внутрь корпуса, обеспечивают высокую степень безопасности при случайном прикосновении человека к корпусу прибора. Биметаллическая пластина соединена с механизмом свободного расцепления без люфта, что улучшает чувствительность прибора на её изгиб. Выключатели выпускаются в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении: Двухполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок.

Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели двухполюсного исполнения применяются, как правило, в цепях постоянного тока до 63 А. Крепление на колодке, рейке или панели.

Трехполюсные (трехфазные) автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий, перегрузок по току и понижения напряжения. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели трехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором).

Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Четырехполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий и перегрузок по току. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой.

Автоматические выключатели четырехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором). Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Принцип действия При перегрузках в защищаемой цепи протекающий ток нагревает биметаллическую пластину. При нагреве пластина изгибается и толкает рычаг, воздействующий на механизм свободного расцепления. Выдержка времени отключения уменьшается с ростом тока.

При коротком замыкании в защищаемой цепи ток, протекающий через электромагнитную катушку автоматического выключателя, многократно возрастает, соответственно возрастает магнитное поле, которое перемещает сердечник, переключающий рычаг свободного расцепления. В обоих случаях подвижный контакт отходит от неподвижного, автомат выключается, происходит разрыв цепи, тем самым эл. цепь защищается от перегрузок и токов короткого замыкания. При перегрузках и токах короткого замыкания отключение выключателя производится независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении. Собственное время срабатывания выключателя не более 0,02 сек. 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: очистка от пыли и загрязнений, особое внимание следует обратить на чистоту в районе входящих и отходящих контактов; подтягивание зажимных винтов. Данный тип автоматических выключателей допускает использование дополнительных блок-контактов. Соединение автоматических выключателей между собой можно осуществить с помощью соединительной шины. Выключатели ВА имеют возможность соединения между собой и с УЗО с помощью U-образной контактной шины. Устройство автоматического выключателя В данной статье рассказывается об устройстве автоматического выключателя на примере модульного автомата, так как именно он чаще всего используется быту для защиты от коротких замыканий и перегрузок электропроводки. Устройство автоматического выключателя: Устройство автоматического выключателя Основные элементы автомата это корпус 1, изготовленный из термостойкой пластмассы, рукоятка из пластика 2, предназначенная для его включения и выключения, а также фиксатор 3, необходимый для защелкивания выключателя на DIN-рейке.

Принцип работы устройства заключается в следующем: Когда автомат включается, напряжение, идущее на верхнюю винтовую клемму 4, направляется через биметаллическую пластину 6 и обмотку соленоида 9 на подвижный контакт 7, а затем на нижнюю винтовую клемму, в ней подключен «отходящий» провод – нагрузка. Защитное отключение автомата состоит в том, что когда срабатывает механизм расщепления, подвижный контакт 7 размыкается. Механизм расщепления может быть приведен в действие двумя способами. В первом случае, ток, идущий через автомат, неожиданно резко увеличивается, то есть происходит короткое замыкание и возникает магнитное поле.

Оно втягивает сердечник и тем самым активирует механизм расцепления. Во втором случае, через автомат проходит ток со значением, превышающим допустимое, биметаллическая пластина 6 нагревается и от этого изгибается, отчего также происходит расщепление контактов. И в том, и в другом случае во время расцепления контактов возникает дуга, для нейтрализации которой в автоматическом выключателе имеется дугогасительная камера – совокупность металлических пластин особой формы, параллельные друг к другу. Также в устройстве имеется специальная металлическая пластина 10, которая предохраняет корпус автомата от прогорания.

Как выбрать автоматический выключатель

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.

При выборе автоматического выключателя не рекомендуется:

1. Выбирать автоматический выключатель только по дизайну.

2. Использовать автоматический выключатель неизвестного происхождения.

3. Применять автоматические выключатели с видимыми повреждениями корпуса.

4. Устанавливать автоматические выключатели завышенной мощности.

При выборе автоматического выключателя рекомендуем:

1. Выбирать автоматический выключатель строго под параметры вашей электропроводки.

2. Выбирайте автоматические выключатели только известных производителей.

3. Выбирайте автоматические выключатели только в специализированных магазинах.

4. Прежде, чем купить автоматический выключатель, если есть какие-то сомнения, лучше дополнительно проконсультироваться со специалистом.

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-нуль

к – поправочный коэффициент для автоматических выключателей характеристики В: к = 5; характеристики С: к =10, характеристики D: к = 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)

Выбранный Вами автоматический выключатель должен отвечать условию: I min n

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 2.5 мм2.

Основные требования к автоматическим выключателям

Во всех автоматах главная контактная система должна:

• обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим

работы при номинальной силе тока;

• не повреждаясь, отключать цепь при токах короткого замыкания.

Виды применяемых расщепителей

Конструкции автоматических выключателей различаются расцепителями — встроенными устройствами в виде защитных реле для дистанци­онного отключения.

Автоматы с тепловыми разделителями предназначены для защиты от пе­регрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая плас­тинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат. Тепловые расцепители отключают цепь в зависимости от длительности и силы тока, превышающего уставку теплового расцепителя.

Совет. Силу тока уставки теплового расцепителя выбирают равной 125. 150% от значения длительной силы тока максимально допусти­мой нагрузки.

Автоматы с электромагаитным расцепителем служат для защиты от коротких замыканий. Автомат с электромагнитным расцепителем в каждой фазе имеет электромагнитное реле максимального тока, состоящее из катушки, сердечника и пружины. Ток короткого замыкания, проходя по катушке, содействует втяги­ванию внутрь ее сердечника, который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее устройство. Такое отключение называют отсечкой. Электромаг­нитные расцепители срабатывают практически мгновенно (за 0,02 с).

Совет. Силу тока уставки электромагнитного расцепителя выбирают на 20. 30% выше наибольшей силы тока кратковременной перегрузки, возмож­ной, например, при пуске электрических двигателей.

Автоматы с комбинированным расцепителем имеют как тепловой, так и электромагнитный расцепители. При наличии комбинированного расцепи­ теля выключатель мгновенно срабатывает при сверхтоках и с выдержкой времени от перегрузок, определяемой тепловым расцепителем.

Расцепитель минимального напряжения срабатывает при снижениях на­ пряжения до 70. 30% номинального.

Для выключателя данной величины может быть несколько расценителей, имеющих свои разные номинальные токи, которые могут регулироваться. Уста­новка на ток мгновенного срабатывания, или ток отсечки, означает, что при данном токе срабатывает электромагнитный расцепитель данного выключателя.

Предельная коммутационная способность означает предельный ток, кото­рый может отключить выключатель.

Кроме того, автоматические выключатели разных серий и типов различа­ют по следующим признакам:

• вид тока (переменный, постоянный);

• напряжение и номинальная сила тока автомата;

Источник: http://gosstandart.info/stroymaterialy/elektrotehnicheskie/avtomaticheskiy-vyklyuchatel/

Назначение трехфазного автоматического выключателя. Автоматический выключатель: характеристика. Токовые характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель или сокращенно именуемый как «автомат»- самый распространенный аппарат, отключающий от сети электротехнику при аварийных ситуациях, происходящих в электрических сетях напряжением до 1000 Вольт. Автоматический выключатель предназначен для защиты электрического оборудования от токов короткого замыкания и продолжительных по времени перегрузок (если встроено ), включаемых и отключаемых как вручную, так и дистанционно. Используется в сетях постоянного и переменного токов. На заводах – изготовителях выпускают одно-, двух- и трехполюсные автоматические выключатели.

В настоящее время автоматы выпускают различных марок, но все они имеют одинаковые конструктивные части:

Главные силовые контакты;

Механизм включения и отключения.

Ток по автоматическому выключателю протекает в следующем порядке: силовые контакты, тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель.

Силовые контакты состоят из неподвижного и подвижного, приводящегося в движение механизмом включения. При включении автомата или замыкании его силовых контактов необходимо прикладывать усилия, т.к. составные части включающего устройства входят в зацепление друг с другом, осуществляя продолжительное нажатие силовых контактов. Отключение автомата происходит при легком нажатии на привод механизма. Это объясняется тем, что при разрыве силовых контактов, по которым протекает большой ток (короткое замыкание, перегрузка) возникает электрическая дуга, обладающая разрушающим воздействием. И, соответственно, чем быстрее разомкнутся контакты, тем меньше по продолжительности «существование» дуги!

Стенки дугогасительной камеры, куда помещаются силовые контакты, сделаны из фибры, в которые вставлена деионная решетка в виде «вилочек». Появление электрической дуги сопровождается выделение теплоты, вызывающей выделение газа из фибры. Газ, в свою очередь, сокращает горение дуги. Деионная решетка делит дугу несколько коротких дуг, тем самым ослабляя разрушающее действие.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки (3-7 витков силового медного провода) и сердечника, помещенного внутри катушки. При протекании тока по силовым контактам в 3-4 раза превышающего номинальный ток автомата, магнитный поток катушки выталкивает сердечник, который воздействует на механизм отключения силовых контактов.

На корпусе автоматического выключателя указывают величину напряжения на которое он рассчитан, род тока (переменный или постоянный),номинальный ток, ток срабатывания электромагнитного расцепителя, количество полюсов.

Автоматический выключатель применяется в электрической сети для обеспечения защиты электроприборов, кабелей и проводов от токов, пуска и остановки однофазных и трехфазных электрических двигателей а также от длительных перегрузок в сети. Является одним из основных приборов .

Основная классификация автоматов напрямую зависит от их работы, области применения. Так выключатели одно — двухполюсные применяются при эксплуатации большинства электрических приборов. Трех — четырехполюсные автоматы применяются, как правило, в электроцепях переменного тока при нагрузке для защиты электродвигателей.

Принципиальная схема автоматического выключателя

Элементы автоматического выключателя

1. корпус из термостойкого пластика
2. рукоятка из пластика для его включения и выключения
3. защелка-фиксатор для защелкивания устройства на DIN-рейке

Схема и принцип работы автомата

При включении автомата напряжение идет на клемму 4, расположенную сверху, затем направляется через биметаллическую пластину 6 где происходит тепловое размыкание и далее через обмотку соленоида 9 на подвижный контакт 7. Затем, проходя через неподвижный контакт 8 напряжение идет на нижнюю винтовую клемму. К нижней винтовой клемме подсоединяется провод — нагрузка. При защитном отключении автомата происходит срабатывание механизма расцепления. При этом подвижный контакт 7 размыкается.

Механизм расцепления

• При коротком замыкании, когда резко увеличивается сила тока, создается магнитное поле, втягивающее сердечник, приводящий в действие механизм расщепления. Этот способ является магнитным расщеплением.
• При резком увеличении напряжения, превышающего допустимые нормы, происходит нагревание биметаллической пластины 6. Это действие вызывает изгиб пластины и дальнейшее размыкание контактов.

В том и другом случае при образовании сильного тока возникает электрическая дуга. Для ее ликвидации в автомате имеется дугогасительная камера 5, состоящая из набора металлических пластин специальной конфигурации.

Для усиления защиты корпуса автомата от воздействия высокой температуры используется специальная металлическая пластина 10.

Каждый автоматический выключатель должен иметь следующую маркировку

Маркировка должна быть не стираемая и четкая, хорошо видна.

Для проверки работоспособности автоматических выключателей применяется устройство прогрузки. Наиболее распространенными моделями являются УПА-10М и УПА-20.

При установке или необходимом ремонте нужно обязательно пользоваться — специалиста с хорошей квалификацией.

В настоящее время все большее распространение получает продукция компании АВВ, являющейся мировым лидером по новейшим технологиям для энергетики и автоматизации.

Характеристика его и принцип работы также будут описаны. Этот нехитрый прибор сегодня используется в быту и промышленности, он пришел на смену плавким вставкам (предохранителям). Правда, последние все еще используются, но по большей части в качестве защиты от короткого замыкания на высоковольтных линиях. Но они имеют конструкцию, отличную от той, которую вы привыкли наблюдать в бытовой технике. Это керамические емкости, наполненные песком, внутри которого расположен проводник — рабочая плавкая часть.

Работа автоматического выключателя

Но стоит поговорить именно о такой конструкции, как автоматические выключатели, технические характеристики и сферы применения их рассмотреть более детально. По сути, это устройство для коммутации. С его помощью осуществляется проведение тока в цепи, но самое главное — защита от короткого замыкания и перегрузок. Стоит также отметить, что защита происходит также при снижении или повышении питающего напряжения, изменении направления движения тока. Правда, зачастую такие приборы используют в качестве выключателя электрооборудования (освещения, розеток, иных потребителей).

Но стоит обращать внимание и на то, что у прибора имеется определенный ресурс, поэтому для частого включения и отключения его использовать не рекомендуется. Намного эффективнее окажется использование простых выключателей. Большая часть автоматических выключателей осуществляет коммутацию цепи вручную. Вы самостоятельно переводите рычажок в положение «Вкл.» или «Выкл.». Но существуют модели, которые работают при помощи электрического привода. Благодаря внедрению таких узлов имеется возможность управления работой автоматического выключателя на любом расстоянии.

На чем основан принцип действия

Как было сказано ранее, автоматические выключатели, технические характеристики которых рассматриваются в статье, могут отключаться вручную. Правда, есть небольшой нюанс — во время скачка напряжения либо превышения силы тока происходит автоматическое срабатывание. Но это аварийные режимы работы — именно от них производится защита электрооборудования, включенного в цепь. Можно провести разделение всех автоматических выключателей на три категории:

1. Максимального значения тока.
2. Снижения питающего напряжения.
3. Увеличения обратной мощности.

Именно такие функции выполняют автоматические выключатели. Первые размыкают цепь, когда происходит увеличение тока. Возникает это при коротком замыкании или же увеличении нагрузки сверх допустимых пределов.

Но автоматический выключатель, характеристика которого приводится, имеет преимущество перед плавким предохранителем — он восстанавливается, следовательно, для замыкания цепи потребуется только переместить рычаг. Стоит отметить, что установка приборов должна производиться в специальные щитки. При выборе необходимо руководствоваться данными о том, какие условия наличествуют в помещении. Исходя исходя из них и производится выбор класса защиты щитка.

Классификация автоматических выключателей

А теперь о том, какую классификацию имеют автоматические выключатели ВА, технические характеристики которых практически одинаковы и отличаются лишь значениями. Итак, категории стандартных приборов:

1. Автоматические выключатели установочного класса изготавливаются в пластиковом корпусе, который полностью защищен. Следовательно, их можно монтировать в местах с общим доступом. В частности, для коммутации цепей освещения.
2. Без корпуса выпускаются универсальные типы. Их предназначение — монтаж исключительно внутри распределительных устройств.
3. Автоматические выключатели со временем срабатывания менее 5 миллисекунд относятся к классу быстродействующих. Следовательно, со временем срабатывания в диапазоне 10 миллисекунд — относятся к категории небыстродействующих. Еще один у которых время срабатывания является основной характеристикой — это селективные. Пользователь может изменять самостоятельно значение времени. Для этой цели предусмотрен небольшой пластиковый диск с градуировкой.
4. Автоматические выключатели обратного тока необходимы для защиты цепей только в одном случае: если существует вероятность изменения направления движения тока по цепи.
5. Неполяризованные и поляризованные. Первые отключают цепь при протекании тока в различных направлениях. Вторые — только при изменении тока в прямом направлении.

Основные элементы автоматических выключателей

В основе лежит пластина из биметалла, но она одна не может обеспечить полноценную работу устройства. Состоит автоматический выключатель, характеристика которого рассмотрена в статье, из нескольких элементов, которые напрямую влияют на все параметры. Итак, основные части любого автомата:

1. Контактная система.
2. Дугогасительная решетка.
3. Расцепители.
4. Механизм управления.
5. Механизм для свободного расцепления.

Конечно же, если имеется корпус, то его тоже необходимо указать в этом списке. Обратите внимание на то, что конструкция не предусматривает проведение ремонта устройства, поэтому при выработке ресурса либо же мельчайшей поломке необходимо заменить автомат новым. Даже не стоит пытаться сделать его ремонт, все равно ничего не выйдет.

Контактная группа и дугогасительная решетка

Обратите внимание, что токовые характеристики автоматических выключателей отличаются, следовательно, разнятся и конструкции элементов. Чем выше ток, тем прочнее и надежнее конструкция всех составляющих. Группа контактов — это неподвижные металлические элементы, расположенные на корпусе автомата и рычаге. С их помощью происходит замыкание электрической цепи.

При отключении или включении между контактами образуется небольшой искровой промежуток. Система для гашения дуги — это камера, внутри которой находится стальная решетка. С помощью этого несложного механизма происходит улучшение характеристик, увеличение ресурса прибора, так как контакты не повреждаются и на них не остается нагар.

Расцепители

Устройство для свободного расцепления — это механизм, состоящий из шарниров. С его помощью производится замыкание и размыкание контактной группы во всех режимах. Существуют электромагнитные расцепительные устройства. В их основе находится электромагнит, якорь которого управляет группой контактов. Иногда в конструкции можно встретить гидравлическую систему замедления.

Во многих автоматах используются тепловые расцепители. Благодаря нагреву при протекании большого тока происходит деформация и расцепляются контакты. Но одним из наиболее современных является расцепитель на основе полупроводников. В его конструкции имеется трансформатор тока, благодаря которому постоянно происходит замер параметров. Вот такой непростой автоматический выключатель. Характеристика срабатывания его зависит от типа расцепителя.

Цепи электропроводки в промышленных и бытовых помещениях обязательно включают в свой состав не один автоматический выключатель. Этот элемент обеспечивает безопасную эксплуатацию не только электросетей, но и зданий, сооружений в целом.

Устройство защитного отключения — автоматический выключатель

Необходимость

В случае короткого замыкания или превышения допустимых токовых нагрузок он автоматически размыкает цепь. Отключение нагрузки предотвращает возгорание изоляции кабелей и распространение пожара, выхода из строя дорогостоящего оборудования, травмирования людей.

Существует много типов автоматических выключателей, они отличаются по мощности тепловых и токовых нагрузок, по габаритам, конструктивному исполнению и другим признакам. На бытовом уровне большинство используемых типов автоматических выключателей имеют общие принципы срабатывания и одинаковый набор составных элементов.

Даже формы корпусов, отверстия и отдельные элементы крепления приведены к общему стандарту. Любой тип низковольтного автоматического выключателя, который используется в административных зданиях, квартирах, частных домах, легко устанавливается на стандартные элементы крепления распределительных щитов. Рассмотрим часто применяемый в быту тип модульного автоматического выключателя марки ДЕК серия ВА.

Панель выключателя АВ

Конструктивные особенности

Автоматический выключатель типа ВА построен на модульной основе, это позволяет использовать его в однофазной и трехфазной, одно- и многополюсной сетях. Для защиты однофазной сети нужен однополюсный автоматический выключатель: один модуль, чего вполне достаточно.

Электроустановки, работающие от трехфазной сети, защищаются трехполюсными автоматами защиты от трех модулей, по одному на каждую фазу. В этом случае автоматические выключатели собираются в единый блок.

Для синхронного срабатывания всей группы автоматов при превышении допустимого порога тока на одной из фаз рычаги управления фиксируются общей планкой. Для синхронного срабатывания рычаги управления также могут фиксироваться общей пластиковой планкой.

Стандартные отверстия дают возможность установить на автоматический выключатель дополнительные устройства промышленного типа: отдельные расцепители, сигнальные контакты и другие. Устанавливаемые элементы часто используются на производственных объектах для дистанционного контроля за срабатыванием и управлением работой электроустановок.

Пластиковые корпуса типовых модулей неразборные, они имеют стандартизированные размеры. Сверху и снизу расположены клеммы для проводов с винтовым устройством зажима.

В верхней части корпуса 2 отверстия:

1. для отвода скопившихся газов от нагрева;
2. для доступа к винту регулировки порога срабатывания, биметаллического элемента тепловой защиты.

Корпус автомата: вид сверху

С тыльной стороны корпуса предусмотрены пазы и зажимные элементы, позволяющие одевать и фиксировать автоматический выключатель на стандартную DIN-рейку в распределительных щитах. Такая конструкция позволяет передвигать переключатели вдоль рейки, не отключая от цепи, разделять группы, она удобна при сборке, монтажных и ремонтных работах.

Автоматический выключатель на ДИН-рейке

Как работает автомат

На примере одного модуля типа АВ рассмотрим, как работает автоматический выключатель и отдельные его элементы. Автоматическое управление срабатыванием на выключение осуществляется двумя параметрами: силой тока, проходящего через контакты выключателя, и температурой нагрева.

Для контроля значений этих параметров автоматический выключатель имеет два элемента:

• обмотка электромагнитной катушки со стальным сердечником рассчитана на определенную силу тока;
• биметаллические пластины откалиброваны, загибаются пропорционально величине проходящего через них тока, при превышении номинального значения оказывают механическое воздействие на расцепитель, который осуществляет контроль температурного режима.

Устройство автомата в разрезе

Подключается автоматический выключатель в разрыв цепи последовательно. На верхнюю клемму зажимается провод от источника питания, внизу крепятся провода, идущие к нагрузке.

Автоматический выключатель имеет два типа детектора и элемента расцепления, которые постоянно контролируют силу тока.

У каждого устройства свое назначение:

• Электромагнитный расцепитель мгновенно реагирует на кратковременное значительное превышение тока номинального значения при коротком замыкании;
• Регулируется тепловая защита, она более точная и инерционная в измерении значений тока, имеет большее время срабатывания. Это позволяет не реагировать на кратковременные незначительные превышения допустимых токовых значений. Все эти меры обеспечивают стабильную безопасную работу электроустановок.

Схема строения автоматического выключателя

Устройство расцепления и взвода

Это механическое устройство состоит из металлических пружин и пластиковых рычагов. Его задача в обычном режиме удерживать замкнутые контакты, в аварийных ситуациях, при превышении тока или температуры заданных предельных значений, разомкнуть контакты выключателя, для чего применяется автоматический или ручной режим отключения.

Это электромагнитная катушка со свободно двигающимся металлическим сердечником. Шток сердечника при рассчитанной величине предельно допустимого тока толкает рычаги расцепляющего устройства, оно срабатывает, контакты размыкаются.

Сечение провода на катушке электромагнита и количество витков рассчитываются на многократное срабатывание. Обмотка катушки выталкивает сердечник при значительном превышении номинального тока выключателя, в случае короткого замыкания в цепи.

Один конец катушки подключен к подвижному контакту механизма расцепления, второй – к биметаллической пластине. Соединения выполнены гибким многожильным проводом, контакты сварные, это обеспечивает надежное соединение в условиях высоких температур. Припой на паяных контактах при нагреве может расплавиться.

При превышении номинального тока в катушке электромагнита в несколько раз сердечник выталкивается. Он давит сверху на рычаг спускового механизма, происходит расцепление, подвижный контакт под действием пружины отскакивает от неподвижного контакта, они размыкаются. Усилие размыкания дублируется штоком сердечника, закрепленного на подвижном контакте.

Одновременно с давлением на спусковой рычаг сердечник оттягивает подвижный контакт.

Тепловой расцепитель

Здесь используется принцип работы теплового реле. Такой способ широко применяется для аварийных отключений электрооборудования и сигнализации в электрических цепях. В основе технологии заложены свойства биметаллической пластины. Еще в XIX веке Джоуль-Ленц отметил пропорциональность температуры на участке цепи квадрату силы тока и сопротивлению.

Используя эту зависимость и свойства биметаллов, пластины стали применять для механического замыкания и размыкания контактов. Биметаллические пластины пропорционально изменяют свою форму в зависимости от силы тока и температуры. По степени изгиба пластины можно судить о величине тока и температуре.

Биметаллические пластины: структура

У всех металлов коэффициенты теплового расширения отличаются: при нагреве пластин одного размера из разного металла до одинаковой температуры длина одной из них станет больше. Благодаря этому свойству, если скрепить эти две пластины вместе при нагреве, они начнут загибаться, при остывании – выпрямляться.

В нашем случае биметаллическая пластина находится в теплостойком изоляционном материале, обычно для этих целей одевается трубка из стекловолокна. Сверху изоляции намотан провод с высоким сопротивлением, это делается для косвенного нагрева пластины.

При прямом нагреве срок службы пластины существенно уменьшается. С увеличением тока температура пластины повышается, она загибается вверх, нажимая на спусковой рычаг механизма расцепления. В результате автоматический выключатель срабатывает, контакты размыкаются.

Искрогасительная камера

Значительную часть в корпусе модуля защиты занимает искрогаситель. В большинстве случаев автоматический выключатель срабатывает под током большой нагрузки. При прохождении тока большой силы в момент разрыва цепи между контактами возникает дуга электрического разряда.

Она имеет высокие температуры, может расплавить контакты и другие элементы автоматики. Для того чтобы этого избежать, ставят дугогаситель; его конструкция напоминает решетку из металлических пластин. В камере с пластинами дуга разрушается и гаснет, продукты горения и газы отходят через специальное отверстие.

В частных домах можно установить четырехполюсный и трехполюсный автоматический выключатель для трехфазной сети 380 В. Чаще используются трехполюсные, двухполюсные и однополюсные для однофазной сети 220 В.

Выбирая элементы защиты, в первую очередь надо исходить из номинальных значений напряжения. Оно должно быть выше или соответствовать напряжению сети.

Одно из главных условий выбора и последующей настройки автомата защиты – отключение группы потребителя раньше, чем это сделают элементы защиты, установленные в цепи ближе к источнику подачи электроэнергии. Для этого учитываются следующие параметры.

Максимальная сила тока короткого замыкания на участке цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Модульные модели защитных автоматов выдерживают 3000А; 4500А; 6000А; 10000А, немодульные рассчитаны на большие токи короткого замыкания. Для жилых домов и квартир достаточно 4500 или 6000А.

Номинальная сила тока расцепителя выбирается немного больше допустимого тока длительной нагрузки цепи. В противном случае автоматический выключатель будет срабатывать от незначительных скачков напряжения в процессе нормального режима работы.

Нужно обязательно учитывать Iн – теплового расцепителя.

Автоматический выключатель серии АВ с номинальным током 10А будет срабатывать при токе 10х1,45(поправка на тепловой расцепитель) = 14,5 А.

Параметры расцепления имеют три класса (В;С;D), они отличаются по токовременным характеристикам срабатывания:

• Класс В – срабатывает расцепитель при превышении номинальной силы указанной на маркировке тока в 3-5 раз. Ставят в группах освещения и розеток, обычно они реагируют на пусковые токи при включении электродвигателей.
• Класс С – расцепитель срабатывает при превышении номинальных токов в 5-10 раз, ставится в розеточные и осветительные группы, обеспечивает защиту двигателей водяных насосов с небольшими пусковыми токами. Хорошо использовать в загородных домах и квартирах.
• Класс D – автоматический выключатель этого класса устанавливается на производственных объектах для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами.

Обязательно учитывайте толщину и сечение проводов в цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Они должны соответствовать номинальным значениям токовой нагрузки элементов защиты. Например, при номинальном токе автомата защиты в 16А сечение кабеля должно быть не менее 2,5 кв./мм. Iн – 10А соответствует толщине кабеля 1,5 кв./мм.

Для этого есть специальные таблицы определения площади сечения кабеля по току, ПУЭ (Правила устройства электроустановок) табл. 1.3.4, 1.3.5, 1.3.6, 1.3.7, 1.3.8.

Устройство автомата. Видео

Видео продемонстрирует устройство автоматического выключателя, что поможет с его монтажом и установкой.

Зная назначение и принципы работы, требования по установке и эксплуатации автоматических выключателей, легче сделать правильный выбор, что обеспечит стабильную, безаварийную работу бытовой техники в доме и квартире.

Источник: http://mekelektro.ru/switches-and-sockets/the-purpose-of-the-threephase-circuit-breaker-circuit-breaker-characteristic.html

Как выбрать автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (АВ) размыкает электрическую цепь при резком возрастании в ней тока. Еще одной функцией этих устройств является защита от перегрузки – длительного протекания через автомат тока, значение которого превышает номинальное. Эти изделия относятся к наиболее распространенным типам защитной автоматики.

Сфера применения

Автоматические выключатели используются повсеместно. Помимо выполнения основных своих функций, на них возложено решение дополнительных задач, к которым относятся:

• Замыкание или размыкание электрической цепи в ручном режиме.

Совет! Не следует использовать такой выключатель для выполнения постоянных коммутаций, особенно под нагрузкой. Это существенно сокращает время его безаварийной эксплуатации.

• Некоторые устройства имеют возможность отключения потребителей при снижении напряжения на входе ниже допустимых значений или полного его пропадания.
• Для электроустановок, питаемых постоянным напряжением, крайне важное значение имеет направление тока. АВ постоянного тока могут размыкать цепь при изменении его направления.

Классификация АВ

Основными критериями, по которым могут быть определены типы автоматических выключателей, являются их технические характеристики. Учитывая большое количество этих параметров, становится понятным наличие огромного количества видов этих устройств.

При выборе выключателя для использования его в бытовой электросети следует выяснить важнейшие качества этого устройства, к которым относится:

• Количество полюсов. Каждый полюс АВ представляет собой независимый путь прохождения тока. Существуют однополюсные автоматические выключатели, используемые для защиты потребителей однофазной сети.

Двухполюсный выключатель позволяет одновременно размыкать фазный и нулевой провод, повышая уровень электробезопасности при эксплуатации электрооборудования.

Трехполюсный автоматический выключатель, а также его четырехполюсные аналоги применяются в трехфазных сетях. Выбор необходимого устройства зависит от используемой схемы электрической сети (количества фаз, а также наличия нулевого и заземляющего проводов).

На рисунке изображен трехполюсный автоматический выключатель, применяемый для защиты потребителей в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.

• Номинальное напряжение и ток. Поскольку АВ представляет собой защитное устройство, то для обеспечения его надежного срабатывания в случае возникновения аварийной ситуации номинальный ток не должен значительно превосходить реально протекающий в сети. В противном случае устройство не сработает даже при значительной перегрузке потребителей, что может вызвать перегрев и возгорание изоляции или контактных соединений. ГОСТами определены такие номиналы автоматических выключателей по току: 3, 6, 10, 16, 25 А. Вводный выключатель может иметь номинальный ток 32, 40, 63 А. Устройства большей мощности не применяются для питания бытовых потребителей.
• Селективность – это способность защитного устройства отключать только тот участок сети, в котором произошло замыкание. Как правило, в конструкцию АВ, обладающих этим свойством входит две пары размыкающих контактов, подключенных параллельно. Срабатывая по очереди, они дают возможность автоматике оценить последствия отключения, если авария была устранена, то сработал один из менее мощных выключателей, который расположен ближе к нагрузке. В этом случае вводной селективный АВ не будет отключать все остальные потребители.
• Максимальный ток расцепителя. Еще один крайне важный параметр, требования к которому указаны в ГОСТах. Для определения соответствия АВ по этой характеристике, необходимо проводить измерение сопротивления петли «фаза-нуль». Если такие измерения не могут быть проведены, то можно выбрать устройство, исходя из опыта эксплуатации. Так, для бытовых электросетей вполне подойдут выключатели с максимальным током расцепления 4500 А.

Принцип работы АВ

Принцип работы автоматического выключателя основан на использовании электромагнитной индукции, а также способности различных металлов к расширению при нагревании. Соответственно, в конструкцию АВ входят два относительно независимых элемента, которые способны разъединять электрическую цепь.

К ним относятся:

• Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя – устройство, состоящее из катушки индуктивности и подвижного сердечника. При резком возрастании тока в катушке подвижный сердечник перемещается под влиянием электродинамических сил и приводит в действие механизм расцепления. Чем меньше время нарастания тока, тем выше скорость движения сердечника. Таким образом обеспечивается быстродействие автомата при возникновении токов КЗ.
• Тепловой расцепитель – механизм, размыкающий цепь при длительном протекании тока, превышающего номинальный. Надежная работа электрической сети предусматривает возможность перегрузок, время действия которых находится в обратной зависимости от их величины. Это качество обеспечивается путем использования биметаллической пластины, которая имеет свойство выгибаться при нагревании. В свою очередь, на скорость нагревания этого изделия влияет величина протекающего через него тока и время его прохождения.

Основные параметры

Выбор автоматического выключателя является чрезвычайно ответственным мероприятием, от которого зависит состояние электрической и пожарной безопасности жилища, а также правильность работы квартирной электропроводки. Перед тем как выбрать автоматический выключатель следует ознакомиться с их основными характеристиками, оценить мощность потребителей и составить схему электрической сети. Все это поможет подобрать устройства, которые смогут обеспечить надежную защиту электрооборудования и не окажутся чрезмерно дорогостоящими.

К основным ГОСТам, регламентирующим требования к характеристикам АВ, относятся:

1. ГОСТ Р 50345-2010. Этим ГОСТом устанавливаются основные требования к бытовым автоматам.
2. ГОСТ Р МЭК 60898-2-2006. Стандарт содержит сведения о существующих видах АВ, а также обозначениях, используемых при их маркировке.
3. ГОСТ Р 50030.2-99. Определяет требования к выключателям с плавкими предохранителями.
4. ГОСТ Р 51327.1-2010. Этот ГОСТ определяет требования к АВ, управляемым дифференциальным током.

Кроме определения требований к АВ, ГОСТами устанавливаются правила их маркировки, по которой может быть легко выбрано необходимое устройство.

К наиболее важным техническим характеристикам АВ относятся:

1. Тип времятоковой характеристики.
2. Номинальный ток автоматического выключателя.
3. Селективность.
4. Возможность самодиагностики.
5. Время срабатывания (быстродействие).
6. Массогабаритные характеристики.
7. Тепло- и газовыделение.
8. Максимальный ток расцепителя, которым определяется отключающая способность автоматического выключателя.

Маркировка автоматических выключателей содержит обозначения, позволяющие получить информацию о большинстве этих характеристик.

Времятоковые характеристики

Для того чтобы подобрать автоматический выключатель по скорости срабатывания используются времятоковые характеристики – графические зависимости, позволяющие поставить в соответствие кратность тока (отношение реально протекающего тока к номинальному) и время срабатывания расцепителя. Поскольку сфера применения АВ чрезвычайно широка, то существуют выключатели, обладающие различными характеристиками и предназначенные для установки в сетях, питающих различные потребители.

ГОСТами установлены следующие виды характеристик, по которым может быть оценено время срабатывания АВ:

• В. Такие устройства предназначены для установки в осветительных сетях, имеющих преимущественно активную нагрузку.
• С. Наиболее распространенная группа, включающая в себя изделия, которые могут быть использованы для установки в электрических сетях бытового и хозяйственного назначения.
• D. Автоматический выключатель этого вида имеет относительно большое время срабатывания при возрастании тока в несколько раз по отношению к номинальному значению. Такое качество позволяет использовать его для защиты электродвигателей, имеющих значительные пусковые токи.

Существенное влияние на количество циклов размыкания и замыкания, а значит и на срок службы выключателя оказывает наличие в его конструкции дугогасительной камеры – устройства, которое предназначено для подавления электрической дуги. В настоящее время существует большое количество типов подобных устройств, как и принципов их работы (использование дугогасительных контактов, решеток, «двойного разрыва» и т. д.). Одно можно сказать точно, без них невозможно было бы обеспечить надежность выключателя при срабатывании его под нагрузкой, особенно при отключении токов коротких замыканий.

Для выведения газов, образованных во время гашения дуги, используется специальное отверстие в корпусе АВ.

Особенности конструкции

Для организации электроснабжения частной квартиры используются различные виды АВ. Однако большинство из них работает по одному и тому же принципу. Это позволяет рассмотреть их внутреннее устройство на примере типового автоматического выключателя.

К основным элементам, входящим в конструкцию автомата, относятся:

1. Корпус.
2. Клеммы, предназначенные для присоединения проводов.
3. Рычаг управления.
4. Подвижный контакт.
5. Неподвижный контакт.
6. Тепловой расцепитель.
7. Электромагнитный расцепитель.
8. Регулировочный винт.
9. Дугогасительная камера.

Что касается установки АВ в собственной квартире, то технически она не представляет никакой сложности. Автомат крепится на дин рейку, после чего к верхним его клеммам подключается питающие контакты, а к нижним – провода, идущие к потребителю. Естественно, что при выполнении всех работ в распределительном щитке должно быть отключен вводный автомат.

Источник: http://masterpotoku.ru/ustrojstva-zaschity/avtomaticheskie-vyklyuchayeli.html

Воздушный автоматический выключатель

Содержание

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Ключевые определения

Воздушный автоматический выключатель (силовой автоматический выключатель, автоматический выключатель) — электрический аппарат, который способен включать, проводить и отключать электрический ток в любых рабочих условиях электрической цепи, рисунок 1. Автоматическое отключение электрической цепи происходит при перегрузках, К.З., чрезмерном понижении или повышении напряжения, направления мощности и т. д. Отключение токов перегрузки и короткого замыкания автоматическим выключателем должно производиться в соответствии с заданными времятоковыми характеристиками.

Требования к автоматическому выключателю.

Современный автоматический выключатель (автомат) должен отвечать, прежде всего, двум требованиям: надежно защищать электроприемники в аварийных режимах от короткого замыкания и перегрузки, а также быть удобным и безопасным в эксплуатации на протяжении всего срока службы. Эти требования также учитывают специфику применения отдельного взятого выключателя, таких как частота переключений, повышенные требования к виброустойчивости, свободному пространственному положению, агрессивная внешняя среда ускоряющая коррозию металла, а также влияние температуры и влажности окружающей среды буть это тропики или же суровые климатические условия России при предельно низких температурах в тяжелых субарктических условиях. Надежная работа автоматического выключателя по предотвращению коротких замыканий и перегрузок увеличивает срок службы электроприемников за счёт ограничения тепловых и электродинамических воздействий на них, а также предотвращает технологические потери, которые могут быть вызваны перерывом электроснабжения, что в свою очередь может привести косвенные ущербы, в том числе репутационные.

Российские и международные стандарты

В России выключатели должны соответствовать ГОСТ Р 50345-99, ГОСТ Р МЭК 60898-2-2006, ГОСТ Р 50030.2-99 и «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ФЗ № 123 от 22.07.2008 г. В Европе определения и требования к выключателям описываются в стандарте IEC60947-1 и IEC60947-2 (VDE 0660). В Японии действует стандарт JIS C 8201-2-1,в Соединенных Штатах стандарт ANSI C37.13. В соответствии с российскими требованиями к автоматам также предъявляются следующие требования:

1. Токоведущая цепь автомата должны пропускать номинальный ток в течение сколь угодно длительного времени.
2. Автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов КЗ, достигающие сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.
3. Для обеспечения электродинамической и термической стойкости электроустановок, уменьшения разрушений и других последствий, вызываемых токам КЗ, автоматы должны иметь малое время отключения.
4. С целью уменьшения габаритных размеров НКУ и повышения безопасности обслуживания необходима минимальная зона выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги. Необходимо также уменьшение габаритных размеров самого выключателя.
5. Элементы защиты выключателя (электронный расцепитель)должны обеспечивать необходимые токи и времена срабатывания и селективность, для этого они имеют регулировку тока и времени срабатывания.

КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Типы конструкций автоматических выключателей.

Компактное исполнение выключателей (автоматические выключатели в литом корпусе) подразумевает наличие изоляционного корпуса в котором заключены все компоненты выключателя, рисунок 2. Такие выключатели могут быть спроектированы до 3200А и номинальным током отключения до 35кА. Изоляционный корпус изготавливается из специальной термореактивной пластмассы, состав которой при воздействии дуги и открытого пламени не поддерживает горение.

Открытое исполнение выключателей (воздушные автоматические выключатели) как правило имеет металлический корпус, и размер много больше чем выключатели в литом корпусе. Эти выключатели могут применяться в сетях до 6300А и номинальным током отключения к.з. до 135кА. Воздушный автоматический выключатель.

Принципы гашения дуги

Автоматические выключатели без токоограничения отключают переменный ток в момент его естественного прохождения через ноль. Размеры контактных поверхностей главных контактов выбираются по термической стойкости таким образом, чтобы иметь возможность пропустить весь установившийся ток КЗ. Все нижестоящие электроприемники и аппараты подбираются также в соответствии с этим условием. Принцип гашения дуги с токоограничением заключается в ограничении токов короткого замыкания благодаря достижению создателями выключателя малого собственного времени отключения и быстрому расхождению главных контактов. К моменту расхождения главных контактов ток короткого замыкания не достигает установившегося значения за первый полупериод, такой автомат отключает ток КЗ значительно меньший. Для получения токоограничения в современных автоматах используются устройства, реагирующие не на ток а на скорость его нарастания. Ограничение пикового значения токов КЗ значительно уменьшает стрессовое воздействие его на систему. На рисунке 3 показана диаграмма переходного процесса развития неограниченного тока короткого замыкания (красным цветом) и область ограниченного тока короткого замыкания (зелёным цветом) с меньшим пиковым значением. площадь которого пропорциональна энергии короткого замыкания выбрасываемой в сеть.

Сравнивая площади участков под данными кривыми, можно видеть снижение удельной энергии рассеивания в результате ограничивающего действия выключателя.

КОНСТРУКЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Конструкция автоматического выключателя показана на рисунке 4.

Сердцем автоматического выключателя является дугогасительная камера и система главных контактов, то есть там, где непосредственно идет разрыв и гашение дуги. Наиболее быстрое отключение токов короткого замыкания сегодня достигается в современных выключателях благодаря применению технологии «двойного разрыва». Система двойного разрыва главных контактов гарантирует мгновенное отключение токов короткого замыкания и существенно уменьшает износ главных контактов. Симметричная внутренняя структура контактов, использующих технологию двойного разрыва означает, что подвижный контакт будет изолирован от источника напряжения при изменении направления силового подключения. Система двойного разрыва главных контактов увеличивает срок эксплуатации автоматического выключателя, а электрический и механический ресурс циклов замыкания/размыкания контактов данного типа превышает требования стандарта IEC 60947-2.

Отсутствие винтовых соединений и гибких выводов позволяет существенно увеличить срок службы главных контактов, а также способствует повышению надежности операции включения и выключения АСВ.

В японских выключателях серии TemPower2 вся энергия дуги рассеивается в специально разработанной дугогасительной камере двойного разрыва. С помощью такой конструкции удалось достичь того, чтобы вся энергия полностью рассеивалась внутри АСВ, позволяя тем самым свести расстояние между автоматом и любой заземленной металлической частью к нулю. Такое решение позволяет уменьшить размеры и стоимость распределительного щита. История компании началась в 1924 году когда были разработаны первые прототипы автоматических выключателей, и непрерывно связана с передовыми разработками в области коммутации переменного и постоянного тока. Эти уникальные японские технологии известны и популярны в Европе и во всем мире уже более 50 лет. Технологии, разработанные и запатентованные японской компанией можно встретить в продукции всех известных производителей защитного коммутационного оборудования. Применение разных систем дугогашения и охлаждения в выключателе у разных производителей также приводит к различным габаритным показателям. Рассмотрим габаритные показатели 3х полюсных выключателей выкатного исполнения до 2000А наиболее распространенных производителей в порядке убывания глубины:

1. глубина выключателя ARION (OEZ) 412,5 мм.
2. глубина выключателя Ace-MEC (LG) 400 мм.
3. глубина выключателя Емах (АВВ) 393,5 мм.
4. глубина выключателя Masterpact NW (Schneider Electric) 394,5 мм.
5. глубина выключателя TemPower2 (Terasaki) 385 мм.

Автоматический выключатель АСВ в сборе представляет собой автоматический выключатель укомплектованный необходимыми принадлежностями и аксессуарами в соответствии с требованиями установки. Выкатное исполнение выключателя также содержит ответную часть — выкатное шасси, стационарное исполнение выключателей не содержит шасси. Выключатели укомплектовываются одним или неколькими типами расцепителей, которые являются одной из главных принадлежностей и выполняют основные функции защиты. Выключатели могут быть укомплектованы также: моторным приводом, катушкой включения, дополнительными контактами и т. д. Разнообразие принадлежностей и аксессуаров позволяет удовлетворить потребности заказчиков из разных отраслей народного хозяйства и промышленности.

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Выбор автоматических выключателей производится исходя из номинального напряжения сети, номинального тока и коммутационной способности отключения токов короткого замыкания. Различают два основных параметра коммутационной способности всех моделей автоматических выключателей это — номинальный рабочий ток короткого замыкания Ics, отключающая способность по этому параметру определяется в испытательном цикле О-t-CO-t-CO и предельный (максимальный) ток короткого замыкания Icu, определяемый в испытательном цикле О-t-CO , где О — операция отключения, С- операция включения, СО — последовательный цикл включено-отключено, t — время простоя между циклами включения равный 3 минутам. Номинальный эксплуатационный ток короткого замыкания Ics определяет предельную нагрузку на выключатель. В стандарте нет четких преференций и условий какой из параметров и его значение являются доминирующими при проектировании сетей. Однако при проектировании и использовании выключателей для ответственных объектов и электроприемников первой и выше категорий (государственно важные и социально значимые объекты, предприятия с непрерывной технологией и т. д.) рекомендуется использовать значение номинального рабочего тока короткого замыкания Ics. Другим важным параметром является номинальный кратковременно выдерживаемый ток короткого замыкания Icw, который определяет способность автоматического выключателя пропускать ток короткого замыкания (устойчивость) за время, в течение которого нижестоящие коммутационные аппараты успевают локализовать место повреждения. Этот параметр крайне важен для обеспечения селективности в сети по условию отключения короткого замыкания. При проектировании также учитываются категория применения, условия окружающей среды в том числе средняя температура, специфику установки и монтажа.

Категория применения определяется в зависимости от конструкции выключателей в отношении их применения и требований к селективности. Различают категорию А для выключателей которые не подразумевают их использование в условиях выбора селективности, то есть применения принципа токоограничения, и категорию В для выключателей которые проектируются при требованиях селективности коммутационных аппаратов связанных между собой, в этом случае выключатели отвечают требованиям токоограничения. Для выключателей категории В как раз важно значение номинального кратковременно выдерживаемого тока короткого замыкания Icw и Принципиальное значение при выборе и проектировании автоматических выключателей имеет место защитные характеристики, которые в общем делятся на четыре типа: L — защита от перегрузки, с уставками регулируемыми по току и времени для отключения аварий, уставка по времени имеет обратнозависимый характер и обеспечивает регулируемую задержку срабатывания автоматического выключателя при перегрузке. S — селективная токовая отсечка, с заданными временными характеристиками и возможностью обеспечить линейное изменение I2t характеристики автоматического выключателя I — мгновенная токовая отсечка, с уставками регулируемыми по току, G — защита от замыкания на землю, с уставками регулируемыми по току и обратнозависимыми или заданными временными характеристиками.

Характеристики: L — Регулируемая по току и времени защита от перегрузки, S — селективная токовая отсечка, I — мгновенная токовая отсечка. Защитные функции воздушных автоматических выключателей реализованы в составе электронных блоков защит (чаще всего обозначаются сокращенно OCR — от английского Overcurrent Release). Современные аппараты оснащены электронным блоком защиты (OCR), который отслеживает действующее (среднеквадратическое) значение тока, протекающего через ACB и обеспечивает ряд дополнительных защитных функций в отличие от обычного максимального расцепителя тока, которыми ранее комплектовались автоматические выключатели старых поколений. В составе автоматических выключателей в литом корпусе защитные функции могут быть реализованы с помощью электронных расцепителей либо термомагнитных реле. Благодаря наличию электронных блоков защит (OCR) потребителю не нужно прибегать к нескольким защитным реле, монтируемым на панель —современные выключатели оснащены электронными блоками защит с обратнозависимой выдержкой времени (IDMT). Такой блок защиты срабатывает с выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от значения сверхтока. Для обеспечения селективности защиты выключателя имеют ряд гибких время-токовых характеристик: S. I. — обратнозависимая выдержка времени V. I. — очень обратнозависимая выдержка времени E. I. — чрезвычайно обратнозависимая выдержка времени Все характеристики регулируются пользователем и соответствуют стандарту IEC 60255-3. Также доступны стандартные характеристики для защиты трансформаторов и генераторов. Время-токовые характеристики отражают зависимость времени срабатывания расцепителя от значения сверхтока.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИСПОЛНЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Отдельно нужно остановиться на специальных применениях выключателей, например для речного и морского исполнения.

Работа в тропическом климате

Автоматические выключатели и аксессуары испытываются в соответствии со Стандартом IEC 60068-2-30 путем выполнения 2 рабочих циклов при 55 °C. Поэтому пригодность выключателей для применения в жарком и влажном климате обеспечивается благодаря: — литому изолирующему корпусу, изготовленному из синтетических смол, армированных стекловолокном; — антикоррозионной обработке основных металлических частей; — оцинковыванию Fe/Zn 12 (ISO 2081) с защитным слоем, не содержащим шестивалентного хрома, с такой же коррозионной стойкостью согласно требованиям стандарта ISO 4520, класс 2c; — применению специальной защиты от конденсатообразования для электронных расцепителей и соответствующих аксессуаров.

Устойчивость к ударному воздействию и вибрации (морское исполнение)

Автоматические выключатели не подвержены влиянию вибраций, вызванных механическими или электромагнитными воздействиями, в соответствии со Стандартом IEC 60068-2-6 и техническими условиями следующих организаций:

Согласно Стандарту IEC 60068-2-27, автоматические выключатели так же испытываются на стойкость к ударным воздействиям до 12 g в течение 11 мс.

Автоматические выключатели с полноразмерной нейтралью

Исполнение автоматических выключателей с полноразмерной нейтралью используется в особых случаях, когда присутствие третьей гармоники на отдельных фазах может привести к очень высокому току в нейтрали. Среди обычных областей применения: установки с нагрузками, имеющими высокие гармонические искажения (компьютеры и электронные устройства в целом), системы освещения с большим количеством флуоресцентных ламп, системы с инверторами и выпрямителями, системы бесперебойного электроснабжения (UPS), а также системы для регулирования скорости электродвигателей.

ТРЕБОВАНИЯ К СОВРЕМЕННЫМ АВТОМАТИЧЕСКИМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯМ

Для производителей и сборщиков распределительных щитов

• — компактные габаритные размеры выключателей для установки в малогабаритные электротехнические шкафы;
• — отсутствие необходимости в зазоре между выключателем и другим оборудованием;
• — малое состояние тепловыделения;
• — контроль главных контактов;
• — двойная нейтраль;
• — замена клеммников цепей управления и аксессуаров без отключения;
• — одинаковый размер сечения панели у всех выключателей данной серии.

Для конструкторов и проектантов

• — времятоковые характеристики соответствующие IEC 60255-3;
• — широкий ряд время-токовых характеристик с обратнозависимой выдержкой времени;
• — защита от ограниченного и неограниченного короткого замыкания в одном реле;
• — LSI-характеристики (регулируемая по току и времени защита от перегрузки L, селективная токовая отсечка S и мгновенная токовая отсечка I);
• — защита, отслеживающая действующее (среднеквадратическое) значение тока;
• — функция защиты от реверсного режима (характеристика типа S) с последующим отключения нагрузки.

Для конечного потребителя

• — защитное реле с функцией самодиагностики отключающей катушки;
• — встроенный тестер в OCR для проверки в on-line режиме без необходимости отключения выключателя;
• — контроль температуры главных контактов;
• — диагностика аварийных отключений: тип (перегрузка, короткое замыкание), величина тока короткого замыкания, время отключения, история отключений и др.;
• — высокая включающая способность для безопасности оператора;
• — возможность замены главных контактов на месте;
• — коммуникация с системами диспетчерского управления и сбора данных (BMS или SCADA).

Литература

1. * А.П. Пищур, «Оборудование в эксплуатации. Ремонт, ретрофит или полная замена автоматических выключателей?». Журнал «Новости ЭлектроТехники», № 4(64), 2010 г.
2. * Peter Anderson, «Design and retrofitting of low voltage air circuit breakers». Glasgow. United Kingdom. 2010 г.
3. * А.П. Пищур, «Современные автоматические выключатели». Журнал «Энерго-Инфо» № 1 (60), январь 2012.
4. * А.П. Пищур, «Cовременные подходы в энергетике при модернизации распределительных устройств». Журнал «Энерго-Инфо» № 11 (58), ноябрь 2011.
5. * А.А. Чунихин,, «Электрические аппараты». Москва, Энергоатомиздат,1988 г.

• Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.
• Викифицировать статью.
• Проставить интервики в рамках проекта Интервики.
• Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
• Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Воздушный автоматический выключатель» в других словарях:

воздушный автоматический выключатель — Выключатель, контакты которого размыкаются и замыкаются в воздухе при атмосферном давлении. (МЭС 441 14 27) [ГОСТ Р 50030.2 99 (МЭК 60947 2 98)] En air circuit breaker A circuit breaker in which the contacts open and close in air at atmospheric… … Справочник технического переводчика

воздушный автоматический выключатель — Выключатель, контакты которого размыкаются и замыкаются в воздухе при атмосферном давлении. (МЭС 441 14 27) [ГОСТ Р 50030.2 99 (МЭК 60947 2 98)] En air circuit breaker A circuit breaker in which the contacts open and close in air at atmospheric… … Справочник технического переводчика

воздушный автоматический выключатель — 2.7 воздушный автоматический выключатель (МЭС 441 14 27): Выключатель, контакты которого размыкаются и замыкаются в воздухе при атмосферном давлении. Источник: ГОСТ Р 50030.2 99: Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 2.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Автоматический выключатель — Не следует путать с устройством защитного отключения. Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов … Википедия

автоматический выключатель — Механический коммутационный аппарат1), способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном… … Справочник технического переводчика

автоматический выключатель — Механический коммутационный аппарат1), способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном… … Справочник технического переводчика

воздушный зазор — Кратчайшее расстояние между двумя токоведущими и/или токоведущей и открытой проводящей частью. МЭК 60050(441 17 31). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] воздушный зазор Кратчайшее расстояние в воздухе между двумя токопроводящими1) частями… … Справочник технического переводчика

воздушный зазор — Кратчайшее расстояние между двумя токоведущими и/или токоведущей и открытой проводящей частью. МЭК 60050(441 17 31). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] воздушный зазор Кратчайшее расстояние в воздухе между двумя токопроводящими1) частями… … Справочник технического переводчика

воздушный зазор между полюсами — Воздушный зазор между любыми токопроводящими частями соседних полюсов. МЭК 60050(441 17 32). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] EN clearance between poles the clearance between any conductive parts of adjacent poles [IEV number 441 17 32] FR… … Справочник технического переводчика

воздушный зазор относительно земли — Воздушный зазор между любыми токопроводящими1) частями и любыми заземленными или предназначенными для заземления частями. МЭК 60050(441 17 33). [ГОСТ Р 50030.1 2000 (МЭК 60947 1 99)] EN clearance to earth the clearance between any conductive… … Справочник технического переводчика

Источник: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1770176