Электрический автоматический выключатель

Конструкция электрических автоматических выключателей

Автоматические выключатели - коммутационные аппараты защиты, без которых, в настоящее время не может обойтись ни одна система электроснабжения.

Помимо основной функции автоматов - защитного отключения (размыкания) электрических цепей при аварийных режимах работы - возникновении в них коротких замыканий (КЗ), токов недопустимых значений, устройства могут служить для нечастых коммутаций - оперативных включений и отключений нагрузки (при условии, что ее потребляемый ток не превышает номинальный ток аппарата).

Конструкция автоматических выключателей. В данном случае, она рассмотрена на примере однополюсных устройств модульного исполнения, получивших сегодня наибольшее распространение в качестве устройств защиты электрических сетей.

Конструктивно, все они представляют собой корпус из неподдерживающего горения пластика, внутри которого расположены следующие элементы и узлы:

Электрический автоматический выключатель

1 - корпус; 2 - винтовые зажимы для проводов; 3 - рукоять (рычаг управления); 4 - подвижный контакт; 5 - неподвижный контакт; 6 - биметаллическая пластина теплового расцепления; 7 - катушка соленоида мгновенного расцепления; 8 - камера гашения дуги; 9 - гибкая связь с биметаллической пластиной; 10 - узел расцепления; 11 - фиксатор автомата на DIN-рейке.

Нормальный режим работы. Предполагается, что значения токов нагрузки в электрической цепи не превышают номинал аппарата защиты. При взведении рукояти автоматического выключателя в верхнее положение (“вкл”), происходит соприкосновение контактных поверхностей подвижного и неподвижного контактов.

Питающее напряжение с верхнего винтового зажима поступает на катушку соленоида, далее на неподвижный контакт. При включении (установке рукояти в верхнее положение) происходит соприкосновение неподвижного и подвижного контактов, с последнего через гибкий соединитель - на биметаллическую пластину и на нижний винтовой зажим, к которому подключен провод, питающий защищаемую групповую линию.

Срабатывание (отключение) автомата. Происходит при превышении расчетных значений тока его расцепителя значениями токов в цепи; появление сверхтоков, вследствие возникновения замыканий или длительных перегрузок.

В зависимости от величины протекающего через автомат тока, его защитное отключение может выполнено как электромагнитным, так и тепловым расцеплением.

Так, при возникновении сверхтоков, вызванных коротким замыканием в защищаемой линии, срабатывание происходит в результате втягивания сердечника соленоида, воздействующего на механизм расцепления автомата, что приводит к размыканию подвижного и неподвижного контактов.

При незначительных длительных превышениях номинального тока в цепи, отключение автомата осуществляется в результате нагрева биметаллической пластины под действием тока; в результате ее изгиба в действие приводится узел расцепления, размыкающий линию. На время срабатывания тепловой защиты влияет величина токов перегрузки.

Электрический автоматический выключательНезависимо величины превышения тока и того, каким из способов выше вызвано воздействие на узел расцепления, отключение может сопровождаться искрением контактов, возникновением дуги между ними при размыкании.

Для защиты контактов от термических воздействий дуги, которые могут стать причиной появления нагара на контактных поверхностях или их разрушения, конструкцией любого автоматического выключателя предусмотрена дугогасительная камера, расположенная над контактами.

Конструктивно, она представляет собой решетку из нескольких параллельно закрепленных пластин. Гашение дуги при коммутации больших токов происходит ее рассеиванием (делением) в этом дугогасителе.

Для защиты трехфазных цепей используются трехполюсные автоматы. Упрощенно, их конструкция представляет собой три объединенных в одном корпусе описанных выше однополюсных автоматических выключателя.

При возникновении в цепи одной из фаз, расцепитель этого полюса, воздействует на механизмы расцепления двух других, обеспечивая размыкание всех контактных пар защищаемых цепей - полное отключение напряжения.

*****

Для чего нужны автоматические выключатели?

Автоматический выключатель (АВ) совсем не похож на обычный, который расположен в каждой комнате вашего уютного жилища для включения и выключения света. Его задача состоит немного в другом. Предназначен он для защиты электрических цепей от короткого замыкания, изменения напряжения, перегрузок и других нарушений режимов работы цепи, а также для ручного отключения и выключения линий и потребителей электроэнергии.

Электрический автоматический выключатель

Автоматические выключатели по времени срабатывания подразделяются на быстродействующие, нормальные и селекторные.

В наше время, когда технический прогресс не стоит на месте, АВ из громоздкого, немного неудобного превратился в компактный (насколько это возможно) коммутационный аппарат.

Автоматы (как принято называть данное устройство) чаще всего устанавливаются на входе в дом или в квартиру. И стараются их разместить в специальных боксах (щитах), которые могут быть как металлическими, так и пластиковыми.

Существует достаточно много разновидностей АВ. Некоторые из них служат лишь в качестве выключателей цепи и для предохранения сети от перегрузки, а некоторые имеют дополнительные функции, например защиту от токов пониженной нагрузки.

Все АВ по времени срабатывания на недопустимое напряжение подразделяются на три вида:

Время срабатывания нормального автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с. В селективных АВ это такое же время. Быстродействующие АВ работают немного быстрее: у них эта величина составляет всего 0,005 с.

Электрический автоматический выключатель

Пример автоматного ряда фирмы АВВ серии S230.

Все АВ заключены в пластиковый небьющийся корпус со специальным креплением на задней стороне. Устанавливать автомат на это крепление очень легко, достаточно вставить его на рейку в щите до щелчка. Снимать автомат столь же просто – потянув отверткой за специальное ушко. По своему техническому исполнению АВ бывают различного вида, от однополюсных до четырехполюсных, с различными модификациями.

Внутри автомата располагается так называемая начинка, то есть его главные предохранительные устройства – электромагнитный и тепловой расцепитель.

Основные требования к АВ

Во всех автоматах главная контактная система должна:

  1. Обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим работы при номинальной силе тока.
  2. Не повреждаясь, отключать цепь при токах КЗ.

Устройство АВ

Принцип работы

Электрический автоматический выключатель

Схема устройства АВ.

Для защиты от короткого замыкания в АВ имеется электромагнитный расцепитель. Электрический ток протекает через катушку электромагнита. Если сила тока превышает установленное значение, электромагнит притягивает к себе контакт, который приводит в действие размыкающий механизм. Быстродействующие расцепители реагируют на ток большей силы при КЗ.

Для защиты от перегрузок предусмотрен термический расцепитель. Он представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается, когда по ней протекает ток. Если ток слишком велик, пластина перегревается и деформируется, тем самым размыкая электрическую цепь. Расцепители этого типа срабатывают не сразу, а с задержкой. Ток КЗ способен разрушить это устройство.

Различия АВ

Автоматы различают по степени чувствительности к срабатыванию отключения. В наиболее распространенных стандартных моделях чаще всего применяются АВ с пороговым значением, примерно равным 140% от номинального.

АВ различают также по количеству полюсов. Что это значит? В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые соединены между собой общим механизмом отключения. Например, двухполюсные или трехполюсные автоматы (о чем выше уже упоминалось).

У АВ есть различия и по другим не менее важным показателям. Они отличаются по пороговой силе тока, которую они пропускают через себя. Чтобы автомат мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку обычно производит изготовитель, и поэтому на автомате сразу пишут числовое значение этого порога.

Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 3, 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 и 160 А. Эти цифры означают суммарную мощность всех потребителей электрического тока, которые будут подключаться к цепи. Чувствительность автомата необходимо рассчитывать не только по суммарной мощности предполагаемых энергопотребителей, но и проводке, и электромонтажным изделиям – выключателям и розеткам. Ниже приведена таблица типов автоматов.

Электрический автоматический выключатель

Таблица типов автоматов.

Диапазоны токов мгновенного расцепления автоматов разных типов

Здесь приведен ряд графиков, которые вам будут интересны (буквы В, С, D обозначают области токов мгновенного расцепления).

Электрический автоматический выключатель

График 1. С областями токов мгновенного расцепления.

Тип В – свыше 3 Iном до 5 Iном включительно.

Тип С – свыше 5 Iном до 10 Iном включительно.

Тип D – свыше 10 Iном до 20 Iном включительно.

У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения:

Тип А – свыше 2 Iном до 3 Iном включительно.

Тип К – свыше 8 Iном до 14 Iном включительно.

Тип Z – свыше 2 Iном до 4 Iном включительно.

Под номинальным током (I ном) понимается установленный изготовителем ток, который автомат способен проводить в продолжительном режиме при контрольной температуре 30°С.

Выбор типа АВ

Электрический автоматический выключатель

График 2. На высшей и низшей ступени расположены автоматы.

При выборе автомата исходят из того, что его номинальное напряжение должно быть выше или равно номинальному напряжению сети. Определяют (при помощи математических расчетов) максимальную силу тока КЗ в зоне защиты, а предельно допустимую силу тока АВ выбирают больше этой величины.

Номинальная сила тока расцепителя должна быть несколько больше значения силы тока длительной максимальной нагрузки, иначе автомат будет отключать цепь не только при отключении силы тока от своего заданного значения, но и при нормальном режиме работы (если сказать по-простому, будет срабатывать от каждого вашего чиха).

Также необходимо обеспечить избирательность (селективность) действия автомата. Он должен отключать защищаемый объект раньше, чем другие автоматы защиты, расположенные ближе к источнику питания. Защиту считают избирательной, если характеристики срабатывания аппаратов защиты высшей и низшей ступени сети с учетом зон разброса характеристик не пересекаются. Ниже приведен график, где на высшей и низшей ступени расположены автоматы.

Как вы видите по графику, в данном случае применяют на высшей ступени (цифра 1) сети АВ с повышенным регулируемым временем срабатывания (пунктирная кривая) или на низшей ступени сети токоограничивающий АВ (пунктирная кривая).

Покупка АВ

Несколько советов, как приобрести АВ в магазине грамотно:

  1. Покупайте АВ в специализированных магазинах, а не на рынках (помните, что скупость здесь неуместна).
  2. Перед покупкой попросите продавца включить автомат, и пусть он замкнет верхний и нижний контакты автомата щупами от тестера. При этом тестер должен быть включен на звуковой сигнал. Если вы услышали звук, значит, автомат рабочий. Нужно это для того, чтобы случайно не купить бракованный автомат.
  3. Обратите особое внимание, чтобы на корпусе не было никаких трещин и сколов.
  4. На АВ должен быть знак Ростеста.
  5. Обязательно должна быть маркировка, и она должна быть расположена ровно, так как в заводских условиях маркировку наносит машина.
  6. Многие производители в настоящее время выпускают АВ с возможностью подключения дополнительных контактов и с возможностью подключения фазных гребенок сверху.
  7. Обязательно должно быть указано номинальное напряжение в вольтах.
  8. Должна быть указана максимальная размыкающая способность в амперах.
  9. Должен быть указан класс избирательности.
  10. Если вы покупаете продукцию немецкого производства или продукцию, сделанную по немецкой лицензии, обратите внимание на знаки, которые должны быть указаны на АВ. В статье приведены обозначения, которые вам могут встретиться.

В заключение – ряд полезных таблиц.

Электрический автоматический выключатель

Таблица 1. Двухжильный, проложенный в коробе медный кабель

Электрический автоматический выключатель

Таблица 2. Двухжильный, проложенный в коробе медный провод

*****

Маркировка автоматических выключателей

Каждый человек в общих чертах знает, что представляет собой автоматический выключатель, установленный в электрощите. Большая часть населения на генетическом уровне знает, когда пропал свет в квартире нежно пойти и проверить, не отключился ли автомат в этажном щите, и при необходимости его включить. Однако не все имеют представления об технических характеристиках данных устройств, и по каким критериям их требуется подбирать для сохранения высоких эксплуатационных качеств работы распределительного щита.

Электрический автоматический выключатель

Приветствую всех друзья на сайте « Электрик в доме ». Сегодня разберем очень важную, на мой взгляд, тему, которая напрямую влияет на нормальные условия работы автоматических устройств защиты, а именно - маркировка автоматических выключателей. Не все знают, что означают символы и обозначения на корпусе автомата, поэтому давайте расшифруем маркировку и подробно разберем что означает каждая надпись на корпусе автоматического выключателя.

Маркировка электрических автоматов - обозначения на корпусе

Все автоматические выключатели обладают определенными техническими характеристиками. Для ознакомления с ними при выборе автомата на корпусе наносится маркировка, включающая в себя набор схем, букв, цифр и прочих символов. Друзья согласитесь, что внешний вид автомата ничего не сможет сказать о себе и все его характеристики можно узнать только по нанесенной маркировке.

Маркировка наносится на лицевой (передней) стороне корпуса автомата стойкой нестирающейся краской, благодаря чему с параметрами можно ознакомиться даже когда автомат находится в работе, то есть, установлен в распределительном щите на дин-рейке и к нему подключены провода (не нужно отсоединять провода и вытаскивать его из щита, чтобы прочитать маркировку).

На картинке снизу вы можете увидеть несколько примеров, как наносится маркировка электрических автоматов разных заводов изготовителей. На каждом из них отчетливо видна маркировка, выполненная разными буквами и цифрами. В данной статье мы не будем разбирать промышленные устройства защиты, а затронем лишь обычные бытовые модульные автоматы. Но в любом случае статья будет интересна не только новичкам, но и профессионалам, «зубрам» которые повседневно сталкиваются с этим, также будет интересно вспомнить азы своей профессии.

Расшифровка маркировки автомата

Чтобы правильно выбрать автомат защиты при покупке следует обращать внимание не только на внешний вид и марку устройства, но и на его характеристики. Давайте по порядку разберем, какие характеристики отображает производитель на корпусе автоматического выключателя для его правильного выбора. Маркировка на автомате представляет к ознакомлению следующую информацию о себе.

1. Фирма изготовитель (бренд) автоматического выключателя

Маркировка автоматических выключателей начинается с логотипа или названия производителя. На картинках изображены автоматы наиболее популярных брендов hager, IEK, ABB, Schneider Electric.

Электрический автоматический выключатель

Эти бренды уже долгое время представлены мировой публики и за свое существование зарекомендовали себя выпуском качественной продукции. На корпусе наименование завода-изготовителя наносится в самом верху и его трудно не заметить.

2. Линейная серия автоматов (модель)

Модель автоматического выключателя обычно отражает серию устройства в линейке завода-изготовителя и представляет собой буквенно-цифровое обозначение, например, автоматы серии SH200 и S200 принадлежат производителю ABB, а у Schneider Electric встречаются Acti9, Nulti9, Домовой.

Пример как обозначается маркировка автоматических выключателей фирмы Schneider Electric, hager и IEK.

Электрический автоматический выключатель

Зачастую серия присваивается автомату для отличия моделей по техническим характеристикам или ценовой категории, например, SH200 рассчитаны на короткое замыкание до 4.5 кА, менее затратные в производстве и дешевле по стоимости, чем S200, рассчитанные на 6 кА.

3. Время-токовая характеристика автомата

Данная характеристика обозначается латинской буквой. Всего существует 5 типов время-токовых характеристик: «В», «С», «D», «K», «Z». Но наиболее распространенные из них это первые три: «В», «С» и «D».

Автоматы с характеристиками типа «K» и «Z» используют для защиты потребителей, где применяется активно индуктивная нагрузка и электроника соответственно.

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Самая универсальная, которая подходит для применения в быту - характеристика типа «С». Большинство электриков, для защиты электропроводки использует именно ее. Узкопрофильные автоматы с ВТХ «B» или «D» можно встретить только в специализированных магазинах и, зачастую, по заказу.

Друзья на тему время токовых характеристик автоматов у меня есть отдельная статья, пожалуйста заходите, читайте, ознакамливайтесь.

4. Номинальный ток автомата

После буквенного значения идет цифра, определяющая номинал автоматического выключателя. Номинал определяет максимальное значение тока, который может постоянно проходить без срабатывания автоматического выключателя. Причем значение номинального тока указывается для определенной температуры окружающей среды + 30 градусов.

Например, если номинальный ток автомата равен 16А, то автомат будет держать эту нагрузку и не отключаться при температуре окружающей среды не выше +30 градусов. Если же температура будет выше +30, то автомат может сработать при токе и меньшем 16 А.

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Если в сети возникают перегрузки, то есть ситуация когда ток нагрузки превышает номинальный ток на это реагирует тепловой расцепитель автоматического выключателя. В зависимости от кратности перегрузки время, за которое автомат отключится, будет составлять от нескольких минут до секунд. Ток, при котором тепловой расцепитель сработает должен превышать номинал автомата на 13% – 55%.

При возникновении в сети короткого замыкания возникает сверхток, на который реагирует электромагнитный расцепитель автоматического выключателя. Исправный автомат при коротком замыкании обязан сработать в течение 0,01 – 0,02 секунды, в противном случае начнется плавление изоляции электропроводки с риском дальнейшего воспламенения.

5. Номинальное напряжение

Сразу под маркировкой на автомате время-токовой характеристики идет обозначение номинального напряжения, на которое рассчитан данный автомат. Показатель номинального напряжения отображается в Вольтах (В/V), и может быть постоянным («-») или переменным («

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Значение номинального напряжения определяет, для каких сетей предусмотрено устройство. Маркировка напряжения предусматривает два значения для однофазных и трехфазных сетей. Например, маркировка 230/400V

означает, что 230 Вольт напряжение однофазной сети, 400 Вольт напряжение трехфазной сети. Значок «

» означает переменное напряжение сети.

6. Предельный ток отключения

Следующий параметр предельный ток отключения или как его еще называют отключающая способность автомата. Этот параметр характеризует ток короткого замыкания, который способен пропустить через себя автомат и отключится, не теряя своей работоспособности (без риска выхода из строя).

Электрическая сеть сложная система, в которой часто возникают сверхтоки вследствие короткого замыкания. Сверхтоки кратковременны, но характеризуются большой величиной. Каждый автоматический выключатель обладает предельной коммутационной способностью, определяющей возможность выдержать сверхтоки и сработать при этом.

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Для модульных автоматов предельно значение токов отключения составляют 4500, 6000 или 10000. Значения указываются в Амперах.

7. Класс токоограничения

Сразу под значением предельного тока отключения на корпусе указывается так называемый класс токоограничения. Возникновение сверхтоков опасно тем, что при их появлении выделяется тепловая энергия. В результате чего изоляция электропроводки начинает плавиться.

Автоматический выключатель отключится, когда ток короткого замыкания достигнет максимального значения. А для того чтобы ток КЗ достиг своего максимума требуется некоторое время и чем больше будет это время тем больше будет ущерб нанесенный оборудованию и изоляции электропроводки.

Токоограничитель способствует ускоренному отключению автоматического выключателя тем самым не давая току КЗ достигнуть своего максимального значения. По сути, этот параметр ограничивает время короткого замыкания.

Электрический автоматический выключатель

Электрический автоматический выключатель

Различают три класса токоограничителя, которые маркируют в черном квадрате. Чем выше класс, тем быстрее отключится автомат.

  1. - класс – 1 маркировка отсутствует, или иными словами, автоматы, на корпусе которых отсутствует класс токоограничения, относятся к первому классу. Время ограничения составляет более 10 мс;
  2. - класс – 2 ограничивает время прохождения тока КЗ в пределах 6-10 мс;
  3. - класс – 3 ограничивает время прохождения тока КЗ в пределах 2.5-6 мс (самый быстрый).

Электрический автоматический выключатель

8. Схема подключения и обозначение клемм

Некоторые производители наносят на корпус схему подключения автомата для информирования потребителя. Схема подключения представляет собой электрическую цепь с обозначением теплового и электромагнитного расцепителей. На схеме также маркируются контакты, указывающие на место подключения проводов.

На однополюсных автоматах контакты маркируются как «1» - верхний и «2» - нижний. К верхнему контакту, как правило, подключается питающий провод, а к нижнему - нагрузка. Кстати на эту тему есть отдельная статья, как правильно подключить автомат. На двухполюсных автоматах контакты маркируются «1», «3» - верхний; «2», «4» - нижний.

Электрический автоматический выключатель

А так выглядит обозначение схемы и контактов для подключения на двухполюсном автоматическом выключателе

Электрический автоматический выключатель

Также на двух- и четырех- полюсных автоматах возле схемы подключения можно встретить обозначение в виде латинской буквы «N», указывающее клемму для подключения нулевого рабочего проводника. Это важно, так как не на всех полюсах многополюсных автоматов имеются расцепители (тепловой и электромагнитный).

9. Артикул

На любой стороне корпуса автомата также наносится информация о продукте (артикул, QR-код), предусмотренная заводом-изготовителем, которая помогает без проблем найти конкретную модель в каталоге магазинов.

Электрический автоматический выключатель

Ознакомившись с вышеуказанной информацией, маркировка автоматических выключателей для вас не станет проблемой, и вы с легкостью сможете выбирать устройство защиты с такими характеристиками, которые вам подходят.

Друзья если данная статья была для Вас интересной, буду признателен, если вы поделитесь ею в социальных сетях. Если у Вас возникли какие-нибудь вопросы или пожелания не стесняйтесь задавать их в комментариях, постараюсь ответить всем.

*****

Автоматические выключатели

Как работает автоматический выключатель

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для нечастой коммутации номинальных токов (6-30 раз в сутки).

Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Электрический автоматический выключатель

Выключаются автоматы обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения) - автоматически. При этом каждый автомат снабжается расцепителем максимального, а в некоторых типах расцепителем минимального напряжения.

По выполняемым функциям защиты автоматические выключатели делятся на автоматы: максимального тока, понижения напряжения и обратной мощности.

Автоматы максимального тока служат для автоматического размыкания электрической цепи при возникновении в ней токов короткого замыкания и перегрузок сверх установленного предела. Заменяя собой, рубильник и плавкий предохранитель, они обеспечивают более надежную и избирательную защиту при нештатных режимах.

Если условия среды отличны от нормальных (влажность воздуха выше 85% и в нем содержатся примеси вредных паров), то автоматические выключатели следует помещать в ящики и шкафы пылевлагонепроницаемого и химостойкого исполнения.

Классификация

Автоматические выключатели подразделяются на:

  • установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах;
  • универсальные - не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах;
  • быстродействующие (собственное время срабатывания не превышает 5 мс);
  • небыстродействующие (от 10 до 100 мс);

Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принципы и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги. Подобный принцип используется в токоограничивающих автоматах;

  • селективные. имеющие регулируемое время срабатывания в зоне токов короткого замыкания;
  • автоматы обратного тока. срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи;
  • Поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные - при любом направлении тока.

Электрический автоматический выключатель

Особенности конструкции и принцип действия автомата определяются его назначением и сферой применения.

Включение и выключение автомата может производиться вручную, электродвигательным или электромагнитным приводом.

Ручной привод применяется при номинальных токах до 1000 А и обеспечивает гарантируемую предельную коммутационную способность вне зависимости от скорости движения включающей рукоятки (оператор должен производить операцию включения решительно: начав — доводить до конца).

Электромагнитный и электродвигательный приводы питаются от источников напряжения. Схема управления привода должна иметь защиту от повторного включения на короткозамкнутую цепь, при этом процесс включения автомата на предельные токи короткого замыкания должен прекратиться при напряжении питания 85 - 110% от номинального.

При перегрузках и токах короткого замыкания отключение выключателя производится независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении.

Важной составной частью автомата является расцепитель. который контролирует заданный параметр защищаемой цепи и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автомат. Кроме того, расцепитель позволяет производить дистанционное отключение автомата. Наиболее широкое распространение получили расцепители следующих типов:

  • электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания;
  • тепловые для защиты от перегрузок;
  • комбинированные;
  • полупроводниковые, обладающие большой стабильностью параметров срабатывания и удобством в настройке.

Электрический автоматический выключатель

Для коммутации цепи без тока или для редких коммутаций номинального тока могут применяться автоматы без расцепителей.

Выпускаемые промышленностью серии автоматических выключателей рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям и по взрывоопасности среды, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий.

Информация о конкретных типах аппаратов, их типоисполнениях и типоразмерах приведена в нормативно-технических документах. Как правило, таким документом являются Технические условия (ТУ) завода. В некоторых случаях с целью унификации для изделий, имеющих широкое применение и производимых несколькими предприятиями, уровень документа повышается (иногда до уровня Государственного стандарта).

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов:

  • контактной системы;
  • дугогасительной системы;
  • расцепителей;
  • механизма управления;
  • механизма свободного расцепления.

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный 3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

Электромагнитный максимальный расцепитель тока. представляющий собой электромагнит с якорем, обеспечивает автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току. Электромагнитные расцепители тока с устройством гидравлического замедления срабатывания имеют обратнозависимую от тока выдержку времени для защиты от токов перегрузки.

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров:

  • номинального тока расцепителя;
  • уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки);
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в положении „отключено".

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

Условия эксплуатации

Автоматические выключатели выпускаются в исполнениях с разной степенью защиты от прикосновений и внешних воздействий (IPOO, IP20, IP30, IP54). При этом степень защиты зажимов для присоединения внешних проводников может быть ниже степени защиты оболочки выключателя.

Выключатели изготавливают в 5-ти климатических исполнениях и 5-ти категорий размещения, что кодируется буквами У, УХЛ, Т, М, ОМ и цифрами 1,2,3,4,5.

Выключатели рассчитаны для работы в продолжительном режиме в следующих условиях:

  • установка на высоте не более 1000 м над уровнем моря (выключатели серии АП50 и АЕ1000 - на высоте не более 2000 м над уровнем моря);
  • температура окружающего воздуха от - 40 (без выпадения росы и инея) до +40°С (для выключателей серии АЕ1000 - от +5 до +40°С);
  • относительная влажность окружающей среды не более 90% при 20°С и не более 50% при 40°С;
  • окружающая среда - невзрывоопасная, не содержащая пыли (в том числе токопроводящей) в количестве, нарушающем работу выключателя, и агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
  • место установки выключателя - защищенное от попадания воды, масла, эмульсии и т.п.;
  • отсутствие непосредственного воздействия солнечной и радиоактивной радиации;
  • отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски; допускается вибрация мест крепления выключателей с частотой до 100 Гц при ускорении не более 0,7 g.

Группы условий эксплуатации электротехнических изделий в части воздействия механических факторов внешней среды определены ГОСТ 17516.1-90. В соответствии с данными каталогов автоматические выключатели предназначены для эксплуатации в группах Ml, М2, МЗ, М4, Мб, М9, М19, М25.

По технике безопасности автоматические выключатели соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям „Правил устройств электроустановок" и обеспечивают условия эксплуата­ции, установленные „Правилами технической эксплуатации установок потребителем" и „Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем", утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. В части защиты от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.

Эксплуатация в нерабочем состоянии (хранение и транспортирование при перерывах в работе) соответствует ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Статьи и схемы

Полезное для электрика

*****

Устройство и принцип работы автоматических выключателей

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключательВ 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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Электрический автоматический выключатель

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *