Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы автоматического выключателя

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.

Техническое назначение автоматов отключения токовой нагрузки

Автоматический выключатель обеспечивает незамедлительное срабатывание в случае возникновения нестандартных ситуаций с электрооборудованием.Конструктивно автоматы отключения токовой нагрузки разделяются на однофазные и трёхфазные. Схема двухполюсного автоматаДвухполюсный АВ имеет две клеммы сверху и снизу, этот тип устройства применяется в однофазных сетях. Схема трехполюсного автоматаТрёхполюсный автомат имеет три клеммных подключения вверху и внизу своей конструкции. Такой вид электротехнического исполнения применяется в трёхфазных системах электроснабжения. Каждое устройство подключается в цепи питания энергопотребителей по соответствующей схеме. Используются на промышленных предприятиях, либо в качестве вводных устройств в распределительных шкафах жилых многоквартирных домов. Соответственно имеют требуемое количество клемм подключения. Технические характеристики автоматических выключателей указываются на корпусе изделия. Производитель электротехнического оборудования наносит маркировку на корпуса, где указывается номинальный ток автоматического выключателя, максимальное напряжение, класс защиты устройства, характеристика расцепителя.Рекомендуется выбирать автоматические выключатели с некоторым запасом по номиналу, для безопасной эксплуатации электроустановок.

Электрическая мощность автоматических выключателей рассчитывается по формуле: токовая нагрузка Х напряжение снабжающей электросети

Из этих показателей стоит исходить при подборе АВ для организации электропитания. Перед установкой устройств защиты на место эксплуатации желательно провести техническую проверку работоспособности изделия. Такие мероприятия позволят точно убедиться в полной работоспособности автоматических выключателей. В дальнейшем это обеспечит безопасные условия эксплуатации электрических потребителей.

Подключение УЗО в щитке от профессионалов

Доверяйте любые работы по электромонтажу профессионалом. Делаем надежно, с гарантией.

Виды защиты

Теперь об устройствах защиты. Автомат имеет следующие виды защиты:

  • тепловую (от перегрузки);
  • электромагнитную (от токов короткого замыкания).

Тепловая защита – биметаллическая пластина, через которую течёт ток нагрузки и нагревает её. Пластина рассчитана так, что в нормальном режиме её изгиб от нагрева не критичен и не действует на защёлку механизма свободного расцепления. При перегрузке цепи изгиб пластины увеличивается, защёлка механизма освобождается и автомат отключается.

Электромагнитная защита выполнена в виде катушек с ферромагнитными стержнями (бойками). Катушки, выполненные из нескольких витков провода включены в цепь каждого полюса автомата и обтекаются током нагрузки. При КЗ, импульс большого тока повреждённой фазы втягивает боёк в катушку, боёк бьёт по защёлке механизма свободного расцепления, автомат отключается. Вся вышеописанная начинка монтируется в корпус, снабжённый входными и выходными контактами. Некоторых типы АВ снабжаются, кроме всего прочего, блокировочными контактами (БК). Эти слаботочные контакты предназначены для целей сигнализации, автоматики, управления.

Читайте так же:
Выключатель для стеклоподъемников ваз

Ознакомиться с примерами выполнения работ по сборке электрощитов на нашем производстве вы можете в фотогалерее.

Типы выключателей

Короткое замыкание подвергает оборудование большой нагрузке. Поэтому, при проектировании узла распределительного устройства или распределительного щита, обязательно необходимо учитывать тепловые и динамические напряжения, вызванные максимальным током короткого замыкания в точке подключения на месте. Для предотвращения повреждения установки, оборудования, техники (или, наиболее важное, персонала) устройства защиты от короткого замыкания используются для отключения тока короткого замыкания в точке подключения.

Рис. 1: Различные автоматические выключатели используются для защиты электрооборудования в случае возникновения тока короткого замыкания. Широкий ассортимент выключателей АББ охватывает практически все значения напряжения и тока. Отличное решение для данных задач — главный выключатель ABB S753DR-E63.

Рис. 2: Автоматический выключатель 3-полюсный, 6А Schneider Electric ВА63 Домовой, 11221

Так же, не менее часто для этой задачи переключения используются автоматические выключатели в литом корпусе — (MCCB), миниатюрные автоматические выключатели (MCB), автоматические выключатели с защитой от утечки тока (RCCB), и автоматические выключатели с защитой от перегрузки по току (RCBO). Эти устройства имеют максимальную емкость для короткого замыкания, что позволяет сборщику панелей выбрать правильный продукт для применения. Такие выключатели подходят для изоляции, но выключатели-разъединители обычно также устанавливаются так, что оборудование может быть полностью обесточено для инжиниринга или технического обслуживания.

Рис. 3: Автоматический выключатель с термомагнитным расцепителем Schneider Electric EasyPact EZC400N 3 полюса, 400А, 36 кА EZC400N3400N

Рис. 4: Низковольтный автоматический выключатель в литом корпусе ABB A1 (соответствует IEC / EN 60947-2).

Непрерывный ток короткого замыкания

Низковольтные установки обычно запитываются от трансформаторов. В такой низковольтной сети непрерывный ток короткого замыкания (Ik) рассчитывается на основе номинального напряжения и сопротивления переменного тока (импеданса) короткого замыкания. Наложенная составляющая постоянного тока, которая медленно затухает до нуля, также существует (рис. 5). Пиковое значение Ik является важным значением для определений короткого замыкания в стандартах.

Рис. 5: Характеристики тока короткого замыкания.

Стандарты, касающиеся выключателей

В зависимости от конкретного применения могут использоваться разные стандарты, когда разработчик определяет автоматические выключатели или соответствующее оборудование для защиты электросети:
⚡ Стандарт IEC / EN 60898-1 применяется к автоматическим выключателям для защиты от сверхтока в домашних хозяйствах и аналогичных установках — например, в магазинах, офисах, школах и небольших коммерческих зданиях. Эти выключатели предназначены для работы без посторонних людей и без необходимости технического обслуживания.
⚡ Стандарт IEC / EN 60947-2 применяется к автоматическим выключателям, используемым в основном в промышленных приложениях, где доступ имеют только обученные люди.
⚡ Выключатели-разъединители проверены на соответствие стандарту IEC / EN 60947-3.
⚡ Распределительные щиты в сборе или распределительные щиты, проверенные на соответствие стандарту IEC / EN 61439.

Читайте так же:
Масляный выключатель типа вкэ

Из-за различий в стандартах, в некоторых случаях, для одного и того же электрического процесса используются разные определения. Поэтому, инженер должен убедиться, что он полностью понимает, какое конкретное определение, скажем, для мощности короткого замыкания, применимо к конструкции, над которой он работает.

Автоматические выключатели и IEC / EN 60898-1

IEC / EN 60898-1 определяет номинальную мощность короткого замыкания (Icn) как отключающую способность в соответствии с заданной последовательностью испытаний. Эта последовательность испытаний не включает в себя способность автоматического выключателя переносить 85 процентов своего тока отключения в течение определенного обычного времени. Отключающая способность при коротком замыкании (Ics) — это отключающая способность в соответствии с заданной последовательностью испытаний, которая включает способность автоматического выключателя нести 85 процентов своего тока отключения в течение определенного времени. МЭК/EN 60898-1 определяет фиксированные значения отношения Ics к Icn. Значения Ics и Icn выражаются как среднеквадратичные значения предполагаемых токов короткого замыкания. Чтобы соответствовать требованиям стандарта для обеих этих мощностей короткого замыкания, операции размыкания / замыкания каждого из трех автоматических выключателей должны быть проверены. Для операции размыкания ток короткого замыкания инициируется под заданным фазовым углом по отношению к форме волны напряжения. Три автоматических выключателя проверены под разными углами. Последовательность тестирования для Icn: «O — t — CO», где «O» — это размыкание, а «CO» — замыкание и размыкание, что означает, что тестируемый выключатель включен и испытывает ток короткого замыкания. на определенный срок. Время «t» между операциями составляет 3 минуты. Для Ics последовательность испытаний составляет «O — t — O — t — CO» для однополюсных и двухполюсных автоматических выключателей и «O — t — CO — t — CO» для трехполюсных и четырехполюсных автоматических выключателей. То, как инициирование тока короткого замыкания указано в стандарте, означает, что по меньшей мере один тестируемый автоматический выключатель должен отключаться при наиболее сильном фазовом угле напряжения.

Читайте так же:
Схема вакуумных выключателей эволис

Автоматические выключатели и IEC / EN 60947-2

IEC / EN 60947-2 определяет предельную отключающую способность при коротком замыкании (Icu), также известную как отключающую способность, в соответствии с определенной последовательностью испытаний. Эта последовательность испытаний включает проверку расцепителя перегрузки автоматического выключателя. В IEC / EN 60947-2, Ics — это отключающая способность в соответствии с определенной последовательностью испытаний, которая включает проверку работоспособности выключателя при номинальном токе, испытание на повышение температуры и проверку расцепления перегрузки. IEC / EN 60947-2 определяет значения от 25 до 100 процентов для отношения Ics к Icn. Опять же, значения Ics и Icn выражаются как среднеквадратичные значения предполагаемых токов короткого замыкания. Чтобы соответствовать требованиям стандарта, для обеих мощностей короткого замыкания должен быть проверен каждый из двух автоматических выключателей. Аналогично IEC / EN 60898-1, ток короткого замыкания инициируется под заданным фазовым углом относительно формы волны напряжения для размыкания, но здесь два автоматических выключателя проверяются под одним и тем же углом. Последовательность испытаний для Icu — «O-t-CO» и «O-t-CO-t-CO» для Ics. Время «t» между операциями снова составляет 3 минуты, и для размыкания ток короткого замыкания инициируется при определенном фазовом угле напряжения, определяемом как угол, при котором достигается пиковый ток. Этот пиковый ток является одновременно номинальной способностью создавать короткое замыкание (Icm) и выражается как номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании, умноженная на коэффициент, определенный в IEC 60947-2.

Приведенные выше примеры показывают, что правильная конфигурация защитных устройств может позволить распределительному устройству работать безопасно и надежно в условиях короткого замыкания. Упомянутые различные стандарты IEC/EN помогают проектировщикам выбирать правильные номиналы для продуктов, которые они используют и, таким образом, гарантируют, что электроэнергия продолжает поступать в оборудование, независимо от того, какие условия электрических неисправностей возникают.

Ток короткого замыкания

Подбор предельного тока КЗ, при котором автоматический выключатель срабатывает и размыкает электрическую цепь, является чрезвычайно важным шагом, поэтому начинать следует именно с него.

Сегодня среди ассортимента современных автоматов можно найти модели с показателями предельного тока КЗ номиналами 3, 4,5, 6, 10, 15, 17,5 и 20 кА. Параметр обязательно указывается на корпусах устройств в амперах, как это показано на рисунке красной стрелкой.

Автоматический выключатель Eaton PL4-C16/1 1Р, 16А, тип С, 4,5 кА

В большинстве старых жилых сооружений и дачных домов в сельской местности чаще всего необходима установка чувствительных выключателей до 4,5 кА, способных отреагировать на небольшие токи КЗ. Если есть теоретическая вероятность возникновения таких токов силой около 4,5 кА, например, когда распределительный щит находится вблизи подстанции, стоит отдать предпочтение автомату на 6 кА. Если же в сооружении планируется применять мощную технику, выбирайте автоматические выключатели от 10 кА.

Читайте так же:
Как сделать выключатель для факела

Что нельзя делать, если автомат отключается?

К сожалению люди, не понимают, что автоматический выключатель в первую очередь используется для защиты, а не просто для включения/отключения проводки во время ремонта. При частом срабатывании автомата неопытные электрики не хотят разбираться с причинами такого поведения и просто предлагают заменить его на более мощный.

Запрещается заменять автомат на более мощный.

Например, если в щите установлен 16-ти амперный автомат менять его на 25-ти амперный запрещено. Ничем хорошим это не кончится, так как из-за больших токов может элементарно сгореть сама защищаемая электропроводка.

Мы ответили на вопросы о том, почему выбивает автомат. Как видим, причины этого одинаковы для городской квартиры, дачи и загородного дома. Более того, правила наших дальнейших действий идентичны вне зависимости от места нахождения автомата: вводной и распределительный щитки или щиток на столбе.

При понимании принципов работы автомата неисправность вполне можно устранить самому. Если же необходимой уверенности нет, то лучше всего вызвать мастера, который быстро выявит место неисправности и качественно выполнит ремонт.

Поэтапный метод обнаружения неисправной проводки

Алгоритм поиска проблемного участка электропроводки может быть таким – вначале нужно зафиксировать (приблизительно), при каком токе (нагрузке) сработал автомат. Это можно сделать, учтя, какие электроприборы в это время были включены.

Данную суммарную нагрузку следует подключить к ближайшей к автомату розетке.

Чтобы долго не ждать, нагрузку можно увеличить до номинальной для автомата, защищающего данную линию. Если во время работы данного оборудования, подключенного к одной розетке, автомат сработает, то неполадка кроется именно в данном участке цепи – линия подключения розетки, распределительная коробка, и проводка от нее к щитку.

Причиной повторяющегося короткого замыкания могут быть оплавленные провода подключения розетки

Разобрав коробку, можно подключить тестовую нагрузку к вводному участку проводки, идущей от щитка. Если срабатывание повторится – то проблемный участок будет найден. Его придется заменить, или проложить временно отрезок наружной проводки к распределительной коробке.

Если, спустя продолжительное время, от нагрузки на ближайшей к щитку розетке автомат не сработал, подобное испытание производят со всеми розетками, подключенными к данной коробке. При исправной работе автомата только с данной коробкой, испытания переносят к следующей распределительной коробке проверяемой линии.

Читайте так же:
Блок для автокада выключатель

Для проведения данных испытаний необходимо иметь схему домашней электропроводки. Если схемы нет, то все остальные автоматы в щитке необходимо выключить – это исключит подключение к соседним выключателям.

Схема квартирной электропроводки

Поэтапное прохождение всех розеток и распределительных коробок методом подключения нагрузки позволит выявить поврежденный участок электропроводки между двумя распределительными коробками, или между коробкой и розеткой.

Элемент случайности

Как уже говорилось, необходимо терпение при поиске неполадок подобным методом исключения исправных участков путем испытаний – ведь автомат сработает не сразу, и на время его срабатывания влияют такие факторы как температура в щитке и в электропроводке, напряжение сети и состояние проводки на данный момент.

Иногда нагрев соседних проводов от другой линии может дополнительно деформировать замыкающиеся проводники. В этом случае отсутствие нагрузки на соседних линиях не позволит испытаниям выявить место неполадки.

Поэтому следует как можно тщательней запомнить все условия, при которых срабатывала защита, чтобы их воссоздать при тестовых испытаниях проводки.

К тому же, существует элемент случайности, который вообще как-то воссоздать, рассчитать и предвидеть нельзя – ветер, колебания дома и стен, изменения влажности, сильные вибрации, которые также будут влиять на срабатывание защиты.

Техника безопасности

Данный метод требует сосредоточенного внимания и соблюдения электробезопасности – розетка может быть не рассчитана на суммарный ток, при котором происходит срабатывание – поэтому нагрузку лучше подключать напрямую к клеммам.

При подключении нагрузки в распределительной коробке также следует обеспечить надежный контакт. Если провода спаяны, или сварены, то необязательно их рассоединять – можно намотать провода сверху, удалив изоляцию. Если подключения осуществлены при помощи колодок, то провода необходимо будет отключать.

Монтаж в коробке выполнен при помощи клеммников Wago

Естественно, перед каждым подключением тестовой нагрузки, обязательно нужно снять напряжение. Испытания лучше проводить вдвоем – чтобы один человек контролировал щиток, не допуская случайного включения напряжения посторонними людьми, а другой наблюдал за проводкой и подключенной нагрузкой.

Описанным выше способом можно выявить проблемный участок электропроводки. Чтобы найти точное местоположение короткого замыкания, необходимо использовать специальные приборы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector