Pk-vtk.ru

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

Автоматические выключатели. Виды и устройство. Работа и применение

Avtomaticheskie vykliuchateli ustroistvo

Автоматические выключатели часто называют автоматами. Они позволяют вручную коммутировать электрическую сеть. Одним нажатием клавиши создается новая цепь питания, а при необходимости отключается оборудование. Это удобно на бытовом уровне и в условиях промышленного производства. Когда надо обесточить устройство или отсечь от питания какую-то часть цепи, просто опускается клавиша выключателя, и можно производить работы. Затем возвращаем клавишу на место, и все функционирует, как прежде.

Но основная задача, все-таки, состоит в защите сети от коротких замыканий и перегрузки. Автоматы первые принимают на себя удар при перегрузках. Они размыкают цепь в нужный момент и не дают загореться проводке.

Внешне простейший выключатель представляет собой пластиковую коробку с контактами и рычагом включения/выключения. В коробке находится механизм, отвечающий за работу системы. Чтобы выключатель удобно было крепить к DIN-рейке, сзади на корпусе предусмотрены защелки.

Устанавливают автоматы на входе в дом, квартиру или иное строение, помещая их в вводном и распределительном щитке.

Автоматы рассчитаны на определенное количество отключений, поэтому злоупотреблять принудительным срабатыванием не стоит. Если требуется часто переключать сеть, то устанавливают реле или контакторы.

Ток мгновенного расцепления

Основной характеристикой выключателя считается ток мгновенного расцепления. Это ток, при котором устройство срабатывает и разъединяет цепь. В зависимости от тока расцепления выключатели разделяют на несколько групп.

Наиболее используемые группы:
  • B, ток отключения составляет 3-5 номинальных токов (In) включительно.
  • C, ток отключения более 5*In-10*In включительно. Наиболее универсальные выключатели.
  • D, ток отключения более 10* In-20* In включительно.

Еще существуют группы L, Z, K, в которых токи мгновенного расцепления достигают большого значения. По европейским стандартам предусмотрена группа A для самых малых перегрузок до 3*In.

Автоматические выключатели группы B применяют для установки в местах со старой проводкой, там, где присутствуют лампы накаливания, электрические печки, обогреватели.

Автоматические выключатели из группы C используются чаще всего. Их устанавливают в квартирах и учреждениях с люминесцентными лампами, кондиционерами, стиральными машинами, холодильниками и прочей бытовой техникой.

Группу D применяют для защиты электродвигателей, которые обычно стоят на промышленных устройствах, таких как компрессоры, насосы, подъемники.

Использовать автоматы из группы D для бытовых потребностей вместо группы C нельзя, потому что время срабатывания выключателя у разных групп разное.

После того как автомат сработал, нельзя спешить сразу его включать. Вначале выясняют причину разъединения, устраняют ее, после чего возвращают выключатель в исходное положение.

Маркировка

Avtomaticheskie vykliuchateli markirovka

На каждом выключателе стоит маркировка, которая позволяет определить основные параметры.

Латинская буква (B, C, D), как можно догадаться из вышесказанного, означает группу по току перегрузке. Следом за буквой идет цифра. Она указывает, на какой номинальный ток, выраженный в амперах, рассчитан прибор. На этот показатель в первую очередь обращают внимание, когда выбирают автомат. Какое значение он должен иметь, будет описано в следующем разделе.

Ниже стоит трехзначное число, обведенное в прямоугольную рамку. Это ток короткого замыкания, выраженный в амперах. Его также называют отключающей способностью. Это максимальный ток, при котором автомат срабатывает, выполняя свои функции. Для квартир и частных домов выбирают устройства с отключающей способностью 4500, 6000 А иногда 10000 А.

Предпочтение отдают 6000 или 10000 А, поскольку у таких автоматов больше возможностей, их выгоднее использовать. Отличие в цене мизерное, а уровень безопасности и срок службы выше.

Еще ниже под отключающей способностью стоит однозначное число в квадратике. Оно указывает на класс токоограничения. Чем выше класс, тем быстрее прибор срабатывает при коротком замыкании.

Лучшие выключатели имеют 3-й класс, но встречаются приборы и 2-ого класса (на них отмечено число 2).

Число 3 говорит о том, что прибор срабатывает на отсечке синусоиды тока, равной 1/3 полупериода. Если взглянуть на синусоиду, то станет понятно, что в этом случае ток не успевает достигнуть максимального значения.

На каждом автоматическом выключателе вверху стоит логотип производителя, что позволяет быстро найти любимую торговую марку. Также указывается напряжение, на которое рассчитан прибор, и его принципиальная схема.

Выбор автоматов
Выбрать автоматические выключатели не так уж сложно, как можно подумать. Для этого надо обращать внимание на такие параметры:
  • Номинальное напряжение автомата, которое должно быть равно и больше напряжению домашней (промышленной) сети.
  • Максимальный и номинальный ток.
  • Количество полюсов (зависит от фазности сети).
  • Условия, в которых будет работать выключатель, то есть особенности проводки и нагрузки.

Если сеть однофазная, то устанавливают 1-о и 2-х полюсные автоматы. Для трехфазной сети применяют 3-х и 4-х полюсные автоматы.

Avtomaticheskie vykliuchateli vidy

Чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, надо знать сечение провода, который идет за ним, и суммарную мощность всех приборов, то есть нагрузку.

Читайте так же:
Когда появился вакуумный выключатель

Рассчитать максимальный ток просто. Для этого надо воспользоваться законом Ома и вспомнить, что мощность равна произведению напряжения на ток. Получается:

I=P/U, где P – мощность всех приборов.

Напряжение домашней сети составляет 220 В. Средняя мощность бытовых приборов в современной квартире с газовой плитой составляет 3 кВт, а в квартире с электроплитой 7 кВт. Но можно провести расчет индивидуально, чтобы быть более точным.

Допустим P=4 кВт. Получаем:

I=4000/220=18,2 А

У автоматов есть своя шкала номинальных токов, на которые они рассчитаны (4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 Ампер). Выбирать всегда надо автоматы с большим значением. В данном случае это 25 А.

Материал и площадь сечения проводки

Tablitsa

Особое значение имеют характеристики проводки – ее материал и площадь сечения провода. В квартирах используют медную проводку, но бывают случаи применения алюминиевых проводов. В «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) приведены таблицы, по которым можно определить значение допустимого длительного тока.

Если применяется двужильный медный провод площадью 2,5 кв мм, проложенный в штробе или трубе, то для него допустимый длительный ток составляет 25 А. К сожалению, недобросовестные производители нарушают стандарты, уменьшая сечение, и добавляя в медь примеси. Если вы не уверены в качестве провода, то применяйте меньший показатель, а именно, 16 А. На такой ток должен быть рассчитан и автоматический выключатель.

Но в этом случае мощность всех приборов, установленных в доме должна понизиться, иначе проводка не выдержит нагрузки. Вот почему важно выбирать качественные материалы при прокладке электрических коммуникаций. Они обеспечивают безопасную работу и дают больше возможностей в применении бытовых приборов.

Покупая автоматические выключатели, поинтересуйтесь производителем, наличием документов на товар. Защитить себя от подделки можно, если обращаться в специализированные магазины, торгующие электротехническими устройствами. Хотя цена у них будет выше, чем на рынке, но гарантия безопасности в этом случае важнее.

Типы выключателей

Модульный автоматический выключательМодульный автоматический выключатель DoepkeМодульный автоматический выключатель ABBМодульный автоматический выключатель IEKМодульный автоматический выключатель EKFМодульный автоматический выключатель LegrandМодульный автоматический выключатель Multi 9
Автоматические выключатели серии ВА имеют два типа защиты: тепловую (выполненной с применением биметаллической пластины), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания.

Устройство выключателя

Выбор выключателя

  1. Расчет номинального тока
    1. Рассчитываем ток в линии
      • Одиночный потребитель
        1. Однофазная сеть
        2. Трехфазная сеть

        1. Расчет тока в линии отличается для одиночного потребителя и для группы потребителей. В случае одиночного потребителя выбираем какая у нас сеть однофазная или трехфазная.

        В случае однофазной сети рассчитываем ток по формуле:
        формула вычисления тока автоматического выключателя

        Uном — напряжение 220вольт
        Рном — номинальная мощность, Вт
        cosφ — номинальный коэффициент мощности для обычных квартир составляет 0,96-0,98

        В случае трехфазной сети рассчитываем ток по формуле:
        формула вычисления тока трехфазной сети

        cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98
        η — номинальный коэффициент КПД потребителя.

        Если в нашем случае требуется произвести расчет для группы потребителей и полной мощности S, то расчет проводится по формуле:
        формула вычисления потребляемой мощности

        Кс — коэффициент спроса,
        Р1, Р2, Рn — номинальные мощности отдельных потребителей, Вт
        cosφ — номинальный коэффициент мощности 0,96-0,98, для ламп накаливания и нагревательных приборов 1,0.

        Выбор номинального тока автомата равным Iрасч или ближайший больший из стационарного ряда 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
        Выбор сечения провода. Выбираем значение тока на который должен быть рассчитано сечения провода из расчета, чтобы допустимые токовые нагрузки для данного провода Iн<=1,45хIдоп были не меньшем номинала выбранного тока автомата, при этом учитывается материал из которого изготовлен проводник. Обычно для квартиры устанавливается автомат на ток 25А или 16А (как правило для розеточной линии), а для линии освещения ток 10А.
        Если медный провод, то пользуемся таблицей ПУЭ 1.3.4 допустимого длительного тока для проводов в резиновой, полихлорвиниловой изоляции, если алюминиевый провод — таблица ПУЭ 1.3.5.
        Согласно требованиям ПУЭ сечение провода должно быть не менее 2,5 мм 2 (с учетом мощной электроплиты, стиральной машины и электроприборов следует брать с запасом 4,00 мм 2 , по крайней мере подводящие провода в квартиру).
        2. Выбор время — токовой характеристики. В основном используются три разновидности с характеристиками:
        B отключение при превышении тока в 3-5 In, лампы накаливания, обогреватели, электрические духовки и плиты.
        C отключение при превышении тока в 5-10 In, стиральные машины, кондиционеры, холодильники, офисные группы, газоразрядные группы.
        D отключение при превышении тока в 10-20 In мощные компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки.
        Деление условное и в каждом случае необходимо учитывать свои особенности.
        3. Селективность. Выбираем автоматы чтобы соблюдалось условие, вводной автомат должен превышать номиналы всех групповых автоматов и учитывать нагрузочную способность проводов. Автоматы стоящие на одной линии ставят по убывающей.
        4. Определение ПКС — предельная коммутационная способность. В зависимости от типа проводника медь ПКС не менее 6 000А или алюминий не менее 4 500А. Если рядом подстанция или новый дом, то не менее 10 000А.
        5. Класс токоограничения. Имеется три класса по скорости гашения дуги.
        1 класс более 10мс
        2 класс 6-10мс
        3 класс 2,5мс и более
        Предпочтение при выборе отдавайте 3 классу.
        6. Количество полюсов. В зависимости однофазная или трехфазная сеть, в случае однофазной сети это однополюсные и трехполюсные автоматы, при трехфазной трех или четырех полюсные.
        7. Дополнительные параметры. Напряжение питающей сети, род тока переменный или постоянный, частота сети, степень защиты IP, температурный режим работы. Стационарный или модульный, втычной, выкатной.
        8. По фирме производителю. Красивее смотрятся когда автоматы взяты одной серии и одного производителя, проще выполнить необходимый ряд.

        Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

        Каждый 3-х полюсный автомат – это три однополюсных, которые срабатывают одновременно. На каждую клемму 3-х полюсного автоматического выключателя подключается одна фаза.

        Схема работы автоматического выключателя трехполюсного

        Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

        Как видно из схемы, на каждый контур приходится отдельный электромагнитный и тепловой расцепители, а в корпусе 3-х полюсного автомата предусмотрены отдельные дугогасители.

        3-х полюсный автоматический выключатель разрешается использовать и в однофазной электросети. В этом случае на две клеммы выключателя подключаются фазный и нулевой провода, а третья клемма остается пустой (сигнальной).

        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.

        Электромагнитный расцепитель

        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.

        Расцепитель

        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.

        Пластины

        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.

        Схемы подключения

        Противопожарное УЗО для частного дома. Трехфазное УЗО может устанавливаться на вводе в здание для защиты входного кабеля или линий к потребителям, на которых нет отдельных устройств защитного отключения. Кроме того, противопожарный прибор может использоваться в качестве резерва на случай отказа группового модуля. Важное условие правильного подключения УЗО в схему электроснабжения жилого дома или другого объекта – соблюдение селективности. Это достигается двумя настройками: троекратным запасом уставки по дифференциальному току (по сравнению с любым групповым или индивидуальным устройством, установленным ниже) и замедлением на срабатывание по времени минимум в 3 раза. Уставка срабатывания противопожарных УЗО составляет, как правило, 100, 300 или 500 мА. Значение этого же параметра для модулей защиты человека от дифференциального тока может составлять 30, 10 или 6 мА.

        Схема на 4 полюса с использованием нейтрали. При использовании такой схемы на выходе рабочего нуля четырехполюсного УЗО монтируют шинку для разводки нейтрального провода N по подключенным потребителям. Если используется одна общая нейтраль, УЗО обеспечивает защиту трех разных однофазных цепей одновременно. Потребители при таком подключении могут питаться от всех трех фаз или от какой-то одной. Если в схеме предусмотрены три однофазные цепи, оборудование стараются компоновать таким образом, чтобы нагрузка на фазы была равномерной. УЗО монтируют после вводного трехполюсного автомата или после счетчика электроэнергии (который следует за автоматом). Счетчик имеет 8 выводов, предназначенных для подключения трех фаз и нуля (входные и выходные контакты).

        Схема на 4 полюса без использования нейтрали. В ряде случаев УЗО может использоваться без подключения нейтрального провода. Такая схема применяется, например, для защиты трехфазного асинхронного двигателя. Обмотки статора электродвигателя могут соединяться в «звезду» или «треугольник». Потенциал рабочего нуля заводится на вводной контакт 4-полюсного УЗО, а на выходной ничего не подключается: выходная клемма N остается пустой – для подключения двигателя требуется три фазных провода. При возникновении тока утечки от одной из фаз на корпус устройство защитного отключения срабатывает и размыкает цепь. Важно помнить при этом, что УЗО сработает только если корпус двигателя имеет заземление, выполненное с помощью провода PE.

        Схема для однофазной сети. Использование трехфазного УЗО в однофазной сети не является типичным случаем. Это может быть удобным, если у вас имеется лишний 3-фазный модуль, который лежит без дела. Или, например, когда планируется в ближайшее время перестроить 1-фазную сеть в трехфазную. Иногда модулем на 3 фазы в аварийном порядке заменяют вышедшее из строя устройство, рассчитанное на одну фазу. В каждом из этих трех случаев фазный провод пускают на клеммы, к которым подключена кнопка «тест». Иначе она не будет срабатывать при ручных проверках.

        Как устроен автоматический выключатель — основные рабочие органы автомата

        Если разобрать корпус (для чего необходимо высверлить соединяющие его половинки заклепки), то можно увидеть устройство автоматического выключателя и получить доступ ко всем его компонентам. Рассмотрим наиболее важные из них, которые обеспечивают нормальное функционирование устройства.

        устройство автоматического выключателя

        1. 1. Верхняя клемма для подключения;
        2. 2. Неподвижный силовой контакт;
        3. 3. Подвижный силовой контакт;
        4. 4. Дугогасительная камера;
        5. 5. Гибкий проводник;
        6. 6. Электромагнитный расцепитель (катушка с сердечником);
        7. 7. Ручка для управления;
        8. 8. Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
        9. 9. Винт для регулировки теплового расцепителя;
        10. 10. Нижняя клемма для подключения;
        11. 11. Отверстие для выхода газов (которые образовываются при горении дуги).

        Электромагнитный расцепитель

        Функциональное назначение электромагнитного расцепителя — обеспечение практически мгновенного срабатывания автоматического выключателя при возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания. В этой ситуации в электрических цепях возникают токи, величина которых в тысячи раз превышают номинальное значение этого параметра.

        Время срабатывания автомата определяется по его времятоковым характеристикам (зависимость времени срабатывания автомата от величины тока), которые обозначаются индексами А, В или C (наиболее распространенные).

        Тип характеристики обозначен в параметре номинального тока на корпусе автомата, например, С16. Для приведенных характеристик время срабатывания находится в пределах от сотых до тысячных долей секунды.

        Конструкция электромагнитного расцепителя представляет собой соленоид с подпружиненным сердечником, который связан с подвижным силовым контактом.

        расцепитель электромагнитный

        Электрически катушка соленоида включена последовательно в цепочку, состоящую из силовых контактов и теплового расцепителя. При включенном автомате и номинальном значении тока, через катушку соленоида протекает ток, однако, величина магнитного потока мала для втягивания сердечника. Силовые контакты замкнуты и это обеспечивает нормальное функционирование защищаемой установки.

        При коротком замыкании резкое увеличение тока в соленоиде приводит к пропорциональному увеличению магнитного потока, способного преодолеть действие пружины и переместить сердечник и связанный с ним подвижный контакт. Перемещение сердечника вызывает размыкание силовых контактов и обесточивание защищаемой линии.

        Тепловой расцепитель

        Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты при небольшом, но действующим в течении относительно длительного промежутка времени, превышении допустимого значения тока.

        Тепловой расцепитель – расцепитель замедленного действия, он не реагирует на кратковременные броски тока. Время срабатывания этого вида защиты регламентируется также время-токовыми характеристиками.

        Инерционность теплового расцепителя позволяет реализовать функцию защиты сети от перегрузки. Конструктивно тепловой расцепитель представляет консольно закрепленную в корпусе биметаллическую пластину, свободный конец которой через рычаг взаимодействует с механизмом расцепления.

        тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)

        Электрически биметаллическая пластина включена последовательно с катушкой электромагнитного расцепителя. При включенном автомате в последовательной цепочке протекает ток, нагревая биметаллическую пластину. Это приводит к перемещению ее свободного конца в непосредственную близость к рычагу механизма расцепления.

        При достижении значений тока, указанных во временно-токовых характеристиках и по истечении определенного времени пластина нагреваясь изгибается, контактирует с рычагом. Последний через механизм расцепления размыкает силовые контакты — сеть оказывается защищенной от перегрузки.

        Регулировка тока срабатывания теплового расцепителя с помощью винта 9 производится в процессе сборки. Так как большинство автоматов модульные и их механизмы запаяны в корпусе простому электрику нет возможности произвести такую регулировку.

        Силовые контакты и дугогасительная камера

        Размыкание силовых контактов при протекании через них тока приводит к возникновению электрической дуги. Мощность дуги обычно пропорциональна току в коммутируемой цепи. Чем мощнее дуга, тем сильнее она разрушает силовые контакты, повреждает пластмассовые детали корпуса.

        В устройстве автоматического выключателя дугогасительная камера ограничивает действие электрической дуги в локальном объеме. Она располагается в зоне силовых контактов и выполнена из покрытых медью параллельных пластин.

        камера для гашения дуги

        В камере дуга распадается на мелкие части, попадая на пластины, остывает и прекращает свое существование. Выделяющиеся при горении дуги газы выводятся через отверстия в дне камеры и корпусе автомата.

        Устройство автоматического выключателя и конструкция дугогасительной камеры обуславливают подключение питания на верхние неподвижные силовые контакты.

        Автоматические выключатели

        Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

        Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

        Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

        Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

        Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

        Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

        На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

        расцепитель автоматического выключателя

        1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

        3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

        Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

        Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

        Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

        При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

        При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

        Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

        Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

        При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

        Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

        Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

        Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

        При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

        3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

        характеристики автоматических выключателей

        ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

        Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

        Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

        Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

        ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

        В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

        Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

        Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

        Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

        Примечание:

        • Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
        • Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

        4. Выбор автоматического выключателя

        Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

        Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

        — По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

        — По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

        Uном. АВ Uном. сети

        — По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

        1. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по мощности.
        2. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по сечению кабеля.
        3. С помощью следующей таблицы:

        таблица выбора автомата по мощности и сечению кабеля

        1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

        — Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

        Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

        Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

        голоса
        Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector