Aviatreid.ru

Прокат металла "Авиатрейд"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Техническое описание автоматических выключателей — Устройство и принцип действия

Техническое описание автоматических выключателей — Устройство и принцип действия

Выключатели выпускаются в пластмассовых корпусах. На основании каждого корпуса монтируется коммутирующее устройство, состоящее из неподвижных и подвижных контактов, заключённых в дугогасительную камеру, расцепители максимального тока и механизм управления.
Дугогасительные камеры обеспечивают гашение дуги.
Подвижные контакты укреплены на изолированной траверсе и через механизм свободного расцепления с рукояткой (или кнопкой) выключателя. Во включенном положении подвижная система удерживается защелкой, связанной с расцепителем.
Механизм свободного расцепления обеспечивает мгновенное замыкание и размыкание контактов с постоянной скоростью, независимой от движения рукоятки или кнопки.
Расцепитель максимального тока встраивается в каждый полюс выключателя последовательно.
Тепловой расцепитель при перегрузках срабатывает с обратнозависимой от тока, выдержкой времени, т.е. чем больше ток перегрузки, тем быстрее произойдет отключение.
Комбинированный расцепитель состоит из теплового и электромагнитного, поэтому отключение может произойти при действии любого из них.
Электромагнитные расцепители монтируются на передней стороне корпуса, а тепловые – на задней и закрываются пластмассовой пластинкой. Выключатель, кроме основных, может иметь 1 и 2 замыкающих вспомогательных контактов.
Если в автомате установлены только тепловые расцепители, то последовательно с ним должны быть включены предохранители, забщищающие установку от токов короткого замыкания.
Силовые контакты могут быть снабжены искрогасительными (дугогасительными) номерами с решетками.
В электрических силовых установках промышленных предприятий широко распространены автоматические воздушные выключатели серии А. Описание выключателя AI5-T, приводимое ниже, может дать необходимое представление о конструкции и способах ремонта большинства современных автоматических выключателей, применяемых в электроустановках промышленных предприятий в качестве аппаратов защиты и управления.
Автоматический воздушный выключатель А15-Т (рисунок 1, а) смонтирован на термостойкой и механически прочной изоляционной плите 1. Основными частями выключателя являются контакты (на рисунке они не видны, поскольку закрыты дугогасительными камерами 17), механизм свободного расцепления 2, электромеханический привод 5, максимальные 6 и дополнительные 10 расцепители, панель 11 зажимов и коммутатор 15.
В выключателе использована трехступенчатая система контактов. Каждый полюс выключателя имеет три пары контактов: главные, промежуточные (переходные) и дугогасительные (разрывные).
Главные контакты выполнены из металлокерамики, а промежуточные и разрывные — из меди. Контактная система каждого полюса выключателя расположена в дугогасительной камере 17, обеспечивающей эффективное гашение дуги и исключающей возможность переброса дуги на соседние фазы или другие токопроводящие части автомата.
Подвижные контакты автоматического выключателя укреплены на изолированном главном валу 13. Автоматический выключатель отключается с помощью валика 12 от воздействия максимальных расцепителей 6 при недопустимом увеличении тока в защищаемой цепи, а также при воздействии на валик 12 дополнительных расцепителей 10. Воздействие при токе короткого замыкания максимальных расцепителей 6 на селективный валик 14 приводит также к отклонению выключателя, но через определенный промежуток времени. Выдержка времени осуществляется механическим замедлителем 4, расположенным на правой щеке механизма свободного расцепления 2. Подвижная контактная система связана с пружиной 16, служащей для отключения выключателя. Электромеханический привод 5 связан с механизмом свободного расцепления 2. В схеме его защиты и управления имеются трубчатый резистор, плавкий предохранитель 8 и реле управления 9.
Для присоединения автоматического выключателя к сети заземления служит болт 3. Наличие огнестойкой асбесто-шиферной перегородки 18 предотвращает возможность переброса дуги. Дистанционное включение автоматического выключателя осуществляют электромеханическим приводом 5, а отключение — дополнительным расцепителем 10.

Рисунок 1 – Автоматический воздушный выключатель А15-Т на 600 А переменного тока:
а — общий вид, б, в — контактная система во включенном и отключенном положениях автоматического выключателя; 1 — плита, 2 — механизм свободного расцепления, 3 — болт заземления, 4 — механический замедлитель расцепления, 5 — электромеханический привод, 6, 10 — максимальные и дополнительный расцепители, 7 — резистор, 8 — предохранитель, 9 — реле управления, 11 — панель зажимов, 12, 14 — отключающий и селективный валики, 13 — главный вал, 15 — коммутатор, 16, SO — пружины, 17 — дугогасительная камера, 18 — огнестойкая перегородка, 19, 28, 29 — нижняя, верхняя и регулировочная гайки, 20 — держатель, 21, 23 — промежуточный и главный контакты, 22 — дугогасительные контакты, 24 — фасонный винт, 25 — стакан динамометра, 26 — шкала динамометра с указателем, 27 — штифт. Стрелками указано направление усилий при определении растворов и провалов контактов.
Контактная система автоматического выключателя (рисунок 1, б, в) состоит из трех параллельно включаемых групп контактов: главных 23, промежуточных 21 и дугогасительных 22. При включении выключателя замыкаются вначале дугогасительные, затем промежуточные и, наконец, главные контакты. Размыкание контактов при отключении выключателя происходит в обратном порядке.
Автоматы АП-50, получившие наибольшее распространение в сельском хозяйстве, могут быть построены для работы с электродвигателями мощностью до 20 кВт при напряжении 220 В.
Если трехфазный автомат снабжен только тепловыми расцепителями, то он имеет обозначение АП-50-3Т, если только электромагнитным – АП-3М, если же и тем и другим – АП-50-3 шт.
В автомате АП-50 могут быть установлены тепловые расцепители на номинальные токи ( с регулированием установки в пределах от 63 до 100% их значений): 16, 25, 4, 10, 40, 50 А. гарантийный срок службы составляет 20000 включений при номинальных значениях тока и напряжения.

Читайте так же:
Шкаф учета автоматический выключатель

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Электрические автоматы

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

  • Пожаров.
  • Ударов человека током.
  • Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
  • Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
  • На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
  • На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Elektricheski avtomat markirovka

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Elektricheski avtomat ustroistvo

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Elektricheskie avtomaty odnopoliusnye

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Elektricheskie avtomaty dvukhpoliusnye

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Elektricheskie avtomaty trekhpoliusnye

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Читайте так же:
Сумеречный выключатель настенный фотоэлемент
Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Elektricheskie avtomaty chetyrekhpoliusnye

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Elektricheskie avtomaty tablitsa

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Читайте так же:
Электрический выключатель это коммутатор

Общий вид автоматического выключателя

Автоматические выключатели серии АВ 50 предназначены для применения в электрических цепях переменного тока частотой (50; 60) Гц номинальным напряжением 220/380 В, их защиты при перегрузках и КЗ, а также для оперативных включений и отключений указанных цепей. В зависимости от временной характеристики отключения выпускаются в модификации «В» и «С».
&nbsp&nbspАвтоматические выключатели применяются для комплектования вводно-распределительных устройств и не требуют технического обслуживания.

Структура условного обозначения

АВ 5Х-ХХХ: АВ5 — типовой знак;
Х — число полюсов (1 — однополюсный; 2 — двухполюсный;
3 — трехполюсный; 4 — четырехполюсный);
ХХ — номинальный ток, А: 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 13; 16;
20; 25; 32; 40; 50; 63. — тип времятоковой характеристики: В или С.

Температура окружающей среды от минус 25 до 55°С.
&nbsp&nbspВибрация (сейсмическая стойкость) — с частотой 8-50 Гц, с ускорением 3g.
&nbsp&nbspРабочее положение любое.
&nbsp&nbspстепень защиты от воздействия окружающей среды IР20, по ГОСТ 17494-87.

Номинальный ток, А: — 0,5; 1; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 Номинальное напряжение, В, для выключателей: 1-полюсных, 2-полюсных — 220 3-полюсных, 4-полюсных — 220/380 Номинальная частота, Гц — 50 Номинальная отключающая способность, кА — 3,5; 6; 10 Число полюсов — 1; 2; 3; 4 Электрическая прочность изоляции, кВ — 6 Максимальное сечение подсоединяемых проводов, мм 2 — 25 Износостойкость при номинальной нагрузке, включений, не менее — 4000
&nbsp&nbspПри включении автоматического выключателя нейтральный полюс включается раньше, а при выключении — позже, чем остальные полюса
&nbsp&nbspМощность, потребляемая в главной цепи на один полюс, не должна превышать значений, указанных в табл. 1.
&nbsp&nbsp

&nbsp&nbspВремятоковые характеристики автоматов приведены на рис. 1 и в табл. 2.
&nbsp&nbsp

&nbsp&nbspВремятоковые характеристики автоматов
&nbsp&nbspАвтоматические выключатели с характеристиками «С» применяются для защиты таких потребителей, как двигатели, трансформаторы и т.д., где возникают большие импульсы тока.
&nbsp&nbspМасса автоматических выключателей, кг, не более: 1-полюсный (АВ 51) — 0,13 2-полюсный (АВ 52) — 0,26 3-полюсный (АВ 53) — 0,39 4-полюсный (АВ 54) — 0,52

Автоматические выключатели содержат термобиметаллический расцепитель. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока. Электромагнитный расцепитель тока представляет собой электромагнит с якорем, обеспечивает автоматическое отключение выключателя при токах КЗ, превышающих уставку по току. Устройство защелкивается на монтажной планке шириной 35 мм.
&nbsp&nbspГабаритные, присоединительные и установочные размеры выключателей приведены на рис. 2.

&nbsp&nbspОбщий вид, габаритные, присоединительные и установочные размеры выключателей
&nbsp&nbspГарантийный срок эксплуатации — 2 года со дня продажи.

В комплект поставки входят: автоматический выключатель, паспорт и упаковка. Выключатели серии АВ 50 классифицируются по: номинальному току;
номинальному напряжению; по числу полюсов; по типу выключающей характеристики.

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Проектирование и сборка электрощитов на заказ. Сборка щитов. Схема электрощита

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.

Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.

Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.

Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.

Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:

1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

Читайте так же:
Что значит выключатель нагрузки

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.

Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.

По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:

воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

типы автоматических выключателей

модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.

Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.

Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.

На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.

DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.

Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.

Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

1 — верхняя винтовая клемма;

2 — нижняя винтовая клемма;

3 — неподвижный контакт;

4 — подвижный контакт;

5 — гибкий проводник;

6 — катушка электромагнитного расцепителя;

7 — сердечник электромагнитного расцепителя;

8 — механизм расцепителя;

9 — рукоятка управления;

10 — гибкий проводник;

11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;

12 — регулировочный винт теплового расцепителя;

13 — дугогасительная камера;

14 — отверстие для отвода газов;

15 — защелка фиксатора.

Поднимая рукоятку управления вверх, автоматический выключатель подключается к защищаемой цепи, опустив рукоятку вниз — отключатся от нее .

Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.

Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.

Как работает автоматический выключатель?

В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.

Читайте так же:
Тележка для автоматических выключателей

На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.

Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).

Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.

Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.

К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.

Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.

автоматический выключатель - устройство и принцип работы

При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.

Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.

Итак, давайте резюмируем:

— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);

— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;

— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;

— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.

Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.

В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.

Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:

Полезные статьи по теме:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector