Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматический выключатель с независимым расцепителем; в чем его преимущества

Автоматический выключатель с независимым расцепителем — в чем его преимущества?

Независимый расцепитель для автоматического выключателя

Независимый расцепитель является дополнением защитного устройства для электросети. Он механически связан с автоматическим выключателем. Независимый расцепитель выполняет функцию разрыва цепи при обнаружении факторов, способных привести к повреждению линии и включенных в нее приборов. К таковым относятся возрастание силы тока выше предела, который может выдержать кабель, пробой электрического тока на землю или корпус включенного в цепь прибора, а также короткое замыкание. Этот материал поможет вам разобраться, что такое расцепители автоматических выключателей, какие бывают типы этого устройства и каков принцип действия каждого из них. Кроме того, мы расскажем, как проверять работоспособность этих элементов.

Автоматический защитный выключатель с независимым расцепителем

Независимый расцепитель, как было сказано, представляет собой добавочный элемент устройства защиты цепи. Он позволяет отключить АВ на расстоянии при поступлении напряжения на его катушку. Чтобы вернуть его в исходное состояние, следует нажать на устройстве кнопку с надписью «Возврат».

Переключатели на независимом расцепителе Siemens

Расцепители автоматических выключателей этого типа могут использоваться в однофазных и трехфазных сетях.

Независимый расцепитель наиболее часто используется в электроцепях и автоматических щитах крупных объектов. Управление энергоснабжением в этих случаях, как правило, производится с пульта оператора.

Пример срабатывания независимого расцепителя на видео:

Из-за чего срабатывает расцепляющий элемент независимого типа?

Независимый расцепитель может срабатывать по различным причинам. Мы перечислим наиболее распространенные из них:

  • Чрезмерное снижение или, напротив, возрастание напряжения.
  • Изменение заданных параметров или состояния электротока.
  • Нарушение функции автоматических выключателей, сбой в работе по неизвестной причине.

Кроме независимых расцепляющих устройств, существуют аналогичные элементы, входящие в состав защитных автоматов. Встроенные расцепители автоматических выключателей подразделяются на тепловые и электромагнитные. Эти устройства также помогают защитить линию от чрезмерных нагрузок и короткого замыкания. Рассмотрим их более подробно.

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Основным элементом этого устройства является биметаллическая пластина. При ее изготовлении используется два металла с различными коэффициентами теплового расширения.

Биметаллическая пластина

Будучи спрессованными вместе, они при нагревании расширяются в разной степени, что приводит к искривлению пластины. Если ток не нормализуется в течение длительного времени, то по достижении определенной температуры пластина касается контактов АВ, прерывая цепь и обесточивая проводку.

Основной причиной чрезмерного нагрева биметаллической пластины, из-за которого срабатывает тепловой расцепитель, является слишком высокая нагрузка на определенном участке линии, защищенном автоматом.

Например, сечение выходного кабеля АВ, идущего в помещение, составляет 1 кв. мм. Можно подсчитать, что он способен выдерживать подключение приборов суммарной мощностью до 3,5 кВт, при этом сила проходящего в линии тока не должна превышать 16А. Таким образом, в эту группу можно спокойно подключить телевизор и несколько осветительных приборов.

Если хозяин дома решит включить в розетки этой комнаты дополнительно стиральную машину, электрокамин и пылесос, то общая мощность станет намного выше той, что способен выдержать кабель. В результате возрастет сила тока, проходящего по линии, и проводник станет нагреваться.

Тепловой снимок работающей электропроводки

Перегрев кабеля может привести к тому, что изоляционный слой расплавится и загорится.

Чтобы этого не произошло, в действие вступает тепловой расцепитель. Его биметаллическая пластина нагревается вместе с металлом провода, и через некоторое время, изогнувшись, отключает питание группы. Когда она остынет, защитное устройство можно снова включить вручную, предварительно вытащив из розетки шнуры питания приборов, которые привели к перегрузке. Если этого не сделать, через некоторое время автомат вырубит снова.

Пример использования расцепителя в противопожарной защите на видео:

Важно, чтобы номинал АВ соответствовал сечению кабеля. Если он будет меньше нужного, то срабатывание будет происходить даже при нормальной нагрузке, а если больше, то тепловой расцепитель не отреагирует на опасное превышение тока, и в итоге проводка сгорит.

В целях защиты электромоторов от длительных перегрузок и обрыва фаз на эти агрегаты могут также устанавливаться тепловые реле расцепления. Они представляют собой несколько биметаллических пластин, каждая из которых отвечает за отдельную фазу силового агрегата.

Тепловое реле трехфазное

Автоматический выключатель защиты сети с электромагнитным расцепителем

Разобравшись, как работает автомат с тепловым расцепителем, перейдем к следующему вопросу. Защитное устройство, разбор действия которого мы провели только что, срабатывает не сразу (на это требуется не менее секунды), поэтому оно не в состоянии эффективно защитить цепь от сверхтоков короткого замыкания. Для решения этой задачи в АВ дополнительно устанавливается электромагнитный расцепитель.

Расцепители автоматических выключателей электромагнитного типа включают в себя катушку индуктивности (соленоид), а также сердечник. Когда цепь работает в обычном режиме, поток электронов, проходя сквозь соленоид, формирует слабое магнитное поле, неспособное оказывать влияние на функцию сети. При возникновении короткого замыкания происходит мгновенное увеличение силы тока в десятки раз, и пропорционально ей возрастает мощность магнитного поля. Под его влиянием ферромагнитный сердечник мгновенно сдвигается в сторону, оказывая воздействие на механизм отключения.

Читайте так же:
Как найти количество теплоты в источнике тока

Поскольку процесс усиления магнитного поля при коротком замыкании происходит за доли секунды, электромагнитный расцепитель под его воздействием срабатывает моментально, отключая питание сети. Это позволяет избежать серьезных последствий, связанных со сверхтоками КЗ.

Автоматический выключатель, защищающий каждую фазу

Проверка работоспособности расцепителей

Довольно часто электрики-любители интересуются, можно ли самостоятельно проверить исправность расцепителей автоматических выключателей. Следует сказать, что своими силами проводить такое тестирование нельзя, и если им занимается начинающий монтажник, то работу должен контролировать опытный специалист. Приводим пошаговую инструкцию по выполнению этой процедуры:

  • В первую очередь поверхность коробки следует осмотреть визуально, чтобы удостовериться в целостности корпусной части.
  • Затем нужно несколько раз пощелкать рычажком выключателя. Он должен легко устанавливаться ка во включенное, так и в выключенное положение.
  • После этого производится прогрузка устройства. Так называется проверка качества работы оборудования в неблагоприятных условиях. Этот этап предусматривает наличие специализированной аппаратуры, и при его выполнении должен обязательно присутствовать квалифицированный электрик. Во время тестирования фиксируется время, которое проходит с момента начала возрастания силы тока до отключения расцепителя.

Тестирование тепловых расцепителей

  • Наконец, аналогичное испытание производится на устройстве, с которого снят корпус.
  • В ходе проверки на срабатывание теплового расцепителя фиксируется время, требующееся для отключения устройства под воздействием электротока повышенной силы.

Проверка исправности защитных устройств в соответствии с требованиями ПУЭ выполняется только в спецодежде. Как было сказано выше, эту процедуру должен контролировать опытный специалист.

На видео процесс установки независимого расцепителя в автоматический выключатель:

Заключение

В этой статье мы разобрались с темой расцепляющих устройств, рассказали о том, что собой представляют и как работают независимые, а также встроенные в автоматический выключатель расцепители. Теперь вы знаете, по какому принципу работают различные типы этого оборудования, и какую функцию выполняет каждый из них.

Защита сельских сетей от кз — Назначение и принцип действия автоматических выключателей

Автоматические воздушные выключатели

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для отключения защищаемых ими электрических цепей от токов к. з. и перегрузок. Кроме того, их можно использовать для нечастых включений и отключений токов нагрузки. Автоматы должны сколь угодно длительно выдерживать ток нагрузки во включенном положении и быть в состоянии многократно отключать токи к. з. Для предотвращения опасных последствий от токов к. з. и перегрузок время срабатывания автомата по возможности должно быть минимальным.

Рис. 2. 6. Принципиальная схема работы автоматического выключателя.

Автоматы, как и предохранители, включаются последовательно с защищаемой электрической цепью, то есть в рассечку ее. На рисунке 2.6 показана принципиальная схема максимальных автоматов, широко используемых для защиты сетей напряжением 380/220 В. При переводе рукоятки автомата в положение «включено» взводятся его пружины 2 и 6 и механизм свободного расцепления. Этот механизм состоит из рычагов и тяг, имеет довольно сложное устройство и на рисунке 2.6 показан условно. Благодаря усилию Fn, создаваемому пружиной 2, автомат удерживается во включенном состоянии защелкой 1. Ток защищаемой электрической цепи, протекая по обмотке электромагнита 4, создает усилие Fa, которое стремится притянуть якорь 3 к электромагниту. Если ток в обмотке электромагнита достигнет значения, при котором усилие Fa станет больше силы Fn, то якорь 3, притянувшись к электромагниту, провернет защелку и освободит рычаг 5. Под действием пружины 6 произойдет размыкание контактов 7.

Устройство, воздействующее на защелку автомата (на рис. 2.6 — это электромагнит 4), называется расцепителем. По принципу действия или способу выявления аварийной ситуации, при которой автомат должен быть отключен, различают расцепители электромагнитные, тепловые, нулевые, независимые, минимального напряжения, полупроводниковые и др. В зависимости от исполнения автомат может быть укомплектован одним или несколькими типами расцепителей.
Электромагнитные расцепители используют для быстрого, почти мгновенного отключения автоматов при появлении больших токов в защищаемой цепи. На заводе- изготовителе их настраивают на определенный ток срабатывания, который в условиях эксплуатации регулированию не подлежит.
Для выполнения защиты от перегрузки используют чаще всего тепловые расцепители. Основным элементом теплового расцепителя является биметаллическая пластина, изготовленная из пластинок двух металлов, имеющих разные температурные коэффициенты расширения. Сваркой или горячим прокатом пластины жестко скреплены друг с другом. При нагревании биметаллическая пластина изгибается. Если при этом один конец пластины будет закреплен, то второй, свободный, перемещаясь при изгибе пластины, способен развивать некоторую силу. Это явление используется в автоматах для воздействия на механизм свободного расцепления. Изгиб биметаллической пластины от нагревания ее током используется и в тепловых реле, встраиваемых в магнитные пускатели для защиты электродвигателей от перегрузки, только в тепловых реле свободный конец пластины воздействует на контактную систему. Нагрев пластины происходит или за счет теплоты, выделяемой пропускаемым по ней током нагрузки, или от специального нагревателя, по которому протекает ток, или, наконец, за счет комбинации обоих способов нагрева.
Зависимость времени срабатывания теплового расцепителя от протекающего тока имеет примерно такой же вид, как и для предохранителей (рис. 2.1). Номинальный ток теплового расцепителя Iн. т может протекать по защищаемой цепи и расцепителю сколь угодно долго, не приводя к его срабатыванию. Расцепитель срабатывает притоке Iср. т = (1,2. 1,35) Iн. т и при токах, больших Iср. т. На время срабатывания тепловых расцепителей гораздо в большей степени, чем предохранителей, оказывают влияние побочные факторы, главным образом температура окружающей среды. Поэтому для правильной работы защиты от перегрузки тепловые расцепители или тепловые реле (то есть автоматы или магнитные пускатели) желательно располагать в том же помещении, где находится защищаемый объект. По этой же причине автоматы и магнитные пускатели с тепловой защитой нельзя размещать вблизи источников тепла.
Следует отметить, что температура окружающей среды оказывает влияние не только на время, но и на ток срабатывания. Из-за этого разброс в токе срабатывания тепловых расцепителей в два раза больше, чем электромагнитных. В соответствии с принципом работы расцепители с биметаллической пластинкой имеют довольно большую тепловую инерционность, что не позволяет им обеспечивать своевременное, то есть достаточно быстрое, отключение токов к. з. В связи с этим тепловые расцепители в автоматах чаще всего используются совместно с электромагнитными. Первые осуществляют защиту от перегрузки, вторые — от токов к. з.
Некоторые исполнения автоматов, кроме электромагнитных и тепловых, содержат независимый расцепитель или расцепитель минимального напряжения. Независимый электромагнитный расцепитель предназначается для дистанционного отключения автомата. Обмотку такого расцепителя обычно изготавливают на номинальное напряжение 220 В переменного тока и не рассчитывают на длительный режим включения. Расцепитель минимального напряжения, или, как его просто называют, минимальный расцепитель, является также электромагнитным и должен отключать автомат при исчезновении электропитания или при снижении напряжения ниже напряжения срабатывания. Автоматы с таким расцепителем часто применяют для предотвращения самозапуска электродвигателей, если такой самозапуск недопустим по каким-либо соображениям, например по условиям одновременного успешного запуска асинхронных двигателей. Кроме того, минимальные расцепители предотвращают работу электродвигателей при недопустимо глубоких снижениях напряжения, когда электродвигатели, развивая недостаточный вращающий момент, могут «опрокинуться», то есть затормозиться и оказаться в аварийном для них режиме. При необходимости минимальный расцепитель можно использовать и как независимый — для дистанционного отключения автомата.
Имеются исполнения автоматических выключателей с электромагнитным расцепителем, включаемым в нулевой провод. Такой расцепитель обычно имеет меньший ток срабатывания, чем расцепители в фазных проводах. Это облегчает выполнение защиты от однофазных к. з. и очень важно для сельских сетей напряжением 380/220 В.
Наибольшее распространение в сельских сетях 380/220 В нашли автоматы серий АП50Б, АЕ20, А3700. В эксплуатации еще находится довольно большое число автоматов серии АЗ 100, снятой с производства и в новых разработках не применяемой.

Читайте так же:
Розетка терморегулятор для теплого пола

Расцепитель автоматического выключателя

Независимый расцепитель для автоматического выключателя

Автоматический выключатель устанавливается в электрических цепях. Он спасает бытовые приборы от скачков напряжения, перегрузок сети и коротких замыканий. Отключает подачу напряжения расцепитель автоматического выключателя, которым сейчас оборудован каждый автомат. Роль этого приспособления очень велика, поэтому используется оно повсеместно – от простых щитков многоквартирных домов до электрощитового оборудования, обеспечивающего функционирование крупных заводов.

Устройство автоматического выключателя

Из-за чего срабатывает расцепляющий элемент независимого типа

Срабатывает автоматический выключатель с независимым расцепителем обычно при неисправности автомата, например, если не фиксируется переключатель. Также срабатывание происходит при резком превышении предела нагрузки силы тока, на которую рассчитан кабель, при резком снижении или увеличении напряжения и коротких замыканиях, порождающих сверхтоки. Расщепляющий элемент срабатывает и при утечке тока в корпус подключенного к сети прибора или на «землю» при его неисправности.

Независимый расцепитель для автоматических выключателей

Элементы, обеспечивающие дополнительную защиту электрической цепи — это независимые расцепители. Именно благодаря им происходит самостоятельное выключение автоматов или нагрузочных выключателей.

Наибольшее распространение они получили при создании вентиляционных шахт, обеспечивая выключение вентиляционной системы при задымлении или пожаре. Они подключаются к автоматам в щитах, обеспечивающих функционирование вентиляции. При возникновении внештатной ситуации устройства централизованно блокируют поступление электропитания на распределительные щиты вентиляции, предотвращая распространение задымления и угарного газа по этажам здания.

Электромагнитный расцепитель

Общее устройство расцепителя и схема его подключения

Любой расцепитель — это приспособление для отключения защитного аппарата цепи. Используются же расцепители в основе всех автоматических выключателей.

При поступлении импульса на конструкцию автомата рычаг давит на механизм, обеспечивающий выключение автоматического защитного устройства и тем самым прерывает подачу электричества, предохраняя линии от выгорания.

Стандартная схема подключения расцепителя проста — его подсоединяют к вводному автомату, чтобы при возникновении внештатной ситуации имелась возможность моментально обесточить щиток полностью и предохранить питаемые им устройства от выгорания.

Расцепители, их типы и назначения

В автоматическом выключателе устанавливаются разные типы расцепителей. Обычно используют электромагнитный и тепловой. Еще применяются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, отличающиеся повышенной надежностью и долговечностью.

Читайте так же:
Физика 8 класс тепловые явления тока

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя

Тепловой расцепитель хорошо справляется с перегрузами энергосети, электромагнитный – моментально реагирует на сверхтоки, а комбинированный расцепитель объединяет в себе оба свойства, но все выполняют одну функцию – аварийное отключение напряжения в системе.

Также существуют расцепители минимального напряжения, принцип работы которых основан на отключении автомата при понижении тока ниже нормы.

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Главным элементом данного расцепителя является пластинка, сплавленная из нескольких металлов с разным термическим расширением.

При нагреве пластины металлы, из которых она сплавлена, расширяются с различной скоростью. Это ведет к деформации пластинки, и если ток не выравнивается после определенного времени, пластина искривляется настолько серьезно, что касается контактов, разрывая цепь и прекращая подачу электричества.

Самая частая причина нагрева – высокая нагрузка на линию, защищаемую выключателем, например, одновременное подключение микроволновки, кофемашины, чайника и холодильника в одну цепь.

Стандартные времятоковые характеристики автоматических выключателей

Огромный минус теплового расцепителя в том, что он срабатывает не мгновенно, так как требуется время на нагрев пластинки. Из-за этого он не спасет от сверхтока, однако хорошо справляется с перегрузом сети.

Автоматы с электромагнитным расцепителем

Чтобы оперативно отключить сразу несколько линий при образовании короткого замыкания, применяется электромагнитный расцепитель, представляющий собой индукционную катушку. Внутри этой катушки находится сердечник. При работе системы в стандартном режиме, ток в катушке не создает сильного магнитного поля и никак не влияет на положение сердечника. Но когда происходит короткое замыкание, сила тока многократно возрастает за миллисекунды, и под влиянием увеличившейся силы магнитного поля сердечник моментально двигается в сторону, оказывая давление на механизм выключения автомата.

Сила тока при замыкании возрастает мгновенно, что ведет к такому же моментальному срабатыванию приспособления. Быстрое отключение энергосети дает возможность избежать тяжелых повреждений от сверхтоков.

Проверка работоспособности расцепителя

Расцепители

Тестирование расцепителей всех трех типов проводится с помощью воздействия первичного тока от независимого источника, как при установке автомата, так и регулярно на всем сроке его эксплуатации. Выключатели проверяются в одно и то же время с другим защитным оборудованием.

Основным параметром при проверке является соответствие заявленных параметров механизма с его техническими показателями в момент испытания. Первое, что проверяют при оценке работоспособности, — время, прошедшее от начала подачи критической нагрузки на автомат до расцепления цепи. Параметры нормального временного диапазона указываются производителем в приложенных к устройству технических документах. В случае несоответствия нормам выключатели заменяются на новые.

Такие проверки необходимы, для того чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу устройства, и пренебрежение ими может стать фатальным.

Как проверить работоспособность и исправность расцепителя

Тестирование расцепителя должен проводить только опытный специалист с применением специального оборудования. Не стоит ее делать в домашних условиях – это может быть опасно. При неверной оценке работоспособности расцепителя существует риск замыкания, которое может обернуться пожаром.

Как учитываются токи

  1. При проверке для начала осматривается корпус устройства. На нем не должно быть дефектов, таких как сколы, трещины, вмятины и так далее.
  2. Затем проверяют исправность рычажка — он должен свободно ходить и фиксироваться во всех положениях. Для этого делают несколько щелчков выключателем.
  3. Только после тщательной визуальной оценки механизм нагружают, искусственно создавая с помощью специального прибора условия, при которых выключатель должен сработать, и засекают время его срабатывания независимого расцепителя.
  4. После этого точно такую же процедуру производят с прибором после снятия с него корпуса.

Главным критерием при тестировании работоспособности расцепителя является время от нагрузки автомата до отключения. Оно не должно превышать значение, указанное производителем.

При выборе автомата нужно обязательно обратить внимание на вид расцепителя, который в нем установлен. Хоть они и выполняют одну функцию, им требуется разное время на ее выполнение.

Расцепители автоматического выключателя

Расцепители автоматических выключателей

В любом автоматическом выключателе есть важная составная часть устройства: расцепитель, который служит для размыкания или замыкания коммутационного устройства. По сути расцепитель размыкает контакты автомата при появлении сверхтоков, снижении напряжения. ГОСТ Р 50030.1 (5) определяет понятие расцепителя, как «Устройство, механически связанное с контактным коммутационным аппаратом, которое освобождает удерживающие приспособления и тем самым допускает размыкание или замыкание коммутационного аппарата». Стандарт МЭК 61992‑1 (6) дополняет данное определение расцепителя автоматического выключателя – расцепитель может состоять из механических, электронных или электромагнитных компонентов; относится к любому устройству с механическим действием, которые применяется для расцепляющего оперирования в случае, когда во входной цепи встречаются определенные условия; в автомате может быть несколько расцепителей.

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов, существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения, независимые, полупроводниковые, механические.

Читайте так же:
Устройство тепловоза постоянного тока

Сверхтоки – увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки – сверхток в функциональной сети.

Ток короткого замыкания – сверхток, появляющийся в результате замыкания двух составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость в силу простой конструкции. Но нужно обратить внимание и на недостатки – работа теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные срабатывания.

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит. Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов. Основной недостаток – довольно высокая стоимость, а также чувствительность расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно, не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации, однако создает магнитное поле.

Ток расцепителя автоматического выключателя

Ток расцепителя автоматического выключателя имеет конкретное значение (номинал), означающий величину тока, при котором автомат разомкнет цепь. Ток в тепловом расцепителе всегда равен или меньше номинального тока автоматического выключателя. При любом превышении токовой нагрузки на расцепитель будет происходить отключения автомата. При этом время, через которое произойдет размыкание контактов, зависит от времени протекания тока превышенной нагрузки. Время отключения теплового расцепителя можно рассчитать, используя время-токовые характеристики.

Ток электромагнитного расцепителя отключает автомат мгновенно при превышении номинального тока автоматического выключателя, чаще всего это происходит при коротком замыкании. Перед КЗ в сети очень быстро нарастает величина тока, которую учитывает устройство электромагнитного расцепителя, в результате происходит очень быстрое воздействие на механизм расцепления. Скорость срабатывания в этом случае составляет доли секунды.

Принцип работы автоматического выключателя

Любой автоматический выключатель выполняет три главные функции:

  1. коммутацию потребителей (позволяет отключать или включать определенный участок электрической цепи);
  2. Защищает от токов перегрузки, отключая цепь, когда в ней начинает идти ток, превышающий максимально разрешенный (например, вследствие включения в линию мощного электропотребителя или группы приборов)
  3. отключает от сети 220 Вольт защищаемое оборудование, когда в ней начинают огромные токи короткого замыкания.

Таким образом, все автоматы выполняют как и функции управления, так и защиты. По типу конструкции производителями изготавливаются три основных вида автоматических выключателей:

Корпус автоматического выключателя сделан из изоляционного не горючего материала. На передней панели имеется брэнд фирмы изготовителя и каталожный номер, показаны сновные характеристики — номинал (в нашем примере I номинальный 16 Ампер, время токовая характеристика С смотри рисунок ниже).

автоматический выключатель

На тыловой части автомата имеется специальное крепление под DIN-рейку со специальной защелкой. DIN-рейкой называют линейку из металла специальной формы, шириной 35 мм, используемую в электрике и электронике для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, блоков питания, реле, магнитных пускателей, клемных колодок, счетчиков и т.п.). Для крепления на рейку требуется завести корпус автоматического переключателя за верхнюю часть линейки и при этом нажать на нижнюю часть, до щелчка в фиксаторе. Для снятия с линейки понадобится поддеть плоской отверткой снизу фиксатор.

Читайте так же:
Полезное тепловое действие электрического тока

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 автомата не предназначен для разборки и ремонта, состоит из двух платиковых половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы его разобрать, нужно высверлить заклепки и снять одну половинку.

В итоге, на второй половине получаем полный доступ к внутреннему механизму, в конструкцию автомата входят:

Поднимая пластмассовую управляющую рукоятку вверх, автоматический выключатель включает электрическую цепь, опуская рубильник вниз — ообесточиваем цепь.

Тепловой расцепитель это типовая биметаллическая пластина, которая нагревается при протекании через нее свободных носителей заряда, и если этот поток электронов превышает номинальное значение, пластина изогнется и заставит сработать механизм расцепителя, отключая тем самым автоматический выключатель от питающего напряжения.

Электромагнитный расцепитель это катушка с намотанной проволокой, называемая соленоид, т.к, а внутри ее имеется сердечник с пружиной. При коротком замыкании в защищаемой части схемы ток в цепи мгновенно нарастает, в соленойде наводится магнитный поток, под воздействием которого перемещается сердечник, и, преодолевая усилие создаваемое пружиной, воздействует на механизм и тем самым, отсоединяет автомат.

Автоматический выключатель принцип работы

В обычном режиме работы , когда рычаг управления взведен, электроток следует через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее он идет на неподвижный контакт, через него на подсоединенный к нему подвижный контакт, затем через гибкий проводник поступает на соленоид, после индуктивности по гибкому проводнику ток протекает через биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в некоторую схему подключенную к нему.

Перегрузка в автомате возникает тогда, когда эл.ток в защищаемой схеме начинает превышать номинальный ток защитного автомата. Биметаллическая пластина начинает нагреваться проходящим через нее выше номинального значения электрическим током, тем самым изгибая ее, и, если токовый поток в электрической цепи достаточно быстро не снизится, то пластина будет воздействовать на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, обесточивая тем самым защищаемую схему.

На нагрев и изгибание биметалла необходим некоторый временной промежуток. Который зависит от величины идущего через пластину электрического тока, чем он больше, тем меньше время срабатывания — от пары секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя 1,13-1,45 от номинального тока автоматического выключателя (т.е. тепловой расцепитель начнет срабатывать при превышении номинального токового уровня на 13-45%).

Важный параметр I срабатывания настраивается на заводе регулировочным (юстировочным) винтом. После отстывания пластины, автоматический выключатель готов к дальнейшей работе.

Температура пластины, в первую очередь, зависит от окружающей температуры: если защитное устройство смонтировано в помещении с высокой температурой окружающей среды, то тепловой расцепитель может включиться при токе ниже номинального, а при низких температурах ток срабатывания может быть выше номинального.

Тепловой расцепитель, как уже было отмечено немногим выше, срабатывает не одномоментно, а через определенную выдержку, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному уровню. Если токовый уровень не падает, тепловой расцепитель сработает, защищая схему от оплавления и перегрева и даже возможного возгорания.

К перегрузке может приводить подключение к автоматическому выключателю, как неисправных так и мощных приборов, превышающих расчетную мощность электрической цепи.

При КЗ эл.ток протекающей в схеме возрастает мгновенно, наводимое в катушке магнитное поле почти сразу переместит сердечник соленоида автоматического выключателя, который запустит механизм расцепителя и разорвет силовые контакты защитного автомата (т.е. неподвижный и подвижный контакты). Питающая цепь разорвется, тем самым защищая от возгорания и разрушения, как самого автоматического выключателя, так и проводку с электрооборудованием.

Электромагнитный расцепитель, в данном случае при КЗ, сработает практически за миг (около 0,02с), поэтому проводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.

При размыкании контактов, при условии что через автомат протекал ток, возникает электрическая дуга, и чем он больше — тем сильнее дуга. Последняя вызывает эррозию и постепенное разрушение контактов. Чтобы защитить их от ее негативного воздействия, дуга, генерирующаяся в момент размыкания контактов автоматического выключателя, направляется в дугогасительную камеру, где она дробится на мелкие дуги, а затем они постепенно затухают и полностью исчезает. При горении дуги образуются газообразные вещества, они отводятся наружу из корпуса через отверстие.

Автоматический выключатель не советуют применять в роли обычного выключателя, особенно при питании мощной нагрузки (Тэн, микроволновка и т.п), т.к это ускорит разрушение его контактов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector