Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель
-4
04/09/2017 11:06:48
Содержание:

С самого начала использования электроцепей на бытовом и промышленном уровне, возникла проблема защиты линий от токовых перегрузок. Это необходимо для сохранения приборов, бытовой техники, всех элементов в цепи от разрушения в случае короткого замыкания, в том числе и самих проводов. При токах, превышающих расчетное сечение проводов, изоляция и токопроводящая структура металла плавятся, чтобы этого избежать, цепь надо немедленно отключить от источника питания. К каждому участку цепи дежурного электрика не приставишь, отключения должны происходить в автоматическом режиме. Было придумано много способов: тепловые реле, биметаллические пластины, плавкие предохранители и другие. Последние приборы, которые сейчас эффективно используются в электросетях, — это автоматические выключатели.

Общие понятия и область применения

Конструктивно это обычное устройство коммутации, переключатель, положение которого можно устанавливать вручную (включено или выключено). Но этот прибор предусматривает автоматическое отключение при превышении номинального тока, проходящего через контакты. Повышенный ток может возникнуть при подключении электроприборов, потребляющих большую мощность, или коротком замыкании в цепи неисправных электропотребителей.

В производственных, жилых, административных зданиях и других сооружениях автоматы устанавливаются в распределительных щитах. Но производители бытовой техники, различного электрооборудования на своих изделиях тоже включают в схему автоматические выключатели, это является дополнительной защитой. Бытует ошибочное мнение, что автоматические выключатели защищают обслуживающий персонал от поражения электрическим током. Для этого в цепи устанавливается УЗО (устройство защиты от прикосновения), конструкция и принципы работы которого требуют отдельного более детального рассмотрения. Обычные автоматы защиты выполняют следующие функции:

  • коммутацию, подключение и выключение в ручном режиме;
  • автоматическое отключение цепи при токах, превышающих установленное значение;
  • практически мгновенное отключение при очень высоких токах короткого замыкания.

Получается, что эти приборы выполняют опции управления и защиты электросети, главная задача — исключить перегрев проводов и плавление изоляции, за которыми следует короткое замыкание. В итоге превышения токовых перегрузок может возникнуть возгорание со всеми вытекающими последствиями.

Виды автоматических выключателей

Все автоматические выключатели можно разделить по конструктивному исполнению и величине пропускаемого тока:

  • Воздушные автоматические выключатели — способны пропускать в рабочем режиме токи в тысячи ампер, поэтому используются на промышленных объектах с потреблением большой мощности электроэнергии.
Внешний вид и органы управления, индикации воздушного защитного автомата Hyundai_HiAS
Внешний вид и органы управления, индикации воздушного защитного автомата Hyundai_HiAS
  • Автоматы в литом корпусе — имеют широкий диапазон рабочего тока от 16 до 1000 А, поэтому они универсальны, широко применяются на бытовых и промышленных объектах.
 Один из примеров автоматического выключателя в литом корпусе
Один из примеров автоматического выключателя в литом корпусе
  • Модульные автоматы выключения — такие изделия наиболее востребованы на бытовом уровне, используются для защиты электрических цепей в квартирах, частных домах и других объектах хозяйственного назначения, где используется электричество.
Установка модульных автоматов защиты на DIN-рейку
Установка модульных автоматов защиты на DIN-рейку

Производители делают изделия одного размера со стандартными креплениями на -рейку, но разные по номиналам рабочего тока: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40 А и более.

Кроме разных величин рабочего тока, автоматические выключатели отличаются количеством полюсов, подключаемых к ним:

  • Однополюсные автоматы защищают участок цепи от распределительного щита до потребителя электроэнергии (до розетки или лампочки). Однофазный автомат повышает надежность работы, но не гарантирует полной защиты цепи от фазы из РЩ через нагрузку до нулевой шины в РЩ.
Однополюсный панельный автоматический выключатель
Однополюсный панельный автоматический выключатель

Чтобы повысить надежность защиты участка цепи, надо защитные автоматы устанавливать на оба полюса (на фазный и нулевой провод в распределительном щите).

  • Двухполюсный защитный автомат осуществляет полное отключение однофазной цепи (разрывается фазный и нулевой провода).
Схема подключения в цепи защитных автоматов
Схема подключения в цепи защитных автоматов

Такие автоматы применяют в сетях, где подключаются нагревательные электроприборы большой мощности, кухонные плиты, кондиционеры и сплит-системы. Используются в трехфазных сетях, где приборы рассчитаны на напряжение 380 В;

  • Трехполюсный электрический автомат устанавливается в трехфазной сети четырехпроводного кабеля. При эксплуатации электроприборов, подключаемых по схеме звезда или треугольник (электродвигатели), фазы проходят через автомат защиты, а нулевой провод минует его. При превышении установленного значения тока или температуры на одной из фаз отключаются все три.
  • Четырехполюсный электрический автомат чаще всего используется как вводный автомат для защиты сети, к которой подключен электродвигатель большой мощности по схеме звезда.
Четырехполюсные автоматические выключатели
Четырехполюсные автоматические выключатели

При аварии на одной из фаз сеть полностью обесточивается, защитные автоматы отключают все четыре провода от источника питания.

Основные технические характеристики

Независимо от марки автоматического выключателя важными для всех являются следующие электрические параметры:

  • максимально допустимое и рабочее напряжение;
  • максимально допустимый рабочий ток;
  • допустимая мощность;
  • величина тока отключения расцепителя;
  • время срабатывания расцепителя при превышении порогового значения тока;
  • предельно допустимая температура проводников;
  • время срабатывания автоматического выключателя при достижении пороговой температуры на биметаллической пластине и многие другие параметры, которые важны при выборе автоматического выключателя.

Профессионалы хорошо знают основные технические характеристики защитных автоматов различных моделей, у них не возникает вопросов, как выбрать автоматы защиты. Для потребителей на бытовом уровне, чтобы не вдаваться в сложные графики и физические формулы, достаточно знать перечисленные выше значения и следующую классификацию:

В – автоматический выключатель этой категории срабатывает при превышении номинального значения токов в 3–5 раз. Они эффективны при использовании на объектах со старой проводкой;

С – электрические автоматы этой категории срабатывают при превышении рабочей токовой нагрузки в 5–10 раз, их можно применять в новостройках, где установлена новая проводка с медными проводами;

D – автоматический выключатель с минимальным временным интервалом срабатывания при превышении пороговой температуры и тока. Отключение происходит мгновенно, что надежно защищает от перегорания обмоток электродвигателей.

Конструкция, основные элементы и принцип работы

Все рассмотренные виды автоматов имеют различные размеры, конструктивные особенности, технические характеристики, но принцип работы и основные элементы у них одинаковы. Поэтому рассмотрим, как работает панельный однополюсный электрический автомат.

  1. Верхняя клемма, на вход которой подключается провод от источника электроэнергии.
  2. Нижняя клемма, к которой подключается провод от нагрузки, розеток, освещения и других электропотребителей.
  3. Пластиковый корпус, в котором монтируется вся конструкция автоматического выключателя.
  4. Рычаг управления ручного переключения, верхнее положение — «включено», нижнее — «выключено».
  5. Механизм взвода передвигает и фиксирует подвижный контакт в замкнутое состояние с неподвижным контактом цепи.
  6. Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид, катушка с металлическим сердечником внутри. При протекании тока по проводам обмотки сердечник электромагнитным полем выталкивается из центра катушки. Чем сильнее сила тока, тем с большей силой выталкивается сердечник.
  7. Металлический сердечник цилиндрической формы под воздействием электромагнитного поля давит на рычаг расцепительного механизма.
  8. Гибкая перемычка обеспечивает контакт фиксированной катушки электромагнитного расцепителя с подвижным контактом, замыкающим цепь.
  9. Винт регулирует положение подвижного контакта, для настройки более надежного соединения с неподвижным контактом и расцепления при установленной силе тока.Конструкция и основные элементы автоматического выключателя
  10. Неподвижный контакт подключен к верхней клемме, обеспечивает упор для подвижного контакта и замыкания цепи во взведенном положении расцепительного механизма.
  11. Автоматические отключения контактов происходят при больших токах нагрузки, в таких случаях разрыв цепи всегда сопровождается электрической дугой с искрами, которые гасятся в искрогасительной камере. При отключенной нагрузке в режиме ручного переключения эффект дуги отсутствует.
  12. Когда автоматический выключатель крепится на DIN-рейку в распределительных шкафах, верхний паз одевается сразу, а нижний освобождается подвижным фиксатором на пружине. После установки фиксатор отпускают, корпус жестко фиксируется на рейке.
  13. После гашения искр при отключении, дым и газы отводятся через газоотводный канал;
  14. Тепловой расцепитель дублирует действия электромагнитного сердечника, при повышении допустимой температуры биметаллическая пластина выгибается и толкает рычаг расцепителя. 
Конструкция биметаллической пластины
Конструкция биметаллической пластины

Чем выше ток, больше температура, тем сильнее изгибается пластина, воздействуя на механизм размыкания контактов.

Основные характеристики автоматических выключателей указываются производителями на корпусе.

 Пример, как маркируется панельный автоматический выключатель
Пример, как маркируется панельный автоматический выключатель

Если вам сложно ориентироваться, выбирая автоматы защиты, в терминологии технических характеристик, проконсультируйтесь у продавца или попросите грамотного специалиста помочь выбрать нужный автоматический выключатель. 

Изображение пользователя Лошкарев Владимир Александрович
Лошкарев Владимир Александрович Инженер радиотехнических систем
комментарии:
Чтобы оставить отзыв, пожалуйста, авторизируйтесь используя социальные сети.
добавить комментарий:
Нажимая кнопку Отправить вы соглашаетесь с Пользовательским соглашением и Правилами размещения информации.
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора отзыва.
Сколько денег вы тратите на ремонтные работы в год?
от 10 000 до 100 000 рублей
60% (6 ответов)
от 1 000 до 10 000 рублей
40% (4 ответа)
до 1 000 рублей
0% (0 ответов)
Всего проголосовало: 10