Тепловой расцепитель для автоматического выключателя

Тепловой расцепитель для автоматического выключателя

Оптимальные
Инженерные решения
в Электроэнергетике

Будьте в курсе новостей

Основные темы

• Технологическое присоединение

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей

Эти буквы указывают ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя автомата. Проще говоря, характеристика срабатывания автоматического выключателя показывает чувствительность автомата – наименьший ток при котором автомат отключится мгновенно.
Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:
· — B — от 3 до 5хIn;
· — C — от 5 до 10хIn;
· — D — от 10 до 20хIn.
Что означают цифры указанные выше?

Приведем небольшой пример: допустим, есть два автомата равные по номинальному току, но характеристики срабатывания (латинские буквы на автомате) разные: автоматы В16 и С16.
Диапазоны срабатывания электромагнитного расцепителя для В16 составляет 16*(3. 5)=48. 80А. Для С16 диапазон токов мгновенного срабатывания 16*(5. 10)=80. 160А.
При токе 100 А автомат В16 отключится практически мгновенно, в то время как С16 отключится не сразу а через несколько секунд от тепловой защиты (после того как нагреется его биметаллическая пластина).
В жилых зданиях и квартирах, где нагрузки чисто активные (без больших пусковых токов), самыми чувствительными и предпочтительными к применению являются автоматы с характеристикой B. На сегодняшний день очень распространена характеристика С, которую также можно использовать для жилых и административных зданий.
Что касается характеристики D, то она как раз годится для питания каких-либо электромоторов, больших двигателей и других устройств, где могут быть при их включении большие пусковые токи. Также через пониженную чувствительность при КЗ автоматы с характеристикой D могут быть рекомендованы для использования как вводные для повышения шансов селективности со стоящими ниже групповыми автоматами при КЗ.

Просмотров: 14168

Новости

• 06 Jun

Клиентский журнал АО «Мосэнергосбыт» «Энергодиалог» №18

Представляем Вашему вниманию клиентский журнал АО «Мосэнергосбыт» «Энергодиалог&ra…

СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»

СП 256.1325800.2016 "Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и мон…

Завершение комплекса работ (обследование, ПИР, СМР, ПНР и сдача в эксплуатацию) по реконструкции ТП заказчика: МО, Талдомский район, пгт. Вербилки, ул. Победы

Специалистами ООО «Интеллект» завершен комплекс работ (обследование, ПИР, СМР, ПНР и сда…

Автоматический выключатель с независимым расцепителем

В каждом современном агрегате, который используется в качестве надёжного защитного механизма для электросетей в бытовой отрасли, обязательно присутствует автоматический выключатель с независимым расцепителем. Принцип устройства такого элемента подразумевает наличие механической связи с выключателем. Его основная задача состоит в том, чтобы своевременно расцеплять электросети при воздействии того или иного негативного фактора.

Краткая характеристика

Универсальные независимые расцепители — это многофункциональные агрегаты, которые всегда монтируются с автоматическими выключателями. Чаще всего такие устройства используют в процессе проектирования качественной вентиляционной системы. Огромное преимущество в том, что расцепители могут свободно эксплуатироваться с различными выключателями нагрузки. Современные производители специализируются на промышленном изготовлении тех моделей, которые рассчитаны на 20, 24 и даже 30 А. Конструкция каждого агрегата может отличаться.

Чтобы приобретённый независимый расцепитель выполнял все поставленные задачи и не ломался, нужно разобраться со схемой его функционирования. Всё дело в том, что такой агрегат, который предназначен для автоматизированного выключателя, всегда оснащается диодным выпрямителем. Производители привыкли использовать мощные динисторы разной производимости. Эффективность их эксплуатации зависит от вмонтированных модуляторов.

Стандартные модели для фазовых выключателей обязательно укомплектовываются специальными трансиверами. Управляемое реле монтируется в самом нижнем отсеке конструкции, что существенно упрощает эксплуатацию агрегата.

Чтобы обезопасить потребителя от поражения током, специалисты предусмотрели наличие качественных изоляторов. Над основным модулятором расположены надёжные контакты. А вот транзисторы устанавливаются параллельно друг другу. Со стандартной внешней обмоткой часто используются кенотроны, которые фиксируются за модулятором.

Общее устройство

Каждая модель независимого расцепителя представлена в виде высококачественного агрегата, использующегося для дистанционного отключения защитной аппаратуры. Такой агрегат эксплуатируется вместе с современными автоматическими выключателями, которые имеют один, два, три или даже четыре полюса. Чаще всего мастера подключают расцепитель к вводному автомату, а в случае возникновения какой-либо чрезвычайной ситуации происходит полное обесточивание электрического щитка.

Конструкция агрегата больше напоминает магнит. Когда на него влияет кратковременный импульс, устройство специальным рычагом воздействует на рабочий механизм, который отключает автоматизированное защитное устройство. Помимо того, в конструкции предусмотрено наличие электромагнитной катушки, которая может обладать разными мощностными показателями. Изделие может быть рассчитано на постоянный или же переменный ток с напряжением 110—415 В и 12—60 В. Всё зависит исключительно от выбранной модели. Способ крепления к автомату так же зависит от модификации.

Стоит отметить, что именно от правильного соединения расцепителя с защитным устройством зависит своевременное срабатывание всей системы. Мастер обязательно должен соблюдать все требования схемы подключения. К примеру, от нижних фазных клемм автомата должны отходить фазные проводники.

Если такое правило не будет соблюдено, то это чревато преждевременным выходом из строя установки. Когда всё работает правильно, то автоматический выключатель с независимым расцеплением своевременно отключается, а напряжение с катушки прибора полностью исчезает.

Принцип работы

Чтобы защитить бытовую электрическую цепь от неблагоприятного воздействия, мастера используют качественные автоматизированные выключатели модульной конструкции. Большой спрос таких агрегатов возник на фоне того, что они обладают компактными размерами, а также легко устанавливаются и поддаются ремонту.

Внешне такие устройства представлены в виде обычного корпуса, изготовленного из термостойкой пластмассы. Основная кнопка включения и выключения расположена на лицевой поверхности. На задней панели находится фиксатор-защёлка для установки на DIN-рейке, а снизу и сверху — винтовые клеммы.

В обычном эксплуатационном режиме через агрегат проходит ток, меньший или равный номинальному значению. На верхнюю клемму поступает питающее напряжение от внешней сети (этот узел надёжно соединён с неподвижным контактом). Далее электричество подаётся на основной тепловой расцепитель, а уже после него — на нижнюю клемму и подключённую к ней сеть нагрузки. В экстренных ситуациях автоматический выключатель отсоединяет защищаемую цепь. За выполнение этой функции отвечает независимое устройство. Причиной такого срабатывания может выступать какая-либо чрезвычайная ситуация:

• Перегрузка напряжения — короткое замыкание в цепи.
• Возникновение сверхтоков — повышение в электросети силы тока, превышающего номинальный показатель выключателя.
• Перепады напряжения.

Разновидности модельного ряда

Многие домашние мастера предпочитают использовать проверенные временем независимые расцепители. Такие агрегаты срабатывают исключительно под действием напряжения, которое постепенно проходит по главной цепи автоматического выключателя. Большая популярность таких установок возникла на фоне того, что каждый мастер может управлять системой в дистанционном режиме, чего не предусмотрено в других категориях расцепителей.

Автоматизированный выключатель помогает своевременно отключить от электросети абсолютно все приборы и другие источники, которые функционируют за счёт электроэнергии. Эта функция особенно важна в тех ситуациях, когда в сети наблюдается заметное отклонение напряжения от заданной потребителем нормы. Но важно учесть и недостатки, которые связаны с переводом энергии в тепловое выделение. Наличие такого фактора может быть чревато тем, что выключатель будет отсоединён ненадлежащим образом.

Современный Z-ASA/230

Производители отмечают тот факт, что отключение вентиляции при пожаре через независимый выключатель этой серии происходит крайне быстро. Эта модель выпускается с высококачественными подвижными модулями и шестью парами контактов. Такое устройство особенно актуально в отношении импульсных выключателей. Агрегат прекрасно работает в экстремальных условиях, где наблюдается повышенная влажность. Устройство часто используется специалистами для дистанционного управления. Уровень проводимости тока приравнивается к показателю 4.5 мк.

На реле агрегат подаёт напряжение 30 В. Мощный стабилизатор вмонтирован без какого-либо переходника. Длительный эксплуатационный срок обусловлен наличием транзисторов двойного типа. Стоит отметить, что кенотрон в этой модели не предусмотрен.

Усовершенствованные модификации на 30А

Эта разновидность расцепителей для автоматического выключателя изготавливается со специальным кодовым расширителем. Итоговый показатель выходного напряжения приравнивается к 35 В. Слаженная работа агрегата связана с диодными выпрямителями. Все контакты монтируются на подвижных пластинах.

Специалисты предусмотрели наличие трансиверов с подстроечными резисторами. Многие модели из этой категории подключаются к щиткам электросети через высококачественные конденсаторные блоки. Для предотвращения негативного воздействия внеплановых перегрузок на сети используются расширительные динисторы.

Агрегат IEK РН47

Специалисты с уверенностью утверждают, что этот расцепитель является одним из самых востребованных. Огромное значение имеет именно компактность этой модели. Надёжная фиксация со щитком обеспечивается благодаря небольшим конденсаторным блокам. Помимо этого, у модели предусмотрено только два выпрямителя, а все контакты подвижные.

Сам расширитель находится в нижнем отсеке конструкции вместе с реле. Наличие трансивера не предусмотрено.

Повышенное внимание нужно обратить на рабочие параметры независимого расцепителя — выходное напряжение находится в пределах 40 В. Максимальная нагрузка сети не должна превышать 30 А. Помимо этого, производителями были проведены многочисленные исследования, которые показали, что минимальная температура расцепления находится в пределах -10˚С. Агрегат совершенно не боится воздействия повышенной влажности. Вся проводка изолирована особым образом для безопасной эксплуатации устройства.

Бытовой SHUNT 250 VAC

Эта модель независимого расцепителя выпускается на основе диодного выпрямителя, который расположен над реле. Внимание нужно уделить и рабочим параметрам системы, которые составляют 44 Ом. Стандартная пороговая перегрузка приравнивается к 24 А. Миниатюрный конденсаторный блок используется для подключения модификации.

Все проводники оснащены мощными изоляторами. Агрегат оборудован сразу тремя парами резисторов, надёжно зафиксированными над выпрямителем. Производители не предусмотрели только наличие стабилизатора. Благодаря этому такая модель идеально подходит для маломощных приводов.

Внезапное отключение механизма

Специалистами была зафиксирована масса случаев, когда срабатывал расцепитель автоматического выключателя. Такая ситуация требует быстрого реагирования со стороны мастера. Для предотвращения негативных последствий специалисты определили основной перечень причин, которые провоцируют отключение механизма:

• Изменение заданных ранее характеристик.
• Резкое снижение напряжения в электрической цепи.
• Выход из строя автоматов или непредвиденный сбой в системе.
• Резкое повышение напряжения, изменение состояния тока.

Так как в бытовой отрасли присутствует столько негативных факторов, все современные устройства стали укомплектовывать сразу несколькими рабочими механизмами, которые позволяют быстро расцепить сеть. Их выпускают из механических, электромагнитных или же электронных частиц. Рациональное использование такого расцепителя помогает сохранить всю домашнюю технику в целостности и сохранности.

Проверка исправности

У каждого мастера рано или поздно возникают ситуации, когда нужно убедиться в целостности расцепителей. Такой вопрос особенно интересует монтажников-любителей и начинающих мастеров. Убедиться в работоспособности агрегата можно таким образом:

• На начальном этапе проводится визуальный осмотр, когда мастер тщательно исследует всю коробку агрегата. Очень важно следить за тем, чтобы корпус был целым, и на нем отсутствовали какие-либо деформации, трещины.
• Повышенное внимание нужно уделить кнопке включателя. Она должна без затруднений принимать требуемое положение в любом значении.
• На следующем этапе автоматическое устройство проверяется на предмет своевременного расцепления сети при возникновении тех или иных неблагоприятных условий. Специалистами этот тест проводится на универсальном агрегате, где каждый этап тщательно контролируется. Тонкая настройка позволяет зафиксировать время срабатывания расцепителя с момента подачи повышенного напряжения.
• На завершающем этапе остаётся только освободить агрегат от стенок корпуса и проследить за ним под воздействием мощного оборудования. Когда наблюдается утечка тока, то пластина нагревается за считаные секунды и деформируется, что сигнализирует об отключении рычага автомата.

Стоит отметить, что любые проверки работоспособности независимых расцепителей на срабатывание должны проводиться исключительно в специализированной одежде и под наблюдением квалифицированного специалиста.

Выключатель автоматический — что это такое

Автоматический выключатель — «автомат»

Автоматический выключатель, по-другому называется «автомат», представляет собой коммутационный аппарат, который используется в электрической сети. Он бережёт оборудование от сверхтоков и защищает от коротких замыканий. Вместе с автоматом, подключенным устройствам не страшны перезагрузки. Поскольку речь идет о коммутационном оборудовании, происходит включение и отключение от сети.

Что такое автоматический выключатель «автомат»

Автомати́ческий выключа́тель — контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания.

• электромагнитный расцепитель;
• комбинированный расцепитель.

В первом случае оборудование защищено от коротких замыканий. Комбинированный расцепитель успешно борется с перегрузками в сети. Автоматические выключатели являются распространенными, устанавливаются повсеместно в жилых домах, на предприятиях.

Важно!

Бытовые устройства, не рассчитанные на перегрузки, являются уязвимыми, поэтому для них подходят автоматы с комбинированными расцепителями.

Типы устройств для сетей:

• однополюсные;
• двухполюсные;
• трехполюсные;
• четырехполюсные.

Разделение по полюсам вызвано наличием 1-, 2-, 3-фазных сетей. Последний вариант (4 полюсные автоматы) подходят для подключения, где используется заземление.

Автоматические выключатели — устройство и работа

На примере автоматического выключателя с комбинированным расцепителем видно такие элементы:

• контакт устройства;
• катушка расцепителя;
• биметаллическая пластина;
• крепление для установки;
• проводник расцепителя.

Подробнее об электромагнитных расцепителях

Чтобы уберечь подключенные устройства к сети, используются электромагнитные расцепители. В разборе видно, что основным элементом выступает катушка. Если её разобрать, виден небольшой сердечник. Внутри расцепителя он зажат пружиной.

Важно!

Принцип работы электромагнитного элемента построен на индукции. То есть на него воздействует электромагнитное поле и тем самым повышается сопротивление в цепи.

В момент короткого замыкания катушка берёт нагрузку на себя. При замыкании все обесточивается, ток не идет далее и приборы не получают нагрузку. Известны случаи, когда во время перегрузки уровень тока возрастает в десятки раз. Всё это происходит за секунду, бытовые приборы перегорают.

Подробнее о тепловом расцепителе

Автоматический выключатель с тепловым расцепителем, тепловой расцепитель — это устройство для защиты электрооборудования. Установка производится в электрических цепях с малым, высоким напряжением. За основу конструкции взята биметаллическая пластина, которая в ответственный момент способна расширяться. Материал может отличаться, многое зависит от производителя.

Основное требование — сопротивление к высоким температурам. Если в первом случае замыкание происходило за счет пружины, в данном варианте срабатывает именно пластина. В момент перегрузки цепи повышается температура. Биметаллическая пластина экстренно реагирует на это, воздействуя на расцепитель. Небольшой механизм замыкания перекрывает контакт. Как в первом случае, ток попросту не идёт далее по сети.

Стандартный автомат срабатывает при отклонении тока в 15-40%. Учитываются номинальные показатели, существует коэффициент расширения. Есть устройства с подвижными контактами. Подобные автоматы работают за счет появления электрической дуги. Когда процесс не контролируется, происходит плавление контактов. Многие знакомы с термином по работе сварочных инверторов.

За счет электрической дуги осуществляется процесс плавления металлов. Для укрощения явления в автомате используется небольшая камера. Это лишь название, по факту, она смотрится, как коробка из наборных пластин. Между ними есть отверстия, но, когда дуга туда попадает, она теряется свойства.

Номиналы автоматических выключателей

На примере модели ВА47-29 можно разобрать особенности маркировки. В названии заключён тип и серия оборудования. Для потребителя указывается номинальный ток и напряжение. При подборе продукции, опираясь на надписи, надо учитывать возможности автомата. При определенном напряжении срабатывает аварийный режим, происходит отключение.

Интересно! ПКС — это предельный допустимый уровень тока. К примеру, на продукции указаны цифры 2000 ампер. При такой перегрузке аппарат не только отключит сеть, но и останется полностью в рабочем состоянии.

На примере вышеуказанного товара ВА47-29, показатель ПКС составляет 4500 ампер. Если уровень вырастет до 4600А, далее использовать подобные устройства не получится. Порог срабатывания — ещё одна характеристика автомата. Есть устройства с узким и широким диапазоном тока. По таблице данных характеристика срабатывания может быть разных классов.

Выбор выключателя автоматического

При подборе аппарата для выключения учитывается несколько факторов:

• определение напряжения;
• тип исполнения;
• номинальный ток.

Касательно типа исполнения, в расчёт берется количества полюсов. Как говорилось ранее, многое зависит от сети, в которой устанавливается оборудование. В случае с напряжением и током, мастер отталкивается от номинальных значений. К счастью, в сети можно найти онлайн-калькуляторы расчета автомата по критериям:

• мощность;
• сечение кабеля.

Если нет желания переходить на сторонние ресурсы, можно произвести расчёт самостоятельно по формулам. Учитывается мощность, напряжение, коэффициент затухания. Необходимо разбираться в технических условиях, особенностях электроснабжения. В формуле не предполагается наличие нескольких электроприемников. Если их несколько, мощность отдельных элементов суммируется.

Онлайн-калькуляторы по мощности

Если воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта автоматов по мощности, обязательно учитывается несколько факторов:

• тип;
• мощность оборудования;
• минимальные и максимальные показатели;
• общий уровень напряжения.

Согласно инструкции, просчет первоначально начинается с выбора оборудования:

• бытовые агрегаты;
• двигательные устройства;
• дистанционные установки.

Мощность пользования указывается в киловатт, необходимо вводить максимально допустимые показатели. К счастью, в документе на продукцию представлена вся необходимая информация. Если используется несколько точек подключения, подсчитывается суммарная мощность. Так, в квартире могут подключаться такие приборы:

• холодильник;
• телевизор;
• микроволновая печь;
• обогреватель;
• компьютер.

Расчёт показатель автомата по сечению кабеля

Выбрав онлайн-калькулятор, посетителю предлагают определиться со значениями:

• тип прокладки;
• заземление;
• сечение кабеля;
• алюминий, медь.

Поскольку материалы отличаются, показатель сечения трактуется по-разному. У каждого из веществ собственный порог перегрева. Учитывается устойчивость к разрушению изоляции. Во время перегрузок и коротких замыканий возрастает температура. Онлайн-калькулятор производит перерасчет с учётом допустимого тока электросети.

Характеристики автоматов

При рассмотрении автоматов встречаются типы:

1. Тип А.

Устройство применяется в жилых домах, где наблюдаются временные перезагрузки. Автомат обладает небольшой чувствительностью.

1. Тип В.

Применим в цепях, где есть пусковые токи, однако низкого уровня. Аппараты могут быть рассмотрены для осветительных приборов.

1. Тип C.

Активно устанавливаются для защиты розеточных групп. Они могут использоваться в цепи с низким током. Продукция подходит для жилых помещений.

1. Тип D.

Аппараты отличаются высокой степенью перегрузки, востребованы в промышленной сфере. Они могут эксплуатироваться в цеху со станками, прессами, вибраторами. Устройства подходят для защиты электродвигателей, преобразователей.

1. Тип Z.

Как предыдущий вариант, востребован в промышленной сфере. Аппараты устанавливаются на пару с предохранителями, предназначены для защиты оборудования.

1. Тип Е.

Товары используются в лабораторной, промышленной сфере, рассчитаны на высокую нагрузку.

Разделение модификаций в зависимости от рода тока:

• постоянные;
• переменные;
• комбинированные.

Есть устройства, которые подходят лишь для постоянной или в переменной цепи, и функционируют при определенной температуре окружающей среды. Если брать средние показатели, это 40 градусов. При подборе оборудования необходимо руководствоваться ГОСТом 6827.

Различия по номинальному току:

• 3;
• 10;
• 16;
• 20;
• до 6300 ампер.

Конструктивные особенности

Автоматический выключатель помимо классической версии с контактами выделяют воздушные выключатели. По-другому они могут называться силовыми или автоматическими. Как стандартный выключатель, оборудование предназначено для отключения электрического тока. Срабатывание происходит при коротком замыкании.

Пользователи обращают внимание на основные характеристики и подгруппы. Есть существенные отличия между классическими и современными автоматами. Разница кроется в степени защиты электроприемника. Современные устройства в аварийном режиме не боятся коротких замыканий, перегрузок. Производители много ставят на простоту эксплуатации и безопасность использования.

Модели разнятся по сроку службы. Есть модификации специально для применения в агрессивной среде. Такие модели не боятся ускоренной коррозии, могут выдержать низкую температуру. Защищённые выключатели подходят для монтажа на открытом воздухе.

Важно!

При эксплуатации оборудования учитываются тепловые, электродинамические потери. Повышенная влажность или загрязнённость приводит к косвенному ущербу.

Селективное оборудование

Если у выключателя используется задержка времени, он называется селективным. Аппараты могут быть с одной или несколькими ступенями. Они устанавливаются независимо от уровня напряжения. Выключатели способны функционировать без дополнительного питания.

Некоторые называют устройства модульными или компактными. По схемам предусмотрено 2 потоковых пути. Есть основные и дополнительные контакты. Катушка в центре используется с биметаллической пластиной.

Стандарты при установке выключателя

Когда в жилом или нежилом помещении устанавливается автоматический выключатель, контролирующие службы проверяют исполнение нормативов:

• ГОСТ 503 45.
• ГОСТ 689 28.
• ГОСТ 500 30.
• Стандарт пожарной безопасности от 22.07 2008 года.

На территории Европы действуют нормативы:

• ЕС 6947;
• ЕС 6947.2.

Основные пункты в стандартах:

• пропускная способность;
• параметры токоведущей цепи;
• длительность перегрузки;
• количество отключений;
• предельный ток;
• номинальное напряжение;
• термическая стойкость;
• воздействие тока;
• время отключения.

В стандартах прописаны параметры допустимых выключателей. Учитываются их физические свойства, габариты. С целью безопасной эксплуатации прописано допустимое расстояние от оборудования. Для этого в нормативах учитывается тип устройств и условия.

Автоматы подключения в жилых домах

Для безопасного использования бытовых приборов к застройщикам предъявляют требования:

• установка распределительных щитов;
• использование компактных выключателей;
• защита цепи;
• дополнительные панели для установки выключателей.

Проектировщики, в свою очередь, придерживаются стандарта МК 6002-50, в них описаны токовые характеристики. Есть пункт касательно защиты оборудования от короткого замыкания. В стандарте установка происходит согласно показателям номинального тока, напряжения. Проверяется защита от обратного направления мощности. Данный пункт распространяется лишь на сети с параллельной работой генераторов.

Информация по теме : УЗО — устройство защитного отключения .

Использование выключателя

Во время эксплуатации автоматических выключателей, подлежит проверке блок защиты. Электрик производит диагностику, проверяет катушку. В осмотре нуждаются главные контакты. При перегрузке или коротком замыкании осматривается полностью распределительный щит. Подплавленные контакты подлежат немедленной замене. Вся информация должна храниться у диспетчера, данные систематизируются.

Заключение

Выше рассмотрен автоматический выключатель: понятие, типы. У аппарата есть маркировка, определенные характеристики. При выборе выключателя берется в расчёт несколько факторов, надо придерживаться стандартов.

Разновидности электрических автоматических выключателей

Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.

Назначение приборов

Основная функция, возлагаемая на автоматические выключатели, сводится к защите кабеля от коротких замыканий и его перегрузки. Кроме этого, в комплекс задач для устройства входит:

• пропускание тока номинальной нагрузки при его длительном использовании;
• стабильное поддержание потенциала напряжения сети с гарантией ее изоляции;
• возможность ручного управления состоянием силового контакта;
• способность определения момента возникновения перегрузки и обеспечение необходимого времени для безопасной работы, после чего питание снимается с подключенных потребителей.

Важно правильно подбирать тип электрических автоматов с учетом технических характеристик сети, так как частое отключение электросети чревато губительными последствиями для подключенных приборов.

Для этого стоит понять, как работает автоматический выключатель. Прибор, рассчитанный на высокую мощность, не всегда уместен, так как опасная ситуация для бытового помещения может не распознаться. Сила тока, выходящая за пределы допустимой для кабеля нормы, чаще не определяется автоматическим выключателем как аварийное положение. Тогда короткое замыкание может вызываться расплавлением изоляции, но к этому времени есть риск возникновения возгорания. Устройство автоматического выключателя меньшей мощностью способно часто и регулярно останавливать подачу напряжения на потребителя. В результате автомат перестанет функционировать из-за выхода из строя контактов.

Разновидности по полюсам

Автоматы могут иметь от 1 до 4 полюсов, что определяется мощностью подключаемого электрооборудования и количеством фаз сети.

Классификация по числу полюсов автоматических выключателей:

1. Однополюсный автомат способен защитить сеть, к которой подключены маломощные приборы. Монтаж производится на фазный провод, нулевой при этом исключается.
2. Двухполюсный прибор актуален для линии, к которой подключается достаточно мощная бытовая техника (стиральная машина, электроплита, бойлер).
3. Трехполюсная модель. Предназначается для полупромышленного масштаба с подключением установок: насосов, устройств для автомастерских или строительных работ.
4. Четырехполюсный автомат защищает от коротких замыканий, перегрузок четырехпроводных сетей.

Для четырехжильного кабеля устанавливаются только трех- и четырехполюсные автоматы выключения.

Классификация по времятоковому показателю

Количество ложных срабатываний автоматов при неравномерной нагрузке на сеть оптимизируется благодаря разной скорости реагирования на превышение номинального тока. Зависимость времени отключения сети от силы протекающего тока определяет следующие виды автоматических выключателей:

• A. Встречается у европейских изготовителей. Самая чувствительная модель. На отклонение от нормы отзывается мгновенно. Обычно используется для защиты линий с подключенным высокоточным оборудованием. (Номинал тока 2-3). Устанавливаются редко.
• B. Предусмотрен для помещений, оснащенных старой алюминиевой проводкой. Подходит для длинных линий, осветительных линий или цепей без возможных резких перепадов напряжения. Отключается с незначительной задержкой в 5-20 секунд при токе номиналом 3-5.
• C. Чаще встречается в современных квартирах для защиты розеточных линий, в которые подключается достаточное количество электрооборудования (стиральные, посудомоечные машины, морозильные камеры, обогреватели, микроволновые печи, ЖК-телевизоры). Отключение происходит на 1-10 секунде при токе кратном 5-10. Такой принцип нужен для стабилизации работы при незначительном перепаде.
• D. Защита оптимальна для линий с трансформаторами или большими пусковыми токами. Автоматические выключатели этого класса нельзя подключать к потребителям, ориентированным на работу с защитой классов C и B. При 10-20 номинальном токе отключается за 1-10 секунд. Наиболее низкая чувствительность к увеличению тока. Иногда принято устанавливать на самом здании с целью подстраховки квартирных автоматов. Если те вдруг не сработают, то произойдет отключение от сети всего здания.

Это самые распространенные типы. Ряд производственных моделей дополнен еще тремя группами: L, K и Z.

Классификация по конструкции

Существует три вида автоматов защиты сети:

1. Модульный прибор. Актуален для бытовых сетей с протекающими токами небольшой величины. Чаще имеет один или два полюса.
2. Литой. Используются для работы в промышленных сетях. Название получили благодаря литому корпусу.
3. Воздушный электрический. Применяется для сетей, поддерживающих высокомощные установки. Обычно имеет три или четыре полюса.

Разделение по номинальной отключающей возможности

По критериям, определяющим значение тока короткого замыкания, при котором выключатель сработает с последующим отключением поступающего потребителю напряжения, выделяют три разновидности:

1. 4.5 кА (4500 А). Чаще применяется для защиты силовых линий частных жилых зданий с сопротивлением 0.05 Ом. Такие модели практически не используются, некоторые страны уже запретили их эксплуатацию.
2. 6 кА (6000 А). Используется для предотвращения коротких замыканий общественных мест и жилых объектов, где сопротивление составляет примерно 0.04 Ом.
3. 10 кА (10000 А). Автоматы предназначены для защиты электрооборудования промышленного назначения.

Для бытового назначения чаще применяется 6000 А.

Типы расцепителей

В защиту включают электромагнитный и термический расцепитель. Работа каждого элемента автономна и не зависит от состояния друг друга.

Тепловой расцепитель представляет собой металлическую пластину, назначение которой — реагирование на нагрев. Для включения прибора пластина должна остыть до исходной допустимой температуры.

Принцип действия автоматического выключателя зависит от конкретной ситуации.

Рабочий режим

Электрические автоматы включаются поднятием рычага управления. Механизм взвода и расцепления переключается в активное состояние. Происходит коммутация силовых контактов: ток протекает между ними (от неподвижного к подвижному). После этого движение продолжается через гибкую связь на катушку электромагнитного расцепителя, после — по гибкой связи на тепловой расцепитель. На «питающую» электролинию ток выходит через нижнюю клемму.

Механизм действия при коротком замыкании (КЗ)

Своевременное отключение подачи нагрузки обеспечивается электромагнитным расцепителем. Принцип работы автоматического выключателя при КЗ сводится к следующей схеме: превышающее допустимую норму напряжение, протекая через электромагнитную катушку расцепителя, образует магнитное поле высокой мощности. В результате якорь с подвижным контактом опускается вниз, воздействуя на рычаг спускового механизма, после чего отключается нагрузка.

Таким образом, незамедлительно возникшее магнитное поле провоцирует реакцию на обесточивание сети до возникновения аварийной ситуации.

В ходе возникновения разряда, между контактами образуются продукты горения, а также повышается давление внутри корпуса автомата. Требуется устранение побочных реакций, для чего предусмотрены каналы в коробе автомата.

Перегрузка

Сеть защищается благодаря тепловому расцепителю — биметаллической пластине. При этом ток, поступая через нее, может превышать значение нормы, что ведет к ее перегреву и последующему изгибу. Достигая определенного угла изгиба, пластина воздействует на спусковое устройство, в ходе чего автомат отключается.

Разогрев биметалла требует времени. Продолжительность зависит от степени превышения значения воздействующего тока и может составлять несколько секунд или длиться до часа. Это свойство позволяет не отключать питание при непродолжительных или случайных превышениях тока в сети. Нижняя граница допустимого значения, при котором срабатывает терморасцепитель, устанавливается заводом-изготовителем. На корректную работу теплового элемента способна влиять температура воздуха окружающей среды. Указанные в маркировке технические параметры актуальны для температуры до 30 градусов. В прохладном помещении ток может достигать значения выше допустимого, в жарком — срабатывать при более низком значении.

Термический расцепитель более медлительный, чем магнитный, но имеет преимущество, так как работает более точно, а настроить его проще.

Маркировка

Все автоматические выключатели, независимо от производителя и их типа, маркируются по единой схеме, включающей основные параметры:

• название или логотип производителя;
• указание типа, согласно номеру серии изготовителя и каталога;
• величина рабочего напряжения: обозначение переменного тока — волнистая линия, постоянного — прямая, комбинированного — две линии сразу;
• значение рабочего тока (указывается без величины измерения в амперах), перед величиной тока указывается тип времятоковой характеристики;
• рабочая частота (в случае, когда используется только установленная частота);
• коммутационная способность при коротком замыкании (в Амперах);
• степень защиты указывается в виде IP;
• класс ограничения тока указывается в прямоугольнике (значение от 1 до 3);
• обозначение выводов: для соединения с нейтральным проводником — N, для подключения защитной линии — символ заземления.

Сам рычаг содержит обозначение о состоянии: «откл», «вкл» или «1», «0». Тогда как отключение происходит автоматически, включение может проводиться только вручную.

Автоматический выключатель сводит риски, вызываемые коротким замыканием или внезапным отключением света, к минимуму.

Токи автоматических выключателей

Защита

Автоматический выключатель (АВ), являясь устройством защиты от различных электрических токов в цепи, обладает характеристиками, которые описывают параметры токовой защиты. Такими характеристиками являются токи, протекающие через автоматический выключатель, а именно, ток предельной коммутационной способности автомата, номинальный ток автоматического выключателя, который вместе с кривой отключения определяет ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата и ток срабатывания теплового расцепителя АВ. Описание указанных токов автоматических выключателей указывается на передней панели прибора и является обязательной частью маркировки электрического автомата.

Номинальный ток автоматического выключателя

Номинальный ток автоматического выключателя указывается на передней, доступной и хорошо видной при эксплуатации, части автомата. Обозначение номинального тока автоматического выключателя производится числом, обычно следующим за латинской буквой, обозначающей время-токовую характеристику автомата. Число, обозначающее номинальный ток автоматического выключателя обозначает, что автомат предназначен для защиты электропроводки, рабочий ток которой больше или равен номинальному току автоматического выключателя.

Ток теплового расцепителя автоматического выключателя

Номинальный ток автомата является параметром определяющим ток срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя. До тех пор, пока ток, протекающий в проводке и через защищающий ее автомат меньше, чем номинал автомата, ничего не происходит, однако, при превышении значения протекающего тока над значением номинального тока автомата, произойдет отключение автомата. Скорость срабатывания автоматического выключателя, то есть время, через которое автомат разомкнет силовой контакт, разорвет цепь и отключит напряжение, зависит от времени протекания превышенного тока и характеристической кривой автоматического выключателя. Например, для автомата С16, номинальный ток которого равен 16А, а характеристическая кривая соответствует графику C, отключение автомата при токе в проводке равному 32 ампера, произойдет в период времени от 18 секунд до 150 секунд, а трехкратное превышение номинала, то есть протекающий ток равен 48 Амп., автоматический выключатель выключится в диапазоне времени от 4 до 50 секунд, а десятикратное превышение номинального тока для автоматического выключателя C16 приведет к его отключению за время меньшее 10 секунд. Для каждого значения тока можно рассчитать время отключения теплового расцепителя используя график время-токовой характеристики рассматриваемого автомата.

Ток электромагнитного расцепителя автомата

Ток, протекающий через электромагнитный расцепитель автоматического выключателя приводит к выключению автомата при быстром и значительном превышении над номинальным током автоматического выключателя, что обычно происходит при коротком замыкании в защищаемой проводке. Короткому замыканию соответствует очень быстро нарастающий высокий ток, что и учитывает устройство электромагнитного расцепителя, позволяющего практически мнгновенно воздействовать на механизм расцепления автоматического выключателя при быстром возрастании тока, протекающего по катушке соленоида расцепителя. Скорость срабатывания электромагнитного расцепителя составляет менее 0,05 секунд.

Предельный ток автоматического выключателя

Предельным током автоматического выключателя называется максимальный электрический ток, который может быть отключен автоматическим выключателем. Предельный ток автоматического выключателя так же называется ПКС и указывается в маркировке на передней поверхности. Маркировка предельного тока автоматического выключателя может указываться в амперах, обозначаясь как 3000, 4500, 6000 или 10000, при этом, цифра предельного тока автоматического выключателя указывается в прямоугольнике, без указания размерности.

В связи с отсутствием размерности, цифра в прямоугольнике иногда воспринимается неверно и трактуется как например: допустимое количество включений и выключений автомата, гарантированное количество срабатываний и другие неверные варианты.

Предельный ток автоматического выключателя определяет применение такого автомата в зависимости от максимально возможного тока короткого замыкания, который может возникнуть в защищаемой электропроводке. Для большинства бытовых электроустановок вполне достаточно ПКС 4500 Ампер, так как состояние бытовых электросетей не позволяет току короткого замыканяи превысить значение в 3000 — 4000 ампер, однако в некоторых случаях коротких замыканий, через автоматический выключатель может протекать ток, превышающий 4500 ампер. В случае применения 4,5kA автомата, при таком превышении тока, автоматический выключатель не сможет отключить питание, так как контактная группа, под действием столь высокого тока перегреется и сварится — пригорит. Механической силы, запасенной в механизме расцепления не хватит для того что бы оторвать сварившиеся контакты друг от друга и автомат не выключит питание, поддерживая ток КЗ, что приведет, в лучшем случае к расплавлению и порче проводки, а в худшем — пожару.