Тепловой расцепитель автоматического выключателя

Современную электрическую сеть невозможно представить себе без необходимых средств защиты, в частности, автоматического выключателя. В отличие от устаревших плавких предохранителей он предназначен для многоразовой защиты сети и электрооборудования. При этом автоматический выключатель защищает от токов короткого замыкания, излишних перегрузок, а некоторые модели даже от недопустимого падения напряжения. И вот в центре всей этой конструкции наиболее значимым элементом является расцепитель автоматического выключателя. Именно от него зависит надежность и скорость срабатывания, поэтому стоит сравнить все существующие на данный момент разновидности.

Сравнение

Итак, в числе первых можно назвать тепловой расцепитель. В силу своей конструкции тепловой расцепитель срабатывает с выдержкой времени. Чем больше превышение тока, тем быстрее срабатывает тепловой расцепитель. Так что время срабатывания может варьироваться от нескольких секунд до часа. Именно поэтому чувствительность автомата, где установлен тепловой расцепитель, всегда определяется времятоковой характеристикой и соответствует классу B, C или D.


Следующая разновидность относится к числу расцепителей мгновенного действия. Речь идет о таком понятии, как электромагнитный расцепитель. Он срабатывает за доли секунды, чем выгодно отличается от тепловых расцепителей. Однако электромагнитный расцепитель имеет и свою особенность — срабатывание происходит при существенно большем превышении номинального тока. Исходя из этого, электромагнитный расцепитель также обладает определенной чувствительностью и относится к одному из классов — A, B, C или D.

Пожалуй, самым эффективным можно назвать электронный расцепитель автоматического выключателя. Быстрая скорость срабатывания и высокая чувствительность делают электронный расцепитель идеальным средством защиты от перегрузок и токов короткого замыкания. По этой причине данный расцепитель мгновенного действия используют на больше токи.

Именно электронный расцепитель зачастую монтируют как на воздушные автоматические выключатели, так и на автоматические выключатели в литом корпусе. Воздушные автоматические выключатели подразумевают открытое исполнение (как правило, в металлическом корпусе) и рассчитаны на силу тока до нескольких тысяч ампер.


к уже было сказано, электронный расцепитель из-за моментальной скорости срабатывания идеально подходит для силовых сетей. Что же касается автоматических выключателей в литом корпусе, то их отличают компактные размеры и закрытое исполнение в корпусе из термореактивной пластмассы. Их удобно монтировать на DIN-рейку, но закрытый корпус подразумевает повышенные требования к надежности расцепителя. Таковым опять же является электронный расцепитель, где отсутствуют подвижные механические элементы.

Принцип работы

Независимо от вида расцепителя принцип его работы основан на размыкании цепи в случае превышения токовых характеристик. Любой расцепитель является неотъемлемой частью автоматического выключателя, встроенной в него или механически связанной с ним. Расцепитель автоматического выключателя под воздействием токов короткого замыкания или при превышении нагрузки инициирует освобождение удерживающего устройства в корпусе автоматического выключателя. В результате этого происходит размыкание электрической цепи.

Конструкция

Конструкция во многом зависит от разновидности расцепителя. Так, основой теплового расцепителя служит биметаллическая пластина — металлическая лента из двух полос, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. При прохождении через нее токов, превышающих допустимое значение, биметаллическая пластина деформируется, тем самым, срабатывает механизм расцепления.

У электромагнитного расцепителя конструкция представляет собой соленоид (обмотку цилиндрической формы) с подвижным сердечником. Ток проходит по обмотке соленоида и в случае превышения токовых характеристик сердечник втягивается, воздействуя на размыкающий механизм.


А вот электронный расцепитель автоматического выключателя не основан на механическом воздействии и представляет собой несколько иную конструкцию. Он состоит из контроллера и датчиков тока. Контроллер сравнивает значения датчиков тока с установленными характеристиками, а в случае превышения заданных параметров тока дает сигнал на отключение. Таким образом, электронный расцепитель обладает более гибкими настройками, позволяя настраивать параметры автоматического выключателя под конкретные требования защиты электросети.

chint-electric.ru

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

1.1. Испытания расцепителей автоматических выключателей проводятся с целью проверки соответствия пределов их срабатывания данным завода-изготовителя, ПУЭ, ПЭЭП, ГОСТ Р 50345-2010г., ГОСТ Р 50030.2-99.

1.2. Автоматические выключатели (далее по тексту «выключатели») выпускаются с расцепителями с:

• обратнозависимой выдержкой времени (тепловыми);

• независимой выдержкой времени и мгновенного действия (электромагнитные и электронные).


1.2.2. Тепловые расцепители срабатывают с выдержкой времени, зависящей от величины тока — чем больше ток, тем меньше выдержка времени.

1.2.3. Электромагнитные расцепители (отсечка) срабатывают без выдержки времени.

1.3. Выключатели бытового и аналогичного назначения по ГОСТ Р 50345-99 классифицируются по диапазонам токов мгновенного расцепления и подразделяются на типы расцепления В, С, D

1.4. Диапазоны токов мгновенного расцепления выключателей этих типов приведены в таблице 1. Где:

In — номинальный ток выключателя (номинальный ток расцепителя с обратно зависимой выдержкой времени);

Iа — ток мгновенного расцепления.

Таблица 1

Тип расцепителя

Диапазоны токов мгновенного расцепления

B

3 In < Ia <5 In

C

5 In < Ia <10 In

D

10 In < Ia <20 In

 

1.5. Дополнительно к этим типам выключателей, в соответствии со стандартом МЭК 898, выпускаются выключатели с типами расцепления L, 1C, 2С, ЗС, 4С.


Выключатели, не относящиеся к категории «бытового и аналогичного назначения» (ГОСТ Р 50030.2-99), имеют конкретные значения уставок расцепителей по токам коротких замыканий.

1.5.2. Токи мгновенного расцепления этих выключателей должны находиться в диапазоне 0,8 Iук < Ia .1,2 1ук, где 1ук — уставка расцепителя по току короткого замыкания (отсечка).

1.6. Диапазоны токов мгновенного расцепления для каждого типа выключателя указываются в паспортных данных.

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

3.1. На объектах магистрального нефтепроводного транспорта испытаниям подвергаются автоматические выключатели до 1000В всех номиналов по току.

3.2. Испытания автоматических выключателей проводятся:

• перед приемкой электроустановки в эксплуатацию

• в процессе эксплуатации в сроки, устанавливаемые системой ППР;

• «к» — после капитальных ремонтов электрооборудования;

• «т» — после текущих ремонтов электрооборудования;

• «м» — межремонтные профилактические испытания.

3.3. Нормируемые величины.

3.3.2. Параметры срабатывания автоматических выключателей должны соответствовать данным завода-изготовителя и обеспечивать:

• защиту от поражения электрическим током (в случае недостаточности других защитных мер) при коротких замыканиях;


• защиту сетей от перегрузок и пожаров, вызванных технологическими перегрузками или повреждениями изоляции.

3.3.3. Обеспечение требований защиты от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях путем автоматического отключения питания достигается нормированным временем отключения поврежденного участка цепи, зависящего от тока однофазного замыкания (см. п. 3 №14-МИ «Методика проведения измерения полного сопротивления цепи (петли) «фаза-нуль» и токов однофазных замыканий»).

3.3.2.1. Время срабатывания автоматического выключателя проверяется в случае, когда измеренный или расчетный ток однофазного замыкания меньше верхнего предела диапазона токов мгновенного расцепления этого выключателя и разброс времени срабатывания выключателя по время-токовой характеристике выходит за пределы нормированного времени отключения, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для систем с глухозаземленной нейтралью (TN):

Номинальное фазное напряжение U, (В)

Время отключения (с)

127

0,8

220

0,4

380

0,2

более 380

0,1


 

3.3.2.2. При этом расцепители автоматических выключателей испытываются током, равным измеренному или расчетному значению тока однофазного замыкания.

3.3.3. При проверке защиты сетей от перегрузок для автоматических выключателей допустимое время срабатывания в зависимости от кратности номинального тока и температуры окружающей среды определяется по паспортным данным.

3.3.3.1. При проверке времени срабатывания автоматического выключателя кратность тока испытания должна приниматься такой, чтобы время срабатывания было не менее 5 секунд.

3.3.3.2. Время срабатывания должно соответствовать данным завода-изготовителя.

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ.

Таблица 3

Допустимые расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением


Напряжение, до 1 кВ

Расстояние от людей и применяемых

ими инструментов и

приспособлении, от временных

ограждении, м

 

Расстояния от механизмов и грузоподъемных

машин в рабочем и транспортном положении,

от стропов, грузозахватных приспособлении и

грузов, м

 

На ВЛ

0,6

1,0

В остальных

электроустановках

 

Не нормируется (без прикосновения)

1,0

 

 

4.2.2.4. Не допускается при работе около не огражденных токоведущих частей располагаться так, чтобы эти части находились сзади работника или с двух боковых сторон.

4.2.2.5. Не допускается прикасаться без применения электрозащитных средств к изоляторам, изолирующим частям оборудования, находящегося под напряжением.

4.3. Не допускаются работы в неосвещенных местах. Освещенность участков работ, рабочих мест, проездов и подходов к ним должна быть равномерной, без слепящего действия осветительных устройств на работающих.

4.4. Для автоматических выключателей, находящихся во взаиморезервируемых цепях или в цепях источников электрической энергии, включаемых на параллельную работу, особое внимание обратить на отсоединение проводов, кабелей, шин как подходящих, так и отходящих линий.


4.5. Работы по отсоединению автоматических выключателей выполнять со снятием напряжения.

4.6. Допускается выполнять эти работы без снятия напряжения при обязательном использовании изолированного инструмента, перчаток резиновых диэлектрических, ковров резиновых диэлектрических или резиновых диэлектрических галош.

4.7. Отсоединенные провода, кабели, шины, оставшиеся под напряжением, следует надежно изолировать кабельными наконечниками, изолирующими накладками или покрытиями.

6. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И НАЛАДКИ.

6.1. Характеристики окружающей среды:

• Время года — в течение года.

• Время суток — с 8 до 17 часов.

• Температура — не ниже +5° С.

• Влажность — до 70%.

7. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ.

 7.1 Внешний осмотр.

Расцепители регулируют и калибруют на заводе-изготовителе, после чего их крышки пломбируют. Открывать крышки и регулировать расцепители не допускается. При наружном осмотре проверяют отсутствие повреждении основания кожуха и крышки автомата, производят несколько включений и отключений вручную, проверяя действие расцепителей.

7.2 Измерение сопротивления изоляции.


7.2.1. Значение испытательного напряжения 1 кВ 50 Гц. продолжительность испытания 1 минута.

7.2.2. Измерение сопротивления изоляции производится между каждым проводом (полюсом) аппарата и землёй, а также между каждыми двумя проводами (полюсами). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.

7.2.3. При измерении сопротивления изоляции автоматических выключателей совместно с присоединёнными к ним кабелями и проводами, сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5Мом.

7.2.4. Измерение сопротивления изоляции производится при полностью собранных аппаратах, а также при закреплении аппарата на основании. Если аппарат имеет катушки включения и отключения, то сопротивление изоляции измеряется между ними и фазами аппарата и между катушками и землёй отдельно.

7.3. Проверка действия максимальных, минимальных или независимых расцепителей автоматических выключателей.

7.3.1. Расцепители регулируют и калибруют на заводе-изготовителе, после чего их крышки пломбируют. Открывать крышки и регулировать расцепители не допускается.

7.3.2. Тепловые расцепители проверяют по схеме, приведенной в руководстве по эксплуатации прибора.

7.3.3. На заводе-изготовителе тепловые расцепители калибруют по начальному току срабатывания. Проверка этого тока требует больших затрат времени. При приемосдаточных и эксплуатационных испытаниях проверку производят в форсированном режиме: при 2- или 3-кратном номинальном токе расцепителя.

7.3.4. Для каждого типа выключателя и расцепителя время срабатывания при 2-3-кратной нагрузке не должно превышать указанного заводом. Заводские данные даются для случая одновременной нагрузки испытательным током всех полюсов выключателя, соединенных последовательно. Однако при одновременной нагрузке всех полюсов проверка не дает гарантии исправности каждого расцепителя. Поэтому, кроме проверки при одновременной нагрузке всех полюсов выключателя, целесообразно проверить каждый тепловой расцепитель в отдельности.

7.3.5. При испытании тепловых расцепителей необходимо помнить что если тепловой элемент не сработает и не произойдет отключения автомата за максимально допустимое для него время, то необходимо отключить испытательный ток во избежание перегрева и порчи расцепителя.

Максимально допустимое время равно примерно двойному времени срабатывания при форсированном режиме испытания.

7.3.6. Электромагнитные расцепители проверяются только при поочередной нагрузке испытательным током каждой фазы автомата. При этом нагрузочный ток повышают до 0,8 значения тока отсечки, указанного в паспортных данных выключателя, или до нижнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D и аналогичных. Электромагнитный расцепитель не должен сработать. После этого нагрузочный ток увеличивается до 1,2 тока отсечки или до верхнего предела тока мгновенного расцепления для выключателей типов В, С, D. Электромагнитный расцепитель должен сработать. Это означает, что ток отсечки находится в допустимых пределах.

7.4. При проверке комбинированных расцепителей (с тепловыми и электромагнитными элементами) нагрузочный ток необходимо повышать быстро, чтобы не успел сработать тепловой расцепитель.

7.4.1. Чтобы убедиться в том, что тепловой расцепитель не сработал, сразу после отключения выключатель включают вручную, при срабатывании теплового расцепителя повторное его включение не произойдет.

7.5. Принципиальная схема проверки тепловых и электромагнитных расцепителей автоматического выключателя предусматривает:

• проверка каждого полюса в отдельности;

• проверка при одновременной нагрузке всех полюсов.

7.6. Проверка тепловых и электромагнитных расцепителей выключателей бытового и аналогичного назначения.

7.6.1. Собрать схему проверки в соответствии с инструкцией изготовителя используемого нагрузочного устройства.

7.6.2. Для проверки тепловых расцепителей пропустить через каждый, находящийся в холодном состоянии, полюс выключателя ток, равный 2,55 In. Время расцепления должно составлять не менее 1 с и не более:

• 60 с — при номинальных токах выключателей до 32 А;

• 120с —при номинальных токах выключателей выше 32 А.

7.6.3. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «В»:

Пропустить через каждый полюс ток, равный 3 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.

7.6.4. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «С»:

Пропустить через каждый полюс ток, равный 5 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.

7.6.5. Для проверки электромагнитных расцепителей типа «D»

Пропустить через каждый полюс ток, равный 10 In. Время расцепления должно быть не менее 0,1с Пропустить через каждый полюс ток, равный 20 In. Время расцепления должно быть менее 0,1 с.

7.6.6. Также, как и при проверке тепловых расцепителей, полюса выключателей перед каждым испытанием должны находиться в холодном состоянии. Термин «холодное» означает: «Без предварительного пропускания тока при контрольной температуре калибровки» (ГОСТ Р 50345-99). Контрольная температура калибровки — 30°С. Испытания проводят при любой температуре, а результаты корректируют ктемпературе 30°С на основании поправочных коэффициентов изготовителя. При отсутствии данных изготовителя испытательные токи устанавливают отличными от указанных на 1,2% на каждый градус изменения температуры, при которой проводятся испытания. Пример: при проведении испытаний при температуре 20°С испытательные токи следует увеличивать на 12%.

8. ОБРАБОТКА ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ИСПЫТАНИЯХ.

8.1.Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

дату измерений.

температуру, влажность и давление

наименование, тип, заводской номер оборудования

номинальные данные объекта испытаний

результаты испытаний

результаты внешнего осмотра

используемую схему

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД и на основании сравнения выдаётся заключение о пригодности объекта к эксплуатации.

8.2.На основе полученных данных времени страбатывания расцепителей автоматических выключателей и образцовых время-токовых характеристик для данных типов автоматов производится построение индивидуальной время-токовой кривой для конкретного автоматического выключателя (или группы, если автоматические выключатели группы примерно соответствуют друг другу).

ellabst.ru

Автоматический выключатель или автомат. Как он работает?

В первую очередь хочу выдать самую главную автоматную тайну. Автомату наплевать на розетку и на всё, что в неё включено. Автомат защищает кабель, который идёт от него до розетки. Защищает от перегрева и короткого замыкания. То есть, в цепи автомат — кабель — розетка — бытовой прибор, для автомата самый важный элемент — кабель.

Итак, автомат. Внутри него находятся два очень важных механизма: тепловой и электромагнитный расцепитель. Именно они защищают кабель и управляют работой автомата.

Тепловой расцепитель.

Устройство биметаллической пластины

Тепловой расцепитель — это обычная биметаллическая пластина. Как в утюге. Слышали, как утюг клацает? Это она, пластина, нагревается, изгибается и выключает утюг. Так и в автомате. Пока через биметаллическую пластину течёт ток, на который она рассчитана, ничего не происходит. Но если увеличить силу тока на 10-30 процентов, пластина начнёт нагреваться и выгибаться. При этом от нагрева будет увеличиваться электрическое сопротивление пластины, соответственно она ещё больше будет нагреваться. В конечном итоге сработает механизм расцепления и автомат отключится. В цифрах всё это прописано в ВТХ (Время-Токовые Характеристики) автомата.

Применительно к истории, которую я рассказал в начале, выглядит всё так.

  • Кабель, сечением 1,5 мм.кв. Длительно допустимый ток для него 12-15 А.
  • Автомат на 16 А. В ВТХ указано, что условный ток нерасцепления данного автомата, равен 18 А. При токе 23 А автомат отключится в течении часа. При токе 40 А отключение произойдёт в течении 2 минут.
  • Нагрузка. В розетки подключается от 3 до 8 кВт. В амперах это от 13 до 36 ампер. То есть, в какие-то моменты кабель начинает очень сильно греться. Очень сильно — это, конечно, слабо сказано, там реально изоляцию пальцами снимать можно. И очень хорошо, что в эти моменты отключается автомат.

Что бы случилось, поставь я автомат большей мощности? Случился бы пожар. А в новостях написали бы: «Пожар возник в результате неисправности электропроводки.»

Электромагнитный расцепитель.

Расположение электромагнитного расцепителя в автомате

Электромагнитный расцепитель срабатывает при коротком замыкании. По сути, это обычный электромагнит. Катушка, внутри подпружиненный сердечник.

Алгоритм работы расцепителя прост. При коротком замыкании, ток в сети возрастает многократно. Это может быть 100, 200 и 1000А. Катушка расцепителя, получив такой заряд, работает, как электромагнитная пушка. Выстреливает сердечник, он бъёт по рычагу, рычаг отключает автомат.

Видите, как всё сложно и просто. Невзрачная с виду пластмассовая коробочка с клавишей, а внутри сложнейший механизм.

P.S. Допустим, сработал тепловой расцепитель. Пока не остынет биметаллическая пластина, автомат включить будет невозможно.

elektrosantehnik.ru

Автоматические выключатели — электроавтоматы, тепловые расцепители, электромагнитные расцепители, принцип работы

— Свет забрали!

Эту фразу хотя бы раз в жизни слышал каждый. И каждый знает, что означает она вовсе не апокалипсис, а то, что кина не будет, поскольку электричество кончилось. И каждый знает, что ответ на эту фразу обычно таков: «Наверно автомат выбило!» (как вариант – «пробки вылетели!»). И даже каждый знает, что в таком случае делать: пойти к электрощитку и пощёлкать тем самым автоматом вниз-вверх (если хорошо знаешь свой щиток, то своим, если нет – то ещё и с соседскими побалуешься), либо надавить на белую кнопку пробки, если красная торчит не так, как положено.
Но вот зачем нужен этот автомат, и почему он выбивается в самый неподходящий момент, когда идёт самая развязка серии или вот-вот будет пройден уровень (а бесперебойника нету, жаба задушила), чего он так бесит-то? Вот это уже знает не каждый. Значит, будем разбираться.

Для чего нужен автоматический выключатель

Автоматический выключатель, он же электроавтомат, он же просто автомат, нужен для защиты. Многие граждане кстати думают, что электроавтомат защищает всё что воткнуто в розетку, но это не так. Да, автоматический выключатель выполняет роль многоразового предохранителя (хоть внешне больше похож на тумблер), но предохраняет он не всё. Бытовые приборы автомат вообще никак не защищает, все микроволновки, телевизоры и прочие пылесосы ему как говорится, до лампочки. Как и сами лампочки. Автоматический выключатель защищает вашу электропроводку, а следовательно, и квартиру от пожара, который может возникнуть по причине хренового исполнения этой самой электропроводки. Что, к сожалению не редкость, если посмотреть сводки. Или даже просто новости по телевизору. Впрочем, и сами электроприборы могут послужить причиной возгорания проводки – слишком мощный прибор запитанный от слишком тонкого провода может неслабо нагреть проводку, вплоть до возгорания, либо расплавить её так, что в результате возникнет короткое замыкание, а это прямой путь к пожару.
Вот тут-то и пригодится автоматический выключатель, поскольку прежде чем весь вышеописанный кошмар произойдёт, он просто обесточит проводку и дело с концом. Если конечно, он подобран правильно. И как же он это делает?

Принцип действия автоматического выключателя

Не буду приводить тут всё устройство автоматического выключателя, лишь объясню в двух словах как это работает.

В современных бытовых автоматах установлены два расцепителя (в старых зачастую стоял лишь один из них), работающих совершенно на разных условиях срабатывания – тепловой и электромагнитный.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя

Уже из термина понятно, что расцепитель – это что-то такое, что размыкает электрическую цепь, причём без участия человека. Тепловой расцепитель сделан из двух спрессованных металлических пластин имеющих разный коэффициент теплового расширения. Иными словами при нагреве один металл расширяется больше, другой – меньше, но, поскольку они теперь вместе, то пластина начинает искривляться. Нагревшись до определённой температуры, пластина изгибается настолько, что отщёлкивает контакты автоматического выключателя, тем самым размыкая (расцепляя) электрическую цепь, то есть обесточивает свой участок электропроводки.

Отчего может произойти нагрев пластины? В первую очередь, от повышенной нагрузки на участке цепи которую защищает электроавтомат (такие участки обычно называют группами). Допустим, выходной провод автоматического выключателя (тот, что заходит в квартиру) имеет сечение 1 мм², значит максимальная мощность допустимая на этой группе – 3.5 киловатта (кВт), а сила тока – 16 ампер (А). Если на этой группе работают несколько светильников, и телевизор – всё нормально, автоматический выключатель будет работать в штатном режиме, то есть просто проводит электрический ток. Если же воткнуть в розетки этой группы пару тройников и подключить ещё пылесос и стиральную машину с водонагревателем – сила тока станет явно больше и провод начнёт нагреваться, поскольку сечение 1 мм² на такое насилие не рассчитано.

Вот только помимо провода в этом случае нагреется ещё и биметаллическая пластина в автоматическом выключателе, и сделав свой изгиб она отключит группу. Через несколько минут (когда пластина остынет) автомат можно будет включить заново, вот только всё лишнее из розеток лучше вынуть, во избежание повтора. С одного раза может ничего страшного и не произойдёт, но если постоянно перегружать проводку, изоляция на ней лучше от этого не станет. Она станет намного хуже, и даже если сразу не сгорит или не рассыплется – будет ухудшаться постоянно, вплоть до совсем уж печального финала. Ну а чтобы автомат гарантированно сработал от перегрузки, он должен соответствовать проводке. Скажем, в приведённом примере допустимая сила тока в проводке 16 А, значит электроавтомат желательно устанавливать с аналогичной надписью – 16 А, это и есть номинальная сила тока данного автомата. Если этот номинал будет превышен, автомат сработает на отключение. Насколько этот номинал может быть превышен, зависит от типа выключателя, об этом чуть ниже. Если поставить электроавтомат «послабее», то его периодически будет вырубать даже при нормальной нагрузке, если же поставить «сильнее» — при слишком высокой нагрузке автомат скорее всего никак не среагирует, а вот проводка просто сгорит.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя

При коротком замыкании (КЗ), тепловой расцепитель тоже отключает электричество, вот только делает он это очень медленно. Как правило, от КЗ до размыкания проходит не меньше (а то и больше) секунды. При таких условиях это уйма времени для того, чтобы изоляция на проводе или кабеле вспыхнула и повлекла за собой пожар, либо пришла в полную негодность (если она негорючая) и позволила раскалённым проводам что-нибудь поджечь. Значит, размыкать электрическую цепь при КЗ должно что-то другое, более быстрого реагирования, например электромагнитный расцепитель.

Электромагнитный расцепитель представляет собой небольшой соленоид, то есть катушку индуктивности с ферромагнитным сердечником. При обычной работе цепи электрический ток проходит через эту катушку, создавая слабое магнитное поле, которое никак не влияет на работу цепи в целом. Если же сила тока многократно возрастает, а при коротком замыкании она может возрасти в десятки раз – магнитное поле становится достаточно сильным для того, чтобы сердечник пришёл в движение и привёл в действие отключающий механизм. В отличие от биметаллической пластины, которой нужно время на нагрев, магнитное поле возникает мгновенно, поэтому автомат успевает отключиться до появления нежелательных (или даже страшных) последствий.

Типы мгновенного расцепления автоматических выключателей

Данная характеристика зависит от силы тока при которой срабатывает электромагнитный расцепитель и имеет свой буквенный индекс:

А – автоматические выключатели этого типа срабатывают при превышении силы тока в 2-3 раза от номинального;

B – срабатывание автомата при превышении силы тока в 3-5 раз;

C – срабатывание автомата при превышении силы тока в 5-10 раз;

D – срабатывание автомата при превышении силы тока в 10-20 раз.

Существуют ещё и типы K и Z, но в быту как правило не используются, поэтому нам они сейчас неинтересны. Впрочем, как и тип D, если конечно вы не планируете подключать у себя дома токарный станок, ну или что-то в этом духе. Наиболее же распространённые «домашние» электроавтоматы – это типы B и C.

Номинальная сила тока автоматических выключателей

Вообще «размерный ряд» выключателей по номиналу довольно широк, но это как раз тот случай, когда информация бывает лишней. Поэтому вкратце только о тех, которые применяются в быту, то есть какой номинал наиболее подходящий для той или иной группы.

10 А – освещение квартиры;

16 А – розетки для обычных бытовых приборов (телевизор, пылесос, компьютер и проч.);

25 А – розетки для накопительных водонагревателей (бойлеров);

32 А – розетки для проточных водонагревателей и электроплит.

Серии автоматических выключателей

Не так давно самой распространённой серией автоматических выключателей была АЕ. К работе таких выключателей особых нареканий не было – все опасные участки цепи они обесточивали исправно, сами при этом помимо дугогасительной камеры имели корпус из абсолютно негорючей пластмассы, кстати довольно твёрдой, правда хрупкой. Крепились такие электроавтоматы на винты или саморезы, что во-первых неудобно, во-вторых, чуть перетянул винт лишнего – корпус треснул. Тем не менее, они по прежнему используются, и на некоторых предприятиях эти автоматы производят до сих пор, правда, в модернизированном варианте.

В наши дни наиболее популярной является серия автоматических выключателей ВА. Они имеют меньший размер чем предшественники, больший ряд по номинальному току (если раньше вариантов было немного, скажем, после 16 А сразу шли 25 А и 40 А, то теперь добавились 20 А и 32 А), плюс гораздо удобнее в работе, поскольку на задней стороне выключателя имеется паз для крепления на специальную пластину, так называемую DIN-рейку. Согласитесь, всё-таки проще один раз прикрутить эту рейку и потом просто защёлкивать на неё оборудование (в том числе и автоматы), чем прикручивать каждый элемент отдельно.

Полюсы автоматического выключателя

Автоматические выключатели бывают одно, двух, трёх и четырёхполюсные. Но в отличие от батарейки в данном случае нет плюса и минуса, поскольку полюс означает вовсе не полярность, а количество групп (пар). Пара – это один входящий в электроавтомат провод и один выходящий из него. К примеру на однополюсный выключатель можно завести только один фазный провод, и вывести столько же (это и есть пара, или полюс), тогда как на двухполюсный можно завести как фазный, так и нулевой, в случае превышения силы тока в цепи отключатся оба полюса. На трёхполюсный можно завести три фазы, соответственно вывести тоже три, на четырёх – можно задействовать ещё и нейтральный провод.

Но это вовсе не значит, что на двухполюсный обязательно кидать нулевой провод, так же и на трёхполюсный вовсе не обязательно заводить три фазы. Да и где их взять-то в стандартной квартире? На двухполюсный автомат вполне можно завести одну фазу, при помощи специальной перемычки соединить на входе оба полюса и получить на выходе две группы – получится практически два автомата с одинаковыми характеристиками, правда с общей клавишей. И если на одной из групп произойдёт что-нибудь нехорошее, отрубятся обе. То же самое можно проделать с трёхполюсным автоматом – на входе одна фаза объединяет все три полюса перемычками, на выходе три разные группы, но опять-таки случись чего с одной из них, отключен всё равно будет весь коллектив. Поэтому лично я рекомендовал бы всё-таки несколько однополюсных, чем из-за экономии (один трёхполюсник как правило немного дешевле трёх однополюсных с аналогичными характеристиками) терпеть вот такие веерные отключения.

  • Вперёд

www.electrotechnika.ulicastroiteley.ru

Как работает автоматический выключатель

Нормальный рабочий режим автомата при номинальном или низком токе. Рабочий ток проходит по верхней клемме автомата, через подвесной контакт, по катушке электромагнитного расцепителя, затем проходит тепловой механизм расцепителя и нижнюю клемму автомата. При размерах тока превышающих номинал, срабатывает электромагнитная или тепловая защита.

С целью защиты от перегрузки по току в автомате используется тепловой расцепитель как защита от перегрузки, — это биметаллическая узкая полоса пластины собранная из двух типов сплавов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения.

Составная биметаллическая пластина нагревается протекающим током и выгибается в сторону металла с маленьким расширением. Когда ток больше номинальной величины, то со временем пластина выгибается настолько, что этого изгиба хватает для реагирования тепловой защиты. Время, при котором среагирует расцепитель, зависит от степени превышения относительно номинального тока.

При значительном увеличении от номинала тока, тепловая защита отключит автомат быстрее, чем при малом превышении от номинала.  Второй тип защиты автомата срабатывает на короткое замыкание в нагрузке – это электромагнитный расцепитель. Он состоит из медной катушки с металлическим сердечником. Относительно величины проходящего тока растет и электромагнитное поля катушки, которое намагничивает стальной сердечник.

Намагниченный сердечник притягивается, преодолевая усилие удерживающей его пружины, толкает механизм электромагнитной защиты и разрывает контакты. Номинального тока и тока немного выше не хватает для намагниченности сердечника, чтобы сработал механизм расцепителя. А ток короткого замыкания создает намагниченность сердечника достаточную для отключения автомата за сотые доли секунды или даже меньше.

Защита автомата при разных перегрузках

Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.

Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.

Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов — это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.

Работа автомата при коротком замыкании

Большие токи короткого замыкания могут оплавить электропроводку или сжечь изоляцию. Чтобы сохранить электропроводку, используют электромагнитный расцепитель. При коротких замыканиях механика электромагнитного расцепителя срабатывает мгновенно, защищая электропроводку, и она не успевает нагреться.

Однако во время размыкания контактов появляется электрическая дуга с огромной температурой. Для защиты от обгорания контактов, разрушения корпуса предназначена дугогасительная камера. Конструктивно камера состоит из элемента с набором медных тонких пластин с небольшим зазором.

Электрическая дуга касаясь набора пластин через медный провод соединенного с контактом, рассыпается на части, остывает и исчезает. При коротком замыкании образуются газы, которые выходят через отверстия в камере. Для повторного включения автомата, нужно устранить причину короткого замыкания, или автомат опять выбъет.

Виновника короткого замыкания можно определить последовательным выключением бытовых электроприборов. Но если после отключения всех приборов короткое замыкание не исчезает, то большая вероятность его происхождения в электропроводке. Состояние короткого замыкания могут вызвать электроосветительные приборы, которые также необходимо отключать.

electricavdome.ru



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.