Выключатели автоматического типа. Устройство защиты от кз. Автоматический выключатель из чего состоит

Из чего состоит выключатель. Как устроен автоматический выключатель

Автоматический выключатель или сокращенно именуемый как «автомат»- самый распространенный аппарат, отключающий от сети электротехнику при аварийных ситуациях, происходящих в электрических сетях напряжением до 1000 Вольт. Автоматический выключатель предназначен для защиты электрического оборудования от токов короткого замыкания и продолжительных по времени перегрузок (если встроено ), включаемых и отключаемых как вручную, так и дистанционно. Используется в сетях постоянного и переменного токов. На заводах – изготовителях выпускают одно-, двух- и трехполюсные автоматические выключатели.

В настоящее время автоматы выпускают различных марок, но все они имеют одинаковые конструктивные части:

Главные силовые контакты;

Дугогасительная камера;

Электромагнитный расцепитель;

Тепловой расцепитель;

Механизм включения и отключения.

Ток по автоматическому выключателю протекает в следующем порядке: силовые контакты, тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель.

Силовые контакты состоят из неподвижного и подвижного, приводящегося в движение механизмом включения. При включении автомата или замыкании его силовых контактов необходимо прикладывать усилия, т.к. составные части включающего устройства входят в зацепление друг с другом, осуществляя продолжительное нажатие силовых контактов. Отключение автомата происходит при легком нажатии на привод механизма. Это объясняется тем, что при разрыве силовых контактов, по которым протекает большой ток (короткое замыкание, перегрузка) возникает электрическая дуга, обладающая разрушающим воздействием. И, соответственно, чем быстрее разомкнутся контакты, тем меньше по продолжительности «существование» дуги!

Стенки дугогасительной камеры, куда помещаются силовые контакты, сделаны из фибры, в которые вставлена деионная решетка в виде «вилочек». Появление электрической дуги сопровождается выделение теплоты, вызывающей выделение газа из фибры. Газ, в свою очередь, сокращает горение дуги. Деионная решетка делит дугу несколько коротких дуг, тем самым ослабляя разрушающее действие.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки (3-7 витков силового медного провода) и сердечника, помещенного внутри катушки. При протекании тока по силовым контактам в 3-4 раза превышающего номинальный ток автомата, магнитный поток катушки выталкивает сердечник, который воздействует на механизм отключения силовых контактов.

На корпусе автоматического выключателя указывают величину напряжения на которое он рассчитан, род тока (переменный или постоянный),номинальный ток, ток срабатывания электромагнитного расцепителя, количество полюсов.

Автоматический выключатель применяется в электрической сети для обеспечения защиты электроприборов, кабелей и проводов от токов, пуска и остановки однофазных и трехфазных электрических двигателей а также от длительных перегрузок в сети. Является одним из основных приборов .

Основная классификация автоматов напрямую зависит от их работы, области применения. Так выключатели одно - двухполюсные применяются при эксплуатации большинства электрических приборов. Трех - четырехполюсные автоматы применяются, как правило, в электроцепях переменного тока при нагрузке для защиты электродвигателей.

Принципиальная схема автоматического выключателя

Элементы автоматического выключателя

1. корпус из термостойкого пластика
2. рукоятка из пластика для его включения и выключения
3. защелка-фиксатор для защелкивания устройства на DIN-рейке

Схема и принцип работы автомата

При включении автомата напряжение идет на клемму 4, расположенную сверху, затем направляется через биметаллическую пластину 6 где происходит тепловое размыкание и далее через обмотку соленоида 9 на подвижный контакт 7. Затем, проходя через неподвижный контакт 8 напряжение идет на нижнюю винтовую клемму. К нижней винтовой клемме подсоединяется провод - нагрузка. При защитном отключении автомата происходит срабатывание механизма расцепления. При этом подвижный контакт 7 размыкается.

Механизм расцепления

• При коротком замыкании, когда резко увеличивается сила тока, создается магнитное поле, втягивающее сердечник, приводящий в действие механизм расщепления. Этот способ является магнитным расщеплением.
• При резком увеличении напряжения, превышающего допустимые нормы, происходит нагревание биметаллической пластины 6. Это действие вызывает изгиб пластины и дальнейшее размыкание контактов.

В том и другом случае при образовании сильного тока возникает электрическая дуга. Для ее ликвидации в автомате имеется дугогасительная камера 5, состоящая из набора металлических пластин специальной конфигурации.

Для усиления защиты корпуса автомата от воздействия высокой температуры используется специальная металлическая пластина 10.

Каждый автоматический выключатель должен иметь следующую маркировку

Маркировка должна быть не стираемая и четкая, хорошо видна.

Для проверки работоспособности автоматических выключателей применяется устройство прогрузки. Наиболее распространенными моделями являются УПА-10М и УПА-20.

При установке или необходимом ремонте нужно обязательно пользоваться - специалиста с хорошей квалификацией.

В настоящее время все большее распространение получает продукция компании АВВ, являющейся мировым лидером по новейшим технологиям для энергетики и автоматизации.

Характеристика его и принцип работы также будут описаны. Этот нехитрый прибор сегодня используется в быту и промышленности, он пришел на смену плавким вставкам (предохранителям). Правда, последние все еще используются, но по большей части в качестве защиты от короткого замыкания на высоковольтных линиях. Но они имеют конструкцию, отличную от той, которую вы привыкли наблюдать в бытовой технике. Это керамические емкости, наполненные песком, внутри которого расположен проводник - рабочая плавкая часть.

Работа автоматического выключателя

Но стоит поговорить именно о такой конструкции, как автоматические выключатели, технические характеристики и сферы применения их рассмотреть более детально. По сути, это устройство для коммутации. С его помощью осуществляется проведение тока в цепи, но самое главное - защита от короткого замыкания и перегрузок. Стоит также отметить, что защита происходит также при снижении или повышении питающего напряжения, изменении направления движения тока. Правда, зачастую такие приборы используют в качестве выключателя электрооборудования (освещения, розеток, иных потребителей).

Но стоит обращать внимание и на то, что у прибора имеется определенный ресурс, поэтому для частого включения и отключения его использовать не рекомендуется. Намного эффективнее окажется использование простых выключателей. Большая часть автоматических выключателей осуществляет коммутацию цепи вручную. Вы самостоятельно переводите рычажок в положение «Вкл.» или «Выкл.». Но существуют модели, которые работают при помощи электрического привода. Благодаря внедрению таких узлов имеется возможность управления работой автоматического выключателя на любом расстоянии.

На чем основан принцип действия

Как было сказано ранее, автоматические выключатели, технические характеристики которых рассматриваются в статье, могут отключаться вручную. Правда, есть небольшой нюанс - во время скачка напряжения либо превышения силы тока происходит автоматическое срабатывание. Но это аварийные режимы работы - именно от них производится защита электрооборудования, включенного в цепь. Можно провести разделение всех автоматических выключателей на три категории:

1. Максимального значения тока.
2. Снижения питающего напряжения.
3. Увеличения обратной мощности.

Именно такие функции выполняют автоматические выключатели. Первые размыкают цепь, когда происходит увеличение тока. Возникает это при коротком замыкании или же увеличении нагрузки сверх допустимых пределов.

Но автоматический выключатель, характеристика которого приводится, имеет преимущество перед плавким предохранителем - он восстанавливается, следовательно, для замыкания цепи потребуется только переместить рычаг. Стоит отметить, что установка приборов должна производиться в специальные щитки. При выборе необходимо руководствоваться данными о том, какие условия наличествуют в помещении. Исходя исходя из них и производится выбор класса защиты щитка.

Классификация автоматических выключателей

homele.ru

Выключатели автоматического типа

 Уважаемые посетители!!!

Всем нам известные автоматические выключатели, состоящие в электрических схемах:

• квартир;
• учреждений;
• предприятий

и далее, предназначены как Вы знаете, для:

• включения;
• отключения

электрических цепей при нормальных режимах работы, а так-же, в случае аварийной, сложившейся  ситуации, — когда возникает необходимость в отключении той или иной электрической цепи.   Разновидности данных  выключателей обеспечивают автоматическое отключение электрических цепей при:

• коротком замыкании;
• перегрузке

и перепадах напряжения при подключенной нагрузке, когда сила тока в цепи принимает превышающее значение для того или иного типа автоматического выключателя состоящего в  цепи.

Типы автоматических выключателей

На фотоснимках показаны более распространеные автоматические выключатели:

• однополюсный;
• двухполюсный;
• трехполюсный.

Однополюсный автоматический выключатель служит для подключения к фазному проводу, двухполюсный — для подключения к фазе и нейтрали, трехполюсный — к трем фазам А, В, С.   Кроме перечисленных автоматов защитного отключения нашли широкое применение  дифференциальные автоматические выключатели, используемые при большой нагрузке.

 автоматический выключатель LR 2P 40 A тип «С»

выключатель автоматический, однополюсный, тип «С»

 трехполюсный автоматический выключатель

Из своей практики, по обслуживанию автоматических выключателей, сталкивался со следующими неисправностями:

Однополюсный автоматический выключатель полностью соответствовал  потребляемой нагрузке, но при его включении — автоматически отключался по истечению где-то пяти минут, то-есть, во включенном режиме автомат постепенно нагревался и по мере нагревания — отключался.    В этом примере, чтобы убедиться в исправности автоматического выключателя, достаточно прикаснуться к его корпусу.   Если автоматический выключатель подвергается нагреванию во включенном режиме, его просто следует заменить на новый.   Это говорит о том, что автоматические выключатели как и любые электроустановочные изделия подлежат своему износу в процессе эксплуатации.

Следующий пример.   При обслуживании столовой по вызову, не работала электроплита для пищеблока, сработал дифференциальный автомат защитного отключения.   При включении дифференциального  автомата он тут-же отключался.   В этом примере, причина неисправности заключалась  в электроплите.   Была нарушена  изоляция проводов, что привело в последствии к короткому замыканию.

Устройство автоматического выключателя

Выполоняя работу по обслуживанию электрических цепей:

• учреждений;
• квартир

и далее, не будут лишними знания об устройстве автоматических выключателей.   То-есть, нужно знать принцип работы автоматов защитного отключения и их конструктивную схему.

рис.1  Устройство автоматического выключателя

Принцип работы автоматических выключателей заключается в срабатывании электромагнита при возникновении  в цепи превышающего значения силы тока, электромагнит в свою очередь воздействует на механизм, который разъединяет эти контакты.

Конструкция автоматического выключателя. Схематическое изображение автоматического выключателя

По данной конструктивной схеме  можно проследить, — какие элементы \детали\ входят в конструкцию автоматического выключателя \рис.2\:

 рис.2

Включение и отключение  автоматического выключателя выполняется поворотом рукоятки управления.   При прохождении по обмотке тока короткого замыкания \в катушке электромагнитного расцепителя\ образовывается электромагнитное поле,  которое воздействует на боек сердечника.    Тем самым, боек сердечника притягивается и приводит в движение  рычаги.   В  результате происходит размыкание подвижного и неподвижного контактов, то-есть, происходит автоматическое отключение автомата защиты.

Выбор автоматического выключателя

Прежде чем выбрать автоматический выключатель, предварительно необходимо расчитать потребляемую мощность электроприборов.   Данная таблица Вам очень пригодится при Ваших расчетах.

Чтобы расчитать номинальный ток автоматического выключателя, нужно будет воспользоваться следующими формулами:

 Зная значения мощности и напряжения, можно уже будет расчитать номинальный ток автомата защитного отключения.

Запомнив данные обозначения, Вы сможете самостоятельно подобрать автоматический выключатель, — без посторонней помощи.

 В следующих темах будет дано разъяснение по схемам распределительных сетей  и так далее.

Следите за рубрикой друзья.

zapiski-elektrika.ru

Что такое автоматический выключатель?

В современном мире нас окружает такое огромное количество различных технических устройств, что часть из них мы просто не замечаем. Данное утверждение может показаться невероятным, но в этом каждый может убедиться в любой момент. Достаточно, например, попробовать вспомнить, какие деревья растут вокруг высотного дома. Или точно сказать, сколько ступенек на лестничном пролете. У большинства ничего не получится. А, ведь, с этими вещами мы сталкиваемся тысячи раз. Это объясняется очень просто: разум разгружает себя, взаимодействуя с некоторыми вещами без акцентирования внимания. Стоит ли говорить, что автоматический выключатель – этот необходимый элемент почти всех электрических цепей, оказывается «темной лошадкой».

Незаметный помощник

Однажды мне довелось быть свидетелем удивительной ситуации: человек с высшим образованием, у которого стаж работы с электроустановками исчислялся годами, приобрел современную стиральную машинку и, решив сделать работу с ней более удобной, не мудрствуя лукаво, подключил к сети через выключатель. Идея, действительно, хороша. Вот только цепь разрывал не автоматический выключатель, а тумблер на цепочке, подобный тем, что устанавливают в настенных светильниках – бра. Неудивительно, что через небольшой промежуток времени все в этом выключателе выгорело. Итак, сегодня мы поговорим о том, как выбрать автоматический выключатель, какие они бывают и для чего нужны. Ведь, если человек, специальность которого – электротехника, до такого додумался, то чего можно ожидать от остальных?

Незаменимый автоматический выключатель

Давайте разберемся, почему он именно так называется. Слово «выключатель» известно каждому – это устройство, обеспечивающее возможность коммутации электрической цепи. Щелчок тумблером – и свет в комнате загорается, повторный щелчок – и все гаснет. Когда свет горит, выключатель пропускает через себя ток. Отчасти его можно сравнить с шаровым краном в системе водоснабжения.

А вот слово «автоматический» говорит о том, что устройство в некоторых случаях может само включаться или выключаться. Обычно цепь размыкается. Внутри корпуса находятся два механизма, которые постоянно контролируют величину тока и при его чрезмерном увеличении отключают автоматический выключатель. Первый – тепловой расцепитель. Представлен биметаллической пластинкой, которая при нагреве выгибается и сбрасывает возвратный механизм с фиксатора. Второй – магнитный. Выполнен в виде катушки индуктивности, которая своим магнитным полем (если ток слишком высок) разрывает цепь в устройстве.

Виды «автоматов»

В зависимости от количества коммутируемых линий, различают одно- и многополюсные устройства. То есть, движением одного тумблера-язычка можно задействовать сразу несколько цепей. Например, двухполюсный автоматический выключатель, установленный в квартирном электрощите, защищает подключенные ветки от перегрузки и нагрева (тепловой расцепитель), а также от короткого замыкания (магнитная уставка).

Выбор

Таким образом, подбор «автомата» выполняется по номинальному току. Это значение всегда указано на корпусе. Оно не должно быть меньше, чем в линии, которую будет коммутировать и защищать данное устройство. Кстати, именно поэтому нельзя устанавливать простые тумблеры на мощное оборудование, так как величина протекающего тока слишком высока.

Количество полюсов подбирается индивидуально. Здесь нужно брать столько, сколько необходимо. Некоторые модели позволяют объединять корпуса в единый блок, увеличивая число коммутируемых линий.

Тип (B, C, D) указывает на коэффициент отключения тока короткого замыкания. «B» разорвет цепь при росте тока всего в 3-5 раз, а вот популярный класс «C» сработает уже при десятикратном превышении номинала.

fb.ru

Автоматический выключатель

Автоматические выключатели.

Автоматы предназначены для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки электрических линий и приемников энергии, для включений и отключений линий и приемников энергии.

Автоматический выключатель состоит из следующих частей:

1. Контактная система предназначена непосредственно для коммутации электрических цепей.

2. Расцепители обеспечивают отключение автоматического выключателя при перегрузках и коротких замыканий (тепловой и электромагнитный соответственно).

2.1 Работа теплового расцепителя основана на тепловом действии тока: при прохождении тока превышающего номинальный нагреваясь биметаллическая пластина, за счет разницы коэффициента теплового расширения металлов из которого она состоит, изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления.

2.2 Электромагнитный расцепитель действует подобно реле с якорем: при протекании тока к.з. якорь приводимый в движение электромагнитным полем воздействует на все тот же механизм свободного расцепления.

3. Механизм свободного расцепления позволяет производить переключения автоматически или «в ручную».

Современные автоматические выключатели серии ВА имеют два типа защиты: тепловую (выполнена на биметаллической пластине), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (она же электромагнитная выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания. Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных на корпусе, и подвижных контактов, шарнирно насаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, как правило, одинарный разрыв цепи. Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме.

Такие устаревшие автоматы как АП50 имеют такие же типы защиты, но выполнены в гораздо большем форм факторе. Современные технологии конечно позволяют выполнить автоматические выключатели гораздо меньших размеров (при одинаковом номинальном токе). В быту применение автоматов ВА в совокупности с современными щитами предпочтительней. Ну а в тяжелых условиях работы с частыми переподключениями кабелей, перегрузками применение автоматов АП50 и ему подобных все еще обоснованно.

Нас интересует в первую очередь бытовые электроустановки поэтому подробнее остановимся на автоматах ВА. Комбинированные зажимы из посеребренной меди и анодированной стали обеспечивают надежный контакт с медными и алюминиевыми проводниками сечением от 1 до 25 кв. мм.

Выключатели ВА имеют усовершенствованную конструкцию механизма управления и механизма свободного расцепления для снижения эффекта дребезжащего контакта, вследствие чего, во время включения, замыкание контактов происходит мгновенно независимо от скорости движения рукоятки управления. Установленная металлическая пластина на боковой стенке в районе размыкающихся контактов предохраняет корпус от прогорания. При изготовлении корпуса используются высококачественные негорючие материалы с высокими огнеупорными, противоударными характеристиками и обладающих высокой механической прочностью. При сборке многополюсных выключателей сначала каждый полюс склёпывается отдельно, после чего полюса соединяются вместе. Контактные зажимы, глубоко погруженные внутрь корпуса, обеспечивают высокую степень безопасности при случайном прикосновении человека к корпусу прибора. Биметаллическая пластина соединена с механизмом свободного расцепления без люфта, что улучшает чувствительность прибора на её изгиб. Выключатели выпускаются в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении:

Двухполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели двухполюсного исполнения применяются, как правило, в цепях постоянного тока до 63 А. Крепление на колодке, рейке или панели. Трехполюсные (трехфазные) автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий, перегрузок по току и понижения напряжения. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой.

Автоматические выключатели трехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором). Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Четырехполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий и перегрузок по току. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели четырехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором). Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Собственное время срабатывания выключателя не более 0,02 сек. Условия эксплуатации: Температура окружающего воздуха должна быть в пределах от -5 до +40 °С, а ее среднесуточное значение не должно превышать + 35 °C. Выключатель крепится на рейку DIN 35 х 7,5 мм. Рабочее положение выключателей вертикальное, обозначение "ВЫКЛ" вверх. Перед установкой выключателя необходимо проверить автомат на отсутствие внешних повреждений, также произвести несколько включений и отключений, убедиться, что механизм работает исправно. Проверьте маркировку на автомате, соответствует ли она требуемым условиям.

Для подсоединения необходимо использовать медные проводники (кабели) или медные соединительные шины. Подвод напряжения к выводам выключателя от источника питания осуществляется со стороны выводов 1,3,5,7, т.е. сверху. Для монтажа в распределительные щиты старого образца, для замены АЕ на ВА, предусмотрен пластмассовый переходник.

Выбор автоматического выключателя

Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать ток.

Величина расчетного тока определяется по формулам:

а) для однофазных сетей

б) для трехфазных сетей

где: Рр – Расчетная мощность определяемая с учетом коэффициента спроса (из справочной литературы).

Uн — номинальное напряжение, В;

cos ф — коэффициент мощности. Характеризует характер нагрузки (активная или реактивная) Для ламп накаливания и нагревательных приборов cos ф = 1.

Для электродвигателей в паспорте указывается номинальная мощность на валу двигателя. Потребляемая двигателем мощность из сети будет равна:

где: Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

n — коэффициент полезного действия;

Рпотр — потребляемая мощность из сети, кВт.

Исходя из полученного значения тока выбирается автоматический выключатель. Конечно у автомата еще много важных параметров, но в быту свой выбор можно сделать на основе соответствия номинальных тока и напряжения и подключаемой нагрузки.

www.energosbit.net

---

• 
  Электромагнит расчет
• 
  Справочник по синхронным машинам
• 
  Магнитное действие электрического тока
• 
  Если нарушена пломба на счетчике воды
• 
  Аппарат неисправен
• 
  Муфта электрическая соединительная кабельная
• 
  Какой должна быть сила тока в обмотке якоря электромотора
• 
  Электромонтажные работы это что такое
• 
  Сухая поваренная соль проводник или диэлектрик
• 
  Ток трехфазного короткого замыкания формула
• 
  Как паять smd светодиоды