Разновидности автоматов

Конструктивно, данные устройства можно разделить на несколько видов, а точнее три. Различают воздушный автоматический выключатель, изделие в литом корпусе и модульный. Различные типы автоматических выключателей используются при разных условиях.

Первый вид распространен на промышленных объектах, где сила тока может достигать тысячу и более ампера. Литой корпус используется в различных диапазонах токов, а модульный знаком практически всем и применим в обычной квартире. Именно последние будем рассматривать детальнее.

Конструктивные особенности

Конструкция автоматических выключателей является сложной – здесь объединено несколько элементов. Для корпуса автомата используются диэлектрические материалы. Передняя панель маркируется в зависимости от технических характеристик. Там обязательно указывается брэнд производителя и номер. Первое, на что обращают внимание – номинальный ток и характеристика времени-тока.

Задняя  часть оснащено креплением и защелками для специальной реи. Она используется в электрических щитках, и для монтажа достаточно защелкнуть фиксатор.

Разобрав пластиковый корпус, можно рассмотреть устройство изделия. Рукоятка используется для включения и выключения тока в цепи. Также, внутри есть биметаллическая пластина, которая играет роль теплового расцепителя. Когда через неё проходит ток высокого значения, пластинка гнется и защищаемая цепь отключается.

Благодаря соленоиду выполняются функции электромагнитного расцепителя. Конструктивно, он представляет собой катушку с сердечником, обмотанным проволокой.

Когда в защищаемой цепи возникает короткое замыкание, катушка наводит магнитные потоки. Они, в свою очередь, перемещают сердечник, который отключает устройство. В современных моделях, этот процесс происходит за доли секунд.

Принцип работы

Как мы упоминали раньше, во время возникновения перегрузки, по цепи проходит ток, превышающий значение номинального. Благодаря биметаллической пластинке, которая изгибается от температуры, срабатывает устройство расцепления. Таким образом, перегруженная сеть разомкнута.

Время срабатывания зависит от того, какой номинальной ток выключателя, и чем больше, тем быстрее произойдет выключение. После остывания, устройство может работать дальше, однако мы советуем, перед включением найти причину, по которой произошло повышение тока.

Когда возникает короткое замыкание, показатели электрического тока  мгновенно растут. Это приводит к тому, что в соленоиде перемещается сердечник, который в свою очередь «включает» расцепитель.

Таким образом, происходит размыкание силовых контактов, и как следствие, защищаемая цепь выключается. Благодаря почти мгновенному действию, удается спасти изоляцию на проводах, электроприборы и сам автомат.

Размыкание контактов приводит к возникновению электрической дуги. Её мощность зависит от тока. Эта дуга портит контакты, поэтому конструкция предусматривает определенную защиту от её воздействия. Когда возникло размыкание контактов, дуга направлена к дугогасительной камере, благодаря чему она затухает, и её негативное воздействие максимально нивелируется.

Заключение

Зная особенности автоматического выключателя и его принцип работы, вам будет легче подобрать необходимое устройство для своего дома или квартиры. Достоинства автомата заключается в том, что он грамотно выполняет функции защиты электрической цепи от внештатных ситуаций, вроде короткого замыкания или превышения допустимых значений тока.

Правильно установив и подключив выключатель, вы сможете не беспокоиться о сохранности проводки – об этом позаботиться устройство.

Фото автоматического выключателя

Устройство и принцип работы селективного щитка на основе оборудования Easy 9

В современном мире ежегодно растет количество применяемых электрических приборов, что приводит к усложнению электрических сетей, которые становятся все более разветвленными со всё увеличивающимся количеством защитных устройств, установленных в электрических щитах. Возникает новая задача — как обеспечить надежную и бесперебойную работу этой сложной системы?

На языке специалистов это называется обеспечить «селективную работу», т. е. сделать так, чтобы любое повреждение электрической сети отключалось бы ближайшим к нему защитным устройством, а остальные ее части оставались в работе, не отключая электроснабжение потребителя. Сложность данной задачи состоит в том, что при этом необходимо защищать сеть от повреждений, т. е. нужен баланс между возможностью своевременно отключить повреждение и необходимостью сделать это с наименьшими потерями для электроснабжения потребителя. Каким образом?

Основная опасность связана с протеканием по сети тока, превышающего номинальное значение, на которое эта сеть рассчитана. Для защиты от высоких токов короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели (иногда для краткости их называют «автоматы»). Важно помнить, что эксплуатация сети без устройств, защищающих от короткого замыкания и перегрузки, недопустима ни при каких обстоятельствах!

Рассмотрим вариант решения на основе наиболее популярной в настоящий момент линейки модульного оборудования Easy 9 производства Schneider Electric. Это оборудование среднего ценового сегмента, которое обладает оптимальным соотношением цена/качество и имеет самый широкий ассортимент защитных устройств среди других аналогичных предложений.

В составе линейки представлены:

• автоматические выключатели с отключающей способностью 4,5 и 6 кА и различными время-токовыми характеристиками «B», «C» и «D»,
• все виды современных устройств дифференциального тока,
• устройства защиты от перенапряжений,
• выключатели-разъединители,
• реле напряжения.

Отдельно стоит сказать об экономичной серии пластиковых щитков для модульного оборудования Easy 9 Box, производимых в России.

Обеспечение селективной работы в щитах конечного распределения

Широкий выбор автоматических выключателей Easy 9 разных типов позволяет решить задачу обеспечения селективной работы автоматов в щитах конечного распределения. Самый простой вариант — установка в щите автомата с характеристикой «D» в качестве вводного (на отходящих линиях обычно применяют автоматы с характеристикой «С» или «В»), повышает порог токовой селективности. Это возможно за счет того, что автоматы с разными характеристиками отключаются при различных величинах токов.

Например, автомат с характеристикой «В» отключается мгновенно, если через него протекает ток от 3 до 5 номинальных значений, т. е. если номинал составляет 10 А, то диапазон мгновенного отключения составит от 30 до 50 А. Аналогично для автоматов с характеристикой «С» — этот диапазон от 5 до 10 номиналов, для «D» от 10 до 20 номиналов.

Рассмотрим взаимодействие двух автоматов с характеристикой «С», где 40 А установлен на вводе, а 10 А — на отходящей линии. Исходя из сказанного выше, при коротком замыкании автомат 10 А отключится в диапазоне токов 50-100 А, а 40 А в диапазоне 200-400 А. Т. е. если ток при повреждении будет превышать 200 А, то с большой долей вероятности отключится вводной автомат или оба, что не обеспечивает селективной работы. В случае, если на вводе будет установлен автомат также на 40 А, но с характеристикой «D», диапазон его срабатывания будет от 400 до 800 А и порог селективной работы составит уже 400 А. Таким образом применение автоматов с характеристикой «D» на вводе позволяет уменьшить риск ложного отключения вводного автомата при повреждении на отходящей линии.

Кроме того, установка на вводе щита автомата с более высокой отключающей способностью (6 кА против 4.5) позволяет «подстраховать» нижестоящий автомат на случай отключения коротких замыканий с большими токами, что повышает надежность и безопасность всей системы распределения в щите.

Обеспечение селективной работы УДТ

Вторым важным вопросом является обеспечение селективной работы устройств дифференциального тока — УДТ, к которым относятся выключатели дифференциального тока (раньше их называли УЗО) и дифференциальные автоматы (обычно их для краткости называют дифавтоматы). Оба вида этих устройств могут выполнять функцию защиты объекта от пожара и предохранять человека от поражения током.

Все устройства дифференциального тока имеют техническую характеристику «номинальный отключающий дифференциальный ток» — это величина тока (тока утечки), при котором УДТ отключается.

Для защиты от поражения электрическим током применяются УДТ, у которых этот параметр составляет не более 30 мА. По ГОСТ Р 50572.4.42-2012 для защиты от пожара должны устанавливаться УДТ с номинальным отключающим диф. током менее 300 мА. Кроме того, для отдельных видов нагрузок, где из-за отказа высока вероятность пожара, должны быть установлены УДТ с номинальным отключающим диф. током менее 30 мА. К таким нагрузкам можно отнести, к примеру, теплые полы с пленочным нагревательным элементом.

ГОСТ Р 50571.5.53-2013 устанавливает основные правила взаимодействия УДТ в электрической цепи для двух случаев: для применения в жилищном строительстве и для прочих применений.

Так, для жилищного строительства необходимо, чтобы УДТ на вводе имело номинальный отключающий дифференциальный ток в три раза больше, чем устройство на отходящей линии. Это условие подразумевает, что при установке на отходящих линиях УДТ с током отключения 30 мА на вводе мы можем применять устройства, имеющие ток срабатывания как 300 мА, так и 100 мА, т. к. это соответствует условию, указанному выше. Выбор тока срабатывания вводного УДТ определяется несколькими факторами, в частности длиной присоединенных кабелей и мощностью нагрузок.

На практике же для квартир и небольших дачных домов на вводе используют устройства 100 мА, для коттеджей применяют УДТ с током отключения 300 мА, т. к. электрические цепи в последнем случае являются более разветвленными.

Однако как показывает практика, выполнение этого условия не всегда позволяет обеспечить селективную работу УДТ. Дело в том, что повреждения изоляции не всегда развиваются постепенно. Иногда из-за повреждений изоляционных оболочек ток утечки быстро достигает больших значений, что приводит к отключению не только УДТ на поврежденном участке, но и вводного устройства дифференциального тока, что обесточивает всю электроустановку.

Такая ситуация очень неприятна для любого жилища, а для дома и вовсе является критической, т. к. отключаются жизненно важные потребители. Помимо дискомфорта и отключения, по сути, всех инженерных систем в доме, полное отключения электроснабжения требует еще много времени на поиск поврежденного участка и восстановление работы всех систем. В зимнее время это может привести к замерзанию и повреждению, например, систем водоснабжения и отопления дома, а следовательно — к значительному финансовому ущербу.

Решением в данном случае будет установить на вводе УЗО с выдержкой времени на срабатывание, так называемое селективное. Этот тип устройств имеет индекс «S» (от англ. Selectivity — селективность) и в случае повреждения отключается с задержкой до 130 миллисекунд (полное время отключения может быть до 0,5 сек в зависимости от величины диф. тока. См таблицу 1). Такие УЗО с недавнего времени представлены в линейке Easy 9, производимой Schneider Electric.

Таблица 1. Время отключения УЗО

Как это работает?

Например, в квартире установлены селективное УДТ с отключающим током 300 мА на вводе электрического щита и несколько УДТ с отключающим током 30 мА на группах, питающих электрические розетки, как показано на рис 1.

Возникло повреждение кабеля в электрической розетке и из-за этого возникает дифференциальный ток 200 мА, который обнаруживают групповое и вводное УДТ, при этом групповое УДТ отключается мгновенно, а селективное вводное ждет 60 мсек (что видно из таблицы 1). Отключение группового устройства устраняет ток повреждения и вводное УДТ не отключается, т. е. остальная неповрежденная часть электроустановки остается в работе.

Таким вот образом отключается только аварийный участок и при этом не нарушается электроснабжение объекта в целом. При этом селективное УЗО как бы «подстраховывает» УЗО на отходящих линиях. Если одно из них по какой то причине не сработает, в этом случае селективное УЗО отключится, защитив всю электрическую цепь от дальнейшего развития аварии.

Сейчас применение селективных УЗО в жилых и общественных зданиях является обязательным. Так, действующий СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа» п.10.13 требует для повышения уровня защиты от возгорания установки УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током до 300 мА. При этом для соблюдения селективности срабатывания УДТ при двух- и многоступенчатой схеме установки уставка и время срабатывания УДТ, установленного ближе к источнику питания, должны быть как минимум в 3 раза больше, чем у УДТ, установленного ближе к потребителю. Другими словами, УДТ на вводе должно иметь уставку диф. тока до 300 мА и выдержку времени срабатывания, т. е. быть селективным.

Таким образом используя автоматические выключатели линейки Easy 9 с различными номиналами и время-токовыми характеристиками, а также селективные УЗО Easy 9, мы можем обеспечить надежную защиту и бесперебойную работу электрической сети дома или квартиры. Доступная цена и высокое качество этого оборудования, а также постоянно расширяющийся ассортимент позволяют решать с помощью линейки Easy 9 любые задачи современного электромонтажа.

Автомат защиты от короткого замыкания. Принцип работы автоматического выключателя

Несмотря на многообразие типов автоматических выключателей (автоматов), многие работают по схожим принципам и построены на базе стандартного набора функциональных элементов. В связи с широким применением автоматов модульного типа (особенно, в бытовых и низковольтных электросетях), изучать работу автоматического выключателя резонно на их примере. В качестве подопытного образца будет выступать недорогого однополюсный автомат марки ДЭК типа ВА-101-1 C3.

Автомат модульного типа внешне представляет собой стандартизированный по габаритам аппарат в пластмассовом корпусе, имеющий две или более входных клемм (в зависимости от количества полюсов) для подключения питания с одной стороны (обычно, сверху) и подсоединения нагрузки с другой (снизу). На передней панели автомата находится рычаг управления, с помощью которого осуществляется включение и отключение автомата (нагрузки) вручную. По бокам корпуса имеются технологические отверстия для установки дополнительных устройств, например, контактов состояния автомата, независимого расцепителя и некоторых других. Сверху автомат имеет отверстия для доступа к регулировочному винту теплового расцепителя и выхода продуктов горения дугового разряда. Монтаж (крепление) модульного автомата в электрошкафу осуществляется на так называемую DIN-рейку — металлический или пластмассовый профиль определенной формы.

Крепление автомата на DIN-Рейку и снятие в неё.

Окна для подсоединений дополнительных устройств к автомату.

Автомат ДЭК. Вид сверху.
1 — отверстие выхода продуктов горения дуги; 2 — отверстие с регулировочным винтом теплового расцепителя.

В электрическую цепь автомат подключается последовательно — в разрыв цепи питания нагрузки (потребителей). Принцип действия автоматического выключателя состоит в контроле силы электрического тока через автомат и, в случае необходимости, разрыве цепи (отключении нагрузки) с той или иной скоростью (задержкой), начиная с момента превышения тока и в зависимости от «серьезности» (кратности) этого превышения.

Схема подключения однополюсного автомата в цепь питания лампы накаливания.

Корпус модульного автомата, в большинстве случаев, неразборный. Для его вскрытия, с целью изучения, потребуется удалить (высверлить и извлечь) все заклепки и разделить корпус на две части. Элементы корпуса выполнены из пластмассы, не поддерживающей горение, с достаточной (расчетной) электроизоляционной способностью. С внутренней стороны полукорпусов имеются пазы и направляющие для установки функциональных элементов автомата.

Процесс вскрытия автомата.

Автоматический выключатель ДЭК внутри.

Автомат полностью разобран.

Устройство автоматического выключателя с подписями его функциональных элементов.

Механизм взвода и расцепления — механическая система из пружин и рычажков, выполняющая две основные функции: удержание контактов в сомкнутом состоянии при штатном режиме работы, и, при возникновении аварийной ситуации, по командам расцепителей или оператора (ручное отключение) быстро отвести подвижный контакт от неподвижного.

Автомат включен, механизм взведен.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с подвижным сердечником (якорем), который работает как толкатель. Когда ток через обмотку достигает определенного значения, якорь надавливает на рычажок спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки. Число витков катушки и сечение обмоточной проволоки электромагнита рассчитано так, чтобы срабатывать только при относительно больших превышениях номинального тока автомата (например, при коротком замыкании), а так же чтобы выдерживать такие превышения неоднократно.

Нижняя клемма, катушка электромагнитного расцепителя и биметаллическая пластина соединены сваркой.

Якорь электромагнитного расцепителя в собранном (слева) и разобранном (справа) виде.

При движении якоря вниз в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

При движении якоря вниз, он увлекает за собой подвижный контакт, чем помогает механизму расцепления развести контакты.

Тепловой расцепитель — , изгибающаяся в определенную сторону при нагреве в результате прохождения тока через специальный проводник повышенного сопротивления, намотанный поверх неё (биметаллическая пластина косвенного нагрева). При определенном угле изгиба пластины, её кончик надавливает на рычажок спискового механизма — автомат отключается. В отличие от электромагнитного расцепителя, тепловой расцепитель более медлителен и не способен срабатывать за доли секунды, однако, он более точен и поддается тонкой настройке.

При изгибании кончика биметаллической пластины в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

Дугогасительная камера , имеющаяся в устройстве автоматического выключателя, обеспечивает быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов. Она представляет собой набор металлических пластин, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Попадая на пластины, дуга разделяется, завлекается внутрь дугогасительной камеры и тухнет. Продукты горения дуги и избыточное давление сбрасываются наружу через специальный канал в корпусе автомата.

Автоматический выключатель устроен и работает по принципу постоянного слежения за силой электрического тока, использует сразу два детектора-расцепителя: электромагнитный и тепловой. Первый обладает высокой скоростью реакции, которая необходима для защиты от быстрорастущих сверхтоков, вторая — точностью и определенной задержкой в срабатывании, что позволяет исключить ложные отключения нагрузки при кратковременном и небольшом превышении силы тока.

Автоматические выключатели – это устройства, которые предназначаются для защитного отключения цепей постоянного и переменного тока в случаях короткого замыкания, токовой перегрузки, снижения напряжения или его исчезновения. В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения, могут многократно использоваться, а также при трехфазном исполнении при срабатывании предохранителя какая – то из фаз (одна либо две) могут остаться под напряжением, что является тоже аварийным режимом работы (особенно при питании трехфазных электродвигателей).

Автоматические выключатели классифицируют по выполняемым функциям, таким как:

• Автоматы минимального и максимального тока;
• Автоматы минимального напряжения;
• Обратной мощности;

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока. Его схема показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Конструкции автоматических выключателей

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока. В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Ниже показан пробочный автомат на ток 6 А и напряжением не превышающим 250 В:

Где: 1 – электромагнит, 2 –пластина биметаллическая, 3, 4 – кнопки включения и выключения соответственно, 5 – расцепитель.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального, пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина 2 деформируется в следствии нагрева, и воздействует на механизм расцепителя 5. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит 1, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Также данный тип автомата отключается вручную путем нажатия кнопки 4, а включение только ручное путем нажатия кнопки 3. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки. Принципиальная электрическая схема автомата показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – биметаллическая пластина.

Принцип действия трехфазных автоматических выключателей практически ничем не отличается от однофазных. Трехфазные выключатели снабжаются специальными дугогасительными камерами или катушками, в зависимости от мощности устройств.

Ниже приведено видео подробно описывающее работу автоматического выключателя:

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

• Пожаров.
• Ударов человека током.
• Неисправностей электропроводки.

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:

Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
Автоматы на 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
Автоматы на 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Такие автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут.

Электрические автоматы со свойством, обозначенным буквой «В», способны отключаться за 5 – 20 с. При этом значение тока составляет до 5 номинальных значений тока. Такие модели автоматов используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Автоматические выключатели с этой маркировкой могут выключиться за время в интервале 1 – 10 с, при 10 кратной токовой нагрузке. Такие модели применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D».

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Электрические автоматы защиты, они же автоматические выключатели, необходимы для предохранения электросети от перегрузок и короткого замыкания. Они помогают избежать чрезмерной нагрузки на электросеть , если к ней подключен мощный электроприбор или несколько электроприборов с высокой суммарной мощностью.

Автоматические выключатели не дают электропроводке перегреться и, соответственно, предотвращают выход из строя проводников, электроприборов, возгорание и пожар.

Состав автоматов защиты. Типы расцепителей

Современные электрические автоматические выключатели в большинстве своём состоят из теплового и электромагнитного расцепителей, которые и обеспечивают их работу. Давайте остановимся на этом поподробнее.

Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид: катушку со стальным сердечником, обмотанную несколькими витками изолированного проводника. Как мы знаем из школьного курса, электрический ток при прохождении по катушке возбуждает электромагнитное поле вокруг нее. Как только он превышает заданное значение, сердечник втягивается внутрь, и выключатель срабатывает . Если значение оказывается меньше номинальной силы электромагнитного поля, расцепление цепи не происходит, и прибор остается включенным.

Тепловой расцепитель имеет другой состав и принцип действия. По сути, он представляет собой биметаллическую пластину, стороны которой имеют разные коэффициенты температурного расширения (обычно используют сплавы железа и меди).

Снова обратимся к курсу школьной физики : ток, проходя по проводнику, вызывает его нагрев. Т.к. коэффициент температурного расширения для разных сторон пластины разный, то при достижении номинального тока она выгнется в сторону металла с меньшим значением коэффициента (медно-железная пластина изогнётся в сторону меди), толкнет специальный рычаг и тем самым разрывает цепь.

Также нельзя не упомянуть полупроводниковые расцепители, хотя используются они в быту редко. Их применяют в защитном выключателе электропроводки частного дома или на линии мощного электродвигателя. Величину тока в них распознают трансформаторы — для сети переменного, — или дроссельные усилители, если аппарат установлен на линии постоянного тока. Расцепление производит блок полупроводниковых реле. Но, как уже упоминалось, встречаются они редко.

Помимо вышеперечисленных, есть минимальные и дистанционные расцепители, но они более дорогие в сравнении с остальными.
Наиболее оптимальным для работы автоматического выключателя является сочетание электромагнитного и теплового расцепителей.

Устройство электрического автомата защиты

В верхней части прибора располагается защищенный от короткого замыкания контакт. Дело в том, что при коротком замыкании в проводнике возникает электрический ток большого номинала, и могут обгореть контакты. Для их защиты используется специальный сплав металлов, а также камера для сброса плазмы , которая образуется вследствие короткого замыкания на конце проводника.

В более дешевых автоматических устройствах используются сплавы, выдерживающие около 4500 A, в более дорогих — сплавы, выдерживающие ток короткого замыкания 6500. Именно по причине разницы в сплавах бока дешевых автоматов желтеют с течением времени. Определить установку по току у прибора можно благодаря обозначению в рамке снаружи на корпусе.

Каждый автомат рассчитан на определенное количество коротких замыканий, и использовать их для включения и выключения нагрузки слишком часто не рекомендуется.

Современные электрические автоматические выключатели содержат две ступени защиты: после защищенного контакта в современных автоматах располагаются электромагнитный размыкатель, а за ним тепловой.

За тепловым размыкателем следует контакт для подключения нагрузки. К данному контакту разрешено подключать только по одному проводнику в отверстие , в то время как в верхний (защищенный) контакт разрешено подсоединять не более двух.

Обозначения на электрических автоматах защиты

Выключатели различаются между собой по максимально-токовой нагрузке, которую они могут выдержать, и типу подключаемой нагрузки. Разумеется, очень важно заранее определить, какой именно тип вам нужен.

Сделать это можно по буквенным и цифровым значениям на корпусе. Давайте разберемся в их значении.
Возьмём, к примеру, маркировку «С16». Она означает, что данное устройство пропускает номинальный ток (Iн) работы автоматы 16 А (Ампер). Теперь давайте попробуем разобраться с буквенным обозначением по следующей таблице:

Российские производители изготавливают выключатели с характеристиками B, C и D, европейские имеют дополнительную характеристику «А».

Выключатели с обозначением «А» предназначены для установки в цепях удаленной нагрузки и для подключения электроники (например, в серверной). Такой прибор работает как предохранитель, он наиболее чувствителен к перепадам тока. Он ставится в загородных деревянных домах на оборудование, которое остается включенным во время длительного отсутствия хозяев.

Выключатели с обозначением «В» предназначены для установки в деревянном строительстве на дачах для всего остального оборудования (помимо тех, где установлены автоматы с характеристикой «А»). Кроме того, их используют для электропечей, обогревателей, устанавливают на розетки.

Автоматические выключатели с обозначением «С» необходимы тем, где нагрузка смешанная: в квартирах и домах с постоянным проживанием или дачах из негорючих материалов. Их используют для трансформаторов и цепей освещения, там, где используется бытовая техника типа холодильников, посудомоечных машин и так далее. Это наиболее распространённый тип выключателей .

Приборы с обозначением «D» слабо чувствительны к перепадам тока и поэтому предназначены для установки на производствах с мощными электродвигателями : токарные станки, фреза, для компрессоров, сварочных агрегатов и т.д.

Дополнительно есть приборы с характеристиками MA (где отсутствует тепловой расцепитель), Z и К, но их используют куда реже, поэтому рассматривать их подробно мы не будем.

Для защиты электропроводки в квартирах и частных домах от короткого замыкания и токовой перегрузки практически всегда используют электрические автоматические выключатели модульной конструкции. Они компактны, легко монтируются и заменяются, в случае необходимости, этим и объясняется их широкое применение в быту.
На вид автомат (АВ) представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка (флажок) включения и выключения, на тыльной стороне — фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу — металлические винтовые клеммы.
В данной статье рассмотрим , устанавливаемого в наших квартирах и домах.

Принцип работы автоматического выключателя

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник — на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него — на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.
В аварийных режимах отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.
Тепловой расцепитель — это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.
Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Принцип работы автомата в режиме перегрузки цепи

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.
Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.
Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении которые имеют большие пусковые токи).
Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.
На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.
Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) — вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.
В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Работа выключателя во время короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.
Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.
Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.
Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.
В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.
Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.
Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.
Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.
В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.
Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно — виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Защита в действии. Принцип действия автоматического выключателя

21vek-220v.ru

3-12-2014

3-12-2014

Защита в действии. Принцип действия автоматического выключателя

21vek-220v.ru

Основные принципы работы автоматических выключателей

Так как автоматический выключатель кроме коммутационных операций выполняет функции защиты электрических сетей и различного электрического оборудования в аварийных ситуациях, то его нужно рассматривать с учетом вариантов использования.
Коммутационные функции автоматический выключатель может выполнять не часто — не более 30 раз в сутки. Для более частых переключений, отключений и включений существуют специальные устройства и приборы.
Автоматические выключатели (автоматы) сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась простата и удобство их эксплуатации и обслуживания, особенно в установках большой мощности.
В основном, коммутация автоматических выключателей выполняется в ручном режиме, но есть модели, разработанные для использования со специальным (электромагнитным или электродвигательным) приводом. Такие устройства позволяют проводить управление выключателем дистанционно.
Но ручной (или приводный) режим управления относится к операции включения. Отключение автоматического выключателя (автомата) происходит в автоматическом режиме. Выключение может происходить при достижении максимально допустимых токов или (в некоторых устройствах) при достижении минимально допустимых токов.
В зависимости от функциональности автоматического выключателя их делят на:

• • автоматы тока максимального,
• • автоматы понижения напряжения,
• • автоматы обратной мощности.

Автомат тока максимального применяется для разрыва электрической цепи в условиях достижения предельных нагрузок или тока короткого замыкания. Такое использование автоматического выключателя повторяет использование рубильника с предохранителями. Но в выключателе не нужно менять плавкие вставки, а достаточно его повторно включить. Хотя рубильник с предохранителем незаменим при некоторых особых режимах использования электрической системы.
Использование автоматических выключателей в условиях с повышенной влажностью или запыленностью должно быть в закрытом щите или шкафу с достаточной степенью защиты IP.
Скорость срабатывания (отключения цепи) определяется принципом работы и системой гашения дуги. Эти характеристики свойственны для токоограничивающих автоматов.
Регулируемая скорость срабатывания (отключения) автоматического выключателя реализована в селективных (регулируемых) автоматах.
Но если требуется защита от токов другой направленности по сравнению с рабочими, то применяют автоматы обратного тока.
Особую конструкцию имеют неполяризованные автоматические выключатели, которые могут отключать цепь, контролируя его величину во всех направлениях. Поляризованный автомат производит контроль величины тока только в одном направлении.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

• • электромагнитный — защищают от короткого замыкания цепи,
• • тепловой — защищают от перегрузок цепи,
• • комбинированный — совмещают защиту от КЗ и перегрузок,
• • полупроводниковый — настраиваемые системы защиты с точной установкой параметров.

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

• • контактная система,
• • система расцепителей,
• • система дугогашения,
• • система управления,
• • механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

Основные принципы работы автоматических выключателей

Так как автоматический выключатель кроме коммутационных операций выполняет функции защиты электрических сетей и различного электрического оборудования в аварийных ситуациях, то его нужно рассматривать с учетом вариантов использования.
Коммутационные функции автоматический выключатель может выполнять не часто — не более 30 раз в сутки. Для более частых переключений, отключений и включений существуют специальные устройства и приборы.
Автоматические выключатели (автоматы) сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась простата и удобство их эксплуатации и обслуживания, особенно в установках большой мощности.
В основном, коммутация автоматических выключателей выполняется в ручном режиме, но есть модели, разработанные для использования со специальным (электромагнитным или электродвигательным) приводом. Такие устройства позволяют проводить управление выключателем дистанционно.
Но ручной (или приводный) режим управления относится к операции включения. Отключение автоматического выключателя (автомата) происходит в автоматическом режиме. Выключение может происходить при достижении максимально допустимых токов или (в некоторых устройствах) при достижении минимально допустимых токов.
В зависимости от функциональности автоматического выключателя их делят на:

• • автоматы тока максимального,
• • автоматы понижения напряжения,
• • автоматы обратной мощности.

Автомат тока максимального применяется для разрыва электрической цепи в условиях достижения предельных нагрузок или тока короткого замыкания. Такое использование автоматического выключателя повторяет использование рубильника с предохранителями. Но в выключателе не нужно менять плавкие вставки, а достаточно его повторно включить. Хотя рубильник с предохранителем незаменим при некоторых особых режимах использования электрической системы.
Использование автоматических выключателей в условиях с повышенной влажностью или запыленностью должно быть в закрытом щите или шкафу с достаточной степенью защиты IP.
Скорость срабатывания (отключения цепи) определяется принципом работы и системой гашения дуги. Эти характеристики свойственны для токоограничивающих автоматов.
Регулируемая скорость срабатывания (отключения) автоматического выключателя реализована в селективных (регулируемых) автоматах.
Но если требуется защита от токов другой направленности по сравнению с рабочими, то применяют автоматы обратного тока.
Особую конструкцию имеют неполяризованные автоматические выключатели, которые могут отключать цепь, контролируя его величину во всех направлениях. Поляризованный автомат производит контроль величины тока только в одном направлении.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

• • электромагнитный — защищают от короткого замыкания цепи,
• • тепловой — защищают от перегрузок цепи,
• • комбинированный — совмещают защиту от КЗ и перегрузок,
• • полупроводниковый — настраиваемые системы защиты с точной установкой параметров.

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

• • контактная система,
• • система расцепителей,
• • система дугогашения,
• • система управления,
• • механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

Конструкция и особенности работы дифференциального автомата

Дифференциальный автомат — оборудование, которое совмещает в себе свойства УЗО и автомата. Основное назначение устройства — обеспечение защиты от ударов током в условиях контакта с элементами, проводящими его, в условиях утечки или проблем в функционировании.

Двухфазный дифференциальный автомат

Выключатель дифференциального тока по своей конструкции состоит из двух базовых элементов:

• Рабочая часть — собственно, автомат, в котором предусмотрено наличие расцепляющего механизма и специальной рейки, срабатывающей под внешним воздействием механического характера. В зависимости от модели оборудования, выключатель в его конструкции может иметь два или четыре полюса
• Расцепители — как и в выключателе обычного типа, их предусмотрено два: тепловой и электромагнитный. Первый включается в работу в условиях перегрузки, второй обесточивает линию при возникновении короткого замыкания
• Защитная часть — речь идет об основном элементе, отвечающем за защиту дифференциального типа. Именно он устанавливает факт утечки. Также данный элемент участвует в процессе преобразования тока, и, таким образом, производит сброс посредством рейки. Защитный модуль должен иметь доступ к питанию, и именно по этой причине он активизируется вместе с автоматом. Процесс происходит в определенной последовательности.

Важно! В конструкции защитного модуля есть устройства дополнительного назначения — усилитель с магнитной катушкой, трансформатор, который определяет остаток тока. Чтобы проверить исправность этого элемента, можно просто нажать кнопку «ТЕСТ», которая имеется на его корпусе. Посредством нажатия на эту кнопку имитируется утечка, и оборудование, если оно работает в нормальном режиме, сразу же отключается.

Дифференциальный автомат с с кнопкой проверки работоспособности

Принцип работы

Автоматический выключатель дифференциального тока функционирует примерно по тому же принципу, что и УЗО. Факт утечки регистрируется посредством трансформатора, принцип функционирования которого базируется на вариации показателей проводниковых токов, обеспечивающих подачу энергии к защитной установке. В том случае, если изоляция является целой, а с элементами, проводящими ток, не устанавливается никаких контактов, утечку можно считать отсутствующей. В фазах и на нуле токи будут иметь одинаковые значения.

Электрический ток появляется в конструкции обмотки вторичного типа. В таких условиях начинает функционировать специальная защелка. Она оказывает определенное воздействие на механизм, который отвечает за разъединение системы контактов и самого оборудования.

Дифавтомат для нескольких цепей

Сфера применения

Дифференциальный выключатель автоматического типа подходит для применения в сетях с любыми характеристиками. Сети могут иметь три, одну фазу. Дифференцированный автоматический выключатель, выбранный правильно, существенным образом повышает безопасность эксплуатации бытовой техники, различных приборов. Эксплуатация может быть регулярной и даже постоянной. Качественные автоматы защиты электросети — это гарантированная защита от пожаров. Как известно, они нередко появляются в условиях возгорания, деформации целостности изоляции элементов, проводящих ток, в конструкции разных моделей бытовой техники.

Автомат в электрическом щитке

Как подключить

Разобравшись с тем, что такое дифавтомат в электрике, следует получить представление о принципах его подключения. Они являются примерно теми же, что и в случае с обычным УЗО. Правила таковы:

• Точно так же, как и УЗО, электрические автоматы защиты требуют подключения нолей и фаз цепей, защиту которых необходимо обеспечить
• Запрещено соединять провод, идущий из конструкции автомата, с аналогичными элементами нулевого значения. В таких условиях оборудование просто выйдет из строя, с учетом того, что показатели токов в проводах будут различаться.

Важно! Все группы электрики могут иметь защиту в виде одного автомата дифференциального типа. Устанавливается он, как правило, на участке ввода. Но есть и другая схема, в соответствии с которой автомат используется для защиты конкретной группы электрики, подсоединенной к сети. Такой способ имеет смысл выбирать в тех случаях, когда нужна основательная, гарантированная защита помещений.

Схемы подключения

Если автомат защиты ставится на все группы, то его провода подсоединяются к клеммам, расположенным наверху. К клеммам, расположенным внизу, подводится нагрузка, которая идет от каждой из групп. Следует заранее разделить выключатели. У такой схемы есть преимущества, но есть и недостатки: группы деактивируются, если автомат срабатывает в аварийном режиме. То же самое происходит и в условиях появления проблем в работе любой из имеющихся групп. Чтобы свести к минимуму риск такого срабатывания в помещениях жилого типа, в том числе, с ветхой проводкой, можно установить дифференцированный автомат защиты по току, запрограммированный на включение в условиях с определенными показателями утечки — 30 мА.

Сборка электрического щитка в помещении

Специалисты рекомендуют выбирать для подключения вторую схему: автомат защиты сети подсоединяется к конкретной электрической группе. Схема актуальна даже для тех помещений, в которых уровень влажности воздуха является достаточно высоким. Это кухни, санузлы. Подобная схема выбирается и для помещений, к безопасности которых предъявляются особые требования.

Следует отметить, что защита конкретной группы является более эффективной, чем защита сразу нескольких групп. И речь идет не только о безопасности. Важным аргументом в пользу выбора второй схемы можно считать функциональность.

Важно! При срабатывании одного автомата, сеть не будет полностью обесточена, если оборудование подключено по второй схеме. Эта схема обеспечивает гарантированное и бесперебойное снабжение электричеством в любых условиях. Минус у такого подключения один — высокая стоимость.

Селективная схема

Дифференциальные автоматы могут быть подключены по селективной или по другой схеме. Проще всего рассмотреть преимущества и недостатки каждой из схем на примере многоквартирного дома.

• Селективная схема — при таком подключении даже в условиях утечки от питания будет отключен только тот объект (квартира), в котором произошла авария. Общий автомат будет продолжать работу, и другие объекты — квартиры, в которых системы не были повреждены — будут получать электричество в нужном объеме
• Не селективная схема — такое подключение не гарантирует того, что питание будет обеспечиваться. Объект, на котором зарегистрированы неполадки, будет обесточен, а вместе с ним — и тот автомат, который расположен за его пределами. Сразу же будет деактивирована деформированная электролиния, вслед за ней отключатся и целые линии. Причина — в том, что автомат, установленный на площадке, имеет свои показатели утечки, а элементы отходящего типа — совершенно другие.

Селективная схема подключения автоматов к сети

Важно! Автоматические устройства должны выбираться в соответствии с показателями утечки. Однако выбор схемы от этого не зависит. Селективной может считаться только та схема, в которой оборудование имеет соответствующее обозначение — это латинская буква S.

Посмотрите короткое видео о том, что будет если неправильно выбрать общий неселективный дифавтомат

Особенности установки

Сегодня наиболее распространены дифференциальные выключатели, у которых номинал утечки составляет максимум 30 мА. Такие модели устанавливаются в сетях с тремя, одной фазами. Перед тем, как перейти к их установке, следует как можно более точно определить функциональные характеристики оборудования, его возможности. Также рекомендуется принимать во внимание число потребителей электроэнергии, имеющих доступ к цепи. Это поможет снизить риск ложных срабатываний в условиях перегрузки.

Специфика выбора

Часто перед потребителями электроэнергии встает вопрос: что предпочесть — дифференциальный автомат или УЗО? Однозначного ответа на него просто нет, ведь выбор обуславливается целым рядом факторов.

• Конструкция щитка, наличие в нем свободного места — даже если проводка реконструируется, этот элемент практически не изменяется. Желание установить то или иное оборудование в щитке может не получиться реализовать — в нем попросту может не быть места для него. Дифференциальное оборудование занимает меньше места, чем УЗО. Однако УЗО должно иметь защиту, которую ему обеспечивает автомат. Таким образом, устанавливаются оба устройства, и УЗО займет в щитке больше места
• Цели подключения — если принципиальное значение имеет защита от тока бытовой техники, то вполне хватит и дифференциального автомата. В том случае, если требуется защита не отдельной единицы, но нескольких розеток, имеет смысл установить УЗО. Как только будет зарегистрировано превышение мощности, дифференциальный автомат сразу же будет деактивирован, что повлечет за собой необходимость в замене на более высокий номинал. Если речь идет об УЗО, то все, что потребуется сделать — заменить автомат. В данном случае, имеет значение финансовый вопрос: что обойдется дешевле — автомат или дифференциальное оборудование?

УЗО+автомат и дифавтомат

Вас могут заинтересовать:

Назначение и принцип работы дифференциального автомата |

Дифференциальный автомат – устройство, перенявшее от себя весь функционал УЗО и получившее дополнительно автовыключатель. Если сказать несколько проще, то автомат выступает в качестве отключателя, когда возникает опасность в поражении электрическим током. Устройство также предназначено для защиты сетей от перегрузок и замыканий благодаря функции автоматического выключения.

Заметим, что УЗО (устройство защитного отключения) отличается от дифавтомата. Внешне два эти устройства очень схожи между собой, но функции, которые они выполняют – различны. Так, УЗО срабатывает, когда в сети, к которой подключено устройство будет возникать ток утечки, в первую очередь опасный для человека; утечка также способна привести к пожароопасным ситуациям. Дифавтомат же способен защитить не только человека от удара током, но и сеть от замыканий, перегрузок; препятствует возникновению утечек и т.п.

Конструкция

По своей конструкции автоматы, как и большинство подобного оборудования, состоят из рабочей и защитной части. Рабочая область содержит в себе рейку сброса и устройство расцепления. В зависимости от вида автомата, могут быть установлены двух- или четырехполосные расцепители. В большинстве случаев автомат оборудуется, имеет два расцепителя:

• тепловой – работает при появлении перегрузок;
• электромагнитный – отключает линию при появлении коротких замыканий.

В качестве защитной области выступает модуль защиты, который способен обнаруживать ток утечки. Модуль также способен конвертировать ток в механическое воздействие, благодаря которому выполняется сброс выключателя. Дополнительно в модуле реализованы устройства, один из которых – трансформатор, способный обнаруживать ток, а также усилитель с катушкой сброса.

Большинство автоматов имеют на своем корпусе специальную кнопку, при помощи которой будет выработан искусственный ток. Собственно, если автомат исправен, то он должен сработать. Эту кнопка в первую очередь предназначена для проверки устройства, до того, как оно было подключено к сети.

Принцип работы

Дифавтомат, как и устройство отключения, использует в качестве датчика трансформатор. Суть действия этого автомата заключается в изменении тока в проводниках, которые дают энергию на установку, для которой предоставляется защита.Назначение и принцип работы

Ток утечки будет отсутствовать в том случае, когда не будет возникать повреждений изоляции проводки или к частям установки не будет ничто прикасаться. При таком раскладе, в фазном и нулевом проводе будут протекать равные по напряжению токи.

Таким образом, если человек нечаянно дотронется до фазного проводника или будут нарушены изоляционные свойства диэлектрика, то произойдет нарушение магнитных потоков и баланса тока. В результате во второй обмотке появится ток, при помощи которого будет приведена в действие магнитноэлектрическая защелка; она в свою очередь приведет в действие механизм, который расщепит систему и контактную систему.

Подбивая итоги, отметим, что автоматы успешно используются в одно- и трехфазных сетях переменного тока. Данные устройства выводят уровень безопасности на совершенно новый уровень при использовании различных электроприборов; практика показывает, что автоматы превосходно предотвращают пожароопасные ситуации и защищают человека от ударов током.

Назначение и принцип действия выключателя

Автоматический выключатель — это коммутационное устройство, которое может замыкать, передавать и отключать ток в нормальных условиях контура, а также может замыкать, переносить и отключать ток в ненормальных условиях контура (включая условия короткого замыкания) в течение определенного времени. Автоматические выключатели могут использоваться для распределения электроэнергии, нечастого запуска асинхронных двигателей и защиты линий электропередач и двигателей. Они могут автоматически отключать цепь при серьезной перегрузке, коротком замыкании или пониженном напряжении.Его функция эквивалентна комбинации предохранителя с реле перегрева и недогрева. Более того, как правило, нет необходимости менять детали после отключения тока короткого замыкания. В настоящее время он получил широкое распространение.

Автоматический выключатель обычно состоит из контактной системы, системы гашения дуги, рабочего механизма, расцепителя и корпуса. Автоматические выключатели делятся на автоматические выключатели, автоматические выключатели в литом корпусе и автоматические выключатели рамного типа в зависимости от их конструкции.

Роль автоматических выключателей

Отключите и включите цепь нагрузки, а также отключите неисправную цепь, чтобы предотвратить распространение аварии и обеспечить безопасную работу. Высоковольтный выключатель должен разорвать дугу 1500 В, ток 1500-2000 А, эти дуги можно растянуть до 2 м, но они продолжают гореть и не гаснуть. Поэтому гашение дуги — это проблема, которую необходимо решать с помощью высоковольтных выключателей.

Низковольтные выключатели также называются автоматическими воздушными выключателями, которые могут использоваться для подключения и отключения цепей нагрузки, а также могут использоваться для управления двигателями, которые запускаются нечасто.Его функция эквивалентна сумме части или всех электрических устройств, таких как рубильник, реле максимального тока, реле потери напряжения, тепловое реле и устройство защиты от утечек. Это важный защитный электрический прибор в низковольтных распределительных сетях.

Низковольтные автоматические выключатели обладают множеством функций защиты (защита от перегрузки, короткого замыкания, пониженного напряжения и т. Д.), Регулируемым значением срабатывания, высокой отключающей способностью, удобством в эксплуатации и безопасностью, поэтому в настоящее время они широко используются.Устройство и принцип работы Низковольтный автоматический выключатель состоит из исполнительного механизма, контактов, устройств защиты (различных расцепителей), системы гашения дуги и т. Д.

Принцип работы выключателя

Когда происходит короткое замыкание, магнитное поле, создаваемое большим током (обычно в 10–12 раз), преодолевает пружину силы реакции, расцепитель срабатывает на приводной механизм, и переключатель мгновенно срабатывает.

При перегрузке ток становится больше, увеличивается тепловыделение, и биметалл до определенной степени деформируется, заставляя механизм двигаться (чем больше ток, тем короче время действия).

Главные контакты выключателей низкого напряжения управляются вручную или электрически замыкаются. После того, как главный контакт замкнут, механизм свободного отключения блокирует главный контакт в замкнутом положении. Катушка расцепителя максимального тока и термоэлемент теплового расцепителя включены последовательно с главной цепью, а катушка расцепителя минимального напряжения подключена параллельно источнику питания. Когда цепь закорочена или сильно перегружена, якорь расцепителя максимального тока втягивается, вызывая срабатывание свободного отключающего механизма, и главный контакт разъединяет главную цепь.При перегрузке цепи нагревательный элемент теплового расцепителя изгибает биметалл и толкает механизм свободного срабатывания. Когда в цепи пониженное напряжение, якорь расцепителя минимального напряжения отпускается. Это также приводит в действие механизм свободного отключения. Независимый расцепитель используется для дистанционного управления. Во время нормальной работы его катушка обесточена. Когда требуется дистанционное управление, нажмите кнопку пуска, чтобы активировать катушку, и якорь приводит в действие механизм свободного отключения для перемещения главного контакта.Нажмите «Отключиться».

Теперь есть электронные типы, которые используют трансформаторы для сбора токов каждой фазы и сравнения их с установленными значениями. Когда ток ненормальный, микропроцессор посылает сигнал, чтобы электронный расцепитель приводил в действие рабочий механизм.

Параметры выключателя

Номинальное рабочее напряжение (Ue): это напряжение, при котором автоматический выключатель работает в нормальных (непрерывных) условиях.

Номинальный ток (In): максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оборудованный специальным реле максимального тока, может выдерживать неопределенно долго при температуре окружающей среды, указанной производителем, и не будет превышать температурный предел, указанный токоведущим компонентом.

Значение уставки тока срабатывания реле короткого замыкания (Im): реле срабатывания короткого замыкания (мгновенное или с короткой задержкой) используется для быстрого отключения автоматического выключателя при возникновении высокого значения тока короткого замыкания и его предела срабатывания Im.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn): Номинальный ток отключения при коротком замыкании автоматического выключателя — это максимальное (ожидаемое) значение тока, которое автоматический выключатель может отключить без повреждения. Текущее значение, указанное в стандарте, представляет собой среднеквадратическое значение переменной составляющей тока повреждения.При расчете стандартного значения переходная составляющая постоянного тока (всегда возникающая при наихудшем случае короткого замыкания) принимается равной нулю. Номинальные характеристики промышленных автоматических выключателей (Icu) и бытовых выключателей (Icn) обычно выражаются в кА (действующее значение).

Отключающая способность при коротком замыкании (Ics): Номинальная отключающая способность автоматического выключателя делится на два типа: номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании и номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании.

Автоматический выключатель (MCB): определение, принцип работы

Быстро растущий спрос на электроустановки, состоящие из высококачественных электрических компонентов, диктует новые тенденции в разработке выключателей низкого напряжения. Миниатюрный автоматический выключатель является отражением передовой технологии автоматических выключателей. В этой статье описаны основы MCB. Он отвечает на все вопросы о автоматических выключателях.

Что такое автоматический выключатель?

Миниатюрный автоматический выключатель обеспечивает защиту от перегрузки и короткого замыкания проводов, двигателей и пускателей.Он предотвращает возможный пожар и защищает человеческую жизнь. Это лучшее защитное устройство для безопасности цепей и людей.

Основная функция автоматического выключателя — защита цепей от воздействия тепловых и магнитных сверхтоков.

Защита от перегрузки по току имеет решающее значение для электрической установки, потому что она позволяет избежать повреждения изоляционных характеристик проводки, эти повреждения могут вызвать:

— Увеличение потребления электроэнергии из-за остаточного тока, вызванного проблемами изоляции в проводке

— Несчастный случай из-за прямого контакта с поврежденными проводами

Когда ток в цепи превышает ток, записанный на MCB, он защищает нагрузку, размыкая контакты.Когда MCB открывается (который при нормальных условиях закрыт), он изолирует нагрузку от основного источника питания.

Автоматический выключатель автоматически размыкается при прохождении через его контакты сверхтока. Когда фактор, вызывающий чрезмерный ток, устранен, он может быть снова активирован благодаря ручке на нем.

Для лучшего понимания мы должны взглянуть на термические и магнитные операции.

Тепловой режим

Тепловой режим защищает от умеренных перегрузок.В условиях перегрузки термо-металлический элемент (биметаллическая полоса) отклоняется до тех пор, пока не задействует фиксирующий механизм, позволяющий размыкать основные контакты. Это также известно как защита от перегрузки. Длительные перегрузки по току могут быть опасными, поскольку они сокращают срок службы электрической установки, проводов и компонентов и, если их не контролировать, могут привести к возгоранию.

Магнитное управление

В магнитном режиме большие перегрузки или ток короткого замыкания приводят в действие селеноид, в результате чего плунжер ударяет по фиксирующему механизму, быстро размыкая главные контакты.Это также известно как защита от короткого замыкания. Размыкание контактов MCB во время короткого замыкания завершается за 0,5 миллисекунды.

Ниже вы можете увидеть принцип работы MCB в формате видео:

Кривые срабатывания автоматического выключателя

В зависимости от характеристик отключения автоматические выключатели доступны с кривыми B, C, D, K и Z для соответствия различным типам приложений.

B Кривая: Для защиты электрических цепей с оборудованием, не вызывающим скачков тока (цепи освещения и распределения) Расцепитель короткого замыкания установлен на 3-5-кратный номинальный ток (In)

C Curve: Для защиты электрических цепей с оборудованием, вызывающим импульсный ток (индуктивные нагрузки и средства управления двигателем) Расцепитель короткого замыкания установлен на 5-10-кратный номинальный ток (In)

D Кривая: Для защиты электрических цепей, вызывающих высокий пусковой ток, обычно в 12-15 раз превышающий номинальный тепловой ток (трансформаторы, рентгеновские аппараты и т. Д.)) Расцепитель короткого замыкания установлен на 10-20-кратный номинальный ток (In)

K Кривая: Для защиты обмоток двигателей и трансформаторов и одновременной защиты кабелей от сверхтоков. Расцепитель короткого замыкания настроен на 10-14-кратный номинальный ток (In)

Z Curve: Для цепей управления с высоким импедансом, цепей преобразователя напряжения и защиты полупроводников, одновременная максимальная токовая защита кабелей. Расцепитель короткого замыкания установлен на 2-3-кратный номинальный ток (In)

Пояснение к приведенной выше кривой:

Предположим, что в вашей установке установлены автоматические выключатели типов B, C, D и Z на 10 А.Если в цепи перегрузка 40А:

B, C и D отключатся через 1,5… 30 секунд. (Тепловой режим)

Z сработает через 0,02 секунды. (Магнитный режим)

Конструкция с автоматическим выключателем

Применение автоматических выключателей

Автоматические выключатели (MCB) обеспечивают электробезопасность в домах, офисах и других зданиях, а также для промышленного применения, защищая электрические установки от перегрузок и коротких замыканий.Их можно найти повсюду вокруг нас, например:

• Жилые и коммерческие здания.
• Приложения для защиты двигателей и трансформаторов.
• Полупроводниковые схемы.
• Фотоэлектрические приложения.
• Транспорт. (Морской, железнодорожный, электромобиль)
• Машины. (Генераторы, компрессоры, конвейеры и др.)

Часто задаваемые вопросы о MCB

Каковы преимущества автоматического выключателя?

• Универсальный: Защита цепей и свойства разъединителя в одном устройстве.
• Восстанавливаемый: Эта функция отличает MCB от предохранителя картриджа и предохранителя HRC. Патронный предохранитель и предохранитель HRC необходимо заменить новыми, если они перегорели.
• Техническое обслуживание: MCB имеет меньшую стоимость технического обслуживания и замены. Его можно установить на DIN-рейку. Это сокращает простои подключенных потребителей электроэнергии.
• Простота использования: Компактный и простой в установке.
• Компактность: Экономия места и времени благодаря компактным размерам.
• Срок службы: MCB имеют длительный срок службы.
• Экологичность: Подходит для вторичной переработки.
• Полное: Замыкает все полюса в случае неисправности. Полное выключение!

Каковы недостатки автоматического выключателя?

• Стоимость: Автоматические выключатели типа D, Z, K обычно стоят дороже, чем типы B и C.
• Медленное отключение: Автоматические выключатели медленно реагируют на короткое замыкание по сравнению с полупроводниковыми предохранителями.
• Без аксессуаров: Ограниченное количество аксессуаров может быть установлено на MCB.

В чем разница между MCB типа B и C?

MCB типа B используется в цепях освещения и распределения. Расцепитель короткого замыкания установлен на 3-5-кратный номинальный ток (In)

MCB типа C используется в индуктивных нагрузках и управлении двигателями. В основном используется в коммерческих и промышленных приложениях. Расцепитель короткого замыкания установлен на 5-10-кратный номинальный ток (In)

Безопасны ли MCB?

полностью безопасны.Они уже много лет используются во многих домашних хозяйствах. Они намного надежнее и безопаснее предохранителя. Автоматический выключатель играет важную роль в обеспечении максимальной токовой защиты и функции отключения в электрических сетях. Последние достижения в технологии MCB повысили ее производительность.

Какой ток отключения в автоматическом выключателе?

Номинальный ток срабатывания — это минимальный ток, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно.

Может ли автоматический выключатель защитить от молнии?

MCB не может защитить установки от негативного воздействия молнии.Для защиты от молнии необходимо использовать устройство защиты от перенапряжения (SPD).

В чем разница между ICS и ICU MCB?

Icu — это предельная отключающая способность при коротком замыкании, обычно вводимая во время тестирования и технического обслуживания, когда система не работает, а автоматический выключатель может отключиться из неработающего состояния.

Ics — это номинальная мощность короткого замыкания в условиях эксплуатации, когда система находится под напряжением и MCB может отключиться из нагруженного теплого состояния.

Сколько раз MCB может отключиться, прежде чем его потребуется заменить?

Средние значения для премиальных брендов => Электрический срок службы: 10000 вкл. / Выкл., Механический срок службы: 20000 вкл. / Выкл.

Срок службы MCB легко узнать из каталогов производителей. Вы должны проверить механические и электрические значения срока службы.

Почему автоматические выключатели предпочтительнее предохранителей?

• Лучшая защита от перегрузки
• Стабильные отключающие характеристики
• Общее отключение всех фаз двигателя
• Мгновенное повторное включение цепи после устранения неисправности
• Функции безопасного отключения для изоляции цепи
• Изоляция клемм для безопасности оператора
• Многоразовый
• Очень низкие затраты на техническое обслуживание и замену
• Меньшие потери мощности
• Простота монтажа и подключения
• Меньше занимаемой площади
• Предоставление аксессуаров e.грамм. вспомогательный переключатель
• Устойчивое прерывание дуги
• Дискриминация по течению или времени.

Кто открыл MCB?

MCB был открыт Хьюго Стоцем в 1923 году.

Stotz были очень похожи на один из тех предохранителей, которые ему суждено было заменить. Это потому, что он должен был входить в те же гнезда, что и предохранители. Только позже был разработан компактный MCB для установки на DIN-рейку, которая сейчас преобладает внутри современных потребительских корпусов.

Какой тип MCB используется в доме?

Лучший тип MCB для жилых помещений — это тип B или C.В зависимости от области применения для защиты вашей бытовой техники можно использовать номиналы 16А или 25А.

Почему не срабатывает автоматический выключатель?

Если MCB не срабатывает, вам нужно быть уверенным:

• Подключения MCB
• Если перегрузки по току достаточно для отключения MCB
• Возможна поломка ручки
• Неправильный выбор продукта

Все автоматические выключатели одинакового размера?

Обычно высота и глубина автоматических выключателей различаются в зависимости от марки.Но ширина MCB около 17,5 мм.

Паспортная табличка MCB

Продолжить чтение

Принцип вакуумного выключателя | Строительство | Рабочий

В принципе вакуумного автоматического выключателя в качестве среды гашения дуги используется вакуум (степень вакуума в диапазоне от 10 ^-7 до 10 ^-5 торр). Поскольку вакуум обеспечивает высочайшую изоляционную прочность, он обладает гораздо лучшими характеристиками гашения дуги, чем любая другая среда.Например, когда контакты выключателя размыкаются в вакууме, прерывание происходит при первом нулевом токе, при этом электрическая прочность изоляции между контактами нарастает со скоростью в тысячи раз выше, чем у других автоматических выключателей.

Возникновение дуги в вакуумном автоматическом выключателе и ее гашение можно объяснить следующим образом: когда контакты выключателя размыкаются в вакууме (от 10 ⁷ до 10 ^-5 торр), дуга возникает между контакты ионизацией паров металлов контактов.Однако дуга быстро гаснет, поскольку пары металла, электроны и ионы, образующиеся во время дуги, быстро конденсируются на поверхностях контактов выключателя, что приводит к быстрому восстановлению электрической прочности диэлектрика. Читатель может отметить отличительную особенность вакуума как средства гашения дуги. Как только дуга возникает в вакууме, она быстро гаснет благодаря высокой скорости восстановления электрической прочности в вакууме.

Рис.19.12 показаны части типичного вакуумного выключателя. Он состоит из неподвижного контакта, подвижного контакта и дугового экрана, установленного внутри вакуумной камеры. Подвижный элемент соединен с механизмом управления сильфоном из нержавеющей стали. Это обеспечивает постоянное уплотнение вакуумной камеры, чтобы исключить возможность утечки. Стеклянный сосуд или керамический сосуд используется в качестве внешнего изоляционного тела. Дуговый экран предотвращает ухудшение внутренней диэлектрической прочности, предотвращая попадание металлических паров на внутреннюю поверхность внешнего изоляционного покрытия.

При срабатывании выключателя подвижный контакт отделяется от неподвижного контакта, и между контактами зажигается дуга. Возникновение дуги происходит из-за ионизации ионов металлов и во многом зависит от материала контактов. Дуга быстро гаснет, поскольку металлические пары, электроны и ионы, образующиеся во время дуги, рассеиваются за короткое время и захватываются поверхностями подвижных и неподвижных элементов и экранов. Поскольку в вакууме наблюдается очень высокая скорость восстановления электрической прочности, гашение дуги в вакуумном выключателе происходит при коротком разъединении контактов (скажем, 0.625 см)

• Они компактны, надежны и имеют более длительный срок службы.
• Нет опасности возгорания.
• Нет образования газа во время и после работы.
• Они могут отключать любой ток повреждения. Отличительной особенностью VCB является то, что он может полностью отключить любой сильный ток короткого замыкания непосредственно перед тем, как контакты достигнут определенного открытого положения.
• Они не требуют особого обслуживания и работают бесшумно.
• Они могут успешно противостоять ударам молнии.
• Имеют низкую энергию дуги.
• Они имеют низкую инерцию и, следовательно, требуют меньшей мощности для механизма управления.

Для такой страны, как Индия, где расстояния довольно велики и доступ к удаленным районам затруднен, установка таких наружных, необслуживаемых автоматических выключателей должна оказаться несомненным преимуществом. Вакуумные выключатели используются для наружного применения в диапазоне напряжений от 22 кВ до 66 кВ.Даже с ограниченным рейтингом, скажем, от 60 до 100 МВА, они подходят для большинства приложений в сельской местности.

Автоматический выключатель MCB — Рабочий, Конструкция, типы

Миниатюрные автоматические выключатели , широко известные как MCB, представляют собой переключатели с механическим приводом и устройства защиты цепей. Это устройство автоматической защиты с электромеханическим приводом. MCB используется для прерывания цепи во время перегрузки и короткого замыкания. Его можно использовать как альтернативу предохранителям для бытового применения.Преимущество автоматических выключателей перед предохранителями состоит в том, что они могут использоваться повторно даже после прерывания цепи после перегрузки или короткого замыкания. Более того, они более чувствительны к неисправностям, чем предохранители.

Конструктивные особенности MCB:

Каждый MCB состоит из следующей части:

1. Внешний кожух:

Внешний корпус надежно удерживает все внутренние компоненты и защищает их от пыли. Он изготовлен из изоляционных материалов, таких как пластик или керамика.

2. Контакты:

Пара контактов находится внутри MCB. Один из них фиксированный, а другой подвижный.

3. Ручка регулятора:

MCB можно включать и выключать с помощью этой ручки.

4. Механическая защелка:

Внутри MCB имеется защелка для удержания контактов под натяжением пружины в положении ВКЛ.

5. Биметаллическая лента:

Биметаллическая полоса обеспечивает защиту от перегрузки с задержкой, определяя длительное протекание тока, превышающего его номинальный ток.

6. Соленоид:

Соленоид обеспечивает мгновенную защиту от короткого замыкания за счет разблокировки механической защелки. Соленоид активируется, когда ток через катушку превышает определенное значение, обычно более чем в 3 раза превышающее его номинальный ток. Этот соленоид не активируется при перегрузках.

7. Дугогасительные камеры:

Дугогасительные камеры используются для разделения и гашения дуги.

Работа автоматических выключателей:

выполняют четыре важные функции:

1.Переключение

Автоматические выключатели можно включать и выключать вручную. Эта функция очень полезна, особенно во время обслуживания. Внутренняя защелка устроена так, что она автоматически удерживает фиксированный контакт, как только ручка переводится в положение ВКЛ. Когда он выключен, давление, оказываемое нашим пальцем на ручку, освобождает защелку и размыкает контакты.

2. Максимальная токовая защита

Когда часть оборудования перегружена, она потребляет больше тока от источника.Этот ток протекает через биметаллическую ленту и нагревает ее. Биметаллическая полоса, которая деформируется при нагревании, выбивает защелку, тем самым размыкая контакт и изолируя оборудование от источника питания.

3. Защита от короткого замыкания

Во время коротких замыканий резкое повышение тока производит MMF, достаточно мощный, чтобы проецировать грабитель на защелку и отпускать ее, тем самым размыкая контакты.

4. Гашение дуги

Когда контакты размыкаются под нагрузкой, между неподвижным и подвижным контактами образуется дуга.Контакты сконструированы таким образом, что дуга, образующаяся между ними, движется наружу через направляющие дуги и достигает дугоделителей или дугогасительных камер. Дуговые делители или дугогасительные камеры — это устройство для увеличения длины дуги, ее разделения и гашения.

На работу автоматических выключателей влияет температура окружающей среды, в частности, прогиб биметаллической полосы. Следовательно, очень важно выбрать подходящий MCB в зависимости от температуры окружающей среды.

могут быть одно-, двух-, трех- или четырехполюсного исполнения.В двух-, трех- и четырехполюсных версиях соответствующее количество однополюсных автоматических выключателей соединено вместе, а их ручки объединены таким образом, что при устранении замыкания на любом из полюсов все полюса размыкаются вместе.

Принцип действия

В случае перегрузки через MCB пропускается ток, превышающий номинальный. Когда ток протекает через биметаллическую полосу, она нагревается и отклоняется из-за изгиба и освобождает механическую защелку. Время отклонения биметаллической ленты зависит от силы тока, протекающего через полосу.Чем выше сила тока, тем быстрее будет прогиб биметаллической ленты.
Во время короткого замыкания переходный ток, протекающий через соленоид, толкает плунжер к защелке. Это действие мгновенно освобождает механическую защелку и немедленно размыкает контакты.

Типы и выбор

При выборе MCB необходимо учитывать следующие условия.
1. Применение
2. Номинальный ток и количество полюсов
3.Рабочее напряжение
4. Номинальная частота
5. Предельная отключающая способность
6. Кривая отключения
7. Температура окружающей среды

1. Заявление

Область применения — важный фактор в процессе выбора. Как только область применения известна, нам очень легко выбрать подходящий миниатюрный автоматический выключатель. Разобравшись с приложением, мы должны проверить следующее.

2. Номинальный ток и количество полюсов

Номинальный ток используемого автоматического выключателя зависит от тока нагрузки защищаемого оборудования и рабочей температуры окружающей среды.Доступны автоматические выключатели следующих номиналов: 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 45А, 50А, 63А, 80А, 100А, 125А.

доступны в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении.

3. Рабочее напряжение.

Номинальное напряжение рабочего оборудования / цепи, подлежащей защите, также следует учитывать при выборе автоматического выключателя.

4. Частота номинальная

Частота, на которой рассчитан выключатель, называется номинальной частотой.

5. Предельная отключающая способность (Icn)

Предельная отключающая способность MCB — это максимальный ток короткого замыкания, который он может безопасно отключить.

6. Кривые срабатывания

Кривые отключения определяют номинальные токи отключения автоматического выключателя. Ток отключения — это минимальный ток, при котором автоматический выключатель срабатывает мгновенно.

Узнайте больше о кривых срабатывания, нажав здесь.

7. Температура окружающей среды

Следует также учитывать рабочую температуру окружающей среды, поскольку она может повлиять на номинальный ток и ток срабатывания автоматического выключателя.

Приложение

используются для защиты света, холодильников, кондиционеров и т. Д.как альтернатива предохранителям.

Преимущества автоматических выключателей перед предохранителями

1. Миниатюрные автоматические выключатели могут срабатывать быстрее предохранителей (2–3,5 мс) при коротких замыканиях.
2. Они обеспечивают лучшую защиту от перегрузки, чем предохранители.
3. Их можно сбросить после устранения неисправности. Но предохранители необходимо перемонтировать или заменить.
4. Более безопасное прерывание тока короткого замыкания и гашение дуги.
5. Ручка делает управление автоматическим выключателем намного проще, чем предохранитель.
6. Их можно выключить, когда захотим. Следовательно, изоляция цепи во время обслуживания намного проще по сравнению с предохранителями.

Отключение автоматического выключателя и возможные неисправности

Автоматический выключатель может сработать при коротком замыкании, перегрузке или даже при занижении номиналов в том смысле, что номинальный ток выключателя выбран неправильно. Необходимо определить причину отключения и устранить неисправности перед их повторным включением.

Когда он срабатывает, прежде всего, мы должны проверить, есть ли какие-либо видимые неисправности, такие как короткое замыкание или перегрузка.Даже светодиодные лампы с предохранителями могут сработать в автоматическом выключателе. Если в защищаемой им цепи нет видимых неисправностей, подождите, пока она остынет, и снова включите ее. Если он немедленно отключается снова, это означает, что в цепи или оборудовании, которое он защищает, произошло короткое замыкание. Если он снова отключается через несколько минут, есть вероятность, что цепь или оборудование перегружены. Устраните неисправность в оборудовании или цепи и включите MCB. При необходимости обратитесь за советом к специалисту.

Сводка

MCB — это устройство защиты цепи.Он может защитить цепь или часть оборудования от неисправных состояний, таких как перегрузки и короткое замыкание. Целью его использования в цепи является не предотвращение перегрузки или короткого замыкания, а защита цепей от более значительных повреждений, вызванных ими. Работает по принципу прогиба биметаллической полосы при нагревании. Может использоваться как альтернатива предохранителям. В отличие от предохранителей, MCB можно повторно использовать даже после срабатывания.

Обратите внимание:

В этой статье объясняется основной принцип работы MCB.Конструктивные особенности MCB могут отличаться в зависимости от производителя.

Связанные темы:
1. Кривая отключения MCB
2. Разница между MCB и MCCB
3. Разница между MCB и RCBO

Что такое воздушный выключатель?

Воздушный выключатель (ACB) — это механическое переключающее устройство, которое может включать, пропускать и отключать ток при нормальных условиях цепи, а также включаться и пропускать определенное время и ток отключения при определенных ненормальных условиях цепи.Воздушные автоматические выключатели используются для распределения электроэнергии и защиты линий и оборудования электроснабжения от перегрузок, пониженного напряжения, короткого замыкания и т. Д. детали устанавливаются в каркас. Он имеет большую мощность, может быть установлен с множеством функций отключающих устройств и дополнительных контактов, имеет более высокую сегментирующую способность и термическую стабильность, поэтому его часто используют в местах, где требуется высокая отключающая способность и избирательная защита.

Конструкция воздушного выключателя

Воздушный автоматический выключатель делится на две конструкции: фиксированного типа и выдвижного типа. Как правило, фиксированный тип состоит из боковых панелей, установленных с обеих сторон корпуса, а выдвижной тип устанавливается на специальное основание ящика. Основная конструкция воздушного выключателя состоит из рабочего механизма, контактной системы, механизма гашения дуги, вспомогательного переключателя, трансформатора тока, интеллектуального расцепителя, вторичного соединителя, расцепителя потери напряжения и возбуждения и других компонентов.В целом, универсальная конструкция выключателя имеет трехмерное расположение для достижения более компактного и небольшого размера.

1 — Клемма вторичной цепи. 2 — Выдвижная люлька. 3 — Кнопка индикации аварийного отключения / сброса. 4 — Блокировка «выключения». 5 — Ручка накопителя энергии. 6 — Кнопка включения I. 7 — Кнопка выключения O.8 — Индикация накопления энергии. 9 — Индикация положения главного контакта. 10 — Интеллектуальный расцепитель. 11 — Коромысло и место его хранения. 12 — Индикация рабочего, тестового и выходного положения.13 — Положение вставки коромысла. 14 — Положение навесного замка для работы, выхода и блокировки положения проверки. 15 — Запорное устройство для рабочего, выходного и тестового положений. 16 — Блокировка разблокировки в рабочем, выходном и тестовом положениях.

1 — Нижний автобус. 2 — Трансформатор. 3 — Подвижный контакт. 4 — Верхняя шина (статический контакт). 5 — Механизм зажигания статического контакта дуги. 6 — Объединительная плата автоматического выключателя. 7 — Дугогасящая крышка. 8 — Основание выключателя. 9 — Пониженное напряжение, независимый расцепитель. 10 — Закрытый выпуск.11 — Главный вал. 12 — Приводной механизм. 13 — Маска. 14 — Пружина механизма накопления энергии.

Контактные части воздушного выключателя заключены в изолирующую рамку, а контакты каждой фазы разделены изолирующей пластиной, которая образует отсек для обеспечения безопасности. Кроме того, интеллектуальные расцепители, ручные и электрические приводы расположены в перед контактной системой, чтобы сформировать свои собственные отдельные пространственные модули, которые способствуют будущему техническому обслуживанию или ремонту.

Конструкция контактной системы воздушного выключателя

Каждая фазовая контактная система воздушного выключателя в основном установлена ​​в небольшой камере из изоляторов с камерой гашения дуги, расположенной над ней. Контакты соединяются посредством соединительных стержней и шпинделя. вне корпуса изолятора, таким образом замыкая и отключая воздушный выключатель.

Чтобы каждая фаза контактной системы эффективно уменьшала электрическое отталкивание, воздушный автоматический выключатель использует два типа контактов, включенных параллельно, десять и четырнадцать передач, устанавливая контакты на контактной опоре.И одно крайнее положение контактов соединено между собой софт линком и шиной. Когда воздушный выключатель выполняет замкнутое действие, шпиндель приводит в движение рычажный механизм, так что контактная опора вращается против часовой стрелки вокруг точки O. Пружина сжатия создает достаточное контактное давление после завершения действия контакта между статическим и динамическим контактами, что позволяет надежно включить воздушный выключатель.

1 — Шина. 2 — Мягкое соединение.3 — Подвижный контакт. 4 — Статический контакт. 5 — Контактная пружина. 6 — Шатун. 7 — Главный вал. 8 — Обратитесь в службу поддержки.

Принцип действия воздушного выключателя

Воздушный выключатель управляется вручную или электрически. Когда главный контакт замкнут, механизм свободного отключения блокирует главный контакт в замкнутом положении. Катушка расцепителя максимального тока и термоэлемент теплового расцепителя включены последовательно с главной цепью. Алюминиевая одинарная пластина — это новый тип материала для навесных стен, который изготавливается из высококачественной пластины из алюминиевого сплава, затем формируется с помощью технологии гибки с числовым программным управлением и покрывается декоративной краской.Катушка расцепителя минимального напряжения подключена параллельно источнику питания. Когда в цепи происходит короткое замыкание или сильная перегрузка, срабатывает якорь расцепителя максимального тока, в результате чего срабатывает механизм свободного расцепления, а главный контакт размыкает главную цепь.

При перегрузке цепи нагревательный элемент теплового расцепителя изгибает биметаллический лист и приводит в действие механизм свободного отключения. В нормальном режиме работы катушка отключена. Когда требуется дистанционное управление, нажмите кнопку пуска, чтобы активировать катушку, и якорь приводит в действие свободный отключающий механизм, так что главный контакт размыкается.

Воздушный выключатель выполнен в трех измерениях. Левая и правая боковые панели контактной системы и мгновенного расцепителя максимального тока смонтированы на изолирующей пластине. Верхняя часть оснащена системой гашения дуги, а приводной механизм может быть установлен непосредственно перед или с правой стороны, с индикацией «разделение», «закрытие» и кнопкой ручного отключения. Верхняя левая часть оснащена независимым расцепителем, а расцепитель нижнего напряжения, подключенный к отключающей полуоси, установлен сзади.Трансформатор тока насыщения или преобразователь тока в напряжение установлен на нижней шине. Снизу могут быть установлены устройства задержки пониженного напряжения, тепловые реле или полупроводниковые расцепители.

Воздушный автоматический выключатель (ACB)

Характеристики воздушных автоматических выключателей

Воздушный автоматический выключатель широко используется в энергосистемах, таких как трансформаторы, распределительные станции, промышленные и горнодобывающие предприятия благодаря своей высокой секционной способности, безупречному функционированию, малым габаритам. размер, компактная конструкция и отличная производительность.Воздушный выключатель необходимо обслуживать и обслуживать во время ежедневного использования, чтобы он мог нормально работать и продлевать срок его службы.

1. Воздушный автоматический выключатель имеет множество защитных функций для обеспечения безопасности линий электропередач и электрического оборудования. В случае серьезной перегрузки или отказа линии электропередачи или электрического оборудования воздушный автоматический выключатель немедленно отключит цепь, и его функция эквивалентна комбинации предохранителя и реле перегрева.В дополнение к вышеуказанным функциям защиты от перегрузки, он также имеет защиту от пониженного напряжения, защиту от короткого замыкания и другие функции, которые могут эффективно решать проблемы силового оборудования и линий электропередач.

2. Воздушный автоматический выключатель может играть роль управления, отключать и подключать цепь нагрузки для обеспечения нормальной работы электрического оборудования. Воздушный автоматический выключатель имеет компактную конструкцию, в основном из-за его разумной конструкции, что приводит к небольшому размеру и легкому весу воздушного выключателя, который не требует большой площади для установки.Он отвечает требованиям промышленных и горнодобывающих предприятий, силовых трансформаторных и распределительных станций и других мест. Он может использоваться как главный выключатель и играет роль управления.

3. В воздушном автоматическом выключателе используется изоляционная пластина в качестве меры защиты с левой и правой сторон для эффективной изоляции проводников и обеспечения безопасности при повседневной эксплуатации. Все детали помещены в эту раму, чтобы предотвратить ржавчину и повысить надежность. Разумная координация компонентов внутри рамы обеспечивает различные функции для воздушных выключателей и представляет собой электрический выключатель со стабильной работой.

4. По сравнению с другими автоматическими выключателями номинальный ток воздушного автоматического выключателя и номинальный ток корпуса выше, поэтому допустимое значение тока воздушного автоматического выключателя выше, что может использоваться для защиты двигателя или для запуска асинхронного режима. двигатель нечасто. Воздушные автоматические выключатели могут быть защищены в случае отказа двигателя.

Принадлежность

Автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) Принцип работы

Автоматический выключатель в литом корпусе (MCCB) — это автоматический выключатель, который использует литой корпус для размещения и поддерживает свои токоведущие компоненты, а также является частью системы утепления.Принцип работы MCCB подробно рассмотрен в этой статье.

Самый распространенный тип MCCB — это универсальный термомагнитный выключатель. См. Рис. 1. Автоматические выключатели питания часто имеют отключающий элемент от перегрева при перегрузке по току для защиты от перегрузок, возникающих, например, при смещении муфты на электродвигателе или электрическом устройстве, потребляющем слишком большой ток.

Также предусмотрен элемент мгновенного максимального тока для защиты от коротких замыканий, например, при соприкосновении двух проводов или при нарушении изоляции.MCCB имеют следующие основные компоненты:

• рама или корпус
• контактные узлы
• дугогасительные камеры
• OCPD
• приводной механизм
• Клеммные соединения

Автоматический выключатель с изолированным корпусом (ICCB) представляет собой автоматический выключатель, который По конструкции аналогичен MCCB, но обычно использует электронный или цифровой OCPD и имеет гораздо более высокие характеристики прерывания.

Рисунок 1. Маркированная принципиальная схема MCCB

Рама MCCB представляет собой закрытый блок, который окружает и поддерживает другие компоненты, обеспечивая изоляцию.Автоматические выключатели в закрытом корпусе нельзя открывать или обслуживать, за исключением проверки, осмотра и очистки снаружи.

Автоматические выключатели с герметичным корпусом можно идентифицировать по-разному: по смолистому веществу, приклепанным корпусам или бумажным пломбам на винтах корпуса. Открытие автоматических выключателей в закрытом корпусе аннулирует их список UL, что может вызвать проблемы в случае пожара или другой аварии с участием этих автоматических выключателей.

MCCB с большой рамой и большинство ICCB имеют сменные OCPD и также известны как сменные выключатели отключения.Взаимозаменяемые автоматические выключатели имеют корпуса, которые можно открыть для обслуживания и ремонта. Производители оригинального оборудования могут предоставить определенные детали, чтобы их можно было заменить.

OCPD может быть заменен элементом, размер которого может соответствовать рейтингу кадра ICCB и до 80% рейтингу кадра MCCB. См. Рисунок 2.

Рисунок 2 . Сменные выключатели отключения, обозначенные принципиальной схемой

Контактные узлы размыкают и замыкают цепи.Контакты на малых автоматических выключателях, таких как выключатели ответвления, используемые в щитах, несут ток нагрузки, а также действуют как дугогасительные контакты. Автоматические выключатели с большим корпусом имеют отдельные дугогасительные и главные контакты.

Одним из преимуществ MCCB является то, что их контакты маленькие, легкие и могут быстро прервать дугу, например, за 1-1 / 2–2 цикла. Версии с ограничением тока могут устранить неисправность еще быстрее, за 1⁄2 цикла или меньше.

Дугогасительные контакты помогают в прерывании дуги и состоят из более твердого сплава, чем основные контакты, которые предназначены для передачи только тока нагрузки.Дугогасительные контакты (верхние) выходят перед главными контактами (нижние). Когда автоматический выключатель замыкается, сначала замыкаются (замыкаются) дугогасительные контакты. Следовательно, любая возникающая дуга воздействует на дугогасительные контакты. Основные контакты соприкасаются сразу после соприкосновения дугогасительных контактов.

Главные контакты в основном состоят из серебра и мягче, чем дугогасительные контакты, что означает, что они быстро разрушатся, если дугогасительные контакты неправильно отрегулированы или изношены. Автоматические выключатели с ограничением тока нового поколения отличаются от стандартных автоматических выключателей прежде всего своей контактной структурой.

В стандартных автоматических выключателях используются механизмы с одним шарниром для контактов, а в токоограничивающих автоматических выключателях часто используются механизмы с двумя шарнирами. См. Рис. 3. Магнитные поля вокруг каждого из контактов отталкиваются и быстро разъединяют контакты. По мере увеличения протекающего через них тока короткого замыкания магнитные поля становятся сильнее, и контакты размыкаются быстрее.

Рисунок 3. Стандартные MCCB по сравнению с ICCB

Чтобы эти автоматические выключатели (и токоограничивающие предохранители) были токоограничивающими, ток короткого замыкания должен иметь достаточно высокое значение, чтобы он находился в области ограничения тока.Если ток короткого замыкания ниже этого значения, он срабатывает как стандартный автоматический выключатель.

Дуга — это продолжительный разряд электричества через зазор в цепи или между электродами, обычно сопровождающийся испарением электродов (контактов) и / или плавлением из-за чрезмерного нагрева дуга.

Дугогасительная камера, также известная как гаситель дуги, представляет собой конструкцию, содержащую делители дуги. Как часть контактов, дуга проходит между дугогасительными контактами.Дуга поднимается (из-за своей экстремальной температуры) и при этом растягивается делителями дуги. Это охладит дугу, чтобы ее можно было погасить. В MCCB используются дугогасительные камеры для растягивания дуги, их охлаждения и гашения за 1-1⁄2–2 цикла. См. Рисунок 4.

Рисунок 4. Схема дугогасительного желоба MCCB

В малогабаритных MCCB обычно используются термомагнитные OCPD.

Термомагнитный OCPD — это OCPD, который реагирует на тепло, создаваемое потерями в меди (I ² R), когда ток проходит через проводник.

Потери в меди вызваны сопротивлением проводника току, проходящему через него. Эта потеря выражается в виде тепла. Чем выше ток через проводник, тем больше тепла создается. В термомагнитном OCPD используется биметаллическая полоса, помещенная на пути тока. Биметаллическая полоса изготовлена ​​из двух металлов, которые имеют разную скорость расширения при нагревании. Биметаллическая полоса сконструирована таким образом, что металл, имеющий более высокую скорость расширения, заставляет биметаллическую полосу отклоняться или изгибаться и отпускать защелку отключения.Это происходит, когда автоматический выключатель обнаруживает перегрузку по току, которая длится заданное время.

Термомагнитный OCPD обеспечивает защиту от перегрузки по току и коротких замыканий в автоматических выключателях. Термомагнитный OCPD также известен как универсальный расцепитель. Другие названия термомагнитного OCPD — это расцепитель и расцепитель, которые часто используются как взаимозаменяемые. На MCCB с большой рамой обычно используется электронный OCPD. Информацию, относящуюся к конкретному OCPD, можно найти на заводской табличке OEM, прикрепленной к устройству.См. Рисунок 5.

Рисунок 5. Термомагнитный OCPD обеспечивает защиту от перегрузки по току и коротких замыканий в MCCB и иногда его называют универсальным расцепителем.

MCCB может иметь только OCPD с номинальным постоянным током 80% от номинального значения корпуса. Это связано с тем, что термомагнитный OCPD имеет очень широкую кривую зависимости времени от тока, а это означает, что производители оригинального оборудования должны делать дополнительный допуск для отключения автоматического выключателя, не повреждая себя из-за тепла, выделяемого избыточным током.

Рабочий механизм MCCB открывает и закрывает контактные узлы и имеет три положения: разомкнутое, замкнутое и отключающее. Автоматические выключатели ответвления, используемые для щитков и осветительных панелей, имеют довольно простую конструкцию. См. Рисунок 6.

Рисунок 6. MCCB Рабочий механизм

При замкнутых контактах защелка отключения находится в фиксированном положении (желтый кружок). Поскольку контакты размыкаются и замыкаются, положение защелки отключения не перемещается.Этот тип расцепляющей защелки является одной из основных проблем с автоматическими выключателями, поскольку он и другие части рабочего механизма смазываются на заводе.

Ток, протекающий через контакты, создает тепло, которое со временем иссушает смазку. По мере высыхания смазки, нанесенной на заводе, она загустевает и снижает производительность автоматического выключателя. По мере высыхания он начинает отслаиваться, и происходит износ металла по металлу. Износ металла по металлу и коррозия, которая может возникнуть на защелке отключения, могут легко привести к тому, что автоматический выключатель не сработает должным образом.Единственный раз, когда защелка срабатывания меняет положение, — это срабатывание автоматического выключателя.

Обратите внимание на то, что фиксатор отключения неподвижен в открытом и закрытом положениях, но отличается в положении отключения. Неисправность защелки отключения является одной из основных причин того, что автоматические выключатели не работают в соответствии со спецификациями OEM. Современные автоматические выключатели с большой рамой часто включают в себя красные механические кнопки отключения. Кнопка отключения напрямую управляет защелкой отключения. Защелка отключения (желтая стрелка на Рисунке 6) не перемещается, когда автоматический выключатель переключается из разомкнутого в замкнутое положение.Однако он движется при срабатывании автоматического выключателя. См. Рисунок 7.

Рисунок 7. Современный крупноформатный рабочий механизм MCCB, обозначенный схемой

Исследование было проведено Комиссией по ядерному регулированию (NRC) в NUREG / CR-5762, Wyle 60101, «Комплексная оценка старения автоматических выключателей и реле» (написано в марте 1992 г.) касается отказов в MCCB, которые находились в эксплуатации от трех до пяти лет без обслуживания.

В этом отчете были обнаружены различные проблемы с 11 исследованными выключателями. Из 11 автоматических выключателей 5 имели неисправности с длительной задержкой, а 4 имели проблемы с мгновенным срабатыванием.

Некоторые автоматические выключатели имели многополюсные отказы, а некоторые имели проблемы как с мгновенной, так и с длительной задержкой. Хотя количество опросов было ограниченным, оно типично для проблем, наблюдаемых в полевых условиях во время тестирования.

NRC рекомендует проводить испытания автоматических выключателей с первичным впрыском каждые три года, а если они не могут быть проверены, запускать механизм «Push-to-Test» или «Twist-to-Test» каждый год.Если автоматический выключатель не имеет таких тестовых функций, NRC рекомендует быстро переключать тумблер (ручку) несколько раз в год, чтобы поддерживать работоспособность.

Безопасная установка MCCB и автоматических выключателей с изолированным корпусом (ICCB) зависит от правильной заделки. Если концевые заделки не выполнены должным образом, они могут вызвать возгорание и повредить оборудование. Многие большие блоки ICCB либо прикручиваются непосредственно к шине, либо имеют выдвижную конструкцию.См. Рис. 8. Проблемы с этими типами соединений возникают довольно редко.

MCCB часто подключаются с помощью многожильного кабеля или провода, что может вызвать проблемы, поскольку со временем они имеют тенденцию ослабляться из-за циклического нагрева. При клеммных соединениях стандартных трехфазных магнитотермальных автоматических выключателей проводники вставляются в клеммные колодки и затягиваются в соответствии со спецификацией. Клеммный наконечник можно использовать только для определенного диапазона размеров и типов проводов.Если проводник слишком мал, у него не будет площади внутри наконечника, чтобы пропускать ожидаемое количество тока.

Рисунок 8 . Схема подключения ICCB

Когда небольшой провод подключается к клеммной колодке, которую следует использовать для гораздо большего проводника, между проводником и клеммной колодкой имеется только двухточечный контакт. Этот тип соединения вызывает перегрев соединения и, если его не исправить, приведет к отжигу проводника.См. Рисунок 9.

Рисунок 9. Клеммные наконечники автоматического выключателя

Когда проводник становится отожженным, он не пропускает надлежащую величину тока из-за повышенного импеданса. Повышенный импеданс вызывает дальнейший нагрев, в результате чего проводник имеет высокий импеданс. Часто изоляция вокруг отожженного проводника полностью выгорает из-за выделяемого тепла. Отожженный провод необходимо заменить, или отожженный участок необходимо отрезать и вставить новый кусок проводника.

Другая проблема, связанная с наконечниками клемм, — это неправильная затяжка. Если кабель ослабнет внутри клеммного наконечника, соединение будет нагреваться из-за повышенного сопротивления. Этот дополнительный нагрев может также вызвать отжиг проводника. Часто, когда установочный винт клеммной колодки ослабляется, внутри резьбы установочного винта возникает дуга. Обычно это не видно снаружи, поэтому технический специалист может повторно затянуть установочный винт и полагать, что проблема решена. Однако дуга внутри резьбы обычно препятствует затяжке установочного винта дальше, чем то место, где возникла дуга.Независимо от того, какое усилие приложено к установочному винту, он никогда полностью не затягивается относительно проводника, и перегрев продолжается. См. Рисунок 10.

Рисунок 10. MCCB Неправильная затяжка

— обзор

Logic

Как показано в верхней части рис. серия автоматических выключателей аварийного отключения («Линия А» и «Линия Б»). Отключение любого выключателя аварийного отключения реактора обесточивает все CRDM, и реактор отключается, позволяя регулирующим стержням упасть в активную зону под действием силы тяжести.Эта схема отключения является примером логики «один из двух»; для отключения реактора требуется срабатывание только одной цепи защиты и размыкание как минимум одного аварийного выключателя реактора.

Хотя эта логика обеспечивает резервные средства для генерации аварийного отключения реактора, испытание выключателя аварийного отключения реактора приведет к аварийному останову реактора без каких-либо компенсационных мер. Поскольку требуется тестирование, конструкция RPS включает байпасные выключатели для каждой линии (байпасные выключатели «A» и «B» на рис.2), которые вручную вкатываются (т. Е. Подключаются к цепи отключения) во время испытания. Например, если требуется испытание аварийного выключателя реактора линии А, байпасный выключатель «А» вкачивается, чтобы обеспечить путь цепи, параллельный цепи аварийного выключателя линии А, чтобы гарантировать непрерывность подачи питания при размыкании аварийного выключателя. . Байпасный выключатель линии A размыкается цепью защиты линии B; поэтому во время тестирования RPS сокращается до логики «один из одного».

Как показано слева на рис.2, система защиты состоит из ряда аналоговых каналов для заданного параметра. Аналоговая секция принимает входные сигналы от передатчиков в каждом канале, которые определяют параметры процесса. Каждый сигнал процесса для каждого канала сравнивается с уставкой в ​​этом бистабильном (B / S) устройстве. Если входной сигнал контролируемого параметра равен или превышает заданное значение, сигнал отключения для этого канала генерируется бистабильным устройством. Сигнал бистабильного отключения отправляется в резервные логические шкафы (цепи «A» и «B»), где генерируются сигналы срабатывания аварийного отключения реактора.

Каждая функция аварийного отключения реактора (т. Е. Параметр, который может вызвать аварийное отключение реактора) имеет сеть совпадений. Под совпадением понимается условие, при котором должно присутствовать более одного бистабильного сигнала отключения для данного параметра. В центре слева на рис. 2 показана только одна такая сеть совпадений в каждом шкафу защиты. В этих шкафах есть четыре канала, контролирующих параметр объекта, а сеть совпадений имеет логику два из четырех (то есть вход по крайней мере от двух из четырех бистаблей / каналов должен быть нулевым вольт a.c.). Например, предположим, что измерительные преобразователи выдают сигналы давления в компенсаторе давления. Если инструментальный канал 1 (показанный красным) определяет состояние высокого давления (выше уставки отключения по высокому давлению), связанный с ним бистабильный срабатывание (т. Е. Подает нулевое напряжение на шкафы логики). Оба логических шкафа получают этот сигнал и размыкают контакты, связанные с этим каналом. Если никакие другие контакты в этой логической матрице не разомкнуты, катушки минимального напряжения остаются под напряжением, и отключение не происходит.Если другой датчик также указывает на состояние высокого давления, срабатывает связанный с ним бистабильный режим; таким образом, необходимая логика «два из четырех» удовлетворяется. Когда это происходит, жизненно важная энергия прерывается на катушки минимального напряжения, позволяя размыкать аварийные выключатели реактора.

На рис. 3 представлена ​​упрощенная схема типичной системы релейной защиты. Эта система имеет значительное количество реле для каждого входа функции защиты, а также дополнительную сложность из-за функций тестирования. На рис.3 красный канал (Красный I) показан от датчика какого-либо параметра к входам в логические шкафы. Если этот канал обнаруживает давление, превышающее заданное значение, связанный с ним бистабильный режим срабатывает, в результате чего выходное напряжение бистабильного устройства становится равным нулю. При нулевом бистабильном выходе красные входные реле обесточиваются в логических шкафах цепей A и B. Когда входные реле обесточиваются, красный контакт с меткой «1» размыкается в логической матрице линии A, а красный контакт с меткой «A» размыкается в логической матрице линии B.Логическое совпадение для этой конкретной функции отключения — два из четырех. Следовательно, для аварийного отключения реактора необходимо обесточить два канала. Обратите внимание, что даже при разомкнутых контактах 1 и A питание по-прежнему подается от аккумуляторных шин 125 В постоянного тока к катушкам минимального напряжения (УФ) для выключателей отключения реактора и байпаса аварийного отключения реактора.

Рис. 3. Типовая релейная система защиты реактора Westinghouse PWR.

Отключение реактора не происходит, если хотя бы один из трех других каналов также не обнаруживает такое же состояние, связанные с ним бистабильные отключения и связанный вход реле обесточиваются. Когда любые два набора контактов логической матрицы разомкнуты, питание на катушки минимального напряжения отключающих выключателей реактора прерывается, вызывая их размыкание.

Шкафы логики получают входные сигналы от бистаблей защиты (включены или выключены).Бистабильные выходные сигналы обеспечивают входы системы защиты для всех отключений реактора и срабатываний ESF. Включенные входные реле 1, 2, 3 и 4 (для линии A) или A, B, C и D (для линии B) удерживают свои связанные контакты замкнутыми, тем самым поддерживая непрерывность подачи питания на катушки минимального напряжения выключателей отключения реактора. . Если катушка пониженного напряжения обесточивается в результате бистабильных отключений, неправильного тестирования или по любой другой причине, один из последовательно соединенных выключателей отключения реактора размыкается, позволяя всем стержням отключения и управления попасть в активную зону.