Виды и типы автоматических выключателей

Автор DUNDUK На чтение 3 мин. Опубликовано 15.06.2018

Все наши электрические сети и цепи, а также бытовые электроприборы и электрооборудование надежно защищены автоматическими выключателями. Их главная задача — это в нужный момент обесточить электрическую цепь, т.е. отключить подачу электрического тока. Автомат (АВ) срабатывает, т.е. отключается, в случаях короткого замыкания и перегрузки в сети (нагрев проводов). Для различных электрических цепей существуют и различные виды и типы автоматических выключателей.

Виды автоматических выключателей (АВ)

• Все автоматы можно разделить на выключатели переменного тока, постоянного тока и универсальные, работающие при любом электрическом токе в сети.По своей конструкции АВ бывают: воздушные, модульные, а также в литом корпусе.
• Автоматические выключатели подразделяются по показателю номинального тока. Также еще одно различие — это номинальное напряжение. В большинстве случаев АВ работают в сетях с напряжением 220 или 380 Вольт.
• Электрические автоматы бывают токоограничивающие и нетокоограничивающие. Токоограничивающий автоматический выключатель — это выключатель с чрезвычайно малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего максимального значения.
• Все модели электровыключателей классифицируются по количеству полюсов. Они делятся на однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматы.
• АВ подразделяются по виду расцепителей — максимальный расцепитель тока, независимый расцепитель, минимальный или нулевой расцепитель напряжения.
• По скорости срабатывания. Выделяют быстродействующие, нормальные и селективные автоматы. Бывают с выдержкой времени, без нее, независимой или обратно зависимой от тока выдержкой времени срабатывания. Характеристики могут сочетаться.
• Отличаются АВ и по степени защиты от окружающей среды — IP, механических воздействий, токопроводимости материала. По виду привода — ручной, двигатель, пружина.
• Также автоматы различают по наличию свободных контактов и способу присоединения проводников.

Типы автоматических выключателей

Что означает тип электрического автомата? Автоматические выключатели содержат внутри себя два вида размыкателей – тепловой и магнитный.

Магнитный быстродействующий размыкатель предназначен для защиты при коротком замыкании. Срабатывание размыкателя может происходить за время от 0,005 до нескольких секунд.

Используйте на своих сайтах и блогах или на YouTube кликер для adsense

Тепловой размыкатель значительно медленнее, предназначен для защиты от перегрузки. Работает с помощью биметаллической пластины, нагревающейся при перегрузке цепи. Время срабатывания от нескольких секунд до минут.

Совместная характеристика срабатывания зависит от вида подключаемой нагрузки.

Существует несколько типов отключения АВ. Их еще называют — типы время-токовых характеристик отключения. Они обозначаются так — A, B, C, D, K, Z.

1. A – применяется для размыкания цепей с большой длинной электропроводки, служит хорошей защитой для полупроводниковых устройств. Срабатывают при 2-3 номинальных токах.
2. B – для осветительной сети общего назначения. Срабатывают при 3-5 номинальных токах.
3. C – осветительные цепи, электроустановки с умеренными пусковыми токами. Это могут быть двигатели, трансформаторы. Перегрузочная способность магнитного размыкателя выше, чем у выключателей типа B. Срабатывают при 5-10 номинальных токах.
4. D – применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами, например. При 10-20 номинальных токах.
5. K – индуктивные нагрузки.
6. Z – для электронных устройств.

Данные о срабатывании выключателей типов K, Z лучше смотреть в таблицах конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели, типы, расцепители и принцип действия ВА

Выключателями называют обширный класс коммутационных аппаратов, способных соединять, разъединять и служить проводниками в электрических цепях в условиях протекания рабочих и аварийных токов.

Именно способность коммутировать повышенные токи, возникающие при отклонениях условий работы электрических сетей от нормального режима, отличает выключатели от других коммутирующих устройств, среди которых:

• разъединители, предназначенные для коммутации только токов холостого хода;
• выключатели нагрузки, способные разрывать номинальный рабочий ток электроустановки.

Назначение

Таким образом, технические свойства, которыми обладают автоматические выключатели (краткое обозначение ВА), позволяют использовать их в следующих целях:

• коммутирование электрических цепей;
• защита электроустановок путём их автоматического отключения при возникновении аварийного значения тока.

ВА используются в электрических сетях и электроустановках всех уровней напряжения, однако, общепринятый термин «автоматические выключатели» подразумевает низковольтные аппараты, работающие в условиях до 1000 вольт.

Часто встречаемые производители: ABB, IEK, Schneider-Electric, Legrand.

Те автоматы, что функционируют в сетях более высокого напряжения, называть «автоматическими» не принято что, конечно же, не вполне логично. Уровень автоматизации работы оборудования высокого напряжения обычно выше, чем низковольтного. Но главное не путаться в терминологии, чтобы понимать, о чём идёт речь.

Габариты на примере ABB (мм) в зависимости от числа полюсов. Размеры могут отличаться от других производителей, например, высота бывает 80, 88, 90, 104 мм.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Отличие от прочих коммутационных устройств

Может возникнуть вопрос, в чём заключается отличие автоматического выключателя от других коммутационных аппаратов, не способных коммутировать значительные токи. Дело в том, что коммутация токовых нагрузок, а именно их отключение, сопровождается возникновением электрической дуги. Причём, чем больше значение тока, тем сильнее дуговой разряд при отключении контактов. Горение дуги происходит в ионизированном воздушном пространстве, то есть, воздух становится электропроводящим. В зависимости от разрываемого тока и напряжения сети, дуговой разряд в промежутке определённой величины может вообще не погаснуть после отключения контактов.

Примером может служить дуговая электрическая сварка, где установив между электродом и деталью требуемый зазор, дугу можно поддерживать постоянно. Кроме этого, горящая в разрыве контактов электрическая дуга ионизирует окружающее пространство и вызывает междуфазное короткое замыкание в случае многополюсных коммутационных аппаратов.

Но это относится только к разъединителям. Автоматический выключатель оборудован специальными дугогасительными камерами, типовая конструкция которых содержит ряд параллельно расположенных пластин, они разделяют дугу на отдельные участки, где та и затухает. Также предусмотрен путь отвода образующихся при горении дуги газов. Персональной дугогасительной камерой оборудован каждый полюс автомата, что препятствует распространению ЭД на контакты соседних фаз.

Типы ВА (полюса и четыре группы)

Классифицировать типы автоматических выключателей можно по нескольким признакам, остановимся на некоторых из них.

Число полюсов: 1p, 2p, 3p и 4p

Данная характеристика показывает, какое количество независимых электрических цепей может коммутировать автомат. По этому параметру ВА делятся на однополюсные (обозначение 1p), двухполюсные (2p), трёхполюсные (3p) и четырёхполюсные (4p).

Каждый из полюсов представляет собой обособленный механический контакт, имеющий два вывода для подключения внешних электрических цепей. Иногда полюса называют главными цепями, т.е. это цепи контактов, предназначенных для коммутации токов защищаемой нагрузки.

Количество полюсов (1п, 2п, 3п, 4п) каждого выключателя можно определить без труда.

Понятие главных полюсов или цепей было введено, т.к. некоторые разновидности автоматов имеют до нескольких вспомогательных контактов. Эти контакты не предназначены для коммутации силовой электрической нагрузки и не оборудованы устройствами дугогашения. Есть еще вспомогательные контакты (называемые также блок-контактами), они работают в цепях сигнализации и блокировки.

Время-токовая характеристика

В зависимости от особенностей электрической цепи, автоматический выключатель должен обладать соответствующими свойствами защит. Значение токов короткого замыкания является характеристикой питающей сети, а не подключаемой нагрузки. Нагрузку одной и той же номинальной мощности и напряжения можно подключить к мощным шинам подстанции, либо к длинной линии электропередачи, на большом удалении от источника питания. СтабЭксперт.ру напоминает, что в первом случае ток короткого замыкания будет иметь максимальное значение, во втором, из-за влияния сопротивления линии электропередачи может быть значительно снижен. Таким образом, при выборе подходящего автоматического выключателя недостаточно учитывать только характеристики нагрузки, нужно иметь расчётные значения токов короткого замыкания в месте предполагаемой установки.

Читайте еще: наглядная схема и поключение УЗО?

Деление на группы A, B, C, D

Для работы в различных сетях выпускаются автоматические выключатели, обладающие различными время–токовыми характеристиками. По этому признаку, в соответствии с ГОСТ Р 50345-99, все автоматы делятся на четыре группы — «A», «B», «C» и «D». К аппаратам каждой из этих групп предъявляются свои требования в части защитных характеристик. Рассмотрим их подробнее.

К расцепителям автоматов с характеристикой типа «A» предъявляется одно требование: при протекании токов, превышающих номинальное значение в 5 раз, его отключение должно происходить за время, меньшее 0,1 с.

Например, выключатель рассчитан на номинальный ток 25 ампер, то есть, I_ном = 25А. При токе 5*I_ном= 125А, время срабатывания расцепителя должно быть меньше 0,1 с.

Что касается автоматов с характеристиками «B», «C» и «D», существуют как общие для всех трёх групп, так и индивидуальные требования. Они нормируют время отключения при различных уровнях превышения номинального тока:

• при токе 1,13 I_ном, то есть, превышающем номинальное значение на 13%, автоматы с номиналом до 63 ампер должны работать до отключения не менее одного часа, выключатели на ток свыше 63 ампер, соответственно не менее двух часов;
• ток 1,45 I_ном должен приводить к отключению автоматов с номиналом до 63 ампер менее, чем за один час, автоматов свыше 63 ампер – менее, чем за два часа;
• при превышении номинального тока на 155% (2,55 I_ном), автоматические выключатели до 32 ампер отключаются в течение времени от 1 до 60 секунд, автоматы более 32 ампер — от 1 до 120 с.

Характеристики отключения каждой из групп, выглядят следующим образом:

• тип «B» отключается более, чем за 0,1 секунду при троекратном превышении номинального тока и менее, чем за 0,1 сек. при десятикратном;
• отключение выключателей типа «C» — более 0,1 сек. при 5*I_ном, менее 0,1 сек. при 50 I_ном;
• автомат типа «D» не должен срабатывать ранее 0,1 сек. при десятикратном увеличении номинального тока.

Выключатели с выдержкой времени

Автоматические выключатели, оснащённые механизмом установки времени срабатывания вне зависимости от значения тока, называются селективными. Соответственно аппараты, не обладающие этим качеством относятся к неселективным. Рассмотрим, что такое селективность и зачем она нужна.

Селективность — это одно из основных качеств, которым должна обладать защита. Селективность заключается в необходимом и достаточном объёме защитных отключений повреждённого участка сети. Это означает, что в случае повреждения оборудования (например, короткого замыкания), защита должна отработать так, чтобы отключенным оказался только повреждённый сегмент схемы. Всё остальное оборудование должно при этом по возможности оставаться в работе. Какое отношение к этому имеет выдержка времени выключателя, покажем на примере.

Предположим, на вводе питания секции 0,4 кВ установлен выключатель «1». От этой секции питаются несколько отходящих линий через линейные выключатели. Пусть на одной из отходящих линий установлен выключатель «2».

Теперь предположим, что в самом начале этой линии произошло короткое замыкание. Какой выключатель должен быть отключен защитами, чтобы выделить только повреждённый участок? Конечно же, «2». Но ведь ток короткого замыкания в этой ситуации протекает через два выключателя – «1» и «2» (короткое замыкание подпитывается от источника через выключатель ввода «1»). Каким же образом обеспечить отключение только выключателя «2», ведь значение тока, протекающего через эти выключатели практически одинаково. Вот здесь и приходит на помощь возможность установления искусственной задержки времени отключения на автомате ввода «1». При этом защита просто не успевает сработать, так как линейный выключатель «2» отключит ток короткого замыкания без выдержки времени.

Далее:

Как выбрать автоматический выключатель

Автоматический выключатель, или как его часто называют автомат, самый распространённый элемент для того, для безопасной подачи напряжения в любой вид помещений и на любой электроприемник (потребитель). Главной функцией, которую выполняет автоматический выключатель, считается защита электропроводки от коротких замыканий, возникших в его цепи. Второстепенными функциями данного выключателя считаются: защита от перегрузок, а также безопасная подача напряжения и разрыв силовых цепей под нагрузкой. Дело в том что при возникновении короткого замыкания возникает значительное повышение силы тока в цепи поэтому при его разрыве в таком режиме возникает дуга которую автоматический выключатель гасит. Даже при нормальных рабочих токах, которые могут достигать нескольких сотен ампер, силовые цепи где они протекают разрывать без специальных дугогасительных камер нельзя ни в коем случае. Это прописано в правилах эксплуатации электрооборудования.

Подобрать правильно автоматический выключатель это значит обезопасить электроустановку, которой является в принципе любое жилое или технологическое помещение, от пожаров и перегорания проводки вследствие высоких токов. В принципе туже роль выполняют и предохранители, только этот вид выключателей имеет более быструю защиту и удобство применения.

Принцип действия автоматического выключателя и его конструкция

Выбор выключателей стоит начать с понимания как работает автоматический выключатель и конструктивных особенностей. Каждый такой автомат имеет:

• Несколько полюсов, которые он может включать и отключать. То есть силовые контакты, которые размыкают или замыкают цепь. Их количество может быть от одного до четырёх;
• Дугогасительная система. Она может состоять из специальных камер с узкими щелями для разбития дуги на мелкие части и снижения её выгорающей способности. Также камеры дугогашения могут быть выполнены в виде решётки. Эти две вида камер иногда применяются комбинированно если автомат предназначен для коммутации мощных цепей;

• Привод расцепляющего механизма;
• Расцепитель. Он может иметь электромагнитную, электронную, микропроцессорную или же биметаллическую основу служащую для мгновенного автоматического выключения при создании ненормальных токовых режимов. В свою очередь, он состоит из рычагов, защёлок и отключающих пружин для ускорения срабатывания защиты;
• Одну или несколько пар так называемых блок-контактов или вспомогательных контактов, идущих в цепи сигнализации или же контроля.

Хотелось бы остановиться более конкретно на таком элементе как электромагнитный расцепитель. Он представляет собой катушку (соленоид), подвижная часть которой, и приводит в действие само устройство механического разрыва цепи. Ток, протекающий по силовым контактам, непосредственно проходит и по соленоиду, только вот при нормальной работе, когда его значение не превышает номинального параметра, на который рассчитан автомат, он не выключает автомат. Магнитного поля в этом случае не хватает на то, чтобы якорёк расцепителя сдвинул защёлку и автоматический выключатель остаётся во включенном положении. Как только ток, вследствие короткого замыкания в отходящей цепи, превысит пороговое значение, магнитный поток приведет в движение подвижную часть соленоида и автомат немедленно отключится.

Автоматические выключатели постоянного тока, которые устанавливаются для защиты электродвигателей стационарно имеют несколько расцепителей. Это делается с целью ускорить процесс отключения даже при несрабатывании одного из систем расцепления. Допусти ВАТ (выключатель автоматический токовый), который применяется для электродвигателя главных приводов прокатного стана имеет систему ИДП (индукционно динамический привод). Она дополнительно тянет за подвижный силовой контакт во время отключения автомата от токовой защиты.

Тепловая защита автоматических выключателей почти во всех случаях создана на биметаллической пластине, которая также введена в силовую цепь. При прохождении тока выше номинала она начинает греться и в какой-то момент происходит её деформация или изгиб тем самым разрывается электрическая цепь. Поэтому в таких случая стоит подождать когда она остынет, так как отключенный от тепловой защиты автомат включится не сразу. Иногда если автоматы не имеют чёткой тепловой вставки превышение токового номинала ограничивают отдельно установленными тепловыми реле, работающими по такому же принципу, и имеющие настройку.

Классификация автоматических выключателей

При выборе нужного устройства для подачи напряжения и отключения, вручную или же автоматически, нужно подобрать их исходя из класса. Вот какие бытовые классы автоматических выключателей по току мгновенного расцепления бывают:

1. Тип B: выше 3*I ном. до 5*I ном. включительно (где I ном — номинальный ток). Применяются они для защиты линий освещения или линий, проложенных на длинные расстояния;
2. Тип C: свыше 5*I ном. до 10*I ном. включительно. Такие классы автоматов применяются для защиты розеточных групп или цепи с потребителями, со  средними пусковыми токами.
3. Тип D: свыше 10*I ном. до 20*I ном. включительно. Применяется для защиты трансформаторов или цепей потребителей с большими пусковыми токами.

Промышленные классы:

1. тип L: свыше 8*I ном.
2. тип Z: свыше 4*I ном.
3. тип K: свыше 12*I ном.

Немного отличается классификация у западных производителей.

Типы автоматических выключателей

Все они делятся на:

• низковольтные — это до 1000 В;
• высоковольтные, выше 1000 В.

Сразу стоит оградить от непродуманного использования ни в коем случае нельзя использовать низковольтные автоматические выключатели, в цепях высокого напряжения. Это отдельный тип данной аппаратуры, который требует не только правильной установки, но и соответствующей эксплуатации.

Ещё одно различие связано с их исполнением оно бывает:

• Модульное;
• Литое;
• Воздушное силовое.

Именно модульные самые распространенные типы выключателей, применяемых в квартирах, домах, дачных участках, то есть во всех бытовых случаях. Они очень компактны и удобны крепятся на специальную планку называемую DIN-рейкой. Нужно всего лишь разжать элементы крепления, которые стягиваются пружинкой и установить автоматический выключатель в нужное место, чаще всего это электрощиток. Какой размер его ставить, это уже зависит от количества оборудования в нём. Он должен запираться надёжно на ключ, что бы ни дети ни кто-то другой не мог включить автомат когда на линии ведутся работы.

Выбор автоматического выключателя

Выбор автоматических выключателей стоит выполнять в соответствии с указанными на схеме проекта параметрах. Если же стоит вопрос как выбрать выключатель для обычного бытового случая, то тут есть несколько условий:

1. Тип напряжения, то есть 220 Вольт или 380. Здесь сразу же и определиться количество полюсов. При 220 В это одно— или двухполюсный. При трехфазном напряжении это обязательно трёх— или четырёхполюсный ;
2. Рабочий ток. Величина эта рассчитывается по мощности и напряжению всех потребителей которые будут к нему подключены. Ток равен, мощность разделить на напряжение. Подбирайте его лучше немного с запасом. Например, при расчётном 10 Ампер, правильно выбрать выключатель на 16 А;
3. Ток отсечки или отключения стоит выбирать в зависимости от того какой потребитель будет подключен к нему. Любой из них сработает при коротком замыкании;
4. Тип производителей. Экономить здесь не стоит, так как от этого зависит пожарная безопасность.
5. Селективность. Это значит нельзя ставить автомат который будет работать с параметрами выше чем предыдущий. Например, общий автомат на 50 Ампер и срабатывание, допустим, 3*I ном и отходящие от него такие же, с такой же защитой. При произошедшем к.з. может выбить вводной автомат, а не той конкретной цепи где произошла аварийная ситуация. Данный выбор автоматического выключателя имеет важное значение, так как от этого зависит быстрота срабатывания, а значит и отключения.

Последнее время с развитием технологий стали применяться также дополнительно дифференциальные автоматы, и УЗО (устройство защитного отключения), но их работа направлена немного на другие параметры цепи.

Выбор высоковольтных выключателей

Выбор выключателей высоковольтного типа дело более ответственное и кропотливое, здесь уже на DIN-рейку не поставишь. Вот основные параметры, влияющие на выбор таких устройств:

1. Номинальное напряжение и ток;
2. Тип выключателя;
3. Количество полюсов для коммутации;
4. Тип установки, соответствующий условиям работы;
5. Степень быстродействия защиты и время отключения;
6. Количество полных коммутационных циклов, то есть насколько он рассчитан включений и отключений;
7. Ток термической устойчивости;
8. Предельный ток К.З.;
9. Время включения если есть дистанционный привод;
10. Давление газа или воздуха, пневматического или газового приводов.

Также не рекомендуется при выборе отдавать предпочтение китайским производителям данного оборудования, так как они очень часто экономят на цветных металлах. Последнее время отечественные производители вышли на довольно высокий уровень изготовления автоматических выключателей как высоковольтных, так и рассчитанных на напряжение не выше 1000 Вольт.

Все самые важные аспекты освещены, теперь от того как правильно человек выберет этот аппарат будет зависеть безопасность проводки, а значит и пожарная безопасность. Так как самая частая причина возникновения пожаров считается возгорание проводки, а значит подобранный и выбранный автомат вовремя не отключился.

Видео по теме

Устройство и принцип работы автоматических выключателей в различных ситуациях

Для обеспечения защиты электрических сетей используют автоматические выключатели. Подобное оборудование успело завоевать популярность благодаря легкому монтажу и ремонту, а также компактным габаритам.

Внешне данное устройство выглядит как короб из пластика, который обладает сопротивлением высоким температурам. Передняя панель оснащается рукояткой для включения и отключения оборудования. Задняя панель оснащена специальным фиксатором для закрепления выключателя, а верхние и нижние крышки оснащаются клеммами особой формы. В этой статье мы рассмотрим типы данных устройств, их конструкцию, а также принцип работы дифференциального автоматического выключателя.

Вернуться к содержанию

Виды автоматических выключателей

Подобные устройства делятся на несколько типов:

• установочные автоматы – оснащаются пластиковым коробом, благодаря чему данные устройства можно монтировать в жилых помещениях без риска получения повреждений током;
• универсальные автоматы – не оснащаются защитным корпусом, а потому их можно монтировать только в специальном распределительном оборудовании;
• быстродействующие автоматы – особенность заключается в том, что время реагирования составляет менее 5 миллисекунд;
• автоматы замедленного действия – в таких моделях время срабатывания колеблется в диапазоне от 10 до 100 миллисекунд;
• селективные – подобное оборудование можно настроить на определенное время выключения в области тока короткого замыкания;
• электрооборудование обратного тока – техника срабатывает исключительно при смене направления тока в определенном участке;
• поляризованные устройства – обесточивают участок цепи при условии значительного скачка силы тока;
• неполяризованные – работают так же, как и предыдущие только во всех направлениях тока.

Разные виды автоматических выключателей

Скорость отключения напрямую зависит от принципа действия устройства. Также скорость отключения зависит от наличия условий для моментального обесточивания определенного участка цепи. Данные условия созданы в электрооборудовании, которые работают по методу токоограничения.

Вернуться к содержанию

Конструкция автоматического выключателя

Методы работы, а также конструктивные особенности подобных устройств зависят от области применения и задачами, возложенными на устройство. Запуск и выключение оборудования может происходить в ручном режиме или посредством электромагнитного и электродвигательного привода.

Ручная схема отключения присутствует в защитных устройствах, которые рассчитаны на силу тока, не превышающую 1000 ампер. Главной особенностью подобной техники является предельная коммутационная способность, которая не связана со скоростью движения рукояти. Это значит, что операция должна быть проведена до конца, чтобы изменения возымели эффект.

В некоторых случаях возникает необходимость самостоятельного ремонта выключателей, рекомендуем прочитать данную статью с пошаговой инструкцией. О том, как правильно обустроить заземление в доме можно узнать, перейдя по ссылке http://vse-postroim-sami.ru/engineering-systems/electrician/433_kak-sdelat-zazemlenie-v-dome/ Для разведения проводки придется провести такую операцию, как штробление стен.

Электродвигательный или электромагнитные элементы запитаны от электрического тока. Такие схемы должны быть оснащены защитой от произвольного повторного запуска. Также процесс включения устройства должен останавливаться при условии повышения или понижения напряжения в защищаемом участке цепи от 85 до 110 % от нормального.

Во время перегрузки сети или короткого замыкания прекращение работы автомата происходит в независимости от положения рукояти, отвечающей за запуск/отключение оборудования.

Конструкция автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем

Одним из самых важных компонентов автоматических выключателей можно считать расцепитель. Данная деталь контролирует определенную характеристику участка сети и во время аварийной ситуации воздействует на специальный элемент, который выключает оборудование. Помимо этого, расцепитель необходим для удаленного выключения автомата. Самыми распространенными на современном рынке являются нижеперечисленные виды:

• электромагнитные – осуществляют защиту проводки от коротких замыканий;
• термические – нужны для осуществления защиты от скачков силы тока;
• смешанные;
• полупроводниковые – данный тип отличается легкостью регулировки и значительной стабильностью настроек отключения.

В отдельных случаях, когда требуется осуществить соединения цепи без электрического тока, могут использовать защитное электрооборудование, не оснащенные расцепителями.

В современном мире производится огромное количество защитного электрооборудования, которое можно использовать в разных климатических условиях и размещать в разных помещениях. Также разные серии устройств рассчитаны на установку в сложных условиях и характеризуются различной степенью сопротивления агрессивным воздействиям внешних факторов.

Вся необходимая информация, с которой следует ознакомиться до покупки подобного оборудования, находится в нормативно-технической документации. В большинстве случаев она представлена ТУ производителя. В редких случаях для обобщения товаров, которые имеют используются в различных сферах и изготавливаются одновременно большим числом компаний, уровень документации может быть повышен, причем, в некоторых случаях до Госстандарта.

Разные фиды расцепителей

Конструкция данного оборудования включает в себя следующие компоненты:

• система автоматического расцепления;
• система контроля;
• система контактов;
• решетка гашения дуги;
• расцепители.

Контактная система представлена некоторым количеством статичных контактов, которые установлены в корпусе, а также несколькими динамичными контактами. Последние закрепляются на полуоси рукояти управления при помощи шарниров. Система предназначена для одинарного разрыва участка электрической сети.

Механизм погашения дуги монтируется в обоих полюсах автомата и необходим для захвата дуги в и ее охлаждение до полного исчезновения. Механизм, по сути, является камерой для гашения дуги, в которой установлена деионная решетка из металлических пластинок. Иногда механизм может оснащаться специальными искрогасителями в виде фибровых пластинок.

Система автоматического расцепления является шарнирным устройством на три или четыре звена. Данная система используется для мгновенного расцепления и выключения системы контактов. Может использоваться и в ручных устройствах, и в автоматических.

Электромагнитный расцепитель является обычным электромагнитом с крюком. Обрудование предназначено для выключения всей системы в автоматическом режиме при коротком замыкании. Некоторые расцепители дополнительно оснащаются системой гидравлического замедления.

Тепловой расцепитель в автоматах представлен специальной металлической пластинкой. При значительном повышении напряжения данная пластинка деформируется, после чего осуществляется автоматическое выключение. Время выдержки сокращается по мере повышения напряжения.

Схема автоматического выключателя с тепловой защитой

Полупроводниковый элемент представлен измерительным устройством, магнитом и блоком реле. Магнит оказывает воздействие на систему автоматического расцепления автоматического выключателя.

Измерительный элемент в данном случае представлен трансформатором электричества или магнитным усилителем. Первый используется для переменного тока, а второй для постоянного.

В большинстве защитного электрооборудования используются совмещенные расцепители, которые используют термоэлементы для защиты от повышения силы тока и магнитные катушки для защиты от коротких замыканий.

В конструкции защитного устройства присутствуют некоторые компоненты, которые монтируются внутрь или снаружи автомата. Данные элементы могут быть различного рода расцепителями, дополнительными контактами, приводами для удаленного контроля, сигнализацией автоматического выключения.

Вернуться к содержанию

Принцип работы автоматического выключателя

В обычном рабочем режиме через автоматический выключатель проходит ток, сила которого должна быть меньшей и равной нормальному значению. Электричество, которое используется для запитки устройства, подается на клемму в верхней части устройства, которая соединена со статичным контактом. С этого контакта ток идет на динамичный контакт, после чего проходит через металлический проводник и попадает на катушку соленоида.

После прохождения через катушку электричество идет по термическому расцепителю, и только после этого ток приходит на клемму в нижней части защитного электрооборудования.

Во время значительного повышения напряжения или риска короткого замыкания защитное электрооборудование отключает сеть. Это происходит с помощью системы автоматического расцепления, которая запускается посредством термического или электромагнитного расцепителя.

Принцип работы автоматического выключателя

Вернуться к содержанию

Принцип работы автомата во время перегруза цепи

Главное назначение автоматических выключателей заключается в обеспечении защиты участка сети во время перегруза или короткого замыкания. Перегруз сети означает, что сила тока в определенном участке перевалила через максимальное значение для данного защитного электрооборудования. Слишком сильный ток проходит по тепловому расцепителю, вызывая его деформацию. В зависимости от разницы действующей силы тока и обычного значения деформация достигает определенного уровня, результатом которой может стать отключение автомата.

Тепловая защита автомата срабатывает не моментально, поскольку для деформации металлической пластинки необходимо достаточно нагреть ее. Время на отключение напрямую зависит от избыточной силы тока в защищаемом участке и может составлять как несколько секунд, так и час.

Подобная задержка необходима, чтобы автомат не срабатывал постоянно при небольших или непродолжительных скачках силы тока в определенном участке сети. В большинстве своем, такие скачки происходят во время включения электрооборудования с высокими стартовыми токами.

Сила тока, при которой срабатывает термический элемент в защитном электрооборудовании, выставляется посредством регулировочной детали еще на заводе-производителе. Как правило, данное значение должно превышать нормальное число в 1.1 – 1.5 раза.

Также следует знать, что в помещениях с высокой температурой автомат может работать некорректно, поскольку термический элемент может деформироваться быстрее, чем нужно. В свою очередь в помещениях с низкой температурой автомат сработает позже необходимого времени.

Принцип работы устройства во время перегруза цепи

Перегрузка электрической сети возникает в случае подключения большого количества приборов, общая мощность потребления которых, превышает нормальную мощность. Включение нескольких мощных электроприборов скорее всего вызовет срабатывание термического элемента.

Если такое произошло, следует до включения автомата определиться с тем, какие приборы следует отключить, произвести отключение и немного подождать. Это время необходимо, чтобы термический элемент в защитном электрооборудовании остыл и встал в начальное положение.

Вернуться к содержанию

Принцип работы автоматического выключателя во время короткого замыкания

Устройство автоматических выключателей позволяет защищать электрическую цепь не только от перегруза, но и от коротких замыканий. Во время таких аварийных ситуаций ток повышается настолько, что может расплавиться изоляция проводки. Для предотвращения такой неприятности следует моментально отключить сеть. Эта задача возложена на электромагнитный расцепитель.

Данный элемент состоит из катушки соленоида и стального сердечника, который фиксируется специальной пружиной. Моментальный скачок силы тока в обмотке катушки ведет к пропорциональному повышению магнитной индукции, вследствие чего сердечник плотнее прилегает к пружине. По мере нарастания магнитной индукции стальной сердечник преодолевает воздействие пружины и прижимает выключатель.

После этого моментально размыкаются контакты, и подача электричества в защищаемый участок прекращается. Электромагнитный элемент включается моментально и предотвращает воспламенение изоляции.

Во время отключения контактов при аварийной ситуации между ним возникает так называемая дуга, максимальная температура которой составляет 3000 градусов. Само собой разумеется, что элементы защитного электрооборудования следует защитить от настолько высоких температур. Для этих целей автоматы оснащаются специальными системами гашения дуги. Это устройство внешне похоже на коробку, которая состоит из нескольких пластинок из металла.

Разные дугогасительные камеры

Высокотемпературная дуга появляется в месте отключения контактов. После этого один край дуги движется по динамичному контакту, а другой проходит по статичному элементу, переходит на металлический проводник, а затем доходит до задней грани системы гашения дуги. Попадая на решетку из пластинок, дуга делится на части, теряет температуру и в итоге гаснет. Снизу автоматического выключателя находятся специальные отверстия для вывода образующихся в момент гашения дуги газов.

Если защитное электрооборудование сработало из-за короткого замыкания, то у вас не получится включить электричество, пока вы не обнаружите саму причину возникновения поломки. В большинстве случаев проблема кроется в выходе из строя какого-либо электрооборудования.

Для повторного запуска устройства следует отсоединить электрооборудование и попытаться запустить выключатель. Если сделать это получилось и оборудование не выбило в ближайшее время, значит, проблема заключается в поломке техники. Останется только опытным путем выяснить, какое именно устройство вышло из строя. Если автоматический выключатель срабатывает после отключения всех приборов, значит, проблема в нарушении изоляции проводки. Для устранения подобной неисправности придется вызывать специалистов, которые смогут обнаружить и устранить поломку.

Если вы столкнулись с такой проблемой, как постоянные отключения защитного электрооборудования, то не стоит устанавливать новое устройство с более высоким номинальным значением силы тока – эти действия проблему не разрешат. Данное оборудование монтируется с учетом площади поперечного сечения провода, а значит, слишком высокий ток попросту не сможет возникнуть в проводке. Выяснить причину неисправности и устранить ее помогут соответствующие специалисты, самостоятельные действия крайне рискованны.

Вернуться к содержанию

Видео

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Выбор автоматического выключателя: применение и критерии выбора

Читайте в этой статье:
Выбор автоматического выключателя: область применения
Типы автоматических выключателей: как выбрать

История автоматического выключателя совсем короткая, и появились они в нашей жизни не очень давно. Еще лет пятьдесят назад о существовании такого элемента электропроводки, как автоматический выключатель, практически никто не знал – максимум, что было доступно нашему народу, это автоматическая пробка, которая стала предшественником нынешнего автоматического выключателя. Зато теперь представить электропроводку дома или квартиры без этого элемента защиты практически невозможно, и выбор автоматического выключателя стал крайне актуальным вопросом, о котором и пойдет речь в этой статье. Вместе с сайтом stroisovety.org мы изучим это устройство – ознакомимся с разновидностями и определимся с критериями выбора.

Выбор автоматического выключателя фото

Выбор автоматического выключателя: область применения

Практически во всех случаях область применения автоматического выключателя сводится к защите электрической проводки и, как результат, квартиры, дома и самого человека от возможных последствий коротких замыканий в цепи. При малейшем подозрении на него автомат срабатывает и просто обесточивает проводку до момента, когда неисправность будет устранена. Включается это устройство вручную, дабы избежать рецидивов.

Автоматический выключатель настолько хорошо показал себя в работе, что на его основе современные электрики создают полномасштабную схему защиты, предполагающую использование в доме или квартире не одного или двух, как это было раньше с пробками, а нескольких автоматов защиты. Их количество может исчисляться десятками, и зависит оно от насыщенности жилища человека электрическим оборудованием.

В зависимости от области применения, условно все установленные в домашнем щитке автоматы можно разделить на три группы.

1. Центральный автомат (в народе называют рубильник). Как правило, в распределительном щитке он находится в единственном экземпляре, но в силу некоторых обстоятельств их может быть и больше. Его назначение сводится к обесточиванию всей электрической цепи в случае большого короткого замыкания – он срабатывает только в том случае, когда отказали все стоящие за ним менее мощные выключатели. Можете считать его наличие перестраховкой, но на самом деле он оберегает такой ценный прибор, как электрический счетчик. В большинстве случаев это спаренный автоматический выключатель, который одним движением отсоединяет и ноль, и фазу проводки.

   Какой выбрать автоматический выключатель фото

2. Автоматы, отвечающие за освещение и бытовые розетки. Токовые характеристики этих автоматических включателей на несколько порядков меньше – если центральный рубильник должен выдерживать нагрузку от всех потребителей, то эти автоматические выключатели рассчитаны на несколько лампочек и один или два одновременно включенных в розетки потребителя. В большинстве случаев их устанавливают на ветвь подачи электрического тока к определенной комнате – также может просматриваться парное подключение таких устройств. В таком случае один автомат ответственен исключительно за освещение, а второй за розетки. Эта схема привлекательна тем, что при выходе из строя одной цепи комнаты, вторая остается работоспособной.
3. Автоматы для особо мощных потребителей. Если потребляемая мощность бытового прибора или техники превышает полтора-два киловатта и отличается длительностью работы, то для их защиты используется персональный автоматический выключатель. Такие приборы, как водонагревательные баки, стиральные и посудомоечные машины, электрокотлы и электрические конвекторы отопления, нужно оборудовать отдельным защитным автоматом.

В общем, защищается все и вся, и делается это с одной лишь целью – уберечь жилье человека от всевозможных неприятностей, связанных с использованием такого энергоресурса, как электричество. Брезговать автоматическим выключателем нагрузки, по меньшей мере, неправильно.

Типы автоматических выключателей: как выбрать

Разновидностей автоматических выключателей не слишком много, и классифицировать их можно всего по трем признакам: количеству полюсов, используемых в работе устройства, напряжению, на которое рассчитана его работа, а также максимальной нагрузке на автомат. Разберемся с этими моментами более подробно.

1. Количество полюсов. Здесь все достаточно просто – автоматические выключатели могут быть однополюсными и многополюсными. Однополюсный способен отключать либо ноль проводки, либо ее фазу (в большинстве случаев его устанавливают на фазу). Многополюсные предназначены для обесточивания нескольких жил одновременно. Для обычной бытовой проводки применяется двойной автомат, который отсоединяет одновременно ноль и фазу. В тех домах, где используется напряжение 380V, устанавливают трехполюсные автоматы. Имеются автоматические выключатели и с большим количеством полюсов, но они в основном применяются на производствах.

   Типы автоматических выключателей фото

2. Номинальное напряжение. Ни для кого не секрет, что напряжение в сети может быть разным – имеются сети с напряжением в 12, 24, 220 или 380V. Как результат, автоматы также могут быть рассчитаны на то или иное напряжение. Если говорить о решении вопроса, как выбрать автоматический выключатель по этим параметрам, то здесь все достаточно просто – всего-навсего следует знать, о какой сети электропитания идет речь. В быту чаще всего используется напряжение 220V, реже 380V и 12V. Что касается 24V, то такое напряжение применяется очень и очень редко. Если честно, то и 12V встретишь не часто – в основном это ванные комнаты или другие помещения с повышенной влажностью, в которых низкое напряжение призвано стать гарантом безопасности человека.

   Автоматические выключатели: технические характеристики фото

3. По силе тока или воспринимаемой автоматом нагрузке (мощность автоматического выключателя) – измеряется этот показатель в Амперах и отвечает он за мощность потребителей, подключаемых к той или иной цепи. Скажем так, если сила тока превысит номинал автомата, то он сработает и отключит электропитание – именно это и происходит в моменты короткого замыкания. Сила тока поднимается до неимоверных высот, в результате чего автомат срабатывает. Если перечислять разновидности этого устройства по силе тока, то они могут быть рассчитаны на 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А. Чтобы проще было понять, какой из них выбрать, расскажу о следующей закономерности – как правило, электроприбор мощностью 1кВт в сети 220V соответствует силе потребляемого тока 5А. Теперь считайте сами, какой выбрать автоматический выключатель – если та же стиральная машина потребляет 2кВт, то для ее защиты понадобится автомат минимум на 10А. В большинстве случаев используют устройство с более высокими показателями (16А).

   Токовые характеристики автоматических выключателей фото

С разновидностями вроде бы разобрались – остается добавить не так уж и много. При выборе этого устройства нужно обратить особое внимание на такие технические характеристики, как сила потребляемого тока. В идеале номинал автомата должен быть несколько больше, чем реальное потребление электроприборами – как в случае с приведенным выше примером. Делается это для того, чтобы устройство не срабатывало попусту в моменты скачков напряжения или кратковременного повышения силы потребляемого тока. Например, холодильник или любой электродвигатель при запуске потребляет энергии в несколько раз больше, чем в процессе обычной работы. Здесь, как говорится, палка о двух концах – установка автоматического выключателя с заведомо сильно завышенными характеристиками приведет к их несрабатыванию даже во время короткого замыкания. От такого автомата толку нет никакого.

Подключение автоматического выключателя фото

И напоследок скажу несколько слов о подключении автоматического выключателя. Как правило, он предназначен для монтажа в электрический щиток и устанавливается туда очень просто – для подобных устройств любой распределительный ящик оборудуется специальной рейкой, на которую автомат просто защелкивается. Если вы внимательно рассмотрите выключатель, то с одной из его сторон, у самого основания, найдете небольшой рычаг, который взводится с помощью отвертки (он просто отодвигается или оттягивается, кому как удобно) и после установки на рейку он попросту защелкивает автомат на ней. Что же касается подсоединения к автомату проводов, то и здесь все не намного сложнее – с его лицевой стороны имеется пара отверстий, внутри которых находятся винты. Они выкручиваются и тем самым разделяют обжимную колодку (доступ к которой имеется сверху и снизу автомата) на две части, предоставляя возможность продеть между ними провод. Вставляем его туда и туго затягиваем винт, тем самым зажимая провод в колодке автомата – ключевое слово здесь «туго». Следует понимать, что плохой и нестабильный контакт приводит к нагреву провода – как результат, на нем начинает оплавляться изоляция, что чревато не только коротким замыканием, но и выходом из строя самого автоматического выключателя. Он, как и изоляция, плавится, контакты подгорают, и устройство становится неработоспособным.

Автор статьи Александр Куликов