На главную
Автоматический выключатель
Автоматический выключатель или «автомат» — это
механический коммутационный аппарат, способный включать,
проводить и отключать токи при нормальном режиме электрической цепи, а также включать, проводить в течение
заданного времени и автоматически отключать токи в аварийном режиме, таких как токи короткого замыкания и перегрузки.
Автоматические выключатели предназначены для защиты электроустановок от перегрузок и коротких замыканий,
а также для нечастого включения и
отключения электрических цепей.
Таким
образом, автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и
управления.
Устройство
Автоматический выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Автоматический выключатель,
рассчитанный на небольшие токи, часто имеет крепление для монтажа на DIN-рейку. Включение-отключение производится рычажком (1),
провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус
выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для
этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют
подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен,
пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм
расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или
магнитным.
- Тепловой расцепитель
представляет собой биметаллическую пластину (5),
нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого
значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие
механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика) и может
изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен
срабатывать тепловой расцепитель
(за время не более 1
часа (при In ≤ 63 А) или 2 часов (при In
> 63 А). ГОСТ Р 50345-99, раздел 8.6.1. ), составляет 1,45 от номинального тока. Настройка тока срабатывания производится в процессе
изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого
предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему
использованию после остывания пластины.
- Электромагнитный
расцепитель (токовая отсечка), в отличие от теплового расцепителя,
производит отключение автомата без выдержки времени (в течение долей
секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от
номинала автомата. Кратность срабатывания зависит от типа автоматического
выключателя - B, C или D, в зависимости от чувствительности электромагнитного
расцепителя. Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид (катушку)
(7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие
механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке
соленоида и при превышении заданного порога вызывает втягивание
сердечника. Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют
особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).
Варианты исполнения
Автоматические выключатели выполняются одно-, двух-, трёх- или
четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главной контактной
системы, дугогасительной системы, привода,
расцепляющего устройства, расцепителей и вспомогательных контактов.
Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и
дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными
контактами) и при использовании металлокерамики одноступенчатой.
Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с
дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства —
щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой применяют для гашения
дуги при больших токах.
Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток
короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата.
Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов.
Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания
6-50 А предельный ток обычно составляет 1 000-10 000 А.
Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в
стационарном или выдвижном исполнении. Привод автоматического выключателя
служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным
непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и
др.).
Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые
расцепителями.
Расцепителисхемы подключения расцепителей Расцепители — это электромагнитные или термобиметаллические элементы, служащие
для отключения автоматического выключателя через механизм свободного
расцепления при КЗ, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи.
Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и
отключающих пружин и предназначен для отключения автоматического выключателя, а
также для устранения повторного включения автоматического выключателя на
короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.
Классификация ГОСТ 9098-78 — устанавливает следующую классификацию
автоматических выключателей. 1. По роду тока главной (силовой) цепи: - постоянного тока;
- переменного тока;
- постоянного и переменного тока.
Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при
температуре окружающего воздуха 40 °C,
должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи для главных цепей
выключателя выбирают из ряда: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250;
400; 630; 1 000; 1 600; 2 500; 4 000; 6 300 А.
Также существуют номинальные токи 4, 50, 80 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей
выключателей: 1 500; 3 000; 3 200 А. Номинальные токи максимальных расцепителей тока выключателей,
предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны
соответствовать ГОСТ 6827. Допускаются номинальные токи максимальных
расцепителей тока: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1 200; 1 500;
3 000; 3 200 А 2. По конструкции: - воздушный автоматический
выключатель (от 800 А до 6 300 А),
- выключатель в литом корпусе (от 10 А до 2500 А
),
- модульные автоматические выключатели (от 0,5 А до 125 А).
3. По числу полюсов главной цепи: - однополюсные;
- двухполюсные;
- трехполюсные;
- четырехполюсные.
4. По наличию токоограничения: - токоограничивающие;
- нетокоограничивающие.
5. По видам расцепителей: - с максимальным
расцепителем тока;
- с
независимым расцепителем;
- с
минимальным или нулевым расцепителем напряжения.
6. По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока: - без выдержки времени;
- с выдержкой времени, независимой от тока;
- с выдержкой времени, обратно зависимой от тока;
- с сочетанием указанных характеристик.
7. По наличию свободных контактов («блок-контактов» для вторичных
цепей): - с контактами;
- без контактов.
8. По способу присоединения внешних проводников: - с задним присоединением;
- с передним присоединением;
- с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а
нижние — с передним присоединением или наоборот);
- с универсальным присоединением (передним и задним).
9. По виду привода: - с ручным;
- с двигательным;
- с пружинным.
10. По наличию и степени защиты выключателя от
воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под
напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными
внутри оболочки в соответствии с требованиями ГОСТ 14255.
Ток электромагнитного расцепленияДиаграмма отключения автоматических выключателей разных
типов (закрашена область токов электромагнитного расцепления) Автоматические выключатели делятся на следующие типы по току мгновенного
расцепления: - тип B: от 3·In
до 5·In включительно
- тип C: от 5·In
до 10·In включительно
- тип D: от 10·In
до 20·In включительно
(In — номинальный ток выключателя) У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В
частности, имеется дополнительный тип A (от 2·In до 3·In).
У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения.
Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8
- 14·In) и Z (2 - 4·In), соответствующие
стандарту МЭК 60947-2.
Отключение Независимо от выполняемых функций автоматические выключатели подразделяются
по собственному времени срабатывания tс (времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов) на: - быстродействующие,
обладающие токоограничивающим эффектом (tсв, не более
0,005 с),
- нормальные tc=0,02…0,1 с,
- селективные (tc
регулируется до 1 с).
Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По
собственному времени отключения tс, различают нормальные выключатели
(tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и
быстродействующие выключатели (tс, о < 0,005 с). Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим
действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как
предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь
до того, как ток в ней достигнет значения Іу. Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную
защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками
времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику
питания. Т.о. отключение будет происходить на поврежденном или перегруженном
участке цепи, а не всего электрооборудования.
Производители Автоматические выключатели производятся многими европейскими, российскими,
японскими и китайскими компаниями. Среди основных марок европейских производителей можно рекомендовать ABB, Siemens, Schneider Electric, Legrand, Moeller и Hager. Продукция китайских производителей известна под брендами IEK, EKF, DEKraft,
Sassin, Dozer и другими. Японские производители Terasaki и Mitsubishi.
Среди российских производителей можно отметить ОАО «Дивногорский завод
низковольтной аппаратуры», ОАО «ЧЭАЗ», г. Чебоксары, ОАО «Электроаппарат», г.
Курск, ОАО «Контактор», г. Ульяновск. Украинские производители УкрЕМ (Аско).
На главную
|