Автоматические выключатели – конструкция, характеристики

Термическое высвобождение обеспечивает защиту электрической цепи от сверхтока. Перегрузка может возникнуть при подключении к сети электрооборудования общей мощностью, превышающей допустимую нагрузку на сеть, что в свою очередь может привести к перегреву проводки, повреждению изоляции в проводке и выходу ее из строя.

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель (Автоматический выключатель – это коммутационный аппарат, используемый для защиты электроустановок от чрезмерного тока, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Термин “коммутационное устройство” означает, что оно может включать и выключать электрические цепи, другими словами, выполнять коммутационные операции.

Автоматические выключатели могут быть с электромагнитным расцепителем для защиты электрической цепи от короткого замыкания и с комбинированным расцепителем – когда в дополнение к электромагнитному расцепителю используется тепловой расцепитель для защиты цепи от перегрузки.

Внимание: Согласно требованиям ПУЭ, бытовые электрические сети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузок, поэтому для защиты бытовых электроустановок необходимы автоматические выключатели с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (однофазные), двухполюсные (одно- и двухфазные) и трехполюсные (трехфазные), а также четырехполюсные (могут использоваться в трехфазных сетях с заземлением TN-S).

Конструкция и принцип работы выключателя.

На следующем рисунке показано конфигурация автоматических выключателей с комбинированным высвобождением, т.е. с электромагнитным и термическим высвобождением.

Расцепление выключателя

1,2 – верхняя и нижняя винтовые клеммы для подключения проводов

3 – подвижный контакт; 4 – дугогасительная камера; 5 – гибкий кабель (используется для соединения подвижных частей выключателя); 6 – катушка магнитного расцепителя; 7 – сердечник магнитного расцепителя; 8 – тепловой расцепитель (биметаллическая пластина); 9 – механизм расцепления; 10 – ручка управления; 11 – защелка (для крепления устройства на DIN-рейку).

Синие стрелки на рисунке показывают направление тока, проходящего через выключатель.

Основными компонентами выключателя являются электромагнитный расцепитель и тепловой расцепитель:

Электромагнитное высвобождение Магнитный расцепитель обеспечивает защиту от токов короткого замыкания. Он состоит из катушки (6) с помещенным в ее центр сердечником (7), который закреплен на специальной пружине. В нормальном режиме работы ток, протекающий через катушку по закону электромагнитной индукции, создает электромагнитное поле, которое притягивает сердечник внутри катушки, но сила этого электромагнитного поля недостаточна для преодоления сопротивления пружины, на которой закреплен сердечник.

В случае короткого замыкания ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины, в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания, проходя через катушку соленоида расцепителя, увеличивает электромагнитное поле, действующее на сердечник до такой степени, что его сила становится достаточной для того, чтобы преодолеть сопротивление пружины, проходя в сердечник катушки, размыкает подвижный контакт автоматического выключателя, разрывая цепь:

При коротком замыкании (т.е. Электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь в течение доли секунды в случае кратковременного увеличения тока в несколько раз).

Термическое высвобождение обеспечивает защиту электрической цепи от сверхтока. Перегрузка может возникнуть, когда нагрузка превышает общую допустимую силу тока подключенной нагрузки, что, в свою очередь, может привести к перегреву проводников, повреждению изоляции в проводниках и повреждению проводников.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина – это пластина, сваренная из двух пластин разных металлов (металл “А” и металл “В” на рисунке ниже), которые имеют разные коэффициенты теплового расширения.

Когда через биметаллическую пластину протекает ток, превышающий номинальный ток автоматического выключателя, пластина начинает нагреваться, при этом металл “B” имеет более высокий коэффициент расширения при нагревании, т.е. При нагревании биметаллическая пластина расширяется быстрее, чем металл “А”, что вызывает изгиб биметаллической пластины, изгиб действует на механизм разблокировки (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока сети по отношению к номинальному току автоматического блока, чем больше превышение, тем быстрее сработает механизм отключения.

Как правило, тепловой расцепитель срабатывает при токах, в 1,13-1,45 раза превышающих номинальный ток автоматического выключателя, поэтому при токе, превышающем номинальный ток в 1,45 раза, тепловой расцепитель сработает в течение 45 минут – 1 часа.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется их время-токовыми характеристиками (ВТХ)

При каждом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) возникает электрическая дуга, которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт; чем больше коммутируемый ток, тем сильнее электрическая дуга и тем больше ее разрушающее воздействие. Для минимизации повреждения выключателя дугой, дуга направляется в дугогасительную камеру (4), состоящую из отдельных параллельных пластин. Дуга фрагментируется и гаснет между пластинами.

3. маркировка и характеристики автоматических выключателей.

характеристики прерывателя

BA47-29 – тип и серия выключателя

номинальный ток – Максимальный ток в сети, при котором автоматический выключатель будет работать непрерывно без отключения.

Стандартные номинальные токи для автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Амперы.

Номинальное напряжение – максимальное напряжение сети, которое может выдержать выключатель.

НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ – Ограничение отключающей способности выключателя. Это указывает на максимальный ток короткого замыкания, который выключатель способен прервать, сохраняя свою работоспособность.

В нашем случае MCCP составляет 4500 A (Ампер), это означает, что при токе короткого замыкания меньше или равном 4500 A автоматический выключатель может электрически разомкнуться и остаться в исправном состоянии, в случае тока короткого замыкания, превышающего это значение, существует вероятность того, что подвижные контакты автоматического выключателя расплавятся и сварятся.

Характеристическая кривая отключения – определяет диапазон срабатывания автоматического выключателя.

В нашем случае, например, представлен автоматический выключатель с характеристической кривой “C”, диапазон срабатывания которого составляет 5-Iн до 10-Iн включительно. (Iн– номинальный ток устройства), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это означает, что наше устройство обеспечит немедленное отключение цепи уже при токах 160 – 320А.

Характеристика отключения является одним из параметров время-токовой характеристики автоматических выключателей. Подробную информацию см. в статье “Время-токовые характеристики автоматических выключателей”.

Примечание:

  • Стандартными характеристиками отключения (согласно ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики “B”, “C” и “D”;
  • Диапазон применения приведен в таблице в соответствии с общепринятой практикой, но может меняться в зависимости от индивидуальных параметров соответствующих электрических сетей.

4 Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полная методика расчета и выбора автоматических выключателей приведена в статье: “Расчеты электрических сетей и выбор защиты”.

Выбор автоматического выключателя основывается на следующих критериях:

– Количество полюсов: Однополюсные и двухполюсные используются для однофазных сетей, трехполюсные и четырехполюсные – для трехфазных сетей.

– Номинальное напряжение: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше или равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uноминальное напряжение. AB UНоминальная линия

– При номинальном токе: Определите требуемый номинальный ток автоматического выключателя одним из следующих четырех способов:

  1. Используйте наш калькулятор мощности автоматического выключателя.
  2. Используя наш калькулятор расчета автоматического выключателя в зависимости от сечения кабеля.
  3. Используя приведенную ниже таблицу:

Таблица для выбора автоматических выключателей в соответствии с номиналом и сечением кабеля

  1. Рассчитайте сами, используя метод, описанный в статье: “Проектирование электрических цепей и выбор защитных устройств”.

– Выбор характеристики отключенияЧасто характеристика отключения автоматического выключателя выбирается в соответствии с применением, для которого защищается цепь (согласно таблице характеристик отключения выше), но выбранный таким образом автоматический выключатель может не сработать вовремя в случае короткого замыкания, характеристику отключения необходимо определить в соответствии с приведенным здесь методом.

Помогла ли вам эта статья? Или, может быть, вы У меня все еще есть вопросы? Пишите в комментариях!

Вы не нашли статью по интересующей вас теме тема, связанная с электротехникой? Пишите нам сюда. Мы обязательно свяжемся с вами.

Ниже показан автоматический выключатель на 6 А с максимальным током 250 В:

Принцип работы автоматического выключателя

Мы проиллюстрируем принцип работы автоматического выключателя на примере автоматического выключателя сверхтока.

Его принципиальная схема показана ниже:

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

Когда протекает номинальный ток, система работает нормально. Когда ток превысит допустимое пороговое значение, катушка 1, соединенная последовательно в цепь, преодолеет усилие ограничительной пружины 3 и втянет якорь 2, а щеколда 5, вращающаяся вокруг оси 4, освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовой контакт 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время доступны автоматические выключатели с временем отключения от 0,02 до 0,007 с для токов отключения 3000-5000 А.

Если условия окружающей среды не соответствуют норме (влажность выше 85% и воздух содержит примеси вредных паров), автоматические выключатели должны быть установлены в пыленепроницаемом и химически стойком корпусе.

Условия эксплуатации

Выключатели выпускаются с различными степенями защиты от прикосновения и внешних воздействий (IPOO, IP20, IP30, IP54). Степень защиты клемм для внешней проводки может быть ниже, чем степень защиты корпуса.

Выключатели выпускаются в 5 климатических модификациях и 5 категориях распределения, кодируются буквами U, UHL, T, M, OM и цифрами 1, 2, 3, 4, 5.

Автоматические выключатели рассчитаны на непрерывную работу при следующих условиях:

  • установка на высоте до 1000 м над уровнем моря. (выключатели серий AP50 и AE1000 – до 2000 м над уровнем моря);
  • Температура окружающей среды от -40°С (без росы или инея) до +40°С (для автоматических выключателей серии AC1000 от +5°С до +40°С);
  • Относительная влажность окружающей среды не более 90% при 20°С и не более 50% при 40°С;
  • Окружающая среда – невзрывоопасная, не содержащая пыли (включая токопроводящую пыль) в количествах, которые могут нарушить работу выключателя, и не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, вредных для металлов и изоляции;
  • Место установки выключателя защищено от попадания воды, масла, эмульсии и т.д;
  • Не подвергаться прямому воздействию солнечного света или радиоактивного излучения;
  • Не допускаются резкие толчки (удары) и сильные вибрации; Допускается вибрация мест крепления выключателя с частотой до 100 Гц при ускорении не более 0,7 g.

Группы условий работы электротехнических изделий в части воздействия механических факторов внешней среды определяются ГОСТ 17516.1-90. Согласно этим каталогам, выключатели предназначены для работы в группах Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

Предохранительные выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям “Правил устройства электроустановок” и обеспечивают условия эксплуатации, предусмотренные “Технической эксплуатацией оборудования потребителей” и “Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем”, утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. По защите от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.

Неэксплуатация (хранение и транспортировка при перерыве в работе) – по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

10 – гибкий кабель;

Автоматические выключатели – конструкция и принцип действия

Здравствуйте, уважаемые читатели elektrik-sam.info!

Эта статья продолжает серию статей о устройства электробезопасности – Завершит цикл статей пошаговый алгоритм, в котором в краткой, схематичной и логичной последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора электрозащитных устройств. Завершит цикл статей пошаговый алгоритм, который в краткой, схематичной и логичной последовательности охватывает полный алгоритм расчета и автоматический выключатель и УЗО.

Чтобы не пропустить появление новых материалов на эту тему, подпишитесь на рассылку, форма подписки внизу этой статьи.

В этой статье мы рассмотрим, что такое автоматический выключатель, для чего он предназначен, как он устроен и как работает.

Автоматический выключатель (или обычно просто “автоматический выключатель”) – это контактное коммутационное устройство, предназначенное для включения и выключения (т.е. для коммутации электрических цепей, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрооборудования) от сверхтоков и коротких замыканий.

Другими словами, у автоматического выключателя есть три основные функции:

1) Коммутация цепи (позволяет включать и выключать определенную часть электрической цепи);

2) Обеспечивает защиту от сверхтоков, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при включении в линию тяжелого оборудования или приборов);

3) Отключает защищаемую цепь от сети при возникновении в ней высокого тока короткого замыкания.

Таким образом, автоматические выключатели одновременно выполняют функции защита и функции управления одновременно.

С точки зрения конструкции существует три основных типа автоматических выключателей:

воздушные автоматические выключатели (используется в промышленности для больших цепей с током в тысячи ампер);

автоматические выключатели в литом корпусе (Предназначены для широкого диапазона рабочих токов от 16 до 1000 ампер);

модульные автоматические выключателиАвтоматические выключатели, с которыми мы больше всего знакомы и к которым привыкли. Они широко используются в повседневной жизни, в наших домах и квартирах.

Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и, в зависимости от количества полюсов, кратна 17,5 мм, о чем более подробно будет рассказано в отдельной статье.

Именно модульные и автоматические выключатели мы рассмотрим более подробно в этой статье.

Конструкция и принцип работы автоматических выключателей.

Глядя на конструкция устройства остаточного тока (УЗО)Я уже упоминал, что заказчик также поставил нам автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.

Корпус автоматического выключателя изготовлен из диэлектрического материала. На передней панели нанесены название марки производителя и номер по каталогу. Основными характеристиками являются номинальные характеристики (в нашем случае номинальный ток составляет 16 Ампер) и время-токовые характеристики (наш образец C).

На лицевой стороне указаны и другие параметры автоматического выключателя, которые будут рассмотрены в отдельной статье.

На задней стороне имеется специальный кронштейн для установки на DIN-рейку и фиксации с помощью специальной клипсы.

DIN-рейка – это металлическая рейка специальной формы шириной 35 мм, предназначенная для монтажа модульных устройств (автоматических выключателей, УЗО, различных реле, пускателей, клемм и т.д.; счетчики электроэнергии изготавливаются специально для монтажа на DIN-рейку). Чтобы установить устройство на DIN-рейку, поместите корпус за верхнюю часть DIN-рейки и нажмите на нижнюю часть DIN-рейки так, чтобы защелкнулся фиксатор DIN-рейки. Чтобы снять устройство с DIN-рейки, нажмите на защелку снизу и снимите устройство.

В этом случае при монтаже на DIN-рейку необходимо открыть защелку снизу, установить выключатель на рейку и отпустить защелку или принудительно защелкнуть защелку, нажав на нее отверткой.

Корпус выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, просверлите заклепки и снимите одну из половинок корпуса.

Это дает доступ к внутреннему механизму выключателя.

Конструкция выключателя состоит из:

1 – верхняя винтовая клемма;

2 – нижняя винтовая клемма;

3 – неподвижный контакт;

4 – подвижный контакт;

5 – гибкий кабель;

6 – катушка разблокировки соленоида;

7 – сердечник электромагнитного расцепителя;

8 – механизм разблокировки;

9 – ручка регулировки;

10 – гибкий кабель

11 – биметаллическая пластина теплового расцепления;

12 – регулировочный винт теплового расцепителя;

13 – дугогасительная камера

14 – заглушка для выхода газа;

15 – защита.

Подъемник ррукоятка управления вверх, выключатель подключен к защищаемой цепи, выключатель отключается от цепи путем опускания рукоятки управления.

Тотключение при тепловой перегрузкеТермовыключатель представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается под действием проходящего через нее тока. Если ток превышает определенное значение, пластина сгибается и освобождает механизм отключения, тем самым отключая выключатель от защищаемой цепи.

ЭРазмыкающим элементом является соленоид. Это соленоид, т.е. катушка с намотанным проводом и сердечником с пружиной внутри. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро возрастает, в обмотке катушки отключения индуцируется магнитный поток, индуцированный магнитный поток перемещает сердечник и преодолевает силу пружины, воздействуя на механизм и приводя в действие автоматический выключатель.

Как работает автоматический выключатель?

В нормальном (не аварийном) режиме работы, когда выключатель находится в движении, сердечник перемещается в направлении индуцированного магнитного потока. Когда рычаг управления закрыт, электрический ток поступает на выключатель через силовой кабель к верхней клемме, затем ток поступает на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт, затем через гибкий кабель на катушку соленоида, затем через гибкий кабель на биметаллическую тепловую отключающую пластину, с нее на нижнюю винтовую клемму и в цепь подключенной нагрузки.

На рисунке показано устройство во включенном состоянии: рычаг управления поднят, подвижный и неподвижный рычаги соединены.

Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться из-за увеличения протекающего через нее электрического тока, она изгибается, и если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепителя, и выключатель замыкается, размыкая защищаемую цепь.

Биметаллической пластине требуется некоторое время, чтобы нагреться и согнуться. Время отключения зависит от тока, протекающего через пластину, чем выше ток, тем короче время отключения и может составлять от нескольких секунд до часа. Минимальный рабочий ток теплового срабатывания составляет 1,13-1,45 от номинального тока автоматического управления газовой горелкой (т.е. тепловое срабатывание произойдет при превышении номинального тока на 13-45%).

Автоматический выключатель – является аналоговым устройством, что объясняет изменчивость параметров. Существуют технические трудности с его точной настройкой. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе с помощью регулировочного винта 12. После остывания биметаллической пластины выключатель готов к дальнейшему использованию.

Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если выключатель установлен в помещении с высокой температурой окружающей среды, тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, в то время как при низкой температуре ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Более подробную информацию по этому вопросу можно найти в статье Почему автоматический выключатель отключается в жаркую погоду?

Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через некоторое время, позволяя избыточному току вернуться к своему нормальному значению. Если в течение этого времени ток не уменьшается, срабатывает тепловой расцепитель перегрузки, защищая потребительскую цепь от перегрева, плавления изоляции и возможного возгорания провода.

Перегрузка может быть вызвана включением в линию крупных электроприборов, превышающих номинальную мощность защищаемой цепи. Например, когда к линии подключен очень большой обогреватель или электроплита и духовка (с мощностью, превышающей номинальную мощность линии), или когда включено несколько крупных приборов (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.д.).

В случае короткого замыкания Ток в цепи кратковременно увеличивается, магнитное поле, индуцированное в катушке в соответствии с законом электромагнитной индукции, перемещает сердечник электромагнита, который активирует механизм расцепления и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижные и неподвижные контакты). Линия размыкается, позволяя отключить напряжение аварийной цепи и защищая сам автоматический выключатель, проводку и закороченное электрооборудование от возгорания и повреждения.

Электромагнитное отключение срабатывает почти мгновенно (около 0,02 с), в отличие от теплового отключения, но при гораздо больших токах (от 3 и более номинальных токов), чтобы проводники не успели нагреться до температуры плавления изоляции.

Когда контакты цепи разомкнуты и в цепи течет электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи, тем сильнее дуга. Электрическая дуга вызывает эрозию и разрушение контактов. Для защиты контактов выключателя от его разрушительного воздействия дуга, возникающая при размыкании контактов, направляется на дугогасительная камера (состоящий из параллельных пластин), где он дробится, подавляется, охлаждается и гаснет. При горении дуги образуются газы, которые выводятся за пределы устройства через отверстие в корпусе.

Не рекомендуется использовать его в качестве обычного автоматического выключателя, особенно если он отключается при подключении большой нагрузки (т.е. больших токов в цепи), так как это ускорит ухудшение состояния и эрозию контактов.

Подведем итоги:

– Автоматический выключатель позволяет переключать цепи (при перемещении рычага управления вверх автоматический выключатель подключается к цепи; при перемещении рычага вниз автоматический выключатель отключает питающий кабель от цепи нагрузки);

– имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от чрезмерного тока, является инертным и отключается через определенное время;

– имеет встроенный электромагнитный расцепитель, который защищает линию нагрузки от высоких токов короткого замыкания и срабатывает практически мгновенно;

– содержит дугогасительную камеру, которая защищает силовые контакты от вредного воздействия электромагнитной дуги.

Объясняется конструкция, работа и принцип действия.

В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.

См. Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:

P2 = (4*0,1+8*0,04)*1 = 0,72 кВт.

Типы устройств защиты электросети

С точки зрения конструкции существует несколько типов защитных устройств

  • малогабаритные устройства
  • воздушные элементы;
  • прилагается АВ;
  • СКР.

Маленькие модели

Малогабаритные устройства предназначены для использования в цепях с небольшой нагрузкой. Они рассчитаны на ток от 4,5 до 15 А. Эти устройства чаще всего используются в бытовых цепях. Они представляют собой модульные блоки со стандартизированными размерами. Их ширина кратна 1,75 см. Благодаря заранее заданным размерам выключатели этого типа легко монтируются на специальную рейку или DIN-рейку.

Устройства для открывания воздуха

Эти устройства используются в электрических сетях. В основном они используются в промышленности. Большинство из них являются трехфазными.

AW с воздушным охлаждением можно разместить в специальных шкафах вне здания. Их главное преимущество заключается в том, что они могут быть адаптированы к характеристикам оборудования с помощью вставок.

Закрытые автоматические выключатели

Закрытый тип AB используется в тяжелых условиях эксплуатации. Их корпус изготовлен из литого металла и герметично закрыт. Эти автоматические выключатели используются для контроля двигателей заводских станков и другого мощного оборудования, поскольку они способны выдерживать большие токи.

Защитные устройства

Функция отключения также используется для защиты людей от поражения электрическим током. Для этой цели используются автоматические выключатели остаточного тока. Их функция заключается в предотвращении токов утечки, вызванных влагой или случайным соединением корпуса с фазным проводом.

Существуют устройства, совмещающие задачи разъединителя и УЗО, т.е. дифференциальный автоматический выключатель. Они устраняют токи перегрузки и короткого замыкания, а также контролируют утечку, от которой и защищают УЗО. УЗО чаще всего используется в отдельной разветвленной цепи, подключенной к мощному прибору, такому как духовка, кондиционер, обогреватель и т.д.

Pсеть=(P1+ P2…+ Pn)*Кс

Лекция № – Устройство и принцип работы автоматических выключателей

Автоматический выключатель (Автоматический выключатель – это коммутационное устройство, предназначенное для защиты электрической сети от чрезмерных токов, т.е. коротких замыканий и перегрузок.

Термин “переключающее устройство” означает, что оно может включать и выключать электрические цепи, другими словами, оно может выполнять операции переключения.

Автоматические выключатели могут быть оснащены электромагнитным расцепителем для защиты от короткого замыкания или комбинированным расцепителем – когда тепловой расцепитель используется в дополнение к электромагнитному расцепителю для защиты цепи от перегрузки.

Внимание: Согласно правилам ПУЭ, бытовые источники питания должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузок, поэтому для защиты бытовых установок должны использоваться плавкие разъединители с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (однофазные), двухполюсные (одно- и двухфазные) и трехполюсные (трехфазные); существуют также четырехполюсные автоматические выключатели (могут использоваться в трехфазных заземленных сетях TN-S).

Автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей и проводов подключенной линии и оборудования от короткого замыкания и перегрузок.

Конструкция прерывателя

конструкция автоматического выключателя 1

Конструкция выключателя состоит из:

1.Корпус выключателя.
Корпус изготовлен из негорючего материала ПВХ. Он имеет специальные крючки для крепления.

2. рычаг управления.
Рычаг управления предназначен для включения/выключения выключателя и, соответственно, участка цепи, на котором он установлен.

3. клеммы Для подключения питающего кабеля и кабеля ответвления к секции цепи.

4. Силовые контакты.

5.механизм блокировки и разблокировки.
Подключен к рычагу управления.

6.Электромагнитное освобождение.
Обеспечивает защиту от короткого замыкания (в виде электромагнита с подвижным сердечником, который действует как толкатель и запускает токи короткого замыкания.

7.Тепловой релиз.
Обеспечивает защиту от перегрузки цепи, защищаемой автоматическим выключателем. (Это биметаллическая пластина, которая при определенном токе сгибается и приводит в действие механизм разблокировки.

8.Дугогасительная камера.
Он используется для гашения электрической дуги, возникающей при размыкании контактов. Имеется также канал для отвода газов.

9.Винт регулировки термовыключателя.
Регулирует ток срабатывания теплового расцепителя.

Принцип работы автоматического выключателя

автоматический выключатель 2

При нажатии на рычаг управления механизм приводится в действие, и контакты замыкаются.

Ток течет от питающего кабеля, который подключен к клемме автоматического выключателя. Ток поступает на неподвижный контакт, через подвижный контакт, катушку соленоида, биметаллическую пластину и через нижнюю винтовую клемму к нагрузке.

В случае короткого замыкания электромагнитный расцепитель отвечает за отключение нагрузки. В случае короткого замыкания ток в цепи кратковременно увеличивается. Ток, протекающий в катушке отключения, естественно, увеличивается. В катушке создается сильное магнитное поле, приводящее в движение якорь, который затем воздействует на рычаг расцепителя, вызывая его срабатывание и отключение нагрузки.

Обратите внимание, что электромагнитное поле создается немедленно, поэтому автомат успевает отключиться до возникновения каких-либо негативных последствий.

Во время размыкания контактов может возникнуть дуговое короткое замыкание. Дуга направляется в дугогасительную камеру. Попадая в камеру, дуга раздваивается, втягивается внутрь и гаснет.

Продукты сгорания дуги и избыточное давление отводятся через отверстие в корпусе блока управления газовой горелки.

Триггер тепловой перегрузки обеспечивает защиту от перегрузки. Биметаллическая пластина нагревается, когда ток превышает номинальный. Биметаллическая пластина начинает изгибаться и прижимает свой кончик к рычагу спуска. Это вызывает срабатывание автоматического устройства.

Тепловое отключение происходит медленнее, чем электромагнитное, и может не сработать в течение доли секунды.

Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

характеристики прерывателя

BA47-29 – тип и серия автоматического выключателя

номинальный ток – Максимальный ток в сети, при котором автоматический выключатель будет работать непрерывно без отключения.

Номинальное напряжение – Максимальное напряжение сети, которое способен выдержать автоматический выключатель.

PSC – отключающая способность выключателя. Это число указывает на максимальный ток короткого замыкания, который выключатель способен прервать во время работы.

В нашем случае MCCP составляет 4500 A (Ампер), это означает, что при токе короткого замыкания меньше или равном 4500 A автоматический выключатель может электрически размыкаться и оставаться в исправном состоянии, в случае если ток короткого замыкания превышает это значение, существует вероятность того, что подвижные контакты автоматического выключателя могут расплавиться и свариться вместе.

Эксплуатационные характеристики – Характеристическая кривая определяет диапазон срабатывания защиты автоматического выключателя и время, в течение которого происходит срабатывание.

В нашем случае, например, для автоматического выключателя с характеристической кривой “C” диапазон отключения составляет от 5-Iн до 10-I nн включительно. (Iн– номинальный ток автоматического выключателя), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это означает, что наш автоматический выключатель обеспечит немедленное отключение при токах 160 – 320А.

4 Выбор прерывателя

Выбор автоматического выключателя основывается на следующих критериях:

– Количество полюсов: Однополюсные и двухполюсные используются для однофазных сетей, трехполюсные и четырехполюсные – для трехфазных сетей.

– Номинальное напряжение: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше или равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uноминальное напряжение. AB UНоминальная линия

– При номинальном токе: Определите требуемый номинальный ток автоматического выключателя одним из следующих четырех способов:

  1. Используйте наш калькулятор мощности автоматического выключателя.
  2. Используя наш калькулятор расчета автоматического выключателя в зависимости от сечения кабеля.
  3. Используя приведенную ниже таблицу:

Таблица выбора автоматических выключателей в зависимости от мощности и сечения проводов

  1. Рассчитайте себя в соответствии со следующим методом:

Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше или равен номинальному току защищаемой им цепи, т.е. току, на который эта цепь была рассчитана:

Iноминальный ток. AB IНоминальный ток защищаемой цепи, т.е. номинальный ток защищаемой цепи.

Номинальный ток сети (Iноминальная сеть) можно определить с помощью нашего онлайн-калькулятора или рассчитать самостоятельно по формуле:

Iноминальная сеть=Pсеть/(Uсеть*K)

где: Pсеть – мощность сети, Ватт; Uсеть – Напряжение сети (220 В или 380 В); коэффициент К – (для однофазного питания: К=1; для трехфазного питания: К=1,73).

Мощность электросети определяется как сумма мощностей всех электроприборов в доме:

Pсеть=(P1+ P2…+ Pn)*Кс

где: P1, P2, Pn – это полномочия отдельных потребителей электроэнергии; Кс – объем спроса (Kс= 0,65 – 0,8), когда к сети одновременно подключен только один прибор или группа приборов Kс=1.

Максимально допустимая мощность сети также может быть принята за мощность сети, например, на основании технических данных, проекта или договора на энергоснабжение, если таковой имеется.

После расчета тока сети берется следующий наибольший стандартный номинальный ток выключателя: 4A, 5A, 6A, 8A, 10A, 13A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A и т.д.

ПРИМЕЧАНИЕ: В дополнение к описанному выше методу можно также рассчитать автоматический выключатель упрощенным способом:

  1. Определите мощность сети в киловаттах (1 киловатт = 1000 ватт), используя приведенную выше формулу:

Определите ток сети, умножив рассчитанную мощность сети на коэффициент преобразования (Кп) равняется: 1,52 -для сети 380 В или 4,55 – для сети 220 В:

Iсеть=Pсетьп, Ампер

3. Это все. Теперь, как и в предыдущем случае, ток сети необходимо округлить до ближайшего значения номинального тока автомата горелки.

И наконец выбор характеристики отключения (см. таблицу характеристик выше). Например, если вам нужен автоматический выключатель для защиты всего дома, выберите характеристику “C”; если освещение и группа розеток разделены на два разных автоматических выключателя, вы можете установить автоматический выключатель с характеристикой “B” для освещения и один с характеристикой “C” для розеток; если вам нужен автоматический выключатель для защиты электродвигателя, выберите характеристику “D”.

Вот пример расчета: Дом имеет следующие нагрузки:

  • Стиральная машина – 800 ватт (Вт) (эквивалентно 0,8 кВт)
  • Микроволновая печь – 1200 Вт
  • Электрическая духовка – 1500 Вт
  • Холодильник – 300 Вт
  • Компьютер – 400 Вт
  • Электрический чайник – 1200 Вт
  • ТЕЛЕВИЗОР – 250 ВТ
  • Электрическое освещение – 360 Вт

Напряжение сети: 220V

Мы предполагаем, что коэффициент спроса составляет 0,8

Тогда мощность сети будет равна:

Трансформация Pсеть При переходе от ватт к киловаттам разделите значение мощности на 1000:

Определите ток сети по упрощенной схеме, используя коэффициент преобразования:

Округлите полученное значение тока до ближайшего большего стандартного значения номинального тока выключателя. Выберите автоматический выключатель с номинальным током 25 ампер и характеристикой “C”.

Читайте далее:
Сохранить статью?