Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Отключающее устройство автоматический выключатель

Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

  • Назначение
  • Конструкция
  • Технические характеристики
  • Общая классификация

Назначение

Прежде всего, разберемся с тем, что такое автоматический выключатель (АВ). Автомат представляет собой защитный аппарат, отключающий электроэнергию на определенном участке проводки по следующим причинам:

  • возникновение короткого замыкания;
  • перегрузка сети;
  • скачки напряжения.

Помимо этого данное устройство может использоваться для того, чтобы «снять» напряжение на определенном участке электропроводки путем оперативного отключения (мероприятие проводиться крайне редко). Простыми словами, назначение автоматического выключателя заключается в защите электроприборов при выходе проводки из строя.

Что касается области применения автоматов, она возможна как в бытовых условиях (защита домов и квартир), так и на промышленных предприятиях. Автоматические выключатели применяются во всех сферах электроэнергетики.

К вашему вниманию видео урок, в котором находиться полное объяснение того, что такое автоматический выключатель и какой у него принцип действия:

Конструкция

На сегодняшний день существует множество различных изделий для отключения тока в сети. Каждый из аппаратов имеет свою специфическую конструкцию, поэтому в данной статье мы рассмотрим пример с модульным автоматом.

Итак, устройство автоматического выключателя состоит из четырех основных частей:

  • Система контактов (подвижный и неподвижный). Подвижный контакт соединен с рычагом управления, а неподвижный установлен в самом корпусе. Отключение электроэнергии происходит путем выталкивания подвижного контакта пружиной, после чего размыкается сеть.
  • Тепловой (электромагнитный) расцепитель. Элемент, с помощью которого и размыкаются контакты. Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, которая изгибаясь, размыкает контакты. Изгибание происходит вследствие нагревания током (если его значение превышает номинальное). Такое расцепление происходит при повышенных нагрузках на линию электропередач. Действие магнитного расцепителя является мгновенным, вследствие возникновения короткого замыкания. Сверхток провоцирует движение сердечника соленоида, который приводит в действие механизм расцепления контактов.
  • Система дугогашения. Данная часть автомата представлена двумя пластинами из металла, которые нейтрализуют электрическую дугу. Последняя возникает тогда, когда осуществляется разрыв цепи.
  • Механизм управления. Для ручного отключения используется специальный механический рычаг либо кнопка (в других типах АВ).

Также предоставляем к Вашему вниманию более подробную конструкцию автоматического выключателя:

В данном видео примере наглядно предоставлена конструкция и принцип действия автомата:

Технические характеристики

Любой автоматический выключатель имеет свои индивидуальные характеристики, по которым мы и осуществляем выбор подходящей модели.

Основными техническими характеристиками автоматического выключателя являются:

  • Номинальное напряжение (Uн). Данная величина устанавливается производителем и указывается на передней панели аппарата.
  • Номинальный ток (Iн). Также устанавливается заводом и представляет собой максимальное значение тока, при котором защита не будет срабатывать.
  • Номинальный рабочий ток расцепителя (Ipн). При увеличении тока в сети до значений 1,05*Iрн либо 1,2*Iрн некоторое время срабатывание не будет происходить. Данная величина обязательно должна быть ниже номинального тока.
  • Время срабатывания при коротком замыкании (КЗ). При возникновении КЗ автомат выключается после определенного времени прохождения данного тока через аппарат (время срабатывания). Также устанавливается заводом изготовителем.
  • Предельная коммутационная способность автоматического выключателя. Значение проходящих токов короткого замыкания, при которых устройство еще может нормально функционировать.
  • Уставка по току срабатывания. При превышении данного значения аппарат моментально срабатывает и разъединяет цепь. Тут изделия делятся на 3 типа: B, C, D. Первый тип используется при монтаже длинной линии электропередач, диапазон срабатывания 3-5 номинальный рабочих токов расцепителя (Iрн). Устройство типа С работает в диапазоне 5-10 значений и используется в осветительных цепях. Тип D применяют для защиты трансформаторов и электродвигателей. Его диапазон работы составляет от 10 до 20 Iрн.

Общая классификация

Также хотелось бы предоставить Вам наиболее обобщенную классификацию автоматических выключателей для дома. На сегодняшний день изделия принято разделять по следующим признакам:

    Число полюсов: один, два, три либо четыре. Однополюсные и двухполюсные автоматические выключатели принято использовать в однофазной электропроводке. Последние два варианта применяются для трехфазной электросети.

Также изделия могут классифицироваться по степени защиты IP, амперажу, предельному току КЗ и способу подключения проводов.

Вот и все, что вы должны знать об устройстве, принципе действия и назначении автоматических выключателей. Надеемся, что информация стала для вас полезной и теперь вы знаете, как работает автомат, из чего состоит и для чего нужен.

Также читают:

Особенности работы автоматических выключателей с микропроцессорными расцепителями

Ни для кого не секрет, что автоматические выключатели это не просто рубильники, которые пропускают рабочий ток и обеспечивают два состояния электрической цепи: замкнутое и разомкнутое. Автоматический выключатель — это электрический аппарат, который в режиме реального времени «отслеживает» уровень протекающего тока в защищаемой цепи и отключает ее при превышении током определенного значения.

Самым распространенным сочетанием в автоматических выключателях является комбинация теплового и электромагнитного расцепителя. Именно эти два вида расцепителей обеспечивают основную защиту цепей от сверхтоков.

Тепловой расцепитель предназначен для отключения токов перегрузки электрической цепи. Тепловой расцепитель конструктивно состоит из двух слоев металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения. Это и позволяет пластине изгибаться при нагреве и воздействовать на механизм свободного расцепления, в конечном итоге, отключая аппарат. Такой расцепитель еще называют термобиметаллическим расцепителем по названию основного элемента — биметаллической пластины.

Однако этот вид расцепителя обладает существенным недостатком — его свойства зависят от температуры окружающей среды. То есть, при слишком низкой температуре даже если цепь будет перегружена — тепловой расцепитель автоматического выключателя может не отключить линию. Возможна и обратная ситуация: в очень жаркую погоду автоматический выключатель может ложно отключать защищаемую линию, за счет нагрева биметаллической пластины окружающей средой. К тому же тепловой расцепитель потребляет электрическую энергию.

Читать еще:  Автоматический выключатель abb s803c c63

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и подвижного стального сердечника, удерживаемого пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится электромагнитное поле, однако его силы не хватает, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Устройство механизма электромагнитного расцепителя показано на примере АП50Б

Этот вид расцепителя не обладает таким большим потреблением электрической энергии, как тепловой расцепитель.

В настоящее время широкое распространение получили электронные расцепители на базе микроконтроллеров. С их помощью можно осуществлять точную настройку следующих параметров защиты:

  • уровень рабочего тока защиты
  • время защиты от перегрузки
  • время срабатывания в зоне перегрузки с функцией «тепловой памяти» и без нее
  • ток селективной отсечки
  • время селективной токовой отсечки

Реализованная функция проведения самотестирования работоспособности механизма свободного расцепления с помощью кнопки ТЕСТ позволяет проводить проверку аппарата потребителем.

Регулировка параметров настройки электрической цепи на лицевой панели устройства позволяет персоналу без лишнего труда понять, как настроена защита отходящей линии.

С помощью поворотных переключателей на лицевой панели устанавливается уровень рабочего тока цепи. Регулировка уставки рабочего тока расцепителя IR устанавливается в кратности: 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1,0 к номинальному току выключателя.

Существует два режима работы полупроводникового расцепителя при перегрузке электрической цепи:

  • с «тепловой памятью»;
  • без «тепловой памяти»

«Тепловая память» является эмуляцией работы теплового расцепителя (биметаллической пластины): микропроцессорный расцепитель программным способом задает время, которое потребовалось бы для остывания биметаллической пластины. Данная функция позволяет оборудованию и защищаемой цепи больше времени остывать и, соответственно, их срок службы не снижается.

Одним из преимуществ является установка уровня тока и времени срабатывания автоматического выключателя при коротком замыкании, что осуществляет необходимую селективность защиты. Это необходимо для того, чтобы вводной автоматический выключатель отключился позже, чем ближайшие к аварии аппараты. Важно отметить, что, в отличие от теплового расцепителя, уставки по времени в микропроцессорном расцепителе не меняются при изменении температуры окружающей среды.

Регулировка уставки тока селективной токовой отсечки выбирается кратно рабочему току IR: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Регулировка уставки времени селективной токовой отсечки выбирается в секундах: 0 (без выдержки времени); 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4.

Электромагнитная совместимость микропроцессорных расцепителей автоматических выключателей OptiMat D позволяет применять эти аппараты в общепромышленных электроустановках. В свою очередь, электромагнитные поля, создаваемые элементами микропроцессорного расцепителя не оказывают негативного влияния на окружающую технику.

Рассмотрим выбор уставок на примере микропроцессорного расцепителя MR1-D250 автоматического выключателя OptiMat D. Имеется асинхронный двигатель АИР250S2 с параметрами Р=75 кВт; cosφ=0,9; Iп/Iном=7,5; для которого нужно выбрать уставки защищающего аппарата (автоматический выключатель защищает непосредственно линию с данным электродвигателем). Примем следующие условия: пуск электродвигателя легкий и время пуска равное 2 с.

Выбираем для нашего двигателя уставку в 4 секунды с функцией тепловой памяти:

В нашем случае номинальный ток электродвигателя составляет 126,6 А. Соответственно, выставляем переключатель регулировки номинального тока выключателя на значение 0,56, чтобы ближайшее значение получилось 140 А.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал ложно от пусковых токов, кратность которых для выбранного двигателя составляет 7,5 примем уставку селективной токовой отсечки равную 8.

Т. к. данный выключатель будет устанавливаться непосредственно для защиты электродвигателя для обеспечения селективности в действии выключателей принимаем мгновенную селективную токовую отсечку (без выдержки по времени).

Следует также отметить, что при превышении током короткого замыкания значения в 3000 А выключатель будет срабатывать мгновенно, то есть без выдержки по времени.

Таким образом, мы рассмотрели пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя, обеспечивающие защиту асинхронного двигателя. Данный пример выбора уставок микропроцессорного расцепителя не является техническим руководством. В конечном виде панель настройки микропроцессорного расцепителя автоматического выключателя будет выглядеть так:

Электромагнитная совместимость, соответствующая требованиям ГОСТ Р 50030.2-2010, и возможность внедрения в систему автоматизации делает автоматические выключатели Optimat D250 более надежными, удобными и выгодными решениями по многим показателям.

Что выбрать: УЗО+автомат или дифавтомат?

Защита человека от поражения электрическим током является важнейшей задачей в организации электробезопасности. Она состоит из ряда мер, которые необходимо выполнять при организации электроснабжения жилых и офисных зданий. Одним из главных таких мероприятий является установка в электрощитах устройств защитного отключения. Сокращенно они пишутся УЗО, а в нормативных документах называются выключателями дифференциального тока (ВДТ). Данные устройства реагируют на утечку тока.

Простыми славами, под утечкой тока можно понимать не штатную аварийную ситуацию в электроустановке. Если повредилась изоляция и ток начал «утекать» в землю, если открытые токопроводящие части каким-либо образом попали на землю, если человек случайно коснулся токопроводящих частей и ток «потек» через его тело и так далее. Все это является не штатной работой электроустановки и несет в себе большую опасность как для человека, так и для его имущества. Вот именно поэтому необходимо устанавливать устройства защитного отключения в электрощитах.

Существуют два вида устройств защитного отключения — это ВДТ (выключатель дифференциального тока) и АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока). Как видите, разница между ними всего в одном слове, но оно значит очень много. Ниже рассмотрим более подробно каждое устройство защитного отключения.

ВДТ, он же в бытовом сленге УЗО, устроен таким образом, чтобы мог своевременно отключить участок цепи, в котором возникла утечка тока. Это все его функции. Вроде на первый взгляд мало, но зато им выполняется очень важное дело.

Читать еще:  2107 выключатель зажигания как выключатель

Таким устройством можно защищать одну или несколько групп потребителей. При использовании УЗО необходимо помнить одну очень важную вещь. Оно не имеет внутри встроенной защиты от сверхтоков. Участок цепи можно перегрузить током, на который не рассчитан кабель, или может произойти короткое замыкание. Вот на это ВДТ не среагирует и никогда не отключится. Токи перегрузки или короткого замыкания могут вывести из строя не только кабель и само защитное устройство, но и принести вред человеку. Поэтому только одни УЗО нельзя устанавливать в электрощитах. Их необходимо защищать с помощью обычных автоматических выключателей. То, что на его корпусе есть номинал в амперах указывает только на величину максимального тока, который могут коммутировать его контакты и все. Если на устройстве защитного отключения написано, например, 40А, то оно не сработает, когда протекаемый через него ток превысит 40А. В этом случае ВДТ будет просто греться и плавиться. Вот это обязательно необходимо знать, при разработке схемы или просто при установке УЗО в щиток. Очень редко, но встречаются схемы, где ВДТ установлены без защиты от сверхтоков, то есть неправильно. Поэтому будьте тут внимательнее.

АВДТ, он же в бытовом сленге дифавтомат, устроен таким образом, чтобы мог своевременно отключить участок цепи, в котором возникла утечка тока, перегрузка или короткое замыкание. Как видите, в данном устройстве защитного отключения присутствуют функции обычного автоматического выключателя. Это делает АВДТ универсальным, логически законченным и более удобным в эксплуатации устройством. То есть, для защиты одной группы потребителей можно установить один дифавтомат вместо пары УЗО с автоматическим выключателем.

Появление дифавтоматов, на первый взгляд, упростило задачу в разработке схемы электрощита. Можно же установить на все группы потребителей одни АВДТ. Так все будет надежно защищено и займет не так много места. Но, помимо плюсов у них есть и минусы. Самым главным минусом для нашего обывателя является их стоимость. Если собирать щит только на одних дифавтоматах, то он будет очень дорогой. Поэтому обычные УЗО пользуются лучшим спросом в отличии от АВДТ.

Их отличие в названии только в одном слове как раз и указывает на возможность защиты данных устройств от сверхтоков. Простой ВДТ ее не имеет, а АВДТ уже имеет. Слово «автоматический» на это и указывает. Наличие таких устройств защитного отключения позволяет разрабатывать более гибкие схемы электрощитов, которые будут удовлетворять всем современным нормам электробезопасности.

Теперь перейдем к дилемме «УЗО+автомат или дифавтомат?».

Современные нормативные документы по электробезопасности требуют выполнять определенные меры для защиты человека и его имущества от опасного действия электрического тока. Только следуя всем пунктам можно этого добиться. Самым важным является жизнь человека. Поэтому, в первую очередь, необходимо организовать ее защиту от поражения электрическим током. Для этих целей выполняют разные меры, одной из которых является установка в электрощите устройства защитного отключения (УЗО). Дальше по важности идет сохранность имущества человека. Для этого все кабели защищают от перегрузки и от действия токов короткого замыкания с помощью автоматических выключателей. Казалось бы, что тут все просто и только необходимо на все группы розеток установить в электрощите УЗО и автоматы. Но, существует и другое защитное устройство, которое может выполнять все эти функции. Это автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ).В быту очень широко прижилось его название как дифавтомат. Итак, теперь у нас возник вопрос, что лучше выбрать УЗО с автоматом или дифавтомат? Давайте вместе попробуем разобраться и найти ответ на него.

Дальше я сравню оба варианта по разным критериям:

  1. Занимаемое место в электрощите. Пара УЗО и автоматический выключатель занимают три модуля, а дифавтомат два. Если нужно защитить два кабеля, то две пары УЗО+автомат займут шесть модулей, а два дифавтомата всего четыре. Получается, что установка в щите АВДТ позволяет экономить место. Но, очень часто для уменьшения бюджета щитка к одному устройству защитного отключения подключают несколько автоматов. Например, если к УЗО подключить три автоматических выключателя, то они вместе займут пять модулей. Тогда получится, что для защиты трех кабелей необходимо пять модулей, а если ставить дифавтоматы, то нужно будет уже шесть модулей. Поэтому тут вопрос выигрыша места в щитке спорный.
  2. Схема подключения. дифавтомат подключается очень просто. На его входные контакты необходимо подать фазу и ноль. Дальше фазный и нулевой рабочий проводники от нагрузки нужно подключить к его выходным контактам. Пара УЗО+автомат в сложности схемы подключения немного проигрывают. Тут нужно делать дополнительную перемычку, чтобы фазу подать с автомата на УЗО. Если к устройству защитного отключения планируется подключать несколько групповых автоматических выключателей, то здесь уже необходимо устанавливать дополнительную нулевую шину. Хотя можно отказаться от ее использования путем установки двухполюсных автоматических выключателей. К такому автомату нужно будет подключать сразу фазу и рабочий ноль. На рисунке ниже наглядно показаны разные варианты схем подключения данных устройств.
  3. Удобство в эксплуатации и наглядном понимании схемы щитка. Для пользователя электрощитом однозначно будет удобнее схема на дифавтоматах. В ней на каждую группу розеток стоит свой АВДТ. Думать много тут не нужно и, открыв крышку щитка, будет все понятно даже домохозяйке. Вот схема на УЗО с автоматическими выключателями читается пользователем намного сложнее. Хорошо, когда УЗО и его автомат стоят рядом и интуитивно можно сообразить, что это одна пара, которая отвечает за конкретную группу розеток. Но, если к одному УЗО будет подключено несколько автоматов, то читаемость схемы щитка сильно падает, особенно, когда они стоят в разных местах или даже на разных дин-рейках.
Читать еще:  Выключатели переключатели электрические подсоединение

4. Стоимость комплектующих. Если взять пару УЗО с автоматическим выключателем и дифавтомат с одинаковыми характеристиками, то первые будут намного дешевле чем АВДТ. дифавтомат стоит где-то в 1,5-1,8 раза дороже, чем стоят вместе УЗО и автоматический выключатель. Это обусловлено тем, АВДТ более сложное устройство. Умные инженера смогли в одном корпусе размером два модуля уместить функции двух совершенно разных устройств, которые вместе занимают три модуля. За это придется доплатить.

5. Поиск не исправности. Это, пожалуй, самый интересный критерий, по которому можно сравнить оба варианта. С парой УЗО+автомат все просто. Если сработал автоматический выключатель, то значит, что произошло, либо короткое замыкание, либо перегрузка. Если сработало УЗО, то где-то появилась утечка тока. Это очень сильно облегчает поиски неисправности. С дифавтоматами дело обстоит немного по-другому. Если он сработал, то будет неизвестно по какой причине. Это сильно затрудняет поиск неисправности и на это может потребоваться много времени. Скорее всего придется приглашать на выручку электрика. Правда, если брать АВДТ из более дорогих и профессиональных серий, то в них предусмотрена встроенная индикация, по которой можно определить характер неисправности. Например, у производителя АВВ серии DS201 все дифавтомат имеют специальные флажки голубого цвета в рукоятке управления. Если произошла утечка, то вместе с отключающейся ручкой выпадает этот сигнальный флажок. Если он не появился, то соответственно, где-то в цепи произошло короткое замыкание или просто вы перегрузили защитное устройство.

Это все различия, на которые стоит обращать внимание в вопросе выбора пары УЗО с автоматическим выключателем или дифавтомата. Только хорошо проанализировав их и взвесив все «За» и «Против» можно смело идти в магазин.

Устройство автоматического выключателя

Автоматический выключатель представляет собой специальное приспособление, которое предназначено для защиты электроустановок от перегрузки, коротких замыканий, резкого снижения напряжения. В сравнении с плавкими предохранителями данный тип выключателя позволяет обеспечить более высокий уровень эффективности защиты, в особенности в цепях с тремя фазами. В таком случае предохранители, как правило, отключают не более двух фаз, из-за чего создается неполнофазный режим, также являющийся аварийным.

В состав автоматического выключателя входит несколько основных элементов, среди которых корпус, механизм управления, дугогастиельная камера, коммутирующее устройство и расцепители.

Для включения автоматического выключателя, который находится в разъединенном положении, нужно взвести механизм при помощи перемещения рукоятки до упора в сторону знака «О». Во время этого процесса осуществляется зацепление рычага с защелкой, после чего последняя цепляется с отключающей рейкой. Контактное сжатие во время включения обеспечивает смещение подвижных контактов.

Автоматическое отключение устройство происходит, когда отключающая рейка поворачивается в сторону. Рукоятка при этом занимает промежуточное положение, находясь между знаками «О» и «1». Это является своеобразным указанием того, что автомат отключился. В каждом полюсе прибора находятся дугогасительные камеры. Они являются деионными решетками, в состав которых входит ряд стальных пластин.

Искрогасители, в которых содержатся специальные пластины, закрепляются в крышке выключателя. Если в цепи, которую нужно защитить, ток превышает допустимое значение, то начинает работать соответствующий расцепитель, что и выключает цепь. Расцепитель выполняет функцию моментальной защиты от коротких замыканий.

Дугогасительные устройства являются очень важной частью такого прибора, потому что во время разрыва тока появляется электрическая дуга, которая может вызвать подгорание контактов. В выключателях автоматического типа используются специальные камеры с деионным гашением дуги. В данном случае над контактами, которые расположены внутри камеры, находится решетка из стальных пластин. Когда контакты размыкаются, образовывается дуга, которая затем выдувается воздухом вверх. Таким образом, она очень быстро гасится.

Устройство автоматического выключателя включает в себя несколько важных компонентов. Механизм управления используется для обеспечения включения и выключения устройства в ручном режиме с помощью рукоятки или же кнопок.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя включает в свой состав подвижные и неподвижные контакты. Пара контактов образуют полюс выключателя. Их число может варьироваться в пределах от одного до четырех. Все полюса комплектуются отдельными камерами для гашения дуги.

Механизм, отключающий автоматический выключатель в аварийной ситуации, является расцепителем. Существует несколько основных видов такого элемента, среди которых тепловой, электромагнитный максимального тока, комбинированный, минимального напряжения, независимый, а также специальный.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с обмоткой и сердечником.. происходит последовательное включение обмотки в сеть с контактами. Если появляется короткое замыкание, ток резко увеличивается. Сердечник начинает перемещаться и происходит размыкание силовых контактов.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, в состав которой входит пара металлов. Пластина не является сплавом, а соединение происходит при помощи прессования. Пластина включается в цепь последовательно. Если происходит нагрев, то она изгибается и вызывает отключение выключателя. Время срабатывания такого расцепителя находится в зависимости не только лишь от показателей величины тона, но также и от температуры окружающей среды.

Независимый расцепитель минимального напряжения обладает примерно такой же конструкцией, как и электромагнитный. Отличие заключается в условиях срабатывания. Автомат отключается при подачи напряжения вне зависимости от наличия аварийных режимов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector