Gc-helper.ru

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

Тип автоматических выключателей с модульной конструкцией

Автоматический выключатель

Автомати́ческий выключа́тель (механический) (МЭС 441-14-20), «автома́т» — это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания [1] .

Содержание

  • 1 История изобретения
  • 2 Роль в электрической цепи
  • 3 Классификация
    • 3.1 ГОСТ
      • 3.1.1 Селективный автоматический выключатель
  • 4 Устройство
    • 4.1 Расцепители
  • 5 Отключение
    • 5.1 Характеристики
      • 5.1.1 Ток мгновенного расцепления
    • 5.2 Испытание автоматических выключателей
  • 6 Варианты исполнения
    • 6.1 Модульный автоматический выключатель
  • 7 См. также
  • 8 Примечания
  • 9 Литература
  • 10 Ссылки

История изобретения [ править ]

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Роль в электрической цепи [ править ]

Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Классификация [ править ]

ГОСТ [ править ]

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

    По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.

Селективный автоматический выключатель [ править ]

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 с) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка») [2] . Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при к. з.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство [ править ]

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (расцепители), вспомогательные контакты (необязательно).

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

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 т. п.).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями.

Расцепители [ править ]

Расцепители — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при КЗ, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

  • Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты) [2][3] .
  • 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 (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать [4] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя [5] .

Отключение [ править ]

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о Характеристики [ править ]

Ток мгновенного расцепления [ править ]

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, автоматические выключатели делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

  • тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток)
  • тип C: свыше 5·In до 10·In включительно
  • тип D: свыше 10·In до 20·In включительно

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 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.

Испытание автоматических выключателей [ править ]

Характеристики выключателей проверяют в ходе типовых испытаний (стойкость маркировки; надежность винтов, токопроводящих частей и соединений; надежность выводов для внешних проводников; защита от электрических ударов; электроизоляционные устройства; превышение температуры (28-суточное испытание); характеристика расцепления; механическая и коммутационная износостойкость; короткое замыкание; стойкость против механических толчков и ударов; термостойкость; стойкость против аномального нагрева и огня; коррозиеустойчивость).

Варианты исполнения [ править ]

Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

Автоматический выключатель защиты линии в литом корпусе

Автоматические выключатели используемые в США

Автоматические выключатели советского производства

Автоматический выключатель с дистанционным электроприводом включения и микропроцессорным расцепителем

Модульный автоматический выключатель [ править ]

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время, чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку (рис. 1). Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение 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 плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового или электромагнитного. Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

Читать еще:  Выключатель автоматический трехполюсный acti 9

Тип автоматических выключателей с модульной конструкцией

В настоящее время вряд ли возможно представить себе электроустановку, независимо от ее вида и назначения, в которой бы не использовались автоматические выключатели. Действительно, «автомат» — непременный атрибут любой электроустановки, будь-то крупное промышленное предприятие, частный дом или квартира.

Назначение автоматических выключателей. Автоматический выключатель — устройство, функция которого — защита электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания — сверхтоков. Автоматические выключатели могут быть использованы для защиты сетей с самой разной электрической нагрузкой — в осветительных, силовых, цепях с электроприводом. При нарушении нормального режима работы в электрических цепях (при возникновении в них сверхтоков), защита реализуется автоматическим отключением этих цепи.

Помимо защиты, «автоматы» могут использоваться для нечастых оперативных отключений и включений, например, когда необходимо снять напряжение на участке электрической цепи. Для постоянного подобного оперирования, автоматические выключатели применять не рекомендуется, необходимо помнить, что, все-таки любой «автомат» — коммутационный аппарат защиты и его основная функция — защита цепей от различных перегрузок.

Подключение автоматических выключателей. Согласно требованиям к аппаратам защиты, п. 3.1.6 Правил Устройства Электроустановок , «присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам». В большинстве автоматических выключателей такой контакт расположен сверху (в качестве примера, на фото представлен модульный однополюсный «автомат»). Как видно из выдержки ПУЭ, это требование носит, скорее, рекомендательный характер и связано с увеличением эффективности дугогашения. Номинальная отключающая способность автоматического выключателя при подаче питания на его неподвижный, нижний контакт никак не изменится.

Несмотря на отсутствие каких-то определенных жестких требований по поводу подключения автоматических выключателей в нормативной и сопроводительной документации, все-же лучше воспользоваться и обойтись без экспериментов, подав питание на «автомат» сверху — на его неподвижный контакт или контакты (если автоматический выключатель имеет несколько полюсов).

Этот негласный стандарт подключения автоматических выключателей, ставший сегодня, уже наверное, аксиомой при подключении «автоматов» гораздо предпочтительней в плане безопасности в их дальнейшей эксплуатации и ремонте обслуживающим персоналом.

Понятно, что квалифицированный электрик перед началом работ обязательно проверит отсутствие напряжения на выходе вводного «автомата», тем не менее, всегда лучше придерживаться привычной всем «классической» схемы подключения автоматических выключателей: питающий провод сверху, на неподвижный контакт, «отходящий» на нагрузку — снизу, на неподвижный.

По настоящему, правильный выбор устройств защиты предполагает учет всех характеристик автоматических выключателей, только в это случае можно гарантировать, действительно, надежную и качественную защиту цепей переменного тока от перегрузок и сверхтоков (коротких замыканий).

Автоматические выключатели (АВ) принято классифицировать по следующим параметрам:

  • Количество полюсов. Существуют одно- и двухполюсные АВ, используемые для защиты однофазных электрических цепей и трех- и четырехполюсные — для защиты трехфазных
  • Наличие или отсутствие токоограничения. Токоограничение в автоматах предотвращает достижение максимальных значений сверхтоков, прерывание замкнутой цепи происходит быстрее
  • Вид расцепителя. Тепловые или полупроводниковые расцепители — для защиты цепей от токов перегрузки и электромагнитные для защиты цепей при возникновении в них сверхтоков — токов коротких замыканий
  • Вид привода. Ручной или электрический, позволяющий на расстоянии производить включение и отключение АВ
  • Селективность и неселективность. В селективных АВ реализована возможность регулирования времени срабатывания в замкнутых электроцепях
  • Исполнение. Стационарное исполнение автомата предполагает их монтаж с неподвижным креплением на панели электрощите или выдвижной, с креплением в раме (установка на DIN-рейку), позволяющий перемещать сам автомат без прерывания электроцепи, что упрощает процесс обслуживания при эксплуатации и ремонта

Нормируемые технические характеристики АВ:

  • Номинальное напряжение. Величина номинального напряжения, значение которой устанавливается изготовителем АВ
  • Номинальный ток АВ. Здесь, под номинальным током следует понимать максимальное значение электрического тока, продолжительно проходящего через автоматический выключатель, не приводящее к срабатыванию автомата, при котором последний будет функционировать в пределах эксплуатационной нормы
  • Номинальный рабочий ток расцепителя(Iрн). Значение тока в электрической цепи, не вызывающее срабатывание АВ, оно происходит при превышении этого тока в цепи (1,05·Iрн-1,2·Iрн) в течении определенного промежутка времени. Существует стандартный ряд значений Iрн, из которых выбирается значение Iрн автомата, однако, оно не может быть более номинального напряжения АВ (см. выше)
  • Время срабатывания АВ при возникновении сверхтоков. Нормируется для селективных АВ и определяет время выдержки до прерывания цепи в случае достижения проходящего через автомат тока, величина которого превышает или равна току в зоне КЗ
  • Предельная коммутационная способность. Этот параметр технической характеристики применим не только к автоматам, но и к другим коммутационным устройствам, означающий максимальное значение сверхтоков в цепи, при прохождении которых через АВ, работоспособность его сохраняется
  • Уставка по току срабатывания в зоне токов КЗ. Значение токов в электрической цепи, вызывающих мгновенное срабатывание АВ и прерывание этой цепи. В нашей стране, согласно ГОСТ Р 50345-99 для АВ, выполненных по стандарту DIN, эта уставка имеет следующие обозначения:

B — ток электромагнитного расцепителя находиться в диапазоне 3-5 Iнр теплового расцепителя включительно. Их целесообразно использовать для защиты цепей, имеющих большую протяженность

C — диапазоне 5-10 Iнр теплового расцепителя включительно. Используются для защиты осветительных сетей

D — диапазоне 10-20 Iнр теплового расцепителя включительно. Применяются для защиты цепей с нагрузкой, имеющей высокие пусковые токи — электродвигатели, трансформаторы, лампы с ПРА

В качестве примера, для описания конструкции и принципа действия автоматического выключателя в этой статье был использован модульный «автомат». Вот главные элементы конструкции любого автоматического выключателя:

  • Система контактов
  • Система дугогашения
  • Тепловой и (или) электромагнитный расцепители
  • Механизм управления

Перечисленные элементы конструкции размещаются в термостойком пластиковом корпусе, состоящем их двух половин:

Система контактов. Ее функция, здесь – коммутация (замыкание и размыкание) защищаемой цепи. Представляет собой две группы контактов – подвижный, связанный с рычагом системы управления и неподвижный, вмонтированный в корпус автоматического выключателя. Быстрое размыкание цепи реализуется подпружиниванием подвижного контакта, обеспечивающим нужное усилие.

Система дугогашения. Часть конструкции автоматического выключателя, необходимая для нейтрализации (гашения) электрической дуги – результата размыкания цепи с проходящим в ней током. Состоит из параллельно друг-другу закрепленных металлических пластин, которые дробят, нейтрализуя, таким образом, электрическую дугу.

Расцепители. Элемент конструкции, приводящий в действие механизм системы подвижных контактов для расцепления (размыкания электрической цепи). По своему принципу действия, различают расцепители электромагнитные и тепловые:

тепловые расцепители представляют собой биметаллическую пластину, которая, нагреваясь под действием тока, превышающего допустимое значение, изгибается, приводя в действие механизм расцепления «автомата». На небольшие кратковременные увеличения тока в цепи этот расцепитель не реагирует, являясь инерционным

электромагнитные или мгновенные расцепители отличаются высокой скоростью срабатывания (доли секунды) и используется в автоматических выключателях для привода в действие механизм расцепления при появлении в цепи сверхтоков – токов короткого замыкания, превышающий номинальный в разы. При возникновении таких токов в электроцепи, подвижный сердечник соленоида мгновенно втягивается вместе с рычагом, запуская механизм свободного расцепления

Как видно, защита цепей от перегрузок и сверхтоков обеспечивается размыканием подвижного и неподвижного контактов автоматического выключателя механизмом расцепления, на который воздействуют расцепители; в случае перегрузок в линии – тепловые, при возникновении сверхтоков – электромагнитные.

Механизм управления осуществляет управление «автоматом» в ручном режиме. Это рычаг (если говорить о модульных автоматических выключателях) или кнопка, имеющая связь с системой подвижных контактов. Механизм свободного расцепления реализует возможность размыкания контактов и в ручном (при помощи привода), и в автоматическом (в случае возникновения сверхтоков в защищаемой цепи) режимах

Габариты автоматических выключателей для монтажа на DIN-рейку

Под дин-рейкой понимается специальная крепежная планка, размещаемая в распределительных шкафах и в подобных им сборных конструкциях. Основное ее назначение – служить основанием для крепления УЗО, автоматических выключателей и других защитных устройств, обслуживающих силовую линию питания. Дин-рейка стандартного размера может вместить сразу несколько образцов приборов различного класса, включая мощные магнитные пускатели. Все зависит от того, какова конкретная ширина модульного автомата, определяемая его функциональным назначением.

  1. Виды дин-реек
  2. Особенности применения
  3. Размеры и способ установки
  4. Расчет ширины модуля
  5. Материалы для изготовления и нагрузочные характеристики
  6. Нагрузочные характеристики
  7. Как выбрать рейки для установки в шкаф
Читать еще:  Как снять разобрать выключатель

Виды дин-реек

Установка автоматического выключателя на din-рейку

В зависимости от формы крепежной планки известные образцы изделий этого класса делятся на следующие виды:

  • рельсы ТН типа (их разновидности – ТН 15, ТН 35, ТН 75);
  • изделия класса «C» (C20, 30, 40, 50);
  • планки G-типа (G 32).

Первая из этих конструкций по форме напоминает букву греческого алфавита «омега» и является самой распространенной среди выпускаемых промышленностью образцов. На ней традиционно крепятся корпуса электросчетчиков и автоматов.

У С-образных моделей боковые края загнуты вовнутрь, благодаря чему ее профиль позволяет фиксировать клеммные колодки особой формы и конструкции. G-планка является слегка измененной модификацией, используемой крайне редко и применяемой для тех же целей. Длина этих крепежных изделий в зависимости от производителя варьируется в пределах от 7,5 см до 2 метров, что позволяет размещать на них от 4 до 96-ти штук защитных приборов при стандартной ширине одного модуля автомата.

По своему исполнению дин-рейки бывают перфорированными – с набитыми по всей длине отверстиями – и сплошными или литыми.

Преимущество первых конструкций – в удобстве установки, поскольку при наличии отверстий, набитых с шагом 10-15 мм, крепить стальную рейку намного проще. Зато литые образцы более прочные и надежные. Они не деформируются при наличии большого числа автоматов в распределительном щитке.

Особенности применения

ДИН рейка – это зарубежное изобретение, получившее свое название от немецкого стандарта, обозначаемого как DIN 43880-1988. У нас в стране их применение регламентируется ГОСТом Р МЭК 60715-2003 года. Эти изделия иногда называют монтажным рельсом. Полное название выглядит так: «рейка монтажная для фиксации защитных устройств в низковольтном оборудовании распределения и управления электрическими сетями».

В соответствии с этим определением область ее применения распространяется на следующие случаи:

  • необходимость установки в распределительном шкафу электрических счетчиков и других образцов измерительной аппаратуры;
  • потребность в размещении там же защитного оборудования (УЗО, дифавтоматов, реле напряжения и тому подобное);
  • при желании вмонтировать в шкаф специальную соединительную фурнитуру.

Решающий фактор, определяющий вместимость такой рейки – ширина модуля автомата или подобного ему защитного оборудования, устанавливаемого на ее основании.

При оценке ширины автоматов исходят из конкретного числа используемых в щитке защитных приборов, которые могут иметь однополюсное или многополюсное исполнение. Второй вариант касается трехфазных сетей. В общем случае ее применение ограничено именно этим набором функций, но в отдельных ситуациях возможны и другие направления использования дин рейки.

Размеры и способ установки

В бытовых условиях традиционно применяются стандартные планки с шириной профиля 35 мм (ТН 35), имеющие высоту полочки порядка 7,5 мм. Различные исполнения изделия могут отличаться по заявленной толщины профиля (1-1,5 мм) и диаметру набитых при перфорации отверстий (4 или 5 мм). Для их крепления на направляющих распределительного щитка потребуются болты соответствующего типоразмера.

Установочное изделие фиксируется в двух крайних точках планки таким образом, чтобы не образовывалось частей, выступающих за срез направляющих. То есть по длине заготовки подбираются точно по размеру, для чего боковые излишки заранее отрезаются.

В труднодоступных местах со сложными условиями работы с модульным оборудованием допускается устанавливать держатели для-дин реек особой конструкции. Такие направляющие при желании позволяют повернуть их на удобный угол.

Расчет ширины модуля

Пример габаритных и установочных размеров автомата

Габариты или размеры автоматических выключателей закрепляемых на дин-рейке, обычно рассчитываются с учетом следующих соображений:

  • какое общее количество этих приборов планируется установить в соответствии с используемой схемой электропроводки;
  • какой тип учетного прибора (счетчика) и автоматических выключателей предполагается монтировать на нее;
  • какой минимальный зазор между этими устройствами положено оставлять.

Если два автомата или УЗО допускается монтировать практически вплотную друг к другу, устанавливать приборы рядом с электросчетчиком приходится на некотором расстоянии (не менее 1-2 сантиметров).

При расчете количества вмещающихся на дин-рейку приборов необходимо учитывать их функциональное назначение. Двухполюсный автомат имеет большую ширину, чем однополюсный.

Материалы для изготовления и нагрузочные характеристики

Материал, из которого изготовлена конкретная дин-рейка, должен соответствовать ее назначению. Это значит, что необходимо учитывать предполагаемые нагрузки, в зависимости от которых подбираются стальные или алюминиевые изделия. Первые из этих образцов по своей структуре более прочные и выдерживают предельные нагрузки при минимальной толщине планки всего в 1 мм.

Под критическими или предельными нагрузками понимается ситуация, когда на рейке монтируются габаритные приборы типа преобразователей частоты, мощные магнитные пускатели или силовые трехфазные автоматы.

Алюминиевые рейки способны «держать» максимальные напряжения механических деформаций лишь при толщине 1,5 мм. Соответственно, набор размещаемого на них силового и защитного оборудования будет существенно ограничен.

Нагрузочные характеристики

Стальные рейки толщиной 1,0 мм, выдерживают максимальные нагрузки и не имеют ограничений по монтажу

Поскольку типовая DIN-рейка выпускается как профильное изделие, она способна выдерживать большие деформационные нагрузки, чем металлическая пластина того же размера. Типовые нагрузочные характеристики дин-реек нормируются действующими стандартами по ряду признаков, включая тип металла. Алюминиевые планки выпускаются в следующих исполнениях:

  • рейки толщиной 1 мм, рассчитанные на монтаж одиночных модульных устройств: защитных автоматов, блоков УЗО, модулей питания;
  • планки 1,1 мм, предназначенные для установки одиночных приборов, размещаемых в несколько рядов;
  • те же изделия, но с показателем 1,4 мм, рассчитанные на модульное оборудование любого класса и массы.

Все эти изделия перед установкой нарезаются на отрезки нужной длины.

В комплект могут входить стальные рейки толщиной 1,0 мм, по нагрузочной способности аналогичные алюминиевой рейке толщиной 1,5 мм. Они могут выдерживать максимальные нагрузки без ограничений по весу и количеству посадочных мест в рамках допустимого размера. Кроме того, производители щитового оборудования нередко комплектуют распределительные шкафы рейками нестандартного профиля.

Как выбрать рейки для установки в шкаф

Поскольку ширина автомата 1 DIN является определяющим фактором при выборе нужного размера дин-реек, необходимо ознакомиться с ассортиментом металлических изделий. Самые распространенные образцы представлены стальными рейками со стандартными типоразмерами: толщина 1 мм и длина до метра. Они отличаются универсальностью, а по цене заметно дешевле алюминиевых аналогов.

Непосредственно перед применением их режут на заготовки нужного размера под габариты корпуса уже готовых распредщитов. При этом каждая конкретная рейка по длине подгоняется под нужный типоразмер. При сборке нового щитка его габариты подбираются исходя из готовых реек плюс небольшой запас.

Размер автомата на дин-рейку имеет решающее значение при проектировании распределительного оборудования различного класса. Только с учетом этого показателя можно правильно рассчитать его эксплуатационные параметры и допустимую нагрузку на несущие элементы конструкции.

Автоматический выключатель

Автомати́ческий выключа́тель — контактный коммутационный аппарат (механический или электронный), способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного (заданного) времени и автоматически отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как токи короткого замыкания [1] [2] .

Содержание

  • 1 История изобретения
  • 2 Роль в электрической цепи
  • 3 Классификация
    • 3.1 ГОСТ
      • 3.1.1 Селективный автоматический выключатель
  • 4 Устройство
    • 4.1 Расцепители
      • 4.1.1 Электромагнитный расцепитель (отсечка)
      • 4.1.2 Тепловой расцепитель
  • 5 Отключение
    • 5.1 Характеристики
      • 5.1.1 Ток мгновенного расцепления ( прерывания)
    • 5.2 Испытание автоматических выключателей
  • 6 Варианты исполнения
    • 6.1 Модульный автоматический выключатель
  • 7 См. также
  • 8 Примечания
  • 9 Литература

История изобретения [ | ]

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Читать еще:  Автоматический выключатель шнайдер электрик compact nsx 200а

Роль в электрической цепи [ | ]

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования и стабильность заданного порогового значения (уставки) срабатывания.

Классификация [ | ]

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

    По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.

Селективный автоматический выключатель [ | ]

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 сек.) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка») [3] . Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при коротком замыкании.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство [ | ]

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (прерыватель,прерыватели), вспомогательные контакты (необязательно).

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

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 1000—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 тому подобным).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые прерывателями.

Расцепители [ | ]

Расцепители ( прерыватели) — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при коротком замыкании, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

Электромагнитный расцепитель (отсечка) [ | ]

Расцепитель мгновенного действия представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например, отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время — и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты) [3] [4] .

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 [5] ) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать [6] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Роль теплового расцепителя может выполнять электромагнитный (мгновенный) расцепитель, оснащённый гидравлическим замедлителем срабатывания. Такие автоматические выключатели отличаются пожаробезопасностью, так как не имеют нагреваемого элемента (биметаллической пластины).

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя [7] .

Отключение [ | ]

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о Характеристики [ | ]

Ток мгновенного расцепления ( прерывания) [ | ]

Согласно ГОСТ Р 50345-2010 (п.5.3.5), бытовые автоматические выключатели переменного тока делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

  • тип B: свыше 3·In до 5·In включительно (где In — номинальный ток) (применяется для защиты линий освещения или линий имеющих большую протяженность)
  • тип C: свыше 5·In до 10·In включительно (применяется для защиты розеточных групп или линий с потребителями с повышенными пусковыми токами)
  • тип D: свыше 10·In до 20·In включительно (применяется для защиты трансформаторов или линий с потребителями с большими пусковыми токами)

Промышленные автоматические выключатели могут быть следующих типов:

  • тип L: свыше 8·In
  • тип Z: свыше 4·In
  • тип K: свыше 12·In

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·In до 3·In).

У АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·In) и Z (2 — 4·In), соответствующие стандарту МЭК 60947-2.

Испытание автоматических выключателей [ | ]

Характеристики выключателей проверяют в ходе типовых испытаний (стойкость маркировки; надежность винтов, токопроводящих частей и соединений; надежность выводов для внешних проводников; защита от электрических ударов; электроизоляционные устройства; превышение температуры (28-суточное испытание); характеристика прерывания; механическая и коммутационная износостойкость; короткое замыкание; стойкость против механических толчков и ударов; термостойкость; стойкость против аномального нагрева и огня; коррозийная устойчивость).

Варианты исполнения [ | ]

Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

Автоматические выключатели, используемые в США

Автоматические выключатели советского производства

Модульный автоматический выключатель [ | ]

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение 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 плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового (5) или электромагнитного (7). Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector