Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции . Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.
Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы.
Как подобрать автомат по классу токоограничения
- Воздух при атмосферном давлении.
- Сжатый воздух.
- Масло, образующее водород для выгорания дуги.
- Ультравысокий вакуум.
- Сера гексафторид.
Воздух является самым дешевым изоляционным материалом и широко используется для приложений с низким напряжением. Водород обладает лучшей способностью к огнетушению, но имеет более низкую диэлектрическую прочность по сравнению с воздухом. Также водород, если он загрязнен воздухом, образует взрывоопасную смесь. Азот обладает такими же свойствами, как и воздух. Кислород обладает хорошей способностью к огнетушению, но химически очень активен.
В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.
Все размеры могут быть выполнены с фиксированной или выдвижной конструкцией. Характеристики перегрузки по току предназначены для ряда приложений. Вы можете выбрать из 5 типов максимальных токов, которые отличаются их использованием - от простейших приложений до очень сложных приложений с выборочной защитой. Максимальный выпуск максимального тока имеет встроенный дисплей, показывающий настройку автоматического выключателя и состояние цепи. Все реле максимального тока имеют возможность регулирования номинального тока от 0 до 60%.
Другим из преимуществ является широкий ассортимент аксессуаров. Можно использовать вспомогательные расцепители для отдельного выключения, отпускания для дистанционного включения, привода электродвигателя для автоматической загрузки, механического блокирования до трех автоматических выключателей, управления с помощью передачи данных и других.
1. Винтовые клеммы
2. Регулировочный винт теплового расцепителя
3. Биметаллическая пластина (тепловой расцепитель)
4. Соленоид (электромагнитный расцепитель)
5. Подвижный контакт
6. Дугогасительная камера
7. Механизм расцепления
8. Рычаг управления
Эти величины отображаются непосредственно на дисплее реле максимального тока или передаются в систему управления посредством передачи данных. Тем не менее, благодаря гибкой продукции на заводе в Летограде мы можем доставить их заказчику за очень короткое время. Качество, цена и скорость - это основные атрибуты, которые клиент ценит при размещении заказа.
Цель заключается в том, что у заказчика продукты выполняют функции, которые были выполнены на заказ, быстро и без ошибок. Низкое напряжение - это то, которое подходит для цепей с номинальным напряжением 600 В или ниже. Одним из наиболее часто используемых низковольтных воздушных выключателей является автоматический выключатель в литом корпусе.
Как работает автомат в режиме перегрузки?
Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления.
Все выключатели, за исключением очень маленьких, имеют связь между рабочей рукояткой и контактами, что позволяет быстро сделать независимо от того, насколько быстро перемещается рабочая рукоятка. Ручка также сконструирована таким образом, что ее нельзя удерживать при коротком замыкании или перегрузке.
Автоматический выключатель автоматически отключается, когда ток через него превышает предварительно определенное значение. При более низких номинальных токах автоматическое отключение автоматического выключателя осуществляется с помощью тепловых выключателей. Элементы теплового отключения состоят из биметаллического элемента, который может быть откалиброван таким образом, чтобы тепло от нормального тока через него не вызывало его отклонения. Аномально высокий ток, который может быть вызван состоянием короткого замыкания или перегрузки, приведет к тому, что элемент отклонит и отключит связь, которая удерживает выключатель.
Автомат отключается и размыкает цепь.
Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.
Примечание: Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении электродвигателей которые имеют большие пусковые токи).
Затем автоматический выключатель открывается пружинным действием. Этот биметаллический элемент, реагирующий на тепло, создаваемое протекающим через него током, имеет характеристику обратного времени. Если будет развит чрезвычайно высокий ток, автоматический выключатель будет срабатывать очень быстро.
На рисунке показан разрез автоматического выключателя в литом корпусе. 
Для умеренных он будет работать медленнее. Формованные футляры с гораздо большими номинальными токами также имеют магнитный элемент отключения для дополнения теплового элемента отключения. Магнитный блок использует магнитную силу, которая окружает проводник, для срабатывания соединительной муфты автоматического выключателя.
Внимание! Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.
На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.
Когда разъединяемые контакты воздушного выключателя открываются, между этими двумя контактами возникает дуга. Различные производители используют множество конструкций и расположения контактов и их окружающих камер. Наиболее распространенная конструкция помещает движущиеся контакты внутри дугогасителя. Конструкция этого дугового желоба позволяет сформировать дугу, когда контакты открыты, чтобы втянуть их в дугогаситель. Когда дуга втягивается в дуговый желоб, он делится на небольшие сегменты и гасит.
Это действие быстро гасит дугу, что сводит к минимуму вероятность возникновения пожара и минимизирует повреждение контактов выключателя. Формованные автоматические выключатели выпускаются в широком диапазоне размеров и номинальных токов. Размеры, номинальная мощность контакта и номинальные значения по току одинаковы для всех автоматических выключателей заданного размера. Постоянный номинальный ток выключателя определяется значением элемента срабатывания.
Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.
Дополнительные характеристики автоматов
В крупных коммерческих и промышленных распределительных системах используются более крупные воздушные выключатели. Эти автоматические выключатели доступны с гораздо более высоким постоянным током и прерывающими номиналами, чем автоматический выключатель в литом корпусе.
Большинство больших воздушных выключателей используют закрывающее устройство, известное как «хранимый энергетический механизм», для быстрого позитивного закрытия. Энергия сохраняется путем сжатия больших мощных пружин, которые прикреплены к контактному блоку автоматического выключателя. Как только эти пружины сжаты, защелка может работать, чтобы выпустить пружины, а давление пружины закроет автоматический выключатель.
Примечание: В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаетекак работает автоматический выключатель при перегрузках
Технические характеристики автоматических выключателей для домашней проводки
Замыкающие пружины выключателя могут быть сжаты вручную или с помощью небольшого электродвигателя. Этот тип автоматического выключателя можно классифицировать как автоматический или автоматический выключатель. Когда большой воздушный выключатель закрыт, рабочий механизм фиксируется. Когда выключатель замкнут, набор пружин срабатывания или катушек сжимается, и тогда автоматический выключатель может быть отключен с помощью защелки. Механизм защелки хода может работать как вручную, так и дистанционно с помощью катушки отключения электромагнитного клапана.
Как работает автомат в режиме короткого замыкания
В случае короткого замыканияпринцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает .
Как указывалось ранее, автоматические выключатели могут работать как вручную, так и электрически. Электрические выключатели используются, когда автоматические выключатели должны работать с частыми интервалами или когда требуется дистанционное управление.
Электрический выключатель
Когда сработает электрически управляемый автоматический выключатель энергии, пружина подзаряжается двигателем подзарядки пружины, чтобы выключатель был готов к следующей операции закрытия.
Автоматический выключатель с ручным управлением
Закрытые пружины автоматического выключателя обычно сжимаются рукояткой непосредственно перед работой выключателя. На рисунке 6 показан большой воздушный автоматический выключатель, который классифицируется как автоматический выключатель энергосберегающей энергии.Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.
Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при коротком замыкании в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.
Запорные пружины сжимаются, потянув вниз на большую ручку управления на передней части выключателя. Закрытие этого автоматического выключателя выполняется вручную, нажав на маленький рычаг закрытия. Отключение этого автоматического выключателя осуществляется с помощью рычага отключения, расположенного в нижней части выключателя.
Это принцип работы воздушного взрыва. Эти прерыватели используют воздушный взрыв высокого давления в качестве среды для тушения дуги. Контакты открываются в потоке воздушного взрыва, установленном при открытии клапана взрыва. Воздушный взрыв охлаждает дугу и сметает дуговые изделия в атмосферу. Это быстро увеличивает диэлектрическую прочность среды между контактами и предотвращает повторное установление дуги.
Внимание! Срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат . Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.
Преимущества автоматических выключателей воздушного взрыва
Автоматический выключатель воздушной струи имеет следующие преимущества над масляным выключателем. Риск пожара устраняется. Рост диэлектрической прочности настолько велик, что конечный контактный зазор, необходимый для выгорания дуги, очень мал. Это уменьшает размер устройства.
Недостатки автоматических выключателей воздушного взрыва
Энергия, подаваемая для выгорания дуги, получается из воздуха высокого давления и не зависит от тока, который должен быть прерван. Использование воздуха в качестве среды дуговой закалки обеспечивает следующие недостатки. Воздух обладает относительно низкими дугогасящими свойствами.
В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.
Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера . Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.
Как работает электромагнит отключения
Автоматические выключатели воздушной струи очень чувствительны к изменениям скорости нарастания перенапряжения. Для компрессорной установки, которая обеспечивает воздушный взрыв, требуется значительное техническое обслуживание. Воздушный взрыв находит широкое применение в установках высокого напряжения. Большинство выключателей для напряжений свыше 110 кВ относятся к этому типу.
Типы автоматических выключателей воздушного взрыва
В зависимости от направления воздушной струи по отношению к дуге, типы воздушных прерывателей. Осевой воздушный выключатель. Воздушный автоматический выключатель. Радиационный воздушный выключатель. На рисунке ниже показаны основные компоненты типичного осевого автоматического выключателя воздушного взрыва. При нормальных условиях фиксированный и подвижный контакты удерживаются в закрытом положении под давлением пружины. Воздушный резервуар соединен с дуговой камерой через воздушный клапан. Этот клапан остается закрытым при нормальных условиях, но автоматически открывается импульсом отключения при возникновении неисправности в системе.
Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.
Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.
Примечание: В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.
Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки . Придется искать, где это произошло.
Внимание! Если отключение автоматического выключателя стало для вас постоянной проблемой, не пытайтесь решить ее установкой автомата с большим номинальным током.
Автоматы устанавливаются с учетом сечения вашей проводки , и, значит, больший ток в вашей сети просто не допускается. Найти решение проблемы можно только после полного обследования системы электроснабжения вашего жилища профессионалами .
P . S . Обязательно подпишитесь на новые статьи информационного портала azbukainfo - tlt . ru » и получайте свежую,полезную информацию поремонту своего жилища - своими руками , по оптимизации бюджета,полезную информацию по строительству вашего дома, купле-продаже квартир, аренды и всего, что касается недвижимости. Хотите оперативно узнавать о новых статьях - установите Виджет Яндекса.
Если Вы неуверенны в своих силах и полученных знаний, опасаетесь за жизнь свою и своих близких, переживаете за безопасность своего жилища - Специалисты компании, помогут Вам, в решении всех насущных проблем и вопросов.
Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для защиты электрических установок от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, а также для нечастой коммутации при нормальных условиях работы.
Принцип действия и устройство автоматов
По принципу действия автоматический воздушный выключатель (автомат) представляет собой первичное реле прямого действия. За счет усилия Fn, создаваемого пружиной 2, автомат удерживается во включенном состоянии защелкой 1. Ток защищаемого участка, протекая по обмотке электромагнита 4, создает усилие F3, которое стремится притянуть якорь 3 к электромагниту. Если токов обмотке электромагнита достигает значения, при котором усилие F3 становится больше силы Fn, то якорь 3, притянувшись к электромагниту, повернет защелку и освободит рычаг 5. Под действием пружины 6 произойдет размыкание контактов.
Устройство, воздействующее на защелку автомата, называется расцепителем. В зависимости от исполнения автомат может быть укомплектован одним или несколькими типами расцепителей: электромагнитными, тепловыми, дистанционными, нулевыми или комбинированными (тепловой с электромагнитным).
Контактная система автоматов снабжена дугогасительными камерами и рассчитана на отключение достаточно больших токов. Поэтому автоматы используются не только для коммутации электрической цепи в нормальных режимах, но и для защиты электроустановок при перегрузках и коротких замыканиях.
1 - защелка; 2 - пружина; 3 - якорь;
4 - обмотка электромагнита; 5 - рычаг; 6 - отключающая пружина
Применение автоматических выключателей вместо плавких предохранителей дает следующие преимущества. Во-первых, устраняется возможность работы электродвигателя в неполнофазном режиме, так как при перегрузках и коротких замыканиях отключаются сразу три фазы. Во-вторых, значительно снижаются простои электрооборудования, так как на включение сработавшего автомата требуется меньше времени, чем на замену перегоревшего предохранителя. И, наконец, в третьих, время-токовые характеристики
защиты от перегрузок автоматов более соответствуют защищаемому электрооборудованию, чем время-токовые характеристики предохранителей.
Наибольшее распространение в электроустановках получили автоматы серий А3100, АП50 и АК63. В помещения с нормальными условиями среды (сухие отапливаемые, сухие неотапливаемые) указанные типы автоматических выключателей защищенного исполнения устанавливаются без дополнительных защитных устройств. Автоматы открытого исполнения должны устанавливаться в шкафах и ящиках. В сырых и особо сырых помещения с влажностью 100% должны применяться автоматы защищенного исполнения, а при наличии в воздухе еще и примесей аммиака - автоматы тропического исполнения.
В паспортных данных каждого типа автомата указывается значение его номинального тока, т.е. такого тока, при котором автомат может работать в течение неограниченного времени; приводятся данные о тепловых расцепителях, которыми комплектуется автомат, а также номинальный ток этих расцепителей. За номинальный ток теплового расцепителя принимается такой ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания. Если автомат снабжен электромагнитным расцепителем, настроенным в заводских условиях на определенный ток срабатывания, то в паспорте указывается также и этот ток - ток уставки расцепителя, т.е. такой наименьший ток, который, протекая по катушке расцепителя, заставляет его срабатывать. В соответствии с заводской настройкой в паспортах обычно приводятся кратности тока уставки электромагнитных расцепителей по отношению к соответствующему номинальному току.
Автоматы серии A3160 комплектуются тепловыми расцепителями с зависимой амперсекундной характеристикой: чем больший ток протекает через тепловой элемент, тем меньшее время будет находиться под повышенным током защищаемый элемент. Тепловые расцепители этой серии настраиваются так, чтобы при кратности тока 1,35 по отношению к номинальному току расцепителя тепловой элемент сработал в течение 2 ч. При больших кратностях время срабатывания соответственно уменьшается.
Автоматы А3110 и A3120 могут быть укомплектованы или электромагнитным расцепителем, срабатывающим без выдержки времени, или комбинированным, состоящим из теплового и электромагнитного элементов. Автомат с комбинированным расцепителем отключает с выдержкой времени токи перегрузок (при помощи теплового элемента), а токи коротких замыканий - без выдержки времени, с помощью электромагнитного элемента. Это позволяет широко использовать автоматы с такими расцепителями для защиты электродвигателей.
Автоматы каждого типа (А3110, А3120, А3160) имеют разные исполнения и по числу полюсов. Так, автоматы типа А3160 исполняются однополюсными (A3161)» двухполюсными (А3162) и трехполюсными (А3163). Автоматы типа А3110 и A3120 выпускаются только в двухполюсном (A3113, A3123) или трех- полюсном (А3114, А3124) исполнениях. Таким образом, в зависимости от исполнения автоматы даже одного типа могут иметь различную маркировку. Например, маркировка АП50-ЗТ означает, что автомат трехполюсный и снабжен тремя тепловыми расцепителями; АП50-2МЗТН - автомат укомплектован дву- мя электромагнитными расцепителями, тремя тепловыми расцепителями и одним расцепителем минимального напряжения.
Разрез автомата типа А3100: 1 - возвратная пружина; 2 - якорь; 3 - сердечник; 4 - токопровод; 5 - гибкий токопровод; 6 - траверса; 7 - пружина; 8 - контактодержатель; 9 и 10 - рычаги; 11 - плоская пружина; 12 - неподвижый контакт; 13 - основание контакта; 14 - основание; 15 - крышка; 16 - ластины
дугогасительной камеры; 17 - подвижный контакт; 18 - основание подвижного контакта; 19 - рукоятка; 20 - рычаг; 21 - собачка расцепителя; 22 - отключающая рейка; 23 - биметаллическая пластинка; 24 - токопровод
Расцепитель минимального напряжения отключает автомат при снижении напряжения на 50% и ниже и разрешает включить его при напряжении сети не ниже 80% от номинального. По специальному заказу автоматы исполняют с расцепителем дистанционного отключения Д или с максимальным расцепителем в нейтральном проводе 0. Автоматы без расцепителей обозначают АП50-2 или АП50-3 (соответственно двух- и трехполюсные).
Устройство автоматического выключателя A3100 показано на рис. 2.6. Автомат А3100 состоит из следующих основных узлов: кожуха (основания с крышкой), контактной системы, дугогасительной камеры, расцепителя максимального тока и механизма управления автоматом.
Все узлы автомата смонтированы на пластмассовом основании 14 и закрыты пластмассовой крышкой 15, которая винтами крепится к основанию. Основание автомата и его крышка имеют ребра, позволяющие сблизить между собой фазы и тем самым уменьшить габариты автомата.
Контактная система автомата в каждой фазе содержит один неподвижный контакт 12 и один подвижный 17. Контакты изготовлены из металлокерамической композиции на основе серебра и прикреплены к медным основаниям 13 и 18. Основания подвижных контактов соединены гибким токопроводом 5 с расцепителем максимального тока. Пружина 11, опираясь на контакто- держатель 8, обеспечивает надежное нажатие контактов. Движение от механизма управления к контактам передается посредством изолированной траверсы 6.
Дугогасительная камера набрана из стальных пластин 16, которые расположены над контактами каждой фазы.
Расцепитель максимального тока объединяет тепловой и электромагнитный элементы. Тепловой элемент представляет собой биметаллическую пластинку 23, по которой проходит нагревающий ее ток, и двух проводников (токопроводов) 4 и 24. Электромагнитный элемент состоит из сердечника 3, якоря 2 и возвратной пружины 1. И тепловой, и электромагнитный элементы воздействуют на механизм свободного расцепления посредством отключающей рейки 22.
Механизм управления предназначен для быстрого замыкания и размыкания контактов, независимо от скорости движения рукоятки (при ручном управлении). Он состоит из рукоятки 19, рычагов 9, 10, 20, защелкивающей собачки 21 и пружины 7.
Наиболее широкое применение для пуска и защиты электродвигателей получили автоматы серии АП50.
Корпус автомата выполнен из пластмассы и состоит из цоколя 2, на котором смонтированы все части автомата, и крышки 3, привинчиваемой винтами к цоколю. Кроме основного коммутирующего устройства, состоящего из неподвижных контактов 4, подвижных контактов 6 и дугогасительной камеры 5, автомат снабжается дополнительным устройством 1 с блок-контактами, которые используются в цепях управления. Гибкие связи 7 соединяют подвижные контакты 6 с тепловыми расцепителями 10, которые в свою очередь соединены с электромагнитными расцепителями 9.
Если в какой-либо фазе защищаемой цепи возникнет аварийный режим (перегрузка или короткое замыкание), срабатывает соответствующий расцепитель, поворачивая при этом отключающую рейку 8, общую для всех полюсов. Под воздействием рейки срабатывает механизм свободного расцепления, представляющий собой систему рычагов и тяг, связанных с отключающей пружиной. 
Автомат АП50 a - вид сбоку, б - в разрезе: 1 - блок с дополнительными контактами; 2 - цоколь корпуса; 3 - крышка; 4 - неподвижные контакты; 5 - дугогасительная камера; 6 - подвижные контакты; 7 - гибкий проводник; 8 - отключающая рейка; 9 - электромагнитный расцепитель; 10 - тепловые расцепители
При включении автомата эта пружина взводится и удерживается в заведенном состоянии. Если срабатывает расцепитель, то система рычагов, удерживающая раньше пружину, ломается и под действием освободившейся пружины автомат отключается (без вмешательства обслуживающего персонала), тем самым отключая поврежденный участок от источника питания.
Номинальный ток тепловых расцепителей автоматов АП50 можно регулировать поводком А в сторону уменьшения на 35-40%. Выбирая автомат для защиты электродвигателя, необходимо иметь в виду, что кратность срабатывания электромагнитного расцепителя должна быть равна 6-8. Если это условие не выполнить и использовать для защиты короткозамкнутого электродвигателя автомат с кратностью тока срабатывания электромагнитного элемента 3-4, то при пуске двигатель будет отключен от сети.