Автоматический выключатель, назначение и область применения различных типов
Автоматический выключатель (автомат) – это изделие, предназначенное для защиты электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.
Решение каждой из этих задач осуществляется применением двух отдельных устройств – расцепителей:
- электромагнитного;
- теплового.
Назначение электромагнитного расцепителя – защита от короткого замыкания (КЗ) или, как еще говорится – сверхтоков.
Конструктивно он представляет собой катушку, по которой протекает контролируемый ток и электромеханическое устройство (электромагнит и привод), служащее для размыкания подвижных рабочих контактов выключателя.
При коротком замыкании происходит резкое возрастание тока, как следствие увеличивается магнитное поле, создаваемое катушкой, якорь электромагнита перемещается и через механический привод воздействует на контактную группу автомата, размыкая электрическую цепь.
В зависимости от типа выключателя мгновенное расцепление (за время менее 0,1 секунды) происходит при достижении током значений 5*In, 10*In, 20*In для автоматов типов B, C, D соответственно (существуют и другие группы, но указанные наиболее распространены.
In – номинальный (рабочий ток) автомата при котором он остается в замкнутом состоянии в течение неограниченного промежутка времени.
Подробно эти вопросы рассмотрены на страницах про характеристики автоматических выключателей и их типы.
Назначение теплового расцепителя.
Поскольку отключение автомата электромагнитным расцепителем происходит при превышении номинального тока в несколько раз (для типа B не менее 3*In, для типа С – 5*In, D – 10*In), то, например, при двукратном превышении тока защита этого типа не сработает.
Но такая ситуация может привести к постепенному разогреву проводки с последующим ее возгоранием. Для предотвращения подобного развития событий предназначен тепловой расцепитель.
Представляет он собой биметаллическую пластину, которая при нагреве изгибается и приводит в действие механизм размыкания контактов выключателя. Очевидно, что этот принцип обуславливает большое время срабатывания, то есть такая защита инерционна.
Может возникнуть вопрос, почему бы не настроить автоматический выключатель на моментальное срабатывание при незначительном превышении рабочего тока. Теоретически это возможно, однако в реальных условиях эксплуатации чревато постоянными ложными отключениями.
Дело в том, что в сети могут присутствовать нагрузки при включении которых возникают резкие броски тока. Классический пример – электродвигатели. Каждый их пуск будет приводить к «выбиванию» автомата.
Именно поэтому в выключателях организована двухступенчатая защита, а различные диапазоны токов срабатывания, определяемые типом (B, C, D) позволяют выбрать устройство с учетом конкретных условий и характера нагрузки.
Помимо электромеханических в автоматических выключателях могут использоваться электронные расцепители, правда многие профессиональные электрики относятся к ним скептически.
НАЗНАЧЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
Автоматические выключатели помимо контроля превышения тока могут определять и наличие его утечки (протекания в обход штатной нагрузки).
Характерным примером подобной ситуации является пробой фазы на металлический корпус прибора.
При наличии или возникновении электрического контакта корпуса с «землей» часть тока течет по этой цепи. Если такой цепью является тело человека, то возможно его поражение током.
Для предотвращения подобных ситуаций предназначены дифференциальные автоматические выключатели (дифатоматы). Они имеют устройство контроля величины втекающего и вытекающего токов. При нарушении баланса происходит срабатывание защиты и отключение электрической цепи.
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Применение автоматов можно рассматривать с точки зрения:
- времятоковых характеристик;
- вопросов организации и защиты отдельных электрических линий и сетей.
В первом случае прежде всего обращают внимания на тип выключателя (здесь рассматриваем три основных: B, C, D).
Назначение автоматического выключателя типа B – защита цепей с активной нагрузкой.
Это сети с отсутствием бросков пускового тока или его незначительным повышением:
- системы освещения;
- электрические обогреватели;
- теплые полы и пр.
Автоматы с маркировкой C как бытовые устройства защиты применяются чаще всего. Они достаточно универсальны, выдерживают (без отключения) превышение номинального тока порядка 5 раз.
Таким образом, их можно использовать в сетях с включением бытовой техники, имеющей электродвигатели относительно невысокой мощности. Кстати, в продаже присутствует большинство выключателей именно такого типа.
Автоматы типа D применяются в цепях, где возможны скачки тока в десятикратном и более размере:
- мощные электродвигатели;
- сварочные трансформаторы и пр.
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТОВ В ЧАСТНОМ ДОМЕ И КВАРТИРЕ
При организации электропроводки в частном доме или квартире, как правило, электропотребители объединяются в группы в соответствии с назначением:
- осветительные сети;
- розеточные;
- цепи для подключения мощных бытовых электроприборов (варочные панели, стиральные машины) и пр.
Логичным было бы использовать для каждой из них автоматы наиболее подходящих типов. Однако, на практике этим не заморачиваются и устанавливают автоматические выключатели типа С.
Нельзя сказать, что это не правильно, но, если имеют место специфичные условия эксплуатации, электрические характеристики выключателей учитывать надо.
Рекомендуемые материалы:
- подключение дифавтомата;
- УЗО;
- замыкание электропроводки.
* * *
© 2014-2023 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.
Автоматический выключатель – устройство и назначение
Основной задачей автоматических выключателей является обеспечение защиты электрических цепей и оборудования от аварийных режимов (перегрузки сети, токов короткого замыкания).
В независимости от вида автоматических выключателей, главная их функция остается неизменной, меняются только типы исполнений, конструктивные решения, электрические и временные характеристики, вспомогательные функции. Но в основе любого автоматического выключателя лежит тепловая и электромагнитная защиты.
Тепловая защита
Тепловой расцепитель обеспечивает защиту от перегрузок. В условиях превышения номинального тока теплочувствительная биметаллическая пластина нагревается и выгибается, тем самым приводя в действие механизм расцепления.
Электромагнитная защита
В электромагнитном расцепителе при мгновенном возрастании электрического тока, происходящим при коротком замыкании, сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины и давит на спусковой механизм расцепления, в следствии чего контакты автомата размыкаются обесточивая сеть.
При размыкании контактов автомата образуется электрическая дуга, температура которой может доходить до 3000 градусов. Это может вызвать оплавление и разрушение контактов. Поэтому для защиты от разрушительного воздействия в автоматах предусмотрена дугогасительная камера, представляющая собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга. Дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру, где она распадается на мелкие части, остывает и гаснет.
Принцип работы автоматического выключателя
Принцип действия автоматического выключателя довольно прост. В штатном режиме, когда работа всего электрооборудования и электропроводки протекает нормально, автомат пропускает через себя электрический ток. В случае же аварийной ситуации, когда ток превышает номинальные значения, срабатывает автоматический выключатель и размыкает цепь.
Протекание тока через автомат происходит следующим образом — напряжение подается на верхнюю клемму автоматического выключателя, соединенную с неподвижным контактом.
Хотя в большинстве современных автоматических выключателях не важно, на какую клемму ( верхнюю или нижнюю) заводить питающий провод. Об этом говорят и сами производители.
Основные характеристики автоматических выключателей
- Количество полюсов
- Рабочее напряжение
- Класс токоограничения
- Номинальный ток
- Отключающая способность (ток короткого замыкания)
- Время-токовая характеристика
Количество полюсов
Я думаю, с этим параметром все понятно. В случае однофазной цепи устанавливаются автомат однополюсной или двухполюсной.
Для трехфазных цепей применяют трех и четырехполюсные автоматы.
Единственное, что здесь можно отметить, что конструктивно двух и четырехполюсные автоматы могут быть выполнены с защитой всех полюсов, либо только фазных.
Рабочее напряжение
Следующий параметр — рабочее напряжение автомата. Этот параметр должен быть равным или больше номинального напряжения сети.
Класс токоограничения
Данный параметр указывает на время гашения дуги, или если говорить более развернуто, время от момента начала размыкания силовых контактов автоматического выключателя до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере.
Современные выключатели имеют третий класс, то есть дуга в них гасится за 3-5 миллисекунд.
Номинальный ток (In)
Этот параметр показывает значение допустимого тока автомата, при превышении которого он отключится и разомкнет цепь. Номинальный ток автомата выбирается в зависимости от сечения кабеля и мощности потребителей.
Например, нам надо подобрать автоматический выключатель для комнаты. Для начала определим общую суммарную мощность. Для этого необходимо суммировать мощность всех электроприборов, которые находятся в комнате. Предположим, общая мощность составляет 4000 Вт. Далее рассчитаем силу тока по формуле:
I = P/U
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт; U — напряжение сети.
В нашем случае, разделив 4000 на 220 получим 18,18 А. Зная величину тока, подбираем сечение провода. Для 18,18 А, выбираем сечение провода 2,5 кв.мм. Для данного сечения подбираем ближайшее значение номинального тока автомата и округляем в меньшую сторону. Значение номинального тока автомата будет составлять 16 А.
Отключающая способность
Данная характеристика показывает величину максимального тока, которую может выдержать автомат без последствий, то есть подвижные контакты автомата не приварятся к неподвижным в следствии возникновения и гашения дуги при размыкании.
Чем выше будет отключающая способность автомата, тем больше вероятность, что он прослужит дольше, но при этом и цена будет выше, причем иногда значительно.
Необходимость использования автоматического выключателя, с тем или иным максимальным током срабатывания, зависит от места подключения их в цепи по отношению к источнику электроэнергии, протяженности трассы, качества поставляемой электроэнергии. Вообще, при выборе данной характеристики автомата, руководствуются расчетными токами короткого замыкания.
У нас, в жилых помещениях используются автоматы с током срабатывания 4,5 или 6 кА, хотя, насколько мне известно, в Европе запрещено использование автоматических выключателей с отключающей способностью менее 6 кА.
Время-токовые характеристики отключения
Этот параметр показывает, за какой промежуток времени автомат отключится при прохождении через него тока, превышающего номинальный ток.
Существует несколько типов время-токовых характеристик, в зависимости от назначения.
На практике распространение получили только три типа – B, C, D.
- Тип B (кратковременное увеличение тока в 3-5 раз от номинального) применяются для защиты потребителей с преимущественно активной нагрузкой (цепи освещения, обогреватели, печи). Применяются в основном в квартирах и жилых помещениях.
- Тип C (кратковременное увеличение тока в 5-10 раз от номинального) наиболее широко применяемые. Предназначены для защиты цепей установок с небольшими пусковыми токами — розетки, холодильники, кондиционеры, газоразрядные лампы.
- Тип D (кратковременное увеличение тока в 10-50 раз от номинального) применяются в основном для защиты электродвигателей с частым запуском и большим пусковым током. Используются чаще всего на промышленных производствах.
Остальные типы характеристик можно не рассматривать, так как применяются они очень редко и в продаже их найти проблематично.
В завершении статьи хотел бы сказать, что автоматический выключатель устройство хоть и простое, но очень важное, поэтому выбор автоматического выключателя — дело ответственное, так как в случае возникновения аварийной ситуации правильно выбранный автоматический выключатель защищает не только имущество, электрооборудование, но и вас.
Почему мой автоматический выключатель важен?
Перейти к содержимому Почему мой автоматический выключатель важен? Почему мой автоматический выключатель важен?Автоматический выключатель является одним из наиболее важных устройств домашней безопасности. Как правило, электрическая коробка содержит главный выключатель для всего дома и ряды автоматических выключателей ответвления, каждый из которых подключен к отдельной цепи. Каждый прерыватель работает одинаково. Разница в том, что главный автоматический выключатель может выдерживать большую силу тока; современные бытовые устройства могут быть рассчитаны на ток до 200 ампер.
Автоматический выключатель автоматически прерывает подачу тока в случае короткого замыкания или перегрузки. При этом он может предотвратить повреждение электрической цепи и, возможно, приборов, электроники и вашего дома. Электрические перегрузки могут генерировать большое количество тепла, потенциально вызывая искры, ожоги, поражение электрическим током и пожары.
Срабатывание автоматического выключателя может означать необходимость ремонта электрооборудования. Некоторые причины срабатывания выключателя включают:
- Слишком большой ток протекает через цепь
- Горячий и нулевой провода сплавились (из-за перегрева/расплавления компонента)
- Разрыв линии электропередач, возможно, в результате забивания гвоздя в стену
Автоматические выключатели реагируют, когда ток превышает определенный порог. В отличие от предохранителя, вы можете сбросить его после срабатывания (предохранители должны быть заменены). Существует много типов автоматических выключателей. Самым простым является переключатель, который крепится к электромагниту или биметаллической пластине, а также к горячему проводу цепи, который подключается с обоих концов.
В положении ВКЛ выключатель пропускает электричество от одного конца к другому. Его электромагнит намагничивается электричеством — чем выше сила тока, тем больше магнитная сила.
Если ток достаточно сильный, электромагнит опустит рычаг вниз, потянув за переключатель, сдвинув рычажный механизм и разомкнув цепь. Биметаллические ленточные выключатели работают так же, за исключением того, что металлическая полоса изгибается под действием сильного тока, чтобы сдвинуть переключатель.
Очень важно знать, как пользоваться автоматическим выключателем. Питание могло быть отключено по какой-либо причине, поэтому вам нужно знать о потенциальных перегрузках или электрических неисправностях. Важно знать, к какой ответвленной цепи подключен каждый выключатель, чтобы вы могли определить, не слишком ли много устройств подключено, например, на вашей кухне или в гостиной.
Если вы используете главный выключатель для отключения питания во всем доме, сначала выключите каждый отдельный выключатель, по одному, а затем выключите главный выключатель. Чтобы восстановить питание, включите главный выключатель.
Затем сбросьте каждый автоматический выключатель по отдельности. Сбрасывая их по одному, можно избежать внезапного скачка напряжения.
Выполните аналогичную процедуру, если сработал главный автоматический выключатель. Будь то скачок напряжения, перегрузка или удар молнии, выключите все отдельные выключатели, чтобы все цепи не включились сразу после сброса главного выключателя. При сбросе главного выключателя встаньте в сторону, поверните голову и, желательно, наденьте защитные очки, чтобы защитить себя от потенциальных искр или вспышек. Затем включите каждую цепь по очереди.
Свяжитесь со своим электриком в Лос-Анджелесе Всегда соблюдайте электробезопасность вблизи автоматических выключателей. Но если вы не уверены в проблеме или в том, как ее устранить, позвоните ближайшему электрику. В Express Electrical Services мы лучший электрик в Южной Калифорнии, который может помочь. Наша команда работает в Лос-Анджелесе, округах Ориндж и Риверсайд, чтобы помочь обеспечить безопасность домов и семей, а также обеспечить надежность и энергоэффективность.
Позвоните по телефону 855-324-5796 или запросите обслуживание сегодня.
Поделись этой публикацией!
Перейти к началу
Какова роль вашего автоматического выключателя? — Zimmerman Electric Company
Электричество — неотъемлемая часть современного образа жизни. Все приборы, гаджеты и устройства нуждаются в электроэнергии для эффективного функционирования. Однако электричество опасно, если домашняя проводка неисправна или электрическая система установлена неправильно. Это может привести к серьезному материальному ущербу и даже к человеческим жертвам. Автоматический выключатель — это защитное устройство, которое защищает имущество и людей от избыточного электрического тока.
Что такое автоматический выключатель?
Автоматический выключатель является важным элементом безопасности, подключенным к жилой или коммерческой электрической системе. Конструкция автоматического или ручного механического коммутационного устройства защитит электрическую цепь от повреждений, вызванных коротким замыканием или перегрузкой.
Каковы функции автоматического выключателя?
Основной функцией автоматического выключателя является прерывание или прекращение подачи электрического тока после обнаружения неисправности в электрической системе. Электрическая коробка внутри или снаружи дома содержит главный выключатель, который регулирует питание всего дома, и ряды автоматических выключателей, подключенных к отдельным цепям, контролирующим подачу электроэнергии в разные комнаты. Профессионал должен убедиться, что автоматические выключатели, установленные на открытом воздухе, защищены от факторов окружающей среды.
В отличие от традиционных предохранителей, которые требуют замены для восстановления подачи питания после однократного разрыва цепи, автоматические выключатели легче сбрасывать до тех пор, пока они не изнашиваются со временем. Большинство домовладельцев и электриков предпочитают автоматические выключатели, хотя они дороже предохранителей из-за более высокой безопасности, связанной с ними.
Важность автоматического выключателя
Короткое замыкание или ненадежные соединения проводки приводят к тысячам пожаров, связанных с электричеством, и к материальному ущербу на миллионы долларов в США. Проблемы с электричеством являются причиной 10% всех пожаров в жилых домах. Автоматический выключатель остается во включенном положении, чтобы обеспечить свободный поток электричества по цепи. Превышение тока в электрической цепи может повредить ее и привести к перегреву, возгоранию, поражению электрическим током, ожогам или взрыву.
Автоматический выключатель необходим для защиты дома от таких обстоятельств. Без этих устройств безопасности дом сталкивается с различными потенциальными опасностями. Маркировка автоматических выключателей облегчает определение того, какую часть дома они контролируют. Это помогает быстро обнаружить и устранить проблему.
Автоматический выключатель может сработать из-за обрыва линии электропередач, чрезмерного тока, протекающего по цепи, или перегорания горячих и нулевых проводов.
