устройство и сферы применения, автомат защиты сети

При обеспечении защиты электросети от всевозможных сбоев используются различные приспособления и механизмы. В их числе — автоматизированные выключатели, которые предотвращают серьезные сбои в электрической цепи и сохраняют бытовые приборы от выхода из строя. Чтобы понять принцип действия автоматического выключателя, необходимо разобраться с его устройством и техническими характеристиками.

• Основные типы
• Принцип действия и устройство
• Особенности конструкции
• Режимы работы
• Реакция на короткое замыкание
• Полезные советы

Основные типы

Внешне элемент представляет собой небольшую конструкцию из термостойкой пластмассы, на лицевой части которой находится специальный переключатель, а в задней — фиксатор-защелка. Сверху и снизу расположены винтовые клеммы. В зависимости от конструктивных особенностей и устройства, автоматические выключатели могут разделяться на следующие типы:

1. Установочные модели — снабжены пластиковым коробом, что позволяет использовать их для всех жилищ без страха получить удар током.
2. Универсальные агрегаты — не имеют такой защиты как предыдущая разновидность, из-за чего их используют только в специальных условиях, оснащая распределительное оборудование.
3. Быстродействующие выключатели — характеризуются невероятной скоростью реагирования на проблемы в электрической цепи. По заявлениям производителей, скорость равна 5 миллисекундам.
4. Устройства замедленного действия — скорость срабатывания варьируется в пределах 10−100 миллисекунд.
5. Селективные — характеризуются поддержкой регулировки режима выключения.
6. Электрические модели обратного тока — способны срабатывать только при изменении направления тока в каком-либо диапазоне.
7. Поляризованные детали — отключают тот участок цепи, в котором замечается существенный скачок интенсивности тока.
8. Неполяризованные — работают наподобие предыдущих разновидностей, но не ограничиваются одним направлением тока.

Что касается скорости отключения, то она определяется принципом работы автомата, а также соответствующими условиями для обесточивания конкретного участка. Они создаются электрооборудованием и токоограничивающими элементами.

Принцип действия и устройство

Принцип действия, конструкция и другие особенности автоматического выключателя определяются сферой эксплуатации и задачами, для которых он предназначается. Включение и выключение оборудования осуществляется как ручным образом, так и с помощью специального привода.

Первый вариант запуска имеется в защитных моделях, которые работают с силой тока до 1 тыс. ампер. Их характеризует высокая коммутационная способность, которая никак не зависит от интенсивности движения рукояти. При возникновении аварийной ситуации выключатель самостоятельно отсоединяет цепь, к чему приводит запуск механизма свободного расцепления.

Незаменимым элементом узла является расцепитель. Его задача заключается в контролировании рабочих свойств определенного участка цепи и воздействии при непредвиденных обстоятельствах на выключатель. Кроме этого, расцепитель способен удаленно отключать автомат, что немаловажно при обслуживании сложных и мощных цепей. Существуют такие виды подобных элементов:

1. Электромагнитные — способны защищать цепь проводки от коротких замыканий.
2. Термические — препятствуют воздействию интенсивных скачков силы тока.
3. Смешанные.

Также в продаже имеются полупроводниковые выключатели, которые характеризуются простотой регулировки и стабильными настройками. Их используют в электрических цепях многоквартирных домов и коттеджей.

Если возникает необходимость выполнить соединение цепи при отсутствии подключения к сети, можно обойтись защитными выключателями без расцепителей. На сегодняшний день в продаже доступны сотни моделей и типов выключателей, которые подходят для различной среды эксплуатации и не боятся сверхинтенсивного использования.

Отдельные серии выдерживают максимальные нагрузки и не боятся окружающих воздействий.

Выбирая подходящий выключатель автомат, нужно предварительно ознакомиться с документацией, которая поставляется вместе с ним. Это позволит подобрать оптимальный вариант для домашней сети.

Особенности конструкции

Разбираясь с принципом работы «автомата», важно знать об основных компонентах, из которых он состоит. Большинство моделей работает на основе таких узлов:

1. Система расцепления.
2. Контактные соединения.
3. Узел контроля.
4. Прибор для гашения дуги.
5. Расцепители.

Контактная система представляет собой соединение статичных и динамичных контактов, которые закрыты в специальном кожуге. Динамичные контакты удерживаются шарнирами на полуоси рукояти. Их задача заключается в осуществлении одинарного отключения участка цепи.

Устройство для погашения дуги располагается в двух полюсах и предназначается для захвата дуги и ее охлаждения. По своей конструкции механизм представляет собой камеру гашения дуги с деионной решеткой из пластинок. Что касается системы расцепления, то это шарнирный компонент на три или четыре звена. С ее помощью осуществляется мгновенное расцепление и выключение контактной системы. Сферы применения затрагивают и ручные устройства, и автоматические.

Задача электромагнитного расцепителя заключается в выключении всей системы при коротком замыкании. По конструкции он представляет собой обычный электромагнит со специальным крюком. У отдельных моделей может присутствовать система гидравлического замедления. Существует еще один тип расцепителей — тепловой. Элемент является небольшой металлической пластинкой, которая деформируется под воздействием повышенного уровня напряжения и запускает процесс отключения.

Полупроводниковые элементы — это измерительный датчик, магнит и блок реле.

Магнит воздействует на всю систему, а измерительный датчик состоит из трансформатора для переменного тока или усилителя для постоянного тока.

Большинство моделей защитных приборов оснащены совмещенными расцепителями, которые работают на основе термоэлементов для защиты от повышения силы тока, а также магнитных катушек для предотвращения коротких замыканий.

Защитные конструкции обладают несколькими компонентами, размещенными внутри или снаружи автомата. В их числе всевозможные расцепители и контакты, приводы для удаленного контроля, сигнализационное оборудование и датчики автоматического отключения.

Режимы работы

Находясь в обычном режиме работы, выключатель пропускает ток с той силой, которая соответствует нормальному уровню. Электроэнергия, используемая для функционирования устройства, поступает на верхнюю клемму. В свою очередь, эта клемма взаимодействует со статичным контактом, который передает ток на динамичный контакт, металлический проводник и непосредственно на катушку соленоида.

Оказываясь в этой катушке, электричество начинает проходить по термическому расцепителю, а затем проникать на клемму в нижней части защитного оборудования. При существенном скачке напряжения или повышении риска замыкания выключатель автоматически останавливает работу сети.

Если появляется перегруз цепи, элемент работает по другому принципу. Такое явление замечается при сильном повышении силы тока в конкретном участке, которая превышает допустимое значение в несколько раз. При контакте с тепловым расцепителем этот ток начинает деформировать его, что становится сигналом для отключения автомата.

Такой тип защиты не способен срабатывать моментально, так как процесс деформации пластинки занимает какое-то время и требует достаточного прогревания. Скорость отключения определяется избыточной силой тока в защищаемой зоне и занимает временной промежуток от нескольких секунд до часа. За счет такой задержки лишние отключения автомата из-за минимальных и непродолжительных скачков практически исключаются. В большинстве случаев эти скачки происходят при запуске электроприборов с высоким пусковым током.

Что касается показателей, при которых термический элемент начинает работать, то они регулируются специальной деталью и настраиваются еще во время производства элемента. Оптимальным вариантом является значение, превышающее нормальное число в 1,1−1,5 раза.

Также нужно учитывать тот факт, что в зданиях с повышенной температурой автомат защиты сети может функционировать со сбоями, так как в подобных условиях металлическая пластина поддается деформации гораздо быстрее. В холодной среде все происходит в обратном порядке — выключатель слишком долго не реагирует на скачки напряжения электрического тока.

Реакция на короткое замыкание

Современные выключатели способны обезопасить сеть не только от скачков напряжения и перегруза, но и от частых замыканий. Как известно, подобные происшествия повышают интенсивность тока до той температуры, при которой начинается процесс расплавления изоляции проводки. А ведь подобное происшествие влечет за собой опасные последствия и может привести к пожарной ситуации. Чтобы избежать образования коротких замыканий, нужно вовремя выключить электричество. Именно для этих целей и используется выключатель.

Устройство состоит из катушки соленоида и сердечника, который фиксируется посредством небольшой пружины. При возникновении непредвиденного скачка напряжения начинает расти магнитная индукция. В связи с этим происходит моментальное размыкание контактов, а подача электротока в защищаемый участок приостанавливается. Электромагнитная деталь включается за несколько миллисекунд и препятствует воспламенению изоляции.

При отключении контактов между ними образуется дуга с температурой до 3 тыс. градусов. Естественно, бытовые приборы не способны перенести воздействие такого температурного режима, поэтому защитные автоматы дополнительно оснащают элементом гашения дуги, которые напоминают собой коробку из металлических пластинок.

Полезные советы

Если запуск электрооборудования был вызван коротким замыканием, то без устранения причины поломки восстановить электричество не получится. Зачастую проблема случается при повреждении какого-нибудь бытового прибора, поэтому, чтобы вернуть все на свои места, достаточно отсоединить вышедшее из строя устройство от сети, а затем повторно запустить выключатель. При успешном выполнении такой задачи система должна снова заработать. А если этого не произошло, значит, придется обратиться за помощью к специалистам и определить первоначальный источник поломки.

Столкнувшись с проблемой частых отключений защитных элементов, не нужно спешить покупать новый прибор с более высокими показателями силы тока — проблема от этого не исчезнет. Ведь на этапе монтажа выключателей учитывается площадь поперечного сечения провода, поэтому чрезмерно высокий ток не появится в проводке.

Для определения причины поломки и дальнейших действий следует вызвать специалиста, но не пытаться сделать все своими руками. В большинстве случаев самостоятельные действия не дают никаких хороших результатов, а иногда и приводят к плачевным последствиям.

К сожалению, пожарные ситуации возникают слишком часто, и зачастую к ним приводит халатность потребителей, которые не соблюдают основные правила обращения с электроприборами и электричеством в целом. Но намного разумнее предупредить последствия пожара, чем потом горько жалеть о случившемся.

И если в недалеком прошлом защиту от коротких замыканий и перегруза осуществляли классические предохранители из фарфора со сменными вставками, а также пробки, то сегодня это решается с помощью автоматизированного оборудования. Выбирая такой элемент, нужно заранее ознакомиться с его техническими характеристиками и совместимостью с конкретной цепью. Качественный автомат защиты сможет спасти бытовые приборы от повреждения, а жилище от пожарной опасности.

устройство и принцип работы технические характеристики типы расцепления класс A B C D время срабатывания от чего защищает

Содержание

1. Что такое автоматические выключатели
2. Для чего нужны
3. Принцип работы выключателей
4. Как устроены – конструкция автоматики
5. Характеристики защитных автоматических выключателей и время их срабатывания
6. Автоматы MA
7. Приборы класса A
8. Выключатели класса B
9. Устройства класса C
10. Автоматы класса D
11. Защитные приборы класса K и Z
12. Как подобрать автоматический выключатель
13. Расчет номинального тока
14. Тип электромагнитного расцепителя
15. Короткое замыкание и чему равен его ток
16. Коммутационная стойкость
17. Класс токоограничения
18. Селективность
19. Разновидности защитных сетевых устройств
20. Небольшие модели
21. Воздушные открытые устройства
22. Закрытые автоматические выключатели
23. Приборы защитного отключения

Важными элементами электрической сети являются автоматические выключатели. Они предохраняют проводку от неприятных случайностей: перегрузки или короткого замыкания. Важно правильно выбрать тип элемента, учитывая характеристики автоматических выключателей: A, B, C или D.

Что такое автоматические выключатели

В отличие от предохранителей, эти элементы можно использовать многократно. Первый автоматический разъединитель появился еще в 1905 г. Усовершенствованные элементы используют и сейчас.

Для чего нужны

Автоматические выключатели (АВ) разъединяют электрическую цепь при прохождении тока, превышающего установленное значение. Это обязательные элементы проводки:

• для управления токовыми потоками в электросетях;
• для разъединения цепи в аварийной ситуации.

Иногда для ремонта проводки нужно обесточить линию электропередач. Эту возможность осуществляют путем нажатия тумблера АВ.

Также выключатели применяют для отключения слишком высокого тока или напряжения в электрических цепях.

Возможности проводки ограничены. Для предупреждения перегрева кабельной изоляции и возгорания нужно не превышать предельные показатели шнура и всех элементов цепи. Контроль за соблюдением этого условия осуществляют АВ.

Одним из примеров превышения допустимой нагрузки служит одновременное подключение большого количества мощных приборов при слабой электропроводке. Постоянное срабатывание выключателей-автоматов свидетельствует о необходимости замены кабеля или неправильном подборе АВ.

Неисправность приборов может привести к короткому замыканию. В этом случае отсутствие автоматики или неправильный выбор выключателей бывает причиной пожара.

Кроме того, во время подключения устройств возникает т.н. «стартовый ток» – мгновенный импульс, который может быть большим при одновременном подсоединении нескольких приборов. При этом тоже важен правильный выбор класса устройств автоматического отключения.

Принцип работы выключателей

Принцип действия автоматического электромагнитного расцепителя основан на влиянии электромагнитного поля, создающегося вокруг тороидального проводника во время прохождения электрического тока. Его сила будет тем больше, чем выше величина заряда.

Чтобы понять, как работает АВ, следует рассмотреть приведенный рисунок. Возле центра катушки расположен стержень, который закреплен на пружине. Слишком большой ток, проходящий по виткам тора, создает сильное электромагнитное поле, которое способно преодолеть сопротивление спирали. В результате сердечник втягивается внутрь, увлекая за собой пружину, прикрепленную к подвижному контакту, обрывающему цепь.

Если электромагнитный расцепитель не сработал, вступает в действие тепловой разъединитель, представляющий собой биметаллическую пластину.

Его функцией является отключение цепи при перегрузке. Проходящий ток нагревает тепловой элемент. Поскольку 2 вида металла, из которых он состоит, имеют разный коэффициент расширения, часть пластины выгибается и нажимает на рычаг обрыва линии.

Как устроены – конструкция автоматики

В состав конструкции бытовых выключателей входят 2 расцепителя: тепловой и электромагнитный. Поскольку первый из них реагирует медленно (в зависимости от степени увеличения тока), в устройство входит второй разъединитель для моментальной реакции на большие значения тока при замыкании.

Кроме того, во время срабатывания расцепителей в силу физических явлений образуется электрическая дуга. Для того чтобы этого избежать, в конструкцию АВ входит элемент, состоящий из нескольких пластин. Электрическая дуга раздробляется и гасится в этой камере.

На рисунке ниже показано, как устроен автоматический выключатель.

Все узлы элемента заключены в корпус, изготовленный из пластмассы, не поддерживающей горения.

Характеристики защитных автоматических выключателей и время их срабатывания

Наиболее важные характеристики АВ указывают на его корпусе: вид устройства, номинальный ток, параметры отключения и др.

Класс элемента – А, B, C или D – обозначает его чувствительность к превышению тока. Тем самым этот параметр определяет т.н. «токовременную характеристику» устройства. Она показывает, через какой промежуток времени выключатели приходят в действие при увеличении заряда до установленного уровня. Каждому виду устройства соответствует свой порог срабатывания.

После обозначения класса АВ указывают его номинальный ток. Это значение отражает состояние, при котором выключатель будет работать в нормальном режиме.

При оценке характеристик элемента нужно отличать номинальный ток от предельно допустимого. Первый из них действует постоянно, в течение длительного времени. Второй характеризует допустимые скачки параметров цепи из-за внезапных событий. На корпусе выключателя указывают только номинальный ток.

Кроме того, на корпусе обозначают напряжение, на которое рассчитано устройство.

Иногда в рамке указывают ток отключения – максимально допустимую величину, при которой выключатель будет нормально функционировать и не выйдет из строя.

Более широкий перечень технических характеристик элемента можно найти в документации.

Автоматы MA

Эти выключатели применяются в больших промышленных установках, электромоторах. Их особенность заключается в том, что у них нет механизма теплового расцепления. Для разрыва цепи из-за перегрузок используется реле, включенное в цепь независимо от АВ.

В этом случае автомат только защищает линию от короткого замыкания.

Приборы класса A

Выключатели этого класса используются в приборах, наиболее чувствительных к изменениям электрических параметров, например в полупроводниковых устройствах. Они разрывают цепь при увеличении тока на 30% и более.

Время обрыва сети электромагнитным расцепителем составляет 0,05 секунды при превышении номинальной величины заряда на 100%. Тепловое разъединение произойдет через 20–30 секунд.

Выключатели класса B

Эти элементы включают в отдельные линии электрической проводки. Они срабатывают при возрастании тока в 2–5 раз. Время отключения составляет 0,015 секунды, если по какой-то причине не сработает электромагнитный расцепитель – 3–5 секунд. Чаще всего АВ этого класса применяют в бытовых сетях.

Устройства класса C

Выключатели типа С срабатывают при увеличении тока в 5–10 раз. Чаще всего их используют во входных щитках. Они контролируют не отдельные ветви проводки, а всю электрическую сеть. Время срабатывания составляет 1,5 секунды.

Автоматы класса D

Автоматы этого класса рассчитаны на отключение сети при увеличении тока в 10–20 раз. Чаще всего их применяют в частных домах, где есть установки с мощными электромоторами и высокими пусковыми токами до 1000 А.

Защитные приборы класса K и Z

Эти элементы используют в промышленности. Они рассчитаны на превышение тока до 6300 А.

Свойства выключателей классов K и Z обусловлены характером протекающего тока – переменный он или постоянный. Причем характеристики устройств типа K сильнее зависят от этих условий.

Как подобрать автоматический выключатель

В зависимости от предназначения, требования, предъявляемые к электросетям, могут отличаться. Важно правильно подобрать виды и типы автоматов, чтобы они не только функционировали, но и не причиняли неудобств.

При покупке АВ нужно учитывать некоторые нюансы. Все характеристики рассчитаны на нормальные условия окружающей среды – температуру воздуха +25°C и нагрев проводов в +65°C.

Однако в более холодных помещениях увеличение происходит дольше. Соответственно, выключатель не будет срабатывать даже тогда, когда ток достиг значений больше допустимых.

В более высокой температурной среде – например у проводки, находящейся под утеплителем – кабели нагреваются быстрее. Это может привести к ложным срабатываниям ВА.

Кроме того, изоляция проводов, находящихся при температуре 65°C, подвержена быстрому старению.

В нормах ПУЭ есть таблица предельных токовых нагрузок. Однако при прокладке электросети и покупке АВ нужно учитывать условия эксплуатации.

Кроме того, лучше выбирать чуть более низкие значения предельно допустимого тока для предотвращения преждевременного старения изоляции.

В первую очередь, нужно определить тип нужных выключателей. В электрической сети используют одно-, двух-, трех- и четырехфазные устройства. В бытовой проводке чаще всего применяются элементы с 1 или 2 полюсами. В первом случае к фазной клемме подключаются электромагнитный и тепловой расцепители, а во втором – есть еще 1 контакт для нулевого провода.

У трехфазных АВ к каждому из токопроводящих контактов подключаются свои электромагнитные и тепловые расцепители. У четырехполюсного устройства в дополнение к ним есть свободная клемма, которая соединяется с нулевым проводом.

Расчет номинального тока

Основной характеристикой АВ является номинальный ток. Для бытовых электросетей с целью расчета этой величины допускается применение упрощенных формул:

• Iн=P*4,55 – для однофазной сети;
• Iн=P*1,52 – для трехфазной проводки.

В этих формулах P означает мощность сети. Ее легко найти, зная потребляемую мощность всех электроприборов и освещения.

Пример расчета показателя Р:

В доме имеются пылесос на 850 Вт, утюг на 2100 Вт, кофеварка на 800 Вт, 4 лампочки по 100 Вт и 8 лампочек по 40 Вт.

При расчете используют коэффициент спроса, который учитывает, что в большинстве случаев не все приборы работают одновременно. При суммарной мощности до 5 кВт его принимают равным 1. В противном случае используют таблицу:

Мощность по паспорту, кВт	14 и менее	20	30	40	50	60	От 70 и более
Коэффициент спроса	0,8	0,65	0,6	0,55	0,5	0,48	0,45

Учитывая, что 1000 Вт = 1 кВт, в рассматриваем примере электроприборы потребляют:

Р1 = (0,85+2,1+0,8)*0,8 = 3 кВт.

Сеть электроосвещения использует:

Р2 = (4*0,1+8*0,04)*1 = 0,72 кВт.

Таким образом, общая мощность всей бытовой электросети составляет:

Р = Р1 + Р2 = 3+0,72 = 3,72 кВт.

Можно определить ток выключателя, исходя из потребляемой мощности, по таблице:

Номинальный ток, А	Мощность, кВт
	однофазная	трехфазная
10	2,2	6,57
16	3,52	10,52
20	4,4	13,15
25	5,5	16,44
32	7,04	21,04
40	8,8	26,3
50	11,0	32,87

Выбирая автомат для электропроводки, можно выбрать значение номинального тока соответственно диаметру сечения кабеля по таблице:

Провода с медными жилами		Провода с алюминиевыми жилами
Сечение, мм²	Iн, А	Iн, А
1,5	16	—
2,5	25	16
4,0	32	25
6,0	40	32
10,0	50	40
16,0	63	50
25,0	80	63

Тип электромагнитного расцепителя

Класс элемента определяет место применения, поставленная цель. Нужно учитывать, что все электробытовые приборы при включении создают кратковременный скачок напряжения, т.н. «стартовый ток». При одновременном запуске нескольких устройств общее значение этого показателя может попасть в зону действия выключателя и вызвать его срабатывание. Чтобы устранить ложные отключения, лучше использовать АВ с нужной токовременной характеристикой.

Короткое замыкание и чему равен его ток

Короткое замыкание – это соединение фазного провода с заземленным напрямую. Теоретически его ток равен бесконечности, поскольку протеканию заряда ничто не противостоит. Но в реальности сам шнур, которым соединены контакты, тоже имеет некоторое сопротивление.

Оно зависит от длины провода, его толщины и т.п. Поэтому ток короткого замыкания хоть и большой, но имеет конечное значение.

Коммутационная стойкость

Во время соединения контактов происходят процессы, которые постепенно их разрушают. Все выключатели рассчитаны на ограниченное количество срабатываний. Этот параметр определяет механическую и электрическую стойкость элемента. После превышения числа включений устройство может выйти из строя, т.к. произошел его износ. В этом случае АВ придется менять.

Класс токоограничения

На корпусе автомата в квадратной рамке часто указывают цифру от 1 до 3, характеризующую временной интервал, в течение которого не допускаются разрушения из-за короткого замыкания.

Селективность

Часто от АВ требуется селективность – т.е. избирательное отключение только одной ветки цепи, ближайшей к выключателю. Правильным подбором устройств можно добиться максимального соблюдения этого условия.

Но это не всегда возможно. Когда ток превышает значения для срабатывания входного автомата в щитке и выключателя отдельной линии, невозможно предугадать, какой из них подействует раньше. Поэтому полной селективности достигнуть нельзя.

Разновидности защитных сетевых устройств

По конструктивному исполнению существует несколько типов защитных устройств:

• малогабаритные устройства;
• воздушные элементы;
• закрытые АВ;
• УЗО.

Небольшие модели

Маленькие аппараты предназначены для использования в цепях с небольшой нагрузкой. Они рассчитаны на протекание тока от 4,5 до 15 А. Такие элементы в большинстве случаев применяют в бытовых сетях. Это модульные устройства, размеры которых стандартизованы. Их ширина кратна 1,75 см. Благодаря заранее известной величине выключатели такого типа легко крепить на специальную планку – DIN-рейку.

Воздушные открытые устройства

Эти устройства применяют в мощных сетях. Чаще всего они используются в промышленности. Большинство из них трехфазные.

Воздушные АВ можно располагать в специальных шкафах снаружи здания. Но их главное преимущество – возможность изменять характеристики устройств, подстраивая их с помощью вставок.

Закрытые автоматические выключатели

АВ закрытого типа используют для эксплуатации в тяжелых условиях. Их корпус изготовлен из литого металла и герметичен. Такие автоматы применяют для контроля функционирования моторов заводских станков, а также другого мощного оборудования, поскольку они могут выдерживать большой ток.

Приборы защитного отключения

Функция разрыва сети используется и для ограждения человека от удара электрическим током. В этих целях применяют УЗО – устройства защитного отключения. Их задача – предотвратить ток утечки из-за попадания влаги или случайного соединения корпуса с фазным проводом.

Есть приборы, которые соединяют в себе задачи автоматического разъединителя и УЗО – дифференциальные выключатели. Они исключают токи перегрузки и короткого замыкания, а также контролируют утечку, т.е. то, от чего защищает УЗО. Чаще всего дифавтоматы применяют в отдельной ветке электрической цепи, подключенной к мощному устройству: духовке, кондиционеру, нагревателю и т.п.

Метод испытания автоматического выключателя

— типовые и плановые испытания

Проверка автоматических выключателей более сложна по сравнению с другим электрическим оборудованием, таким как трансформатор или машина, поскольку ток короткого замыкания очень велик. Испытания трансформатора в основном делятся на две группы: типовые испытания и контрольные испытания.

Типовые испытания автоматического выключателя

Типовые испытания проводятся с целью проверки возможностей и подтверждения номинальных характеристик автоматического выключателя. Такие испытания проводятся в специально построенной испытательной лаборатории. Типовые испытания можно в целом классифицировать как испытание на механические характеристики, тепловое испытание, испытание на диэлектрическую или изоляционную способность, испытание на короткое замыкание для проверки включающей способности, отключающей способности, кратковременного номинального тока и рабочего режима. .

Механические испытания  – Это испытания на механическую способность, включающие многократное размыкание и замыкание выключателя. Автоматический выключатель должен размыкаться и замыкаться с правильной скоростью и выполнять свои функции и операции без механических повреждений.

Термическое испытание  — Тепловые испытания проводятся для проверки тепловых характеристик автоматических выключателей. Испытываемый выключатель имеет дело с установившимся повышением температуры из-за протекания его номинального тока через его полюс в номинальном состоянии. Повышение температуры для номинального тока не должно превышать 40° для тока менее 800А нормального тока и 50° для нормального значения тока 800А и выше.

Диэлектрические испытания  – Эти испытания проводятся для проверки способности выдерживать промышленную частоту и импульсное напряжение. Испытания частоты сети продолжаются на новом выключателе; испытательное напряжение изменяется с номинальным напряжением автоматического выключателя.

Испытательное напряжение с частотой от 15 до 100 Гц применяется следующим образом. (1) между полюсами с включенным автоматическим выключателем (2) между полюсом и землей с разомкнутым автоматическим выключателем и (3) между клеммами с разомкнутым автоматическим выключателем.

При импульсных испытаниях на выключатель подается импульсное напряжение заданной величины. Для наружного контура проводятся сухие и влажные испытания.

Испытание на короткое замыкание  — Автоматические выключатели подвергают внезапным коротким замыканиям в испытательных лабораториях на короткое замыкание, и снимают осциллограммы, чтобы узнать поведение автоматических выключателей во время включения, во время размыкания контактов и после погасание дуги.

Осциллограммы изучаются с особым упором на токи включения и отключения, как симметричные, так и асимметричные напряжения повторного включения, а распределительное устройство иногда испытывается при номинальных условиях.

Обычные испытания автоматического выключателя

Обычные испытания также проводятся в соответствии с рекомендациями стандартов Индийской инженерной службы и Индийскими стандартами. Эти испытания проводятся на территории производителей. Обычные испытания подтверждают правильность работы автоматического выключателя. Обычные испытания подтверждают правильное функционирование автоматического выключателя.

Испытание напряжением промышленной частоты Так же, как указано в разделе типовых испытаний, испытание падением напряжения в милливольтах проводится для определения падения напряжения на пути тока механизма выключателя. Проводят эксплуатационную проверку выключателя, имитируя его отключение путем искусственного замыкания контактов реле.

Описание автоматического выключателя

| Принцип работы

Вы когда-нибудь включали фен и вдруг бум… Половина вашего дома сейчас в темноте без электричества?! Затем вы подходите к ящику, где держите фонарики, и находите электрический распределительный щит, который обычно спрятан где-то за дверью или в вашем подвале, и вы находите один выключатель, который выглядит иначе, чем другие, и щелкаете им, и волшебным образом… у тебя снова свет! После этого вы знаете, что лучше не включать этот фен, когда все остальное подключено одновременно… но почему это?! Что на самом деле стало причиной того, что это произошло? Ну… сработал автоматический выключатель!

Сегодня мы рассмотрим, что такое автоматический выключатель, зачем он нужен и как он работает!

Базовая электрическая цепь

Электрические устройства, машины и приборы окружают нас повсюду. Их всех объединяет то, что для работы им требуется электроэнергия. В очень упрощенном виде электрическую цепь можно изобразить следующим образом: электрический ток проходит от источника питания по токопроводящим проводам к объекту, который нуждается в нагрузке, например к двигателю вашего фена, и обратно к источнику питания. .

Основной автоматический выключатель

Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для защиты электрических установок, используемых в электрических распределительных щитах.

Он работает, прерывая электрический ток, когда он превышает расчетные ограничения, что предотвращает подачу энергии к нагрузкам и повреждение цепи.

Другими словами, если электрический ток, подаваемый от источника питания к вашему фену, превышает заданное значение для вашего автоматического выключателя, устройство сработает, прервав подачу тока.

Принцип работы автоматического выключателя

Проще говоря, автоматический выключатель в основном работает как автоматический выключатель, который имеет базовое значение тока, отключая цепь, в которой он был установлен, всякий раз, когда это значение превышено!

Важно отметить, что для правильной работы автоматических выключателей необходимо безошибочное определение параметров цепи и составляющих ее компонентов!

Предохранитель изобретения

Первое упоминание об устройстве, отключающем ток из-за какой-то проблемы, датируется более 100 лет и было сделано в патенте Томаса Эдисона , изобретателя лампы накаливания.

В то время Эдисону нужен был способ защитить систему освещения, которую он продавал в большие города. Для этого он предложил устройство, защищающее сеть от возможных коротких замыканий и перегрузок, и назвал его предохранителем!

Предохранитель — это защитное устройство, используемое для защиты от перегрузки по току, короткого замыкания и перегрузки. Он состоит из трубки с металлическим сплавом внутри, обычно выводами, которые при перегрузке нагреваются и ломаются, предотвращая короткие замыкания!

При таком нагреве металлический сплав внутри предохранителя плавится, что приводит к прерыванию подачи питания в цепь. Чтобы снова работать, предохранитель должен быть заменен, что приводит к ненужному труду, затратам и перерывам!

Этот тупик был разрешен более чем 40 лет спустя изобретателем по имени Хьюго Стоц .

Изобретение автоматического выключателя

В 1923 году компания Stotz выпустила на рынок первое компактное устройство, сочетающее в себе функции тепловой и магнитной защиты, произведенное в Мангейме, Германия. Это был первый коммерческий автоматический выключатель!

Он и его команда, ища идею замены предохранителя, разработали гениальное изобретение: устройство, которое имело компонент, который при нагревании сжимался и приводил в действие отключающий механизм, но при охлаждении мог снова включаться .

Вот и родился автоматический выключатель!

С тех пор компании постоянно совершенствовали эту технологию, и сегодня существует несколько моделей автоматических выключателей, таких как однополюсный , двухполюсный , трехполюсный и даже четырехполюсный автоматический выключатель !

Они используются во многих типах и размерах для использования в различных приложениях, от жилых до крупных промышленных систем.

Конструкция автоматического выключателя

Теперь, чтобы понять, как работает автоматический выключатель, давайте сначала посмотрим на поперечное сечение устройства, на котором показаны основные части и конструкция автоматического выключателя.

Основной автоматический выключатель состоит из:

1) клемма

2) неподвижный контакт

3) защелка

4) простой переключатель

5) электромагнит (медная катушка)

6) (и/или) биметаллическая полоса

3

3

3

7) другая клемма

Принципы отключения автоматического выключателя

Этот автоматический выключатель содержит два различных принципа отключения для защиты цепи:

– конструкция тепловой защиты , которая приведет к отключению цепи в случае перегрева ( такой, как тот, который использовал Томас Эдисон!)

– исполнение защиты по принципу электромагнита , от короткого замыкания.

Давайте посмотрим, как они работают:

Когда автоматический выключатель находится во включенном положении, ток может течь от нижней клеммы через биметаллическую пластину , к катушке электромагнита , к подвижному контакту , через стационарный контакт и выход на верхнюю клемму.

1) Тепловая защита

В этом термомагнитном автоматическом выключателе тепловая и электромагнитная защита работают параллельно по принципу, аналогичному перемещению коммутационной тяги.

Тепловая защита: биметаллическая пластина нагревается от тока.

Если ток в цепи превысит определенный уровень, полоска будет изгибаться, перемещая рычажный механизм переключателя и, следовательно, подвижный контакт, разрывая его соединение с неподвижным контактом, вызывая разрыв цепи.

2) Защита от короткого замыкания

Параллельно с медной катушкой идет электромагнитная защита.

Электромагнит намагничивается, когда электричество проходит через клеммы. Чем больше ток, тем больше электромагнитная сила.

Когда ток достигает небезопасного уровня при прохождении через эту катушку, электромагнит становится достаточно сильным, чтобы сдвинуть внутри нее небольшую катушку, которая также сдвинет рычажный механизм переключателя, подвижный контакт, тем самым разорвав цепь.

В отличие от предохранителей, после устранения проблем, вызвавших срабатывание автоматического выключателя, вы можете переключить его обратно во включенное положение, и ваша цепь снова будет защищена.

На рынке представлено множество современных автоматических выключателей. Они могут быть гораздо более точными и могут двигаться на гораздо более высоких скоростях, однако они также намного дороже!

Резюме

Подводя итог тому, что мы сегодня узнали:

– Автоматический выключатель – это защитное устройство. Его основная функция заключается в прерывании тока в условиях отказа или перегрузки, предотвращая серьезные повреждения.

— Автоматические выключатели, используемые в энергосистемах, бывают различных типов и размеров для различных применений, от жилых до крупных коммунальных и промышленных систем.

Миниатюрный автоматический выключатель содержит тепловую защиту, которая приведет к разрыву цепи в случае перегрева, и электромагнитную защиту из-за короткого замыкания.