Автоматический выключатель для чего предназначен для

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Подписка на рассылку

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

• силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
• механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
• катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
• дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
• биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Принцип работы автоматического выключателя

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:

1. Нормальный режим.

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизма взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму, через этот зажим по контактам, сначала по неподвижному, а затем и по подвижному. Далее ток проходит через гибкую связь, катушку электромагнита, снова через гибкую связь и биметаллическую пластину, и в конце через нижний винтовой зажим к отходящей линии, «питающей» электроприбор.

2. Короткое замыкание.

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом. Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показано, как устроен автомат и принцип его работы.

Источник

Вопросы и ответы по автоматическим выключателям

Для чего используются автоматические выключатели?

В современном доме много электрических приборов, которые дают колоссальную нагрузку на электросеть. Для того, чтобы предотвратить чрезмерное возрастание напряжения, и, как следствие, короткое замыкание, которое ведет к пожару, используются автоматические выключатели.

Главное их назначение — это регулировка и управление электротоком при нормальном состоянии цепей (кабелей, проводов), определение напряжения, частоты и силы тока, а также защита от возможной перегрузки и короткого замыкания.

Установка автоматического выключателя в квартире или доме гарантирует надежную защиту всего электрооборудования от поломок из-за перегрузок и скачков в электросети.

Какие виды бывают?

Основная классификация автоматических выключателей производится по выполняемым функциям:

Как правильно подобрать устройство?

Самое главное, что надо учитывать при выборе автоматического выключателя — это значение номинального тока (т. е. какая будет нагрузка на сеть). Не рекомендуется выбирать выключатель со слишком большим запасом по этой характеристике, так как он может просто не справиться со своей задачей (слишком поздно разорвать электрическую цепь, когда уже будет нанесен урон электрооборудованию).

После определения силы тока следует выбрать класс (тип расцепления). Он показывает, во сколько раз должен быть превышен номинальный ток, прежде чем сработает автомат. Обозначается этот параметр латинской буквой:

Немаловажную роль также играет количество полюсов, так как эта характеристика зависит от количества фаз в здании. Для однофазной сети подходят однополюсные выключатели (для электросетей TN-C, TT) и двухполюсные (в электросетях IT). Для трехфазной сети — трехполюсные (для электросетей TN-C, TT, IT) и четырехполюсные (для электросетей TN-S).

В чем отличие автоматического выключателя от УЗО?

Автоматический выключатель предназначен для стабилизации напряжения в сети, чтобы возможные перегрузки и скачки напряжения не вывели из строя все электроприборы, подключенные в сеть. Однако он не защищает человека от поражения электрическим током. Для этой задачи как раз и предназначено устройство защитного отключения (УЗО). При подключении в сеть оно фиксирует наличие тока утечки, который свидетельствует о том, что человек коснулся провода под напряжением с нарушенной изоляцией. Устройство моментально отключит электричество, и человек не получит удара электрическим током.

Как правильно рассчитать значение номинального тока?

Узнать нужное Вам значение номинального тока очень просто без каких-либо расчетов. Искомую цифру нужно взять из нижеприведенной таблицы:

Допустимое значение тока для проводов с медными жилами

Допустимое значение тока для проводов с алюминиевыми жилами

Предположим, в стене проложен двухжильный алюминиевый провод сечением 5 кв. мм, смотрим по таблице, какое ему соответствует значение номинального тока — 28 А.

При выборе автоматического выключателя эту цифру нужно округлить до ближайшего меньшего значения (так как провод не должен работать на пределе возможностей) из следующего ряда стандартных значений тока выключателей:

6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А. Значит нам нужно устройство на 25 А.

В чем разница между 1-полюсным автоматическим выключателем СВЕТОЗАР 49060-06-C и 3-полюсным выключателем IEK ВА47-29 MVA20-3-025-B? Какая модель подойдет для установки в частный дом?

1-полюсный выключатель СВЕТОЗАР С, 6 A, 230/400В 49060-06-C рекомендуется устанавливать в производственное здание с однофазной сетью, с большим количеством подключенного электрооборудования. Тип расцепления С свидетельствует о том, что этот выключатель сработает только при превышении номинального тока в 5-10 раз. Не рекомендуется устанавливать в частную квартиру или дом.

IEK ВА47-29 MVA20-3-025-B осуществляет защиту от короткого замыкания и перегрузок. Срабатывает при возрастании тока выше номинального в 3-5 раз, поэтому как раз подходит для установки в частные дома или квартиры с 3-хфазной сетью.

Можно ли приобрести автоматический выключатель с последующим самовывозом?

Да, конечно, такая возможность предусмотрена в нашем интернет-магазине. При оформлении покупки выбранной модели автоматического выключателя в качестве адреса доставки напишите адрес ближайшего к вашему дому пункта выдачи. При поступлении заказа Вам об этом сообщат, и вы сможете беспрепятственно забрать его.

Класс расцепления у этих двух моделей одинаковый — С, а значит, они оба сработают одинаково: при превышении значения номинального тока в 5-10 раз. Единственное различие между ними — это как раз значение номинального тока, на которое они рассчитаны: для первой модели оно равно 6А, а для второй — 25А. Поэтому выбор зависит только от количества техники в доме или помещении — модель со значением в 25 А следует устанавливать в случае большой нагрузки на сеть (при большом количестве электроприборов).

Хочу приобрести СВЕТОЗАР 49060-25-C в свой дом (однофазная сеть, суммарная мощность приборов — 6800 Вт). Подойдет ли мне эта модель?

Эта модель автоматического выключателя является однополюсной, то есть подойдет для вашего дома в том случае, если у Вас проведена однофазная электросеть типа TN-C или TT.

Далее смотрим на суммарную мощность приборов, она составляет 6800 Вт, умножаем 6800 на 0,7, получаем 4760 Вт.

Находим номинальное значение силы тока: I=4760Вт/220В=22,7 А. Округляем эту цифру до ближайшего большего подходящего значения тока из ряда стандартных выключателей — автомат на 25 А. Таким образом, данная модель выключателя вполне вам подойдет (при условии, что электросеть типа TN-C или TT).

Где и как устанавливаются выключатели?

Устанавливается устройство в электрощите, при этом момент установки зависит только от потребности человека исключить негативное влияние перегрузок и скачков напряжения на электроприборы.

Крепится автоматический выключатель на специальную DIN-рейку, при этом стоит помнить, что болтовые контакты стоит затягивать аккуратно, чтобы корпус устройства не деформировался (иначе сместятся токоведущие части внутри выключателя, что приведет к перегреву устройства и его последующей поломке).

Следует помнить о следующем правиле: к верхней части выключателя подключается вход (питание), к нижней — выход (нагрузка).

Можно ли установить автоматический выключатель самому?

В том случае, если Вы имеете познания в электрике и опыт работы, то сможете сами осуществить установку автоматического выключателя, так как это несложная процедура, с которой справится практически каждый, к тому же никаких согласований для установки выключателя не нужно.

Какие условия важны для эксплуатации?

Для сохранения свойств и параметров автоматического выключателя следует при каждом повышении температуры воздуха от максимально допустимого на 10°С уменьшать значение номинального тока на 5%. В случае, если этого не сделать, устройство очень быстро сломается.

Что влияет на качество работы выключателя?

Большое воздействие на работу автоматического выключателя оказывают посторонние вещества и примеси, находящиеся в воздухе, поэтому категорически запрещено устанавливать их в помещениях с повышенным содержанием пыли, грязи, а также различных взрывоопасных газов в воздухе. Они могут забиться в область входящих и отходящих контактов, замедляя тем самым работу устройства. И, конечно же, не допускается попадание воды в устройство, что приведет к его немедленному выходу из строя.

При включении стиральной машины часто стало «выбивать» автомат, но увеличивать номинал выключателя не советуют, иначе старая электропроводка может не выдержать. Как быть в таком случае?

Это довольно частое явление. Выход из данной ситуации довольно простой — нужно выделить стиральную машину в отдельную группу (от общей электросети), от щитовой провести отдельную медную проводку и установить отдельный автоматический выключатель на 20А (если мощность стиральной машины равно 2200 Вт).

При наличии опыта и навыков Вы сам можете выполнить данную процедуру, так как ее не нужно согласовывать ни с какими службами.

В каких случаях приборы нельзя устанавливать?

Запрещено устанавливать однополюсные автоматические выключатели на «нуль», также не рекомендуется разрывать «нуль» отдельно от фазы — все нулевые проводники устанавливаются на одну нулевую шину. Разрывать его нужно только вместе с фазой, а в таком случае нужно устанавливать двухполюсные выключатели.

Еще одной причиной, по которой запрещена установка автоматического выключателя, является повреждение корпуса устройства или же нарушение пломбы, так как это ведет к снижению уровня безопасности.

Какие меры предосторожности нужно соблюдать при работе?

Требования по безопасности, как при работе с любым электрооборудованием, просты:

Какой срок службы выключателей?

В среднем срок службы автоматического выключателя составляет около 8 лет (более точная цифра указана в инструкции по эксплуатации). В случае истечения срока службы прибор не будет справляться с возложенной задачей (при перегрузке электричество будет отключаться) и все скачки напряжения и перегрузки, будут бить по чувствительной технике.

Какие процедуры нужно проводить при техобслуживании?

Каждую неделю нужно визуально осматривать автоматический выключатель. При очистке клемм и контактов следует отключить электропитание и очистить их от попавшей пыли и грязи, подтянуть зажимные винты.

Далее следует проверить прочность подсоединения проводов к зажимам (для этого нужно попытаться вытянуть проводники с небольшим усилием).

Рычаг включения/выключения должен работать четко и не заедать. Проверить это просто — нужно несколько раз перевести его из позиции «включено» в обратное.Эти несложные процедуры может выполнить и сам пользователь, не прибегая к помощи профессионального электрика.

Как можно продлить срок службы техники?

В случае с автоматическими выключателями срок службы зависит не от прочности корпуса или элементов, а от фиксированного количества циклов включений/выключений. Поэтому нет никакой возможности продлить срок службы выключателя, отработавшего их полностью.

В каких случаях могут отказать в гарантии?

Для автоматического выключателя важную роль играют два параметра — гарантийный срок службы и максимально возможное количество циклов включений/выключений, которые он может осуществить за время работы.

Обычно для каждой конкретной модели эти цифры указываются в инструкции по эксплуатации. Однако стоит помнить, что в том случае, если устройство отработало свое количество циклов полностью, но срок службы еще не истек, то оно не подлежит замене по гарантии.

При каких условиях надо хранить выключатели?

Как понять, что выключатель не пригоден для установки?

Определить это очень просто. Если при проведении визуального осмотра Вы обнаружили повреждения корпуса, управляющих элементов или пломбы, то такое устройство не подходит для установки, так как эти дефекты могут стать причиной ненадежной работы автоматического выключателя.

Источник

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!

Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.

Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.

Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.

Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.

Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:

1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);

3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.

Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.

По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:

— воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

— автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

— модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.

Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.

Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).

Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.

На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.

DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.

Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.

Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.

В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.

Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:

1 — верхняя винтовая клемма;

2 — нижняя винтовая клемма;

3 — неподвижный контакт;

4 — подвижный контакт;

5 — гибкий проводник;

6 — катушка электромагнитного расцепителя;

7 — сердечник электромагнитного расцепителя;

8 — механизм расцепителя;

9 — рукоятка управления;

10 — гибкий проводник;

11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;

12 — регулировочный винт теплового расцепителя;

13 — дугогасительная камера;

14 — отверстие для отвода газов;

15 — защелка фиксатора.

Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.

Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.

Как работает автоматический выключатель?

В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.

На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.

Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.

Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).

Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.

Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.

К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.

Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.

При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.

Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.

Итак, давайте резюмируем:

— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);

— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;

— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;

— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.

Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.

В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.

Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:

Источник