Автоматические выключатели.

Автоматы предназначены для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки электрических линий и приемников энергии, для включений и отключений линий и приемников энергии.


Устройство автоматического выключателя Автоматы в электроустановке

Автоматический выключатель состоит из следующих частей:

1. Контактная система предназначена непосредственно для коммутации электрических цепей.

2. Расцепители обеспечивают отключение автоматического выключателя при перегрузках и коротких замыканий (тепловой и электромагнитный соответственно).

2.1 Работа теплового расцепителя основана на тепловом действии тока: при прохождении тока превышающего номинальный нагреваясь биметаллическая пластина, за счет разницы коэффициента теплового расширения металлов из которого она состоит, изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления.

2.2 Электромагнитный расцепитель действует подобно реле с якорем: при протекании тока к.з. якорь приводимый в движение электромагнитным полем воздействует на все тот же механизм свободного расцепления.

3. Механизм свободного расцепления позволяет производить переключения автоматически или «в ручную».


Современные автоматические выключатели серии ВА имеют два типа защиты: тепловую (выполнена на биметаллической пластине), предназначенную для защиты от длительных токовых перегрузок и динамическую (она же электромагнитная выполнена на электромагнитной катушке), предназначенную для защиты от токов короткого замыкания. Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных на корпусе, и подвижных контактов, шарнирно насаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, как правило, одинарный разрыв цепи. Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме.

Такие устаревшие автоматы как АП50 имеют такие же типы защиты, но выполнены в гораздо большем форм факторе. Современные технологии конечно позволяют выполнить автоматические выключатели гораздо меньших размеров (при одинаковом номинальном токе). В быту применение автоматов ВА в совокупности с современными щитами предпочтительней. Ну а в тяжелых условиях работы с частыми переподключениями кабелей, перегрузками применение автоматов АП50 и ему подобных все еще обоснованно.

Нас интересует в первую очередь бытовые электроустановки поэтому подробнее остановимся на автоматах ВА. Комбинированные зажимы из посеребренной меди и анодированной стали обеспечивают надежный контакт с медными и алюминиевыми проводниками сечением от 1 до 25 кв. мм.

Выключатели ВА имеют усовершенствованную конструкцию механизма управления и механизма свободного расцепления для снижения эффекта дребезжащего контакта, вследствие чего, во время включения, замыкание контактов происходит мгновенно независимо от скорости движения рукоятки управления. Установленная металлическая пластина на боковой стенке в районе размыкающихся контактов предохраняет корпус от прогорания. При изготовлении корпуса используются высококачественные негорючие материалы с высокими огнеупорными, противоударными характеристиками и обладающих высокой механической прочностью. При сборке многополюсных выключателей сначала каждый полюс склёпывается отдельно, после чего полюса соединяются вместе. Контактные зажимы, глубоко погруженные внутрь корпуса, обеспечивают высокую степень безопасности при случайном прикосновении человека к корпусу прибора. Биметаллическая пластина соединена с механизмом свободного расцепления без люфта, что улучшает чувствительность прибора на её изгиб. Выключатели выпускаются в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении:

Двухполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели двухполюсного исполнения применяются, как правило, в цепях постоянного тока до 63 А. Крепление на колодке, рейке или панели. Трехполюсные (трехфазные) автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий, перегрузок по току и понижения напряжения. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой.

Автоматические выключатели трехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором). Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Четырехполюсные автоматические выключатели общего применения служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, коротких замыканий и перегрузок по току. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели четырехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором). Расцепители могут встраиваться в один, два или три полюса в зависимости от типа исполнения автомата. Собственное время срабатывания выключателя не более 0,02 сек. Условия эксплуатации: Температура окружающего воздуха должна быть в пределах от -5 до +40 °С, а ее среднесуточное значение не должно превышать + 35 °C. Выключатель крепится на рейку DIN 35 х 7,5 мм. Рабочее положение выключателей вертикальное, обозначение "ВЫКЛ" вверх. Перед установкой выключателя необходимо проверить автомат на отсутствие внешних повреждений, также произвести несколько включений и отключений, убедиться, что механизм работает исправно. Проверьте маркировку на автомате, соответствует ли она требуемым условиям.

Для подсоединения необходимо использовать медные проводники (кабели) или медные соединительные шины. Подвод напряжения к выводам выключателя от источника питания осуществляется со стороны выводов 1,3,5,7, т.е. сверху. Для монтажа в распределительные щиты старого образца, для замены АЕ на ВА, предусмотрен пластмассовый переходник.

Выбор автоматического выключателя

Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать ток.

Величина расчетного тока определяется по формулам:

а) для однофазных сетей

Ток в однофазной цепи

б) для трехфазных сетей

Ток в трехфазной цепи

где: Рр – Расчетная мощность определяемая с учетом коэффициента спроса (из справочной литературы).

Коэффициент спроса

Uн — номинальное напряжение, В;

cos ф — коэффициент мощности. Характеризует характер нагрузки (активная или реактивная) Для ламп накаливания и нагревательных приборов cos ф = 1.

Для электродвигателей в паспорте указывается номинальная мощность на валу двигателя. Потребляемая двигателем мощность из сети будет равна:

Мощность двигателя

где: Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

n — коэффициент полезного действия;

Рпотр — потребляемая мощность из сети, кВт.

Исходя из полученного значения тока выбирается автоматический выключатель. Конечно у автомата еще много важных параметров, но в быту свой выбор можно сделать на основе соответствия номинальных тока и напряжения и подключаемой нагрузки.