Автоматический выключатель что это: Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Содержание

Автоматический выключатель, принцип работы, характеристики, выбор

Автоматический выключатель (его еще иногда называют "автомат защиты") предназначен для отключения, оборудованной им, электрической цепи при коротком замыкании или превышении тока более определенной величины.

Работа автоматического выключателя может быть основана на тепловом или электромагнитном принципах. Стоит отметить, что большинство современных выключателей одновременно используют оба эти принципа. Как это работает поясняет рисунок 1.

Ток, протекающий между точками подключения автомата (А-В), проходит через катушку электромагнита L и биметаллическую пластину 2.

При превышении предельно допустимого значения тока происходит нагрев биметаллической пластины (тепловой принцип), она деформируется, приводя в действие расцепитель S - устройство, размыкающее электрическую цепь.

Однако, здесь имеет место достаточно высокая инерционность, определяющая большое время срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при значительном превышении тока через катушку L, что вызывает перемещение сердечника 1, который также воздействует на контакт S, вызывая срабатывание выключателя, причем происходит это очень быстро.

Таким образом, комбинация перечисленных принципов работы автоматического выключателя позволяет отслеживать достаточно длительные, но не мгновенные превышения тока (тепловой) и резкое значительное возрастание тока, например, при коротком замыкании (электромагнитный).

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Перед тем как выбрать автоматический выключатель стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Предлагаю сделать это на конкретном примере (рисунок 2).

Если посмотреть на выключатель, то на его корпусе можно увидеть ряд маркировок.

  1. Торговая марка (производитель), ниже каталожный или серийный номер. Производитель нам может быть интересен с точки зрения репутации, соответственно качества.

    Серийный номер указывает на ряд таких технических характеристик выключателя как количество рабочих циклов, класс защиты, устойчивость к вибрационным нагрузкам и пр., то есть достаточно специфическая справочная информация. Однако, он характеризует еще отключающую способность выключателя, которую по-хорошему учесть следует.


  2. Находящийся вверху буквенно цифровой индекс определяет номинальный ток (In) - здесь 10 Ампер и тип (класс), определяющий ток мгновенного расцепления (выключения) (Ic):
    • B (Ic=свыше 3*In до 5*In) - применяется при достаточно длинных силовых линиях, собственное сопротивление которых может существенно ограничить ток короткого замыкания,
    • C (Ic=свыше 5*In до 10*In) - наиболее распространенный тип, подходит для бытовых линий с низкой индуктивной нагрузкой,
    • D (Ic=свыше 10*In до 20*In) - рекомендован для защиты цепей питания мощных электродвигателей, других устройств, имеющих большие значения пусковых токов (индуктивная нагрузка).

    Под ним указаны пределы рабочих напряжений, их тип - переменное (~) или постоянное (-).

  3. Это схема выключателя, она похожа на ту, что я приводил выше. На ней видно, что данный выключатель имеет электромагнитный (а) и тепловой (в) автоматические расцепители.

Таким образом, выбор автоматического выключателя следует производить с учетом токовой нагрузки, которая определяется мощностью потребителей электроэнергии (про это можно посмотреть здесь) и описанных выше условий его эксплуатации.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


Автоматический выключатель - что это такое? Типы и классы автоматических выключателей

Цепи электропроводки в промышленных и бытовых помещениях обязательно включают в свой состав не один автоматический выключатель. Этот элемент обеспечивает безопасную эксплуатацию не только электросетей, но и зданий, сооружений в целом.

Устройство защитного отключения — автоматический выключатель

Необходимость

В случае короткого замыкания или превышения допустимых токовых нагрузок он автоматически размыкает цепь. Отключение нагрузки предотвращает возгорание изоляции кабелей и распространение пожара, выхода из строя дорогостоящего оборудования, травмирования людей.

Существует много типов автоматических выключателей, они отличаются по мощности тепловых и токовых нагрузок, по габаритам, конструктивному исполнению и другим признакам. На бытовом уровне большинство используемых типов автоматических выключателей имеют общие принципы срабатывания и одинаковый набор составных элементов.

Даже формы корпусов, отверстия и отдельные элементы крепления приведены к общему стандарту. Любой тип низковольтного автоматического выключателя, который используется в административных зданиях, квартирах, частных домах, легко устанавливается на стандартные элементы крепления распределительных щитов. Рассмотрим часто применяемый в быту тип модульного автоматического выключателя марки ДЕК серия ВА.

Панель выключателя АВ

Конструктивные особенности

Автоматический выключатель типа ВА построен на модульной основе, это позволяет использовать его в однофазной и трехфазной, одно- и многополюсной сетях. Для защиты однофазной сети нужен однополюсный автоматический выключатель: один модуль, чего вполне достаточно.

Электроустановки, работающие от трехфазной сети, защищаются трехполюсными автоматами защиты от трех модулей, по одному на каждую фазу. В этом случае автоматические выключатели собираются в единый блок.

Для синхронного срабатывания всей группы автоматов при превышении допустимого порога тока на одной из фаз рычаги управления фиксируются общей планкой. Для синхронного срабатывания рычаги управления также могут фиксироваться общей пластиковой планкой.

Стандартные отверстия дают возможность установить на автоматический выключатель дополнительные устройства промышленного типа: отдельные расцепители, сигнальные контакты и другие. Устанавливаемые элементы часто используются на производственных объектах для дистанционного контроля за срабатыванием и управлением работой электроустановок.

Пластиковые корпуса типовых модулей неразборные, они имеют стандартизированные размеры. Сверху и снизу расположены клеммы для проводов с винтовым устройством зажима.

В верхней части корпуса 2 отверстия:

  1. для отвода скопившихся газов от нагрева;
  2. для доступа к винту регулировки порога срабатывания, биметаллического элемента тепловой защиты.

Корпус автомата: вид сверху

С тыльной стороны корпуса предусмотрены пазы и зажимные элементы, позволяющие одевать и фиксировать автоматический выключатель на стандартную DIN-рейку в распределительных щитах. Такая конструкция позволяет передвигать переключатели вдоль рейки, не отключая от цепи, разделять группы, она удобна при сборке, монтажных и ремонтных работах.

Автоматический выключатель на ДИН-рейке

Как работает автомат

На примере одного модуля типа АВ рассмотрим, как работает автоматический выключатель и отдельные его элементы. Автоматическое управление срабатыванием на выключение осуществляется двумя параметрами: силой тока, проходящего через контакты выключателя, и температурой нагрева.

Для контроля значений этих параметров автоматический выключатель имеет два элемента:

  • обмотка электромагнитной катушки со стальным сердечником рассчитана на определенную силу тока;
  • биметаллические пластины откалиброваны, загибаются пропорционально величине проходящего через них тока, при превышении номинального значения оказывают механическое воздействие на расцепитель, который осуществляет контроль температурного режима.

Устройство автомата в разрезе

Подключается автоматический выключатель в разрыв цепи последовательно. На верхнюю клемму зажимается провод от источника питания, внизу крепятся провода, идущие к нагрузке.

Автоматический выключатель имеет два типа детектора и элемента расцепления, которые постоянно контролируют силу тока.

У каждого устройства свое назначение:

  • Электромагнитный расцепитель мгновенно реагирует на кратковременное значительное превышение тока номинального значения при коротком замыкании;
  • Регулируется тепловая защита, она более точная и инерционная в измерении значений тока, имеет большее время срабатывания.
    Это позволяет не реагировать на кратковременные незначительные превышения допустимых токовых значений. Все эти меры обеспечивают стабильную безопасную работу электроустановок.

Схема строения автоматического выключателя

Устройство расцепления и взвода

Это механическое устройство состоит из металлических пружин и пластиковых рычагов. Его задача в обычном режиме удерживать замкнутые контакты, в аварийных ситуациях, при превышении тока или температуры заданных предельных значений, разомкнуть контакты выключателя, для чего применяется автоматический или ручной режим отключения.

Электромагнитный расцепитель

Это электромагнитная катушка со свободно двигающимся металлическим сердечником. Шток сердечника при рассчитанной величине предельно допустимого тока толкает рычаги расцепляющего устройства, оно срабатывает, контакты размыкаются.

Сечение провода на катушке электромагнита и количество витков рассчитываются на многократное срабатывание. Обмотка катушки выталкивает сердечник при значительном превышении номинального тока выключателя, в случае короткого замыкания в цепи.

Электромагнитный расцепитель

Один конец катушки подключен к подвижному контакту механизма расцепления, второй – к биметаллической пластине. Соединения выполнены гибким многожильным проводом, контакты сварные, это обеспечивает надежное соединение в условиях высоких температур. Припой на паяных контактах при нагреве может расплавиться.

При превышении номинального тока в катушке электромагнита в несколько раз сердечник выталкивается. Он давит сверху на рычаг спускового механизма, происходит расцепление, подвижный контакт под действием пружины отскакивает от неподвижного контакта, они размыкаются. Усилие размыкания дублируется штоком сердечника, закрепленного на подвижном контакте.

Одновременно с давлением на спусковой рычаг сердечник оттягивает подвижный контакт.

Тепловой расцепитель

Здесь используется принцип работы теплового реле. Такой способ широко применяется для аварийных отключений электрооборудования и сигнализации в электрических цепях. В основе технологии заложены свойства биметаллической пластины.

Еще в XIX веке Джоуль-Ленц отметил пропорциональность температуры на участке цепи квадрату силы тока и сопротивлению.

Используя эту зависимость и свойства биметаллов, пластины стали применять для механического замыкания и размыкания контактов. Биметаллические пластины пропорционально изменяют свою форму в зависимости от силы тока и температуры. По степени изгиба пластины можно судить о величине тока и температуре.

Биметаллические пластины: структура

У всех металлов коэффициенты теплового расширения отличаются: при нагреве пластин одного размера из разного металла до одинаковой температуры длина одной из них станет больше. Благодаря этому свойству, если скрепить эти две пластины вместе при нагреве, они начнут загибаться, при остывании – выпрямляться.

В нашем случае биметаллическая пластина находится в теплостойком изоляционном материале, обычно для этих целей одевается трубка из стекловолокна. Сверху изоляции намотан провод с высоким сопротивлением, это делается для косвенного нагрева пластины.

При прямом нагреве срок службы пластины существенно уменьшается. С увеличением тока температура пластины повышается, она загибается вверх, нажимая на спусковой рычаг механизма расцепления. В результате автоматический выключатель срабатывает, контакты размыкаются.

Искрогасительная камера

Значительную часть в корпусе модуля защиты занимает искрогаситель. В большинстве случаев автоматический выключатель срабатывает под током большой нагрузки. При прохождении тока большой силы в момент разрыва цепи между контактами возникает дуга электрического разряда.

Она имеет высокие температуры, может расплавить контакты и другие элементы автоматики. Для того чтобы этого избежать, ставят дугогаситель; его конструкция напоминает решетку из металлических пластин. В камере с пластинами дуга разрушается и гаснет, продукты горения и газы отходят через специальное отверстие.

Выбор

В частных домах можно установить четырехполюсный и трехполюсный автоматический выключатель для трехфазной сети 380 В. Чаще используются трехполюсные, двухполюсные и однополюсные для однофазной сети 220 В.

Выбирая элементы защиты, в первую очередь надо исходить из номинальных значений напряжения. Оно должно быть выше или соответствовать напряжению сети.

Одно из главных условий выбора и последующей настройки автомата защиты – отключение группы потребителя раньше, чем это сделают элементы защиты, установленные в цепи ближе к источнику подачи электроэнергии. Для этого учитываются следующие параметры.

Максимальная сила тока короткого замыкания на участке цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Модульные модели защитных автоматов выдерживают 3000А; 4500А; 6000А; 10000А, немодульные рассчитаны на большие токи короткого замыкания. Для жилых домов и квартир достаточно 4500 или 6000А.

Номинальная сила тока расцепителя выбирается немного больше допустимого тока длительной нагрузки цепи. В противном случае автоматический выключатель будет срабатывать от незначительных скачков напряжения в процессе нормального режима работы.

Нужно обязательно учитывать Iн – теплового расцепителя.

Автоматический выключатель серии АВ с номинальным током 10А будет срабатывать при токе 10х1,45(поправка на тепловой расцепитель) = 14,5 А.

Параметры расцепления имеют три класса (В;С;D), они отличаются по токовременным характеристикам срабатывания:

  • Класс В – срабатывает расцепитель при превышении номинальной силы указанной на маркировке тока в 3-5 раз. Ставят в группах освещения и розеток, обычно они реагируют на пусковые токи при включении электродвигателей.
  • Класс С – расцепитель срабатывает при превышении номинальных токов в 5-10 раз, ставится в розеточные и осветительные группы, обеспечивает защиту двигателей водяных насосов с небольшими пусковыми токами. Хорошо использовать в загородных домах и квартирах.
  • Класс D – автоматический выключатель этого класса устанавливается на производственных объектах для защиты электродвигателей с большими пусковыми токами.

Обязательно учитывайте толщину и сечение проводов в цепи, где устанавливается автоматический выключатель. Они должны соответствовать номинальным значениям токовой нагрузки элементов защиты. Например, при номинальном токе автомата защиты в 16А сечение кабеля должно быть не менее 2,5 кв./мм. Iн – 10А соответствует толщине кабеля 1,5 кв./мм.

Для этого есть специальные таблицы определения площади сечения кабеля по току, ПУЭ (Правила устройства электроустановок) табл. 1.3.4, 1.3.5, 1.3.6, 1.3.7, 1.3.8.

Устройство автомата. Видео

Видео  продемонстрирует устройство автоматического выключателя, что поможет с его монтажом и установкой.

Зная назначение и принципы работы, требования по установке и эксплуатации автоматических выключателей, легче сделать правильный выбор, что обеспечит стабильную, безаварийную работу бытовой техники в доме и квартире.

Оцените статью:

Принцип действия автоматического выключателя

В наше время в быту уже не встретишь плавких предохранителей – это вчерашний день. Сегодня на смену «пробкам» пришли автоматические выключатели модульного исполнения, которые обеспечивают надежную защиту электропроводки квартиры. Наверняка многие задавались вопросом о том, как работает автоматический выключатель. С другой стороны знание принципа работы автоматического выключателя помогут правильно определить причину его отключения и соответствующую проблему, которая привела к его отключению. Ниже кратко охарактеризуем данный электрический аппарат и рассмотрим его принцип действия. Для начала определимся с понятием автоматический выключатель. Это коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения в цепях тока нагрузки в обычном, нормальном режиме, а также для автоматического отключения (разрыва цепи) при протекании через него тока перегрузки или тока короткого замыкания. Функции отключения аппарата выполняют так называемые расцепители. Модульный автоматический выключатель, как правило, имеет независимый, тепловой и электромагнитный расцепители. Независимый расцепитель или механизм свободного расцепления предназначен для отключения аппарата вручную. Кроме того, данный механизм отключает автомат при воздействии на него теплового или электромагнитного расцепителей.

Устройство автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя. Тепловой расцепитель предназначен для автоматического отключения выключателя при протекании по нему тока, значение которого больше номинального. Основной конструктивный элемент данного типа расцепителя – биметаллическая пластина, которая деформируется в результате нагрева при протекании определенного значения тока. При достижении заданного положения пластина воздействует на механизм свободного расцепления, чем обеспечивается автоматическое отключение аппарата. Время, в течение которого происходит отключение автоматического выключателя, обратно пропорционально величине протекаемого через него тока. То есть чем больше ток, протекающий через данный автоматический выключатель, тем быстрее произойдет его автоматическое отключение. Например, автоматический выключатель, рассчитанный на номинальный ток в 16 А при протекании через него тока величиной в 19 А отключится в течении 40-45 мин. А при значении тока 32 А отключиться за 5-10 мин. Следует отметить, что на скорость срабатывания теплового расцепителя оказывает влияние температура окружающей среды. Таким образом, летом, при температуре 450 номинальный ток 16-ти амперного аппарата составляет 15 А. В то время как зимой, при температуре -200 величина предельно допустимого тока для данного аппарата увеличивается до 21 А. Благодаря тепловому расцепителю, автоматический выключатель осуществляет защиту конструктивных элементов электропроводки квартиры от перегрузки, которая возникает при включении в бытовую сеть электроприборов, мощность которых больше максимально допустимой для электропроводки. Следующий тип расцепителя – электромагнитный. Он предназначен для отключения автоматического выключателя при протекании через него большого значения тока – тока короткого замыкания. Такой режим работы имеет место при повреждении электропроводки или включенного в сеть бытового электроприбора. Рассмотрим принцип работы электромагнитного расцепителя. Электромагнитный расцепитель конструктивно представляет собой электромагнит с якорем, включенный в цепь последовательно. При протекании через автоматический выключатель номинального тока сердечник электромагнита находится в неподвижном состоянии. Если через электромагнит будет протекать большое значение тока (выше тока уставки), то он втянет сердечник с якорем и воздействует на механизм расцепления автоматического выключателя. То есть при протекании тока короткого замыкания автомат отключится автоматически действием электромагнитного расцепителя. При этом время отключения автоматического выключателя составляет доли секунды. Ток, при котором происходит срабатывание электромагнитного расцепителя можно определить по классу автоматического выключателя. Например, электромагнитный расцепитель аппарата класса В отключается при протекании через него 3-5 номинальных значений тока. Автомат класса С отключится при протекании через него 6-10 номиналов. Данная особенность учитывается при выборе автоматических выключателей для защиты электропроводки. Это связано с тем, что некоторые потребители электрической энергии, в частности электродвигатели, характеризуются большим значением пускового тока. То есть если пусковой ток больше тока срабатывания электромагнитного расцепителя, то данный электродвигатель не запустится по причине отключения автоматического выключателя. Решением проблемы в данном случае является установка автоматического выключателя следующего класса (например, замена аппарата с классом В на аналогичный по номинальному току теплового расцепителя аппарата с классом С).

Автоматические выключатели. Виды и устройство.Работа, применение

Главная задача выключателей – разъединять цепь при высоких нагрузках в случае неисправностей сети. Для этого они были придуманы еще в позапрошлом веке. Со временем конструкция выключателей совершенствовалась, и на сегодняшний день существует разделение их на 6 групп только по току отключения, не говоря уже о других характеристиках и это автоматические выключатели.

Назначение


Автоматические выключатели часто называют автоматами. Они позволяют вручную коммутировать электрическую сеть. Одним нажатием клавиши создается новая цепь питания, а при необходимости отключается оборудование. Это удобно на бытовом уровне и в условиях промышленного производства. Когда надо обесточить устройство или отсечь от питания какую-то часть цепи, просто опускается клавиша выключателя, и можно производить работы. Затем возвращаем клавишу на место, и все функционирует, как прежде.

Но основная задача, все-таки, состоит в защите сети от коротких замыканий и перегрузки. Автоматы первые принимают на себя удар при перегрузках. Они размыкают цепь в нужный момент и не дают загореться проводке.

Внешне простейший выключатель представляет собой пластиковую коробку с контактами и рычагом включения/выключения. В коробке находится механизм, отвечающий за работу системы. Чтобы выключатель удобно было крепить к DIN-рейке, сзади на корпусе предусмотрены защелки.

Устанавливают автоматы на входе в дом, квартиру или иное строение, помещая их в вводном и распределительном щитке.

Автоматы рассчитаны на определенное количество отключений, поэтому злоупотреблять принудительным срабатыванием не стоит. Если требуется часто переключать сеть, то устанавливают реле или контакторы.

Ток мгновенного расцепления

Основной характеристикой выключателя считается ток мгновенного расцепления. Это ток, при котором устройство срабатывает и разъединяет цепь. В зависимости от тока расцепления выключатели разделяют на несколько групп.

Наиболее используемые группы:
  • B, ток отключения составляет 3-5 номинальных токов (In) включительно.
  • C, ток отключения более 5*In-10*In включительно. Наиболее универсальные выключатели.
  • D, ток отключения более 10* In-20* In включительно.

Еще существуют группы L, Z, K, в которых токи мгновенного расцепления достигают большого значения. По европейским стандартам предусмотрена группа A для самых малых перегрузок до 3*In.

Автоматические выключатели группы B применяют для установки в местах со старой проводкой, там, где присутствуют лампы накаливания, электрические печки, обогреватели.

Автоматические выключатели из группы C используются чаще всего. Их устанавливают в квартирах и учреждениях с люминесцентными лампами, кондиционерами, стиральными машинами, холодильниками и прочей бытовой техникой.

Группу D применяют для защиты электродвигателей, которые обычно стоят на промышленных устройствах, таких как компрессоры, насосы, подъемники.

Использовать автоматы из группы D для бытовых потребностей вместо группы C нельзя, потому что время срабатывания выключателя у разных групп разное.

После того как автомат сработал, нельзя спешить сразу его включать. Вначале выясняют причину разъединения, устраняют ее, после чего возвращают выключатель в исходное положение.

Маркировка


На каждом выключателе стоит маркировка, которая позволяет определить основные параметры.

Латинская буква (B, C, D), как можно догадаться из вышесказанного, означает группу по току перегрузке. Следом за буквой идет цифра. Она указывает, на какой номинальный ток, выраженный в амперах, рассчитан прибор. На этот показатель в первую очередь обращают внимание, когда выбирают автомат. Какое значение он должен иметь, будет описано в следующем разделе.

Ниже стоит трехзначное число, обведенное в прямоугольную рамку. Это ток короткого замыкания, выраженный в амперах. Его также называют отключающей способностью. Это максимальный ток, при котором автомат срабатывает, выполняя свои функции. Для квартир и частных домов выбирают устройства с отключающей способностью 4500, 6000 А иногда 10000 А.

Предпочтение отдают 6000 или 10000 А, поскольку у таких автоматов больше возможностей, их выгоднее использовать. Отличие в цене мизерное, а уровень безопасности и срок службы выше.

Еще ниже под отключающей способностью стоит однозначное число в квадратике. Оно указывает на класс токоограничения. Чем выше класс, тем быстрее прибор срабатывает при коротком замыкании.

Лучшие выключатели имеют 3-й класс, но встречаются приборы и 2-ого класса (на них отмечено число 2).

Число 3 говорит о том, что прибор срабатывает на отсечке синусоиды тока, равной 1/3 полупериода. Если взглянуть на синусоиду, то станет понятно, что в этом случае ток не успевает достигнуть максимального значения.

На каждом автоматическом выключателе вверху стоит логотип производителя, что позволяет быстро найти любимую торговую марку. Также указывается напряжение, на которое рассчитан прибор, и его принципиальная схема.

Выбор автоматов
Выбрать автоматические выключатели не так уж сложно, как можно подумать.
Для этого надо обращать внимание на такие параметры:
  • Номинальное напряжение автомата, которое должно быть равно и больше напряжению домашней (промышленной) сети.
  • Максимальный и номинальный ток.
  • Количество полюсов (зависит от фазности сети).
  • Условия, в которых будет работать выключатель, то есть особенности проводки и нагрузки.

Если сеть однофазная, то устанавливают 1-о и 2-х полюсные автоматы. Для трехфазной сети применяют 3-х и 4-х полюсные автоматы.

Чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, надо знать сечение провода, который идет за ним, и суммарную мощность всех приборов, то есть нагрузку.

Рассчитать максимальный ток просто. Для этого надо воспользоваться законом Ома и вспомнить, что мощность равна произведению напряжения на ток. Получается:

I=P/U, где P – мощность всех приборов.

Напряжение домашней сети составляет 220 В. Средняя мощность бытовых приборов в современной квартире с газовой плитой составляет 3 кВт, а в квартире с электроплитой 7 кВт. Но можно провести расчет индивидуально, чтобы быть более точным.

Допустим P=4 кВт. Получаем:

I=4000/220=18,2 А

У автоматов есть своя шкала номинальных токов, на которые они рассчитаны (4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 Ампер). Выбирать всегда надо автоматы с большим значением. В данном случае это 25 А.

Материал и площадь сечения проводки

Особое значение имеют характеристики проводки – ее материал и площадь сечения провода. В квартирах используют медную проводку, но бывают случаи применения алюминиевых проводов. В «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) приведены таблицы, по которым можно определить значение допустимого длительного тока.

Если применяется двужильный медный провод площадью 2,5 кв мм, проложенный в штробе или трубе, то для него допустимый длительный ток составляет 25 А. К сожалению, недобросовестные производители нарушают стандарты, уменьшая сечение, и добавляя в медь примеси. Если вы не уверены в качестве провода, то применяйте меньший показатель, а именно, 16 А. На такой ток должен быть рассчитан и автоматический выключатель.

Но в этом случае мощность всех приборов, установленных в доме должна понизиться, иначе проводка не выдержит нагрузки. Вот почему важно выбирать качественные материалы при прокладке электрических коммуникаций. Они обеспечивают безопасную работу и дают больше возможностей в применении бытовых приборов.

Покупая автоматические выключатели, поинтересуйтесь производителем, наличием документов на товар. Защитить себя от подделки можно, если обращаться в специализированные магазины, торгующие электротехническими устройствами. Хотя цена у них будет выше, чем на рынке, но гарантия безопасности в этом случае важнее.

Похожие темы:

виды и назначение, испытания, маркировка

На чтение 6 мин Просмотров 65 Опубликовано Обновлено

Автоматические выключатели – это устройства, через которые линия электропитания обеспечивается защитой от негативного воздействия мощного тока, что может спровоцировать перегрев проводов, оплавление изоляции и воспламенение.

Зачем нужны автоматические выключатели

Автоматические выключатели

Существует множество причин, по которым ток в сети может превысить нормальные показатели. В основном это происходит из-за чрезмерной нагрузки, когда суммарная мощность подключенных приборов превышает величину, которую может выдержать сечение кабеля. В этом случае автомат выключается не сразу, а только после того как температура провода достигнет установленного уровня.

Если в сети происходит короткое замыкание, это приводит к многократному увеличению мощности тока в мгновение, поэтому автоматический выключатель сразу реагирует на ситуацию и блокирует подачу электроэнергии.

Какими бывают автоматы

Модульные автоматические выключатели Siemens 5SY/5SP

Существует три категории, к которым может относиться автомат защиты сети. Каждая из них предназначена для конкретной нагрузки, а отличия между видами заключаются в особенностях используемой конструкции.

  • Модульные устройства чаще всего можно встретить в бытовых сетях, подключенных к сети электроснабжения с незначительными токами. В преимущественном большинстве случаев отличаются наличием одного или двух полюсов.
  • Литые используются в промышленных сетях, где мощность тока достигает 1000 А. Свое название получили потому, что основной их особенностью является использование литого корпуса.
  • Воздушные выключатели могут иметь до четырех полюсов, имея возможность выдерживать ток силой до 6300 А. В связи с этим их устанавливают только в электрические цепи, к которым подключаются высокомощные установки.

Также существуют дифференциальные автоматы, это обычные выключатели, имеющие УЗО в своей конструкции.

Расцепители и их разновидности

Строение автоматического выключателя

Расцепитель – это ключевой элемент любого автоматического выключателя. Несет в себе функцию блокировки электропитания, если величина тока превышает допустимое значение. При этом существует две разновидности таких устройств, которыми может быть оснащен автомат-выключатель – тепловые или электромагнитные.

Последние отличаются тем, что с их помощью достигается почти мгновенное срабатывание защитной системы, и участок сразу обесточивается, как только фиксируется возникновение короткого замыкания. В конструкцию входит катушка с сердечником, который под воздействием сильного тока втягивается внутрь, из-за чего постоянно срабатывает отключающий элемент.


Ключевым компонентом теплового расцепителя является биметаллическая пластина. Если автомат фиксирует прохождение через него тока, сила которого превышает установленную величину, температура пластины повышается, и она за счет этого цепляет отключающий элемент, который моментально отключает сеть от снабжения. Промежуток времени, за который сработает данный элемент, будет непосредственно зависеть от того, какую силу имеет ток, проходящий по пластине.

В качестве дополнительного прибора часто устанавливаются нулевые расцепители, которые отключают автоматический выключатель, если напряжение имеет показатель ниже допустимого предела.

Встречаются приборы дистанционного типа, которые не только блокируют, но и возвращают подачу энергии без необходимости самостоятельно подходить к электрощиту. Однако эти опции существенно увеличивают общую цену оборудования.

Отличие автоматов по количеству полюсов

Комплектация автоматических выключателей предусматривают наличие до четырех полюсов. Чтобы приобрести подходящий прибор, достаточно разобраться в видах электрических автоматов, назначении и характеристиках каждого и них:

  • Один полюс. Предназначены для безопасности в электросети, обеспечивающей питанием обычные розетки и освещение в доме. Устанавливаются на фазный провод, исключая захват нулевого.
  • Два полюса. Подключаются к цепи, которой обеспечивается питание бытовых приборов, отличающейся высоким потреблением энергии. В эту категорию входят электроплиты, стиральные машины и другие.
  • Три полюса. Устанавливаются в полупромышленные сети, которые обеспечивают питанием мощные устройства наподобие скважинных насосов или установок для автомобильной мастерской.
  • Четыре полюса. Обеспечивают безопасность сети от перегрузок и коротких замыканий, позволяя подключать к ней сразу четыре кабеля.

Устройства выбираются только в зависимости от области их применения.

Параметры автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей – это еще один показатель, по которому они отличаются друг от друга. В первую очередь мастера обращают внимание, насколько защитное оборудование чувствительно к перепадам тока. Достаточно посмотреть соответствующую маркировку, чтобы понять, как устройство будет реагировать на возрастание силы тока. Одни сразу отключают доступ к питанию, в то время как другие срабатывают с задержкой.

В зависимости от чувствительности меняется и маркировка:

  • А. Самые чувствительные и эффективные устройства, которые мгновенно отключают электроснабжение, как только фиксируется повышенная нагрузка. Их не используют в бытовых сетях. Основной сферой применения являются цепи, обеспечивающие питанием высокоточное оборудование.
  • В. Когда фиксируется превышение током номинального значения силы, автомат отключает питание с небольшой задержкой. В преимущественном большинстве случаев сферой применения этих приборов являются линии, в которые подключается дорогая бытовая техника.
  • С. Наиболее популярный вариант автоматов для бытового применения. Когда таким оборудованием регистрируется превышение силы тока, они не сразу отключают электропитание, а с некоторой задержкой. Благодаря этому, если перепад является незначительным, нагрузка может нормализоваться сама, не требуя принудительного отключения всего помещения.
  • D. Имеют самую низкую чувствительность, из-за чего основной сферой их применения являются электрощиты, находящиеся на подходе к зданию. Другими словами, этими щитами обеспечивается своеобразная подстраховка квартирных устройств: если последние по каким-то причинам не срабатывают после обнаружения критической ситуации, общая сеть отключается этими приборами.

Также существуют специальные автоматы для сетей с нагрузкой выше 1000 вольт. Такие автоматические выключатели представляют собой сложное оборудование, которое производится по индивидуальному заказу под нужный класс напряжения. В большинстве случаев монтируют на трансформаторных подстанциях. Они должны быть надежными, безопасными, удобными в эксплуатации, быстро реагировать на возникающие аварии и быть относительно бесшумными во время работы.

Как выбрать автоматический выключатель

Есть мнение, что самый надежный вариант автоматического выключателя – это устройство, которое может выдержать максимальную нагрузку и обеспечить помещение максимально эффективной защитой. Если следовать такой логике, можно использовать в любых сетях воздушные автоматы, и таким образом избавить себя от большинства проблем, но на практике дело обстоит несколько иначе. В зависимости от параметров конкретной цепи будет зависеть и тип выключателя, который лучше в нее установить. Если ошибиться в выборе автоматического выключателя, в конечном итоге это может обернуться крайне негативно.

Если к обыкновенной бытовой сети электроснабжения будет подключен прибор, который рассчитан на работу в условиях повышенных мощностей, он не будет выключать питание даже тогда, когда сила тока будет существенно превышать все допустимые нормы. При этом температура изоляционного слоя значительно возрастет и станет разрушительной для кабеля, но номинальные показатели выключателя не будут превышены, поэтому автомат будет воспринимать такую ситуацию как рядовую. Отключение произойдет только после того, как вследствие плавления изоляции в сети произойдет короткое замыкание, но эта ситуация уже чревата пожаром.

Если допустимая мощность автомата, наоборот, не будет достигать той, которую выдерживает линия электропитания, нормальной работы цепи добиться практически невозможно. После подключения нескольких приборов электричество сразу выбьет, в итоге из-за постоянного воздействия большого тока он сломается по причине «залипания» контактов.

Автоматический выключатель – это крайне важное устройство, обеспечивающие защиту электроснабжения от риска повреждения под воздействием мощного тока. Работа сетей, в которых не стоят автоматы, запрещена в соответствии с Правилами устройства электроустановок. В связи с этим остается только правильно выбрать тип выключателя, который будет обеспечивать надежную защиту сети.

Устройство, назначение и принцип действия автоматического выключателя

Автоматические выключатели – это устройства, которые предназначаются для защитного отключения цепей постоянного и переменного тока в случаях короткого замыкания, токовой перегрузки, снижения напряжения или его исчезновения. В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения, могут многократно использоваться, а также при трехфазном исполнении при срабатывании предохранителя какая – то из фаз (одна либо две) могут остаться под напряжением, что является тоже аварийным режимом работы (особенно при питании трехфазных электродвигателей).

Автоматические выключатели классифицируют по выполняемым функциям, таким как:

  • Автоматы минимального и максимального тока;
  • Автоматы минимального напряжения;
  • Обратной мощности;

Принцип действия автоматического выключателя

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока. Его схема показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании  номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Конструкции автоматических выключателей

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока. В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Ниже показан пробочный автомат на ток 6 А и напряжением не превышающим 250 В:

Где: 1 – электромагнит, 2 –пластина биметаллическая, 3, 4 – кнопки включения и  выключения соответственно, 5 – расцепитель.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального,  пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина 2 деформируется в следствии нагрева, и воздействует на механизм расцепителя 5. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит 1, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Также данный тип автомата отключается вручную путем нажатия кнопки 4, а включение только ручное путем нажатия кнопки 3. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки. Принципиальная электрическая схема автомата показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – биметаллическая пластина.

Принцип действия трехфазных автоматических выключателей практически ничем не отличается от однофазных. Трехфазные выключатели снабжаются специальными дугогасительными камерами или катушками, в зависимости от мощности устройств.

Ниже приведено видео подробно описывающее работу автоматического выключателя:

Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы

Автоматический выключатель

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели (ВА) совсем не похожи на обычные, которые устанавливаются в каждой комнате для включения и выключения света. Их задача несколько другая.  Автоматические выключатели устанавливаются в распределительных щитах и служат для предохранения цепи от скачков напряжения и непериодического отключения энергии на определенных участках электросети. Автоматы, как их чаще называют, устанавливаются на входе в дом или квартиру и располагаются в специальных боксах, металлических или пластиковых.

 

 

Существует множество разновидностей автоматических выключателей ВА. Некоторые из них служат лишь в качестве выключателей цепи и предохранения сети от перегрузки. Таковы, например, старые ВА типа АЕ в черном карболитовом корпусе. В большинстве старых щитков в подъездах жилых домов стоят именно такие. Впрочем, они вполне надежны и эксплуатируются до сих пор. Современные вариации допускают дополнительные функции, например защиту от токов пониженной нагрузки.

Автоматы делятся на 3 вида по времени срабатывания на недопустимое напряжение: селективные автоматы, нормальные автоматы и быстродействующие автоматы. Время срабатывания нормального автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с. В селективных ВА это время такое же. Быстродействующие ВА работают проворнее — у них данная величина составляет всего 0,005 с. Все ВА заключены в пластиковый небьющийся корпус со специальным креплением (планкой или рейкой) на задней плоскости.

Устанавливать автомат на такое крепление очень легко — достаточно вставить его на рейку до щелчка. Снять можно при помощи отвертки, слегка потянув за специальное ушко сверху ВА. Это существенно облегчает задачу по установке автомата в шкафу.

Распределительный щит с автоматами

Внутри корпуса располагается «начинка» автомата, его главные предохранительные устройства, которых может быть 2. Речь идет об электромагнитном и тепловом расцепителях — своеобразных механизмах автоматического прерывания цепи. Биметаллическая пластина при нагревании проходящим через нее током недопустимо высокого значения распрямляется и размыкает контакты — это тепловой расцепитель.

Автоматический выключатель серии АЕ

По времени срабатывания он самый медленный. Электромагнитный расцепитель работает по правилу «мертвой руки». Катушка, находящаяся в центре автомата, непрерывно поддерживается на месте стабильным напряжением. Стоит ему выскочить за номинальные пределы, как катушка буквально выскакивает со своего места, разрывая цепь. Такой способ разрыва цепи самый быстрый. У всех ВА есть контакты для присоединения подходящих и отходящих проводов.

Щиток ВА серии АЕ в подъезде

Автоматы различают по степени чувствительности к срабатыванию отключения. В стандартных наиболее распространенных моделях чаще всего применяются ВА с пороговым значением силы тока, примерно равным 140 % от номинального. При повышении напряжения в полтора раза срабатывает электромагнитный (быстрый) расцепитель. При незначительном превышении номинального напряжения работает тепловой расцепитель. Процесс отключения при этом может растянуться на часы, что сильно зависит от температуры внешней среды. Однако автомат среагирует на изменение напряжения в любом случае. ВА различают по количеству полюсов. Что это значит? В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые соединены между собой общим механизмом отключения.

Крепление ВА

 

 

Автоматы бывают одно-, двух-, трех- и четырехполюсными (это касается бытового применения). У ВА есть различия по другим показателям. Они отличаются по пороговой силе тока, которую пропускают через себя. Чтобы автомат мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку производит изготовитель, поэтому на автомате сразу пишут числовое значение данного порога.

Внутреннее устройство автоматического выключателя

Провода подсоединяются к контактам ВА при помощи винтовых зажимов

Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 6, 3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А. Есть автоматы со значениями 1000 и 2600 А, но в быту они не используются. Эти цифры означают суммарную мощность всех потребителей электрического тока, которые будут подключаться к цепи, «охраняемой» автоматом. Чувствительность автомата необходимо рассчитывать не только по суммарной мощности предполагаемых энергопотребителей, но и проводке, и электромонтажным изделиям — розеткам и выключателям.

Двухполюсный автомат в пластиковом боксе в выключенном состоянии

Трехполюсный выключатель: все линии срабатывают одновременно при отключении, они соединены вместе при помощи одной перемычки рычага

 

Типы автоматов:

  • А — для размыкания цепей с большой протяженностью электропроводки и защиты полупроводниковых устройств
  • B — для осветительных сетей общего назначения
  • C — для осветительных цепей и электроустановок с умеренными пусковыми токами (двигателей и трансформаторов)
  • D — для цепей с активно-индуктивной нагрузкой, а также защиты электродвигателей с большими пусковыми токами
  • K — для индуктивных нагрузок
  • Z — для электронных устройств

Далее рассмотрим соответствие сечения кабеля и автомата, защищающего этот проводник. Максимальный длительный ток кабеля принят для температуры жил +65 и воздуха +25 °C. Количество одновременно прокладываемых проводников — до 4. Ряд автоматов: 0,5 A, 1 A, 2 A, 3 A, 4 A, 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A и 63 A. Данные подходят и для трехжильного кабеля. В этом случае третья жила должна быть проводом защитного заземления или зануления.

Ряд из однополюсных автоматов на 16 А

Допустим, за отдельный участок в квартире, например кухню, у нас отвечает один автомат на 6,3 А (бывает и такое — электрики пошутили). По известной формуле Ватт = Вольт х Ампер вычисляем, сколько приборов (и каких) может питаться от нашей сети. Получается, что это значение равно 1386 Вт, поскольку напряжение по умолчанию 220 В. Значит, на такой кухне нельзя включить даже мощный чайник, не говоря уже о холодильнике или электроплите — автомат сработает мгновенно и не даст недопустимому, на его взгляд, току проходить на подконтрольную территорию. В данном случае надо срочно менять ВА на 25 или даже 32 А.

Двухжильный проложенный в коробе медный кабель

 

 

Двухжильный проложенный в коробе медный провод

Устройство защитного отключения (УЗО) по внешнему виду очень напоминает обычный автомат: те же корпус и рычаг отключения. Собственно, УЗО и может выступать в качестве ВА, то есть как выключатель определенного участка цепи. Помимо этого, у него есть еще несколько функций. Главная из них — это защита человека от электрического тока и случайной утечки из сети. УЗО не может защитить от короткого замыкания, оно просто не прореагирует на него. Принцип работы УЗО — сравнивать входящий из сети ток с показателями, на которые настроен прибор. Допустим, если человек взялся рукой за провод и через него пошел ток, УЗО моментально разомкнет цепь, поскольку сигнал из сети не будет совпадать с нормальными показателями.

Устройство защитного отключения номинальной силой тока 25 А и отсечкой 30 мА

То же произойдет, если случится обрыв провода. УЗО обязательно устанавливается в любом распределительном щите, иногда их там несколько. Особенно это касается помещений с повышенным уровнем влажности — ванной и кухни.

Важно помнить, что УЗО реагирует только на утечку тока из цепи. Любое другое нарушение работы, даже такой случай, когда человек возьмет в руки фазовый и нейтральный провода, то есть сам станет частью цепи, оставит его безучастным. Так что не стоит надеяться на одно лишь УЗО, а лучше укомплектовать распределительный щит дополнительными устройствами защиты от всех видов нарушения работы сети. На лицевой части любого УЗО есть кнопка «Тест», нажав которую можно узнать, в рабочем ли состоянии механизм. Если он исправен, то разорвет цепь (отщелкнется), если же изменений не произойдет — прибор не работает.

По внешнему виду УЗО практически не отличается от автомата, прозрачное окошко предназначено для закладки маркирующей бумажки, обозначающей, к какой зоне сети подключен прибор

Точно так же, как и ВА, УЗО отличаются по чувствительности к значению силы тока и могут иметь несколько полюсов для подсоединения независимых проводников. Ряд числовых значений у них совпадает с автоматами: 6, 3, 10, 16, 25 А и т. д. Однако у них есть и второй показатель — это отклонение величины силы тока по входящему проводнику. В бытовом УЗО, который предназначен в основном для защиты человека, порог чувствительности к отклонению от номинала равен 30 мА.

УЗО НА 40 А/30 мА

УЗО срабатывает очень быстро, в течение 0,05 с. В идеале это должно означать, что человек даже не успеет почувствовать укол тока, как сеть обесточится. Менее чувствительные УЗО используются в электротехнике, в которой порог опасного отклонения много выше, чем в случае поражения человека. Показания такого УЗО — 300 и 500 мА.

Примечание

Если номинальный ток превысит показатель силы тока в УЗО, то он не отключится подобно автомату, а просто сгорит, поэтому прибор нужно ставить с запасом.

Дифференциальный автомат или дифавтомат (АД) — это гибридное устройство, совмещающее в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока, то есть обычный автоматический выключатель. Дифавтоматы, как их часто называют, различаются по многочисленным показателям. Например, регуляция номинального порогового тока, задержка времени и т. д. Дифавтомат заменяет собой сразу два устройства: автоматический выключатель и УЗО.

Дифференциальный трехполюсный автомат

Это сокращает время монтажа и удобно при обслуживании. Многие АД имеют специальную индикацию, которая при срабатывании показывает, от чего именно произошел разрыв цепи: короткого замыкания или утечки. По внешнему виду АД практически ничем не отличаются от УЗО, только маркировка на нем другая.

УЗО в ряду с обычными автоматами

Продукция российского производства имеет надпись на лицевом щитке «АД» и далее числовые значения.

 

 

 

 

Что бы еще почитать?
Прерыватель цепи

против переключателя: можно ли использовать прерыватель цепи в качестве переключателя?

Введение

Можно ли использовать выключатель в качестве переключателя взаимозаменяемо, или это отдельные объекты?

Автоматические выключатели и переключатели не являются новыми товарами; Фактически, Томас Эдисон впервые разработал идею автоматического выключателя в 1879 году.

Эти элементы часто считаются само собой разумеющимся, поскольку они работают за кулисами, и все же они имеют решающее значение для безопасности в домах и в промышленности
.

Для промышленных целей и выключатель, и автоматический выключатель должны быть способны обрабатывать большую мощность электроэнергии, чем
жилой.

Но в чем разница между выключателем и автоматическим выключателем?

Включение и выключение

Есть два важных параметра, касающихся подключения и отключения питания для электрических сетей:

  1. Включающая способность - Максимальный ток нагрузки при запуске.
  2. Отключающая способность - Максимальный ток короткого замыкания, который может быть отключен.

Автоматический выключатель спроектирован и рассчитан как на включение, так и на отключение, а также на токи нагрузки, тогда как выключатель сконструирован
и рассчитан только на включающие и отключающие токи нагрузки.

A Переключатель

Электрический переключатель служит для управления потоком электрического тока в цепи. Его можно использовать как для подавления тока, так и для его включения.

Коммутатор выполняет задачу ручного отключения или повторного включения питания от источника питания, создавая или закрывая воздушный изоляционный зазор между двумя точками проводимости.

Они известны как бинарные устройства, что по сути означает, что они имеют два состояния: открытое (1) и закрытое (0). Иногда на переключателях используются цифры «1» и «0». Эти символы являются международными стандартами, установленными IEC.

IEC 60417-5007, (линия), символ включения указывает на то, что оборудование находится в состоянии полного питания.

IEC 60417-5008, (кружок), символ выключения ff указывает на то, что питание было отключено от устройства.

A Автоматический выключатель

Автоматический выключатель - это предохранительное устройство, предотвращающее повреждение двигателей и проводки, когда ток, протекающий через электрическую цепь, превышает его проектные пределы.Он делает это, удаляя ток из цепи при возникновении небезопасного состояния. В отличие от выключателя, автоматический выключатель делает это автоматически и отключает питание немедленно или почти сразу. Таким образом, он работает как автоматическое устройство защиты услуг.

Переключатель обычно используется как изолятор, включающий и выключающий питание определенного устройства. С другой стороны, автоматический выключатель может использоваться для защиты цепи, содержащей множество переключателей или устройств. Исключением является разъединитель, который используется для подключения или отключения питания всей панели управления или машины.

Проще говоря, выключатель предназначен для включения и выключения питания, автоматический выключатель «размыкает» цепь при перегрузке или неисправности. Выключатели переключаются, а выключатели ломаются. Эти различия имеют решающее значение для понимания их безопасности и практичности.

БОЛЬШАЯ разница

Когда все сказано и сделано, главная причина НЕ использовать автоматический выключатель в качестве выключателя - это вопрос надежности. Переключатели рассчитаны на большое количество операций, сколько раз переключатель включается и выключается.Автоматические выключатели не рассчитаны на такое же количество операций.

Автоматический выключатель - обманчивое простое устройство. Это гораздо более сложное устройство с большим количеством деталей, чем переключатель. Многократное включение и выключение выключателя приведет к его выходу из строя.

Однако…

Автоматические выключатели могут быть рассчитаны на режим переключения для цепей освещения. Автоматические выключатели, применяемые в цепях люминесцентного освещения 120 В или 277 В, должны иметь маркировку SWD или HID. SWD расшифровывается как Switching Duty.HID означает, что он рассчитан на разрядное освещение высокой интенсивности. Стандарт UL489 для автоматических выключателей утверждает, что автоматический выключатель SWD может быть рассчитан на ток до 20 А, не более. Выключатели HID рассчитаны на ток до 50 А.

Что будет тогда?

По-прежнему возникает вопрос, хотя это уже очевидно, можно ли использовать автоматический выключатель в качестве переключателя в промышленной панели управления? Совершенно очевидно, что, хотя они выполняют схожую функцию на базовом уровне, они являются двумя отдельными объектами.

Автоматические выключатели могут работать более эффективно как безопасные выключатели, но они не являются выключателями.Они не взаимозаменяемы. Поэтому использовать автоматический выключатель в качестве выключателя не рекомендуется.

Могу ли я использовать выключатель вместо автоматического выключателя?

Нет. Никогда этого не делайте. Переключатель не может обнаружить и прервать состояние перегрузки или неисправности. Скорее всего, он расплавится или загорится. Любой из этих вариантов считается экспертами «плохим».

Если вам нужна дополнительная информация о том, как работают автоматические выключатели и переключатели и как их безопасно использовать, не стесняйтесь обращаться к нам.

Отказ от ответственности:
Предоставленный контент предназначен исключительно для общих информационных целей и предоставляется с пониманием того, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг. Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты.Информация была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом сообщении, или действий на ее основании.

Как сбросить автоматический выключатель

Когда срабатывает автоматический выключатель и питание отключается в цепи в вашем доме, знаете ли вы, как его сбросить? Каждая цепь в доме защищена автоматическим выключателем, который находится внутри главной служебной панели дома или вспомогательной панели (коробки выключателя).Назначение автоматического выключателя - отключиться или выключиться при заданной силе тока нагрузки. Например, если автоматический выключатель рассчитан на 20 ампер, он был спроектирован и испытан так, чтобы пропускать через него ток до 20 ампер включительно, но не более того. Как только этот предел будет достигнут, автоматический выключатель сработает, размыкая цепь и отключая питание.

Как узнать, сработал ли выключатель

Есть несколько способов подтвердить срабатывание автоматического выключателя.Откройте дверь сервисной панели и посмотрите на переключатели - маленькие черные язычки или коричневую ручку - на выключателях. (Большинство производителей создают переключатели черного цвета; однако у одного крупного выключателя бренда есть переключатели коричневого цвета, а у одной из более новых компаний-производителей есть белые язычки на ручках.) Большинство переключателей будут направлены к центру панели. Это означает, что они находятся в положении ВКЛ. Если переключатель направлен в сторону от центра панели, он находится в положении ВЫКЛ. Если он находится между ними, выключатель сработал.Иногда вам нужно присмотреться, потому что положение срабатывания не сильно отличается от положения ON.

Кроме того, у некоторых выключателей есть маленькое окошко индикатора, которое сообщает вам, когда выключатель сработал. Если окно горит зеленым или черным, выключатель включен. Если он показывает красный цвет или, возможно, находится на полпути между зеленым / черным и красным, выключатель сработал.

Смотреть сейчас: как безопасно восстановить сработавший автоматический выключатель

Как сбросить выключатель

Большинство выключателей одинаковы в том, что вы должны выключить их, прежде чем включать их снова.Одна марка переходит в выключенное положение, и сброс не требуется, но большинство из них необходимо сбросить, полностью выключив, а затем снова включив. Для этого переведите тумблер сработавшего выключателя к внешней стороне панели в положение ВЫКЛ. Затем переверните его обратно к центру панели в положение ВКЛ. Если выключатель сразу же снова сработает, не пытайтесь снова его сбросить. Очевидно, проблема в цепи. Переведите выключатель в положение ВЫКЛЮЧЕНО и исследуйте проблему и, возможно, вызовите электрика.Если выключатель остается включенным и все в порядке, все же рекомендуется определить, что именно отключило выключатель. Всегда закрывайте дверцу панели перед тем, как покинуть зону.

Расследование сработавшего выключателя

Часто причина срабатывания выключателя очевидна. Если вы использовали бытовой прибор или инструмент, например пылесос, обогреватель или электроинструмент, в то время, когда отключилось электричество, прибор, вероятно, перегрузил цепь.В этом случае попробуйте подключиться к другой розетке, желательно над кухонной стойкой или в гараже; это схемы на 20 А, а не схемы на 15 А, которые вы найдете в спальнях, гостиных, коридорах и т. д. Другой распространенной причиной является неисправное устройство или проводка. Если вы подключили электроприбор, инструмент, лампу или другое устройство, и выключатель сразу сработал; возможно короткое замыкание в устройстве или шнуре. Тогда, конечно, пора заменить устройство или шнур.

Если прерыватель склонен к срабатыванию и нет очевидной причины, это может указывать на проблему в проводке цепи.Выключите и отсоедините все в цепи, затем сбросьте прерыватель. Если он сработает, выключите прерыватель и вызовите электрика. Вероятно, где-то в электрической проводке произошло короткое замыкание, и это может быть очень опасно. Многие домашние пожары были вызваны не чем иным, как ослабленным проводом в приспособлении или розетке, либо повреждением изоляции провода.

Что такое панель автоматического выключателя?

Панель автоматического выключателя - это главный пункт распределения электрических цепей в вашем доме.В большинстве случаев это будет плоская серая металлическая панель, расположенная в гараже, подсобном помещении или подвале, хотя иногда ее помещают в готовый шкаф или в доступный шкаф.

В качестве основного источника питания для дома панель автоматического выключателя обычно обеспечивает от 100 до 200 ампер общей мощности, в зависимости от номинальной мощности панели, хотя современные дома с большим количеством электроприборов теперь иногда требуют до 300 ампер. Эта общая доступная мощность делится между отдельными цепями, находящимися внутри панели.

Электроэнергия поступает в ваш дом от линий электроснабжения (все вместе они называются служебный вход , ). Он проходит через электрический счетчик, который записывает ваше потребление электроэнергии, а затем в панель автоматического выключателя. В некоторых системах также есть большой выключатель между счетчиком и панелью.

Что находится внутри панели автоматического выключателя

Провода служебного входа подключаются к двум большим клеммам, называемым наконечниками , в верхней части панели.Эти наконечники всегда находятся под напряжением, если коммунальная компания не отключит питание. Проушины - и вся проводка, соединяющая коробку панели - закрыты плоской металлической панелью, называемой глухой передней крышкой . Это то, что вы видите, когда открываете дверцу панели выключателя. В передней крышке есть вырезы, которые обеспечивают доступ ко всем выключателям, и это все, что нужно домовладельцам. Не снимайте глухую переднюю крышку, если не знаете, что делаете.

Смотрите сейчас: все, что вам нужно знать о вашем выключателе

Главный выключатель

Большинство панелей автоматических выключателей имеют два вертикальных ряда выключателей.Над (а иногда и ниже) этими двумя рядами находится большой выключатель, называемый главным выключателем. Этот прерыватель управляет питанием всех остальных прерывателей цепи ответвления. Если вы отключите главный выключатель, вы отключите сразу все цепи в доме. Однако это не означает, что панель не находится под напряжением. Проушины, которые подключаются к линиям обслуживания, остаются под напряжением независимо от того, включен или выключен главный выключатель. Вот почему вам никогда не следует снимать глухую переднюю крышку или копаться внутри панели автоматического выключателя.Главный выключатель помечен значением защиты (например, 100 или 200 ампер) на рычаге выключателя.

Автоматические выключатели ответвления

Выключатели в двух рядах предназначены в первую очередь для параллельных цепей. К ним относятся цепи на 15 и 20 ампер, которые питают обычные цепи освещения и розеток, и схемы на 20 ампер, которые питают специальные розетки на кухне, в гараже и других местах, а также некоторые приборы. Большие выключатели на 30, 40 или 50 ампер - это двухполюсные выключатели с рычагами двойной ширины.Они питают 240-вольтовые приборы, такие как электрические плиты и сушилки. Большой выключатель может также питать фидерную цепь, которая подает питание на небольшую панель автоматического выключателя, называемую субпанелью , где-то еще в доме. Субпанели часто используются для электроснабжения больших пристроек, отдельно стоящих гаражей или мастерских.

Все в автобусе!

Вернемся к внутренней части панели: если электрик снимет мертвую переднюю панель, он обнаружит два ряда автоматических выключателей, установленных на двух шинах с горячим нагревом, , которые получают питание через главный выключатель.Все «горячие» провода в цепях подключаются к выключателям, а выключатели - к горячим шинам. Панель выключателя также имеет нейтральную шину и обычно отдельную шину заземления. Провода нейтральной цепи подключаются к нулевой шине, а заземляющие провода - к заземляющей шине. Некоторые автоматические выключатели (выключатели GFCI и AFCI) содержат гибкий провод, который также присоединяется к нейтральной шине.

От шины заземления тяжелый медный провод проходит за пределы панели и спускается к земле, где он соединяется с длинным медным стержнем, вбитым глубоко в почву.Если есть проблема в любой заземленной цепи или в панели, электричество может течь по проводам заземления и безопасно в землю через заземляющий стержень.

Размер панели выключателя

Стандартная емкость панели автоматического выключателя для дома на одну семью составляет 200 ампер, хотя в больших новых домах может быть 300 ампер. Во многих старых домах есть панели на 100 А, и они могут нормально работать в зависимости от ваших потребностей. Очень старые системы могут иметь панели на 60 ампер; у них обычно есть предохранители вместо прерывателей.Они безопасны, если они правильно спроектированы и обслуживаются, но если у вас возникнут проблемы с одним или если вам нужно добавить цепь для большего обслуживания, рекомендуется перейти на панель на 200 ампер. Сама по себе панель большего размера не потребляет больше электроэнергии. Это просто означает, что у вас будет больше места для добавления цепей и больше электрической мощности для удовлетворения ваших домашних потребностей по мере их возникновения.

Автоматический выключатель или не автоматический выключатель… Вот в чем вопрос

Время чтения: 5 минут

Вы начинаете свой день с первого осмотра, и при входе на объект владелец неохотно указывает, что есть какое-то оборудование, которое не сертифицировано, и что объект должен быть запущен к завтрашнему утру.Это простая машина с несколькими двигателями и небольшой промышленной панелью управления. Система работает на 15 ампер и работает на 30-амперной ветке.

Вы решаете попытаться помочь, осмотрев машину, но первое устройство, с которым вы сталкиваетесь, - это признанный автоматический выключатель, и вы спрашиваете себя: «Подходит ли этот автоматический выключатель для этого применения?» и тогда вы понимаете, что это может быть долгий день.

Диаграмма 1

Многие читатели могут идентифицировать с предыдущим сценарием, являются ли они полевыми инженерами лаборатории или электрическими инспекторами.Производитель оборудования обычно рассматривает сертифицированное устройство, которое выглядит (а иногда и действует) как автоматический выключатель, как автоматический выключатель. Однако есть устройства, похожие на автоматические выключатели, более известные как дополнительные устройства защиты, которые, как и любой другой признанный компонент, имеют ограниченное применение.

Что такое автоматический выключатель? Версия Национального электрического кодекса от 1999 г. определяет автоматический выключатель как: «Устройство, предназначенное для размыкания и замыкания цепи неавтоматическими средствами и автоматического размыкания цепи при заданном максимальном токе без повреждения самого себя при правильном применении в пределах своих номиналов».

С перегрузкой по току, определяемой как «Любой ток, превышающий номинальный ток оборудования или допустимую токовую нагрузку проводника. Это может быть результатом перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю ».

В стандарте автоматических выключателей в литом корпусе (стандарт UL 489) конкретно перечислены устройства, которые «предназначены для обеспечения защиты служебных входов, фидеров и ответвлений в соответствии с Национальным электрическим кодексом, NFPA 70». Некоторое конкретное применение автоматических выключателей в литом корпусе описано в Разделе 210-20 «Защита проводника» и Разделе 430-52 «Номинальные характеристики или настройки для отдельной цепи двигателя» Свода правил 1999 года.

Пример простой схемы и возможное применение и неправильное применение дополнительного устройства защиты показано на рисунке 2: Пример панели управления с дополнительным устройством защиты.

Так что же такое дополнительный протектор? Раздел 240-10 NEC 1999 года устанавливает четкое руководство по различиям между автоматическими выключателями и дополнительными устройствами защиты:

«Если дополнительная максимальная токовая защита используется для осветительных приборов, приборов и другого оборудования или для внутренних цепей и компонентов оборудования, она не должна использоваться вместо устройств максимального тока параллельной цепи или вместо указанной защиты параллельной цепи. в статье 210.Дополнительные устройства максимального тока не должны быть легкодоступными ».

Стандарт дополнительного устройства защиты (UL 1077) признает устройства, которые «… предназначены для использования в качестве защиты от перегрузки по току, перенапряжения или пониженного напряжения в приборе или другом электрическом оборудовании, где максимальная токовая защита параллельной цепи уже предусмотрена или не требуется. . »

Важно отметить, что дополнительное устройство защиты не соответствует строгому определению, приведенному в NEC, как указано выше, и эти устройства предназначены только для защиты компонентов в определенных приложениях (не ответвленных цепях).

Эта статья поможет вам определить и понять эту иногда сбивающую с толку терминологию и применение.

В чем разница между перечисленными автоматическими выключателями в литом корпусе и дополнительными устройствами защиты? Весьма примечательно, как показано слева:

Почему часто путают дополнительные защитные устройства и автоматические выключатели в литом корпусе? Есть множество причин для путаницы, а именно:

1. Дополнительные устройства защиты часто называют автоматическими выключателями для оборудования (CBE) или автоматическими выключателями (MCB).В литературе и рекламе эти устройства могут относиться к ним как к автоматическим выключателям, что приводит разработчика к неправильному выводу, что это устройство всегда будет действовать как автоматический выключатель в литом корпусе.

2. Производители дополнительных защитных устройств могут не указывать четко, что для определенных приложений требуется подходящая защита ответвлений или линейный предохранитель.

3. Европейское оборудование использует дополнительную защиту в виде автоматических выключателей для оборудования. Много раз это оборудование импортируется в США.Как правило, они используются в промышленных установках, которые обеспечивают проводку к оборудованию, удаленному от панели управления (во многих случаях это нарушение NEC).

4. Внешне они очень похожи на автоматические выключатели в литом корпусе и, по мнению разработчиков, обеспечивают эквивалентную защиту.

Как узнать, допустимо ли использование дополнительного протектора? Использование дополнительной защиты очень ограничено, за исключением перечисленных устройств или сборок. NEC, Электрический стандарт для промышленного оборудования NFPA 79 и Промышленные панели управления UL 508A являются примерами стандартов на продукцию, которые содержат рекомендации по определению приемлемости дополнительного устройства защиты.Две блок-схемы помогут вам в анализе использования этих устройств, но не должны заменять тщательный анализ применимого стандарта на конечный продукт.

Блок-схема, которая может помочь в оценке опасности для дополнительного средства защиты.

Пример простой схемы и возможное применение и неправильное применение дополнительного устройства защиты показано на рисунке 2: Пример панели управления с дополнительным устройством защиты.

Используя схему принятия решений на рисунке 1 и предполагая, что предохранитель изначально не установлен как часть цепи, принципиальная схема может предоставить руководство по правильной установке дополнительного устройства защиты.

Если есть короткое замыкание или перегрузка на стороне нагрузки дополнительного устройства защиты, то единственная защита обеспечивается через 100-амперную ответвленную цепь. Провод 14 AWG не защищен 100-амперным автоматическим выключателем в соответствии с NEC.

Предохранитель обеспечивает необходимую защиту параллельной цепи, размер которой соответствует напряжению и должен быть рассчитан на 15 ампер. С добавленным предохранителем дополнительное защитное устройство будет приемлемым для вышеуказанного применения.Провод ответвления на линии и на стороне нагрузки дополнительного устройства защиты защищен предохранителем.

Заключение

Дополнительные защитные устройства - это устройства, которые должны надлежащим образом использоваться в оборудовании и устройствах, как и любой другой признанный компонент. Очень важно, чтобы при проектировании или пересмотре конструкции, содержащей устройство, которое выглядит как автоматический выключатель (как лично, так и на бумаге), вы оценивали схему на предмет надлежащей защиты параллельной цепи.Дополнительные защитные устройства имеют очень ограниченное применение за пределами перечисленных устройств или сборок.

Разработчик или производитель устройства или сборки должен всегда запрашивать условия приемлемости для дополнительного защитного устройства, которое они рассматривают для использования. Эта информация подтвердит, что распознанный компонент используется должным образом в рамках ограничений сертификации.

Артикул

.

Обновление для инспектора по электрике , CSA International, Volume 4 Number 1, дата публикации неизвестна.

Новости торговли электрооборудованием , Управление по электробезопасности, Уведомление о безопасности № 99-03, дата публикации неизвестна.

Стандарты

UL 489, Автоматические выключатели в литом корпусе, переключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей, Девятое издание, 1996 г.

UL 1077, Дополнительные средства защиты для использования в электрическом оборудовании, пятое издание, 1999 г.

Неопубликованная встреча

Представлено в Моррисвилле, штат Северная Каролина, 27 августа 2001 г. компанией Square D

Что такое автоматический выключатель? Принцип работы и типы автоматических выключателей

Автоматический выключатель - это переключающее устройство, которое прерывает аномальный или аварийный ток.Это механическое устройство, которое препятствует прохождению тока большой величины (короткого замыкания) и, кроме того, выполняет функцию переключателя. Автоматический выключатель в основном предназначен для замыкания или размыкания электрической цепи, таким образом защищая электрическую систему от повреждений.

Принцип работы автоматического выключателя

Автоматический выключатель состоит из неподвижных и подвижных контактов. Эти контакты соприкасаются друг с другом и пропускают ток в нормальных условиях, когда цепь замкнута.Когда автоматический выключатель замкнут, токоведущие контакты, называемые электродами, сцепляются друг с другом под давлением пружины.

В нормальном рабочем состоянии плечи автоматического выключателя можно размыкать или замыкать для переключения и технического обслуживания системы. Чтобы размыкать автоматический выключатель, требуется только давление на спусковой крючок.

Каждый раз, когда в какой-либо части системы возникает неисправность, на катушку отключения выключателя подается напряжение, и подвижные контакты отделяются друг от друга каким-то механизмом, тем самым размыкая цепь.

Типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели в основном классифицируются по номинальному напряжению. Автоматические выключатели ниже номинального напряжения 1000 В известны как выключатели низкого напряжения, а выключатели выше 1000 В называются выключателями высокого напряжения.

Самый общий способ классификации автоматических выключателей основан на среде гашения дуги. К таким типам автоматических выключателей относятся: -

  1. Масляный автоматический выключатель
  2. Автоматический выключатель минимального уровня
  3. Автоматический выключатель воздушной струи
  4. Автоматический выключатель на основе гексафторида серы
  5. Вакуумный выключатель
  6. Автоматический выключатель

Все высоковольтные выключатели можно разделить на две основные категории: i.е масляные выключатели и безмасляные выключатели.

Основные определения - Автоматический выключатель

Автоматический выключатель - это автоматический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием. Его основная функция заключается в обнаружении неисправности и немедленном прекращении электрического тока путем прерывания цепи. В отличие от предохранителя, который срабатывает один раз, а затем его необходимо заменить, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы.Автоматические выключатели бывают разных размеров, от небольших устройств, защищающих отдельные бытовые приборы, до больших распределительных устройств, предназначенных для защиты цепей высокого напряжения, питающих весь город.

Истоки

Ранняя форма автоматического выключателя была описана Томасом Эдисоном в заявке на патент 1879 года, хотя в его коммерческой системе распределения энергии использовались предохранители. Его целью была защита проводки цепи освещения от случайных коротких замыканий и перегрузок.

Эксплуатация

Все автоматические выключатели имеют общие характеристики в своей работе, хотя детали существенно различаются в зависимости от класса напряжения, номинального тока и типа автоматического выключателя.

Автоматический выключатель должен обнаруживать неисправность; в выключателях низкого напряжения это обычно делается внутри корпуса выключателя. Автоматические выключатели для больших токов или высокого напряжения обычно снабжены контрольными устройствами для определения тока короткого замыкания и срабатывания отключающего механизма отключения. Электромагнит отключения, который освобождает защелку, обычно запитывается отдельной батареей, хотя некоторые высоковольтные выключатели являются автономными с трансформаторами тока, реле защиты и внутренним источником питания управления.

При обнаружении неисправности контакты в автоматическом выключателе должны размыкаться, чтобы прервать цепь; некоторая механически накопленная энергия (с использованием чего-то вроде пружины или сжатого воздуха), содержащаяся в выключателе, используется для разделения контактов, хотя часть необходимой энергии может быть получена от самого тока короткого замыкания. Малые автоматические выключатели могут управляться вручную; более крупные агрегаты имеют соленоиды для отключения механизма и электродвигатели для восстановления энергии пружин.

Контакты выключателя должны пропускать ток нагрузки без чрезмерного нагрева, а также должны выдерживать тепло дуги, возникающей при размыкании цепи.Контакты изготавливаются из меди или медных сплавов, сплавов серебра и других материалов. Срок службы контактов ограничен эрозией из-за прерывания дуги. Миниатюрные автоматические выключатели и выключатели в литом корпусе обычно выбрасываются, когда контакты изношены, но силовые выключатели и высоковольтные выключатели имеют заменяемые контакты.

Когда ток прерывается, возникает дуга. Эту дугу необходимо сдерживать, охлаждать и гасить контролируемым образом, чтобы промежуток между контактами снова мог выдерживать напряжение в цепи.В различных автоматических выключателях в качестве среды, в которой образуется дуга, используется вакуум, воздух, изолирующий газ или масло. Для гашения дуги используются различные методы, в том числе:

  • Удлинение дуги
  • Интенсивное охлаждение (в струйных камерах)
  • Разделение на частичные дуги
  • Гашение нулевой точки (Контакты размыкаются при переходе через нулевой ток по времени формы волны переменного тока, эффективно прерывая ток холостого хода во время размыкания. Переход через нулевой уровень происходит при удвоенной частоте сети i.е. 100 раз в секунду для 50 Гц переменного тока и 120 раз в секунду для 60 Гц переменного тока)
  • Подключение конденсаторов параллельно контактам в цепях постоянного тока

Наконец, после устранения неисправности контакты должны быть снова замкнуты, чтобы восстановить питание прерванной цепи.

Прерывание дуги

Миниатюрные низковольтные выключатели используют только воздух для гашения дуги. Более крупные мощности будут иметь металлические пластины или неметаллические дугогасительные камеры для разделения и охлаждения дуги.Магнитные продувочные катушки отклоняют дугу в дугогасительную камеру.

При более высоких номиналах масляные выключатели полагаются на испарение некоторого количества масла, чтобы продуть струю масла через дугу.

Газовые выключатели (обычно с гексафторидом серы) иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на диэлектрическую прочность гексафторида серы (SF6) для гашения растянутой дуги.

Вакуумные выключатели

имеют минимальное образование дуги (поскольку нет ничего, что могло бы ионизировать, кроме материала контактов), поэтому дуга гаснет при очень небольшом растяжении (<2–3 мм).Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 35000 вольт.

Воздушные выключатели

могут использовать сжатый воздух для гашения дуги или, альтернативно, контакты быстро переводятся в небольшую герметичную камеру, выход вытесненного воздуха, таким образом, приводит к гашению дуги.

Автоматические выключатели

обычно могут отключать весь ток очень быстро: обычно дуга гаснет через 30–150 мс после срабатывания механизма, в зависимости от возраста и конструкции устройства.

Ток короткого замыкания

Автоматические выключатели

рассчитаны как на номинальный ток, который предполагается выдерживать, так и на максимальный ток короткого замыкания, который они могут безопасно отключить.

В условиях короткого замыкания может существовать ток, во много раз превышающий нормальный (см. Максимальный предполагаемый ток короткого замыкания). Когда электрические контакты размыкаются, чтобы прервать большой ток, существует тенденция к образованию дуги между разомкнутыми контактами, что позволяет току продолжаться.Следовательно, автоматические выключатели должны включать в себя различные функции для разделения и гашения дуги.

В выключателях с воздушной изоляцией и миниатюрных выключателях конструкция дугогасительной камеры, состоящая (часто) из металлических пластин или керамических выступов, охлаждает дугу, а магнитные обмотки отводят дугу в дугогасительную камеру. В более крупных автоматических выключателях, таких как те, которые используются в распределении электроэнергии, может использоваться вакуум, инертный газ, такой как гексафторид серы, или контакты, погруженные в масло, для подавления дуги.

Максимальный ток короткого замыкания, который может прервать выключатель, определяется испытанием.Применение выключателя в цепи с предполагаемым током короткого замыкания выше, чем номинальная отключающая способность выключателя, может привести к тому, что выключатель не сможет безопасно устранить неисправность. В худшем случае выключатель может успешно устранить неисправность, но взорвется при сбросе.

Миниатюрные автоматические выключатели, используемые для защиты цепей управления или небольших приборов, могут не иметь достаточной отключающей способности для использования на щитовом щите; эти автоматические выключатели называются «дополнительными устройствами защиты цепи», чтобы отличать их от автоматических выключателей распределительного типа.

Стандартные номинальные значения тока

Международный стандарт IEC 60898-1 и европейский стандарт EN 60898-1 определяют номинальный ток In автоматического выключателя для низковольтных распределительных устройств как ток, который выключатель рассчитан на постоянное проведение (при температуре окружающего воздуха 30 ° C). . Обычно доступные предпочтительные значения номинального тока: 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А и 100 А (серия Renard, слегка изменен, чтобы включить ограничение тока розеток British BS 1363).На автоматическом выключателе указан номинальный ток в амперах, но без обозначения единицы измерения «A». Вместо этого перед цифрой в амперах стоит буква «B», «C» или «D», которая указывает мгновенный ток отключения, то есть минимальное значение тока, которое вызывает отключение автоматического выключателя без преднамеренной задержки по времени (т. Е. менее чем за 100 мс), выраженное в единицах In:

Тип Мгновенный ток отключения
B свыше 3 дюймов до 5 дюймов включительно
С свыше 5 дюймов до 10 дюймов включительно
D свыше 10 дюймов до 20 дюймов включительно
К от 8 In до 12 In включительно Для защиты нагрузок, вызывающих частые кратковременные (примерно от 400 мс до 2 с) пики тока при нормальной работе.
Z выше 2 In до 3 In включительно на периоды порядка десятков секунд. Для защиты таких нагрузок, как полупроводниковые приборы или измерительные цепи с использованием трансформаторов тока.

Типы выключателей

Можно создать множество различных классификаций автоматических выключателей на основе их характеристик, таких как класс напряжения, тип конструкции, тип прерывания и конструктивные особенности.

Выключатели низковольтные

Типы низкого напряжения (менее 1000 В переменного тока) широко распространены в бытовом, коммерческом и промышленном применении, в том числе:

  • MCB (Миниатюрный автоматический выключатель) - номинальный ток не более 100 А.Характеристики срабатывания обычно не регулируются. Тепловой или термомагнитный режим. Изображенные выше выключатели относятся к этой категории.
  • MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) - номинальный ток до 2500 A. Тепловой или термомагнитный режим. Ток отключения можно регулировать в больших номиналах.
  • Силовые выключатели низкого напряжения могут устанавливаться в многоярусных системах в распределительных щитах низкого напряжения или в шкафах распределительных устройств.

Характеристики автоматических выключателей низкого напряжения соответствуют международным стандартам, таким как IEC 947.Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных корпусах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

Большой низковольтный литой корпус и силовые выключатели могут иметь электрические моторные приводы, позволяющие отключать (размыкать) и замыкать их с помощью дистанционного управления. Они могут быть частью системы автоматического включения резерва для резервного питания.

Низковольтные автоматические выключатели также предназначены для постоянного тока (DC), например постоянного тока для линий метро.Для постоянного тока требуются специальные выключатели, потому что дуга не имеет естественной тенденции гаснуть на каждом полупериоде, как для переменного тока. Автоматический выключатель постоянного тока будет иметь предохранительные катушки, которые создают магнитное поле, которое быстро растягивает дугу при прерывании постоянного тока.

Малые автоматические выключатели либо устанавливаются непосредственно в оборудование, либо размещаются в щите выключателя.

Термомагнитный миниатюрный автоматический выключатель на DIN-рейку на 10 ампер является наиболее распространенным в современных бытовых потребительских устройствах и коммерческих распределительных щитах по всей Европе.В конструкцию входят следующие компоненты:

  1. Рычаг привода - используется для ручного отключения и сброса автоматического выключателя. Также указывает состояние автоматического выключателя (Вкл. Или Выкл. / Сработал). Большинство выключателей сконструированы таким образом, что они могут сработать, даже если рычаг удерживается или заблокирован в положении «включено». Иногда это называют операцией «свободного отключения» или «положительного отключения».
  2. Приводной механизм - прижимает контакты вместе или врозь.
  3. Контакты - пропускают ток при прикосновении и прерывают ток при раздвигании.
  4. Клеммы
  5. Полоса биметаллическая
  6. Калибровочный винт - позволяет производителю точно настроить ток срабатывания устройства после сборки.
  7. Соленоид
  8. Разделитель / гаситель дуги

Магнитный выключатель

В магнитных выключателях

используется соленоид (электромагнит), тяговое усилие которого увеличивается с увеличением тока. В некоторых конструкциях помимо электромагнитных сил используются электромагнитные силы. Контакты выключателя удерживаются замкнутыми защелкой.Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, тяга соленоида освобождает защелку, которая затем позволяет контактам размыкаться под действием пружины. Некоторые типы магнитных отбойных молотков включают функцию гидравлической задержки с использованием вязкой жидкости. Сердечник удерживается пружиной до тех пор, пока ток не превысит номинальное значение выключателя. Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью. Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, подачи питания на оборудование и т.д.Токи короткого замыкания обеспечивают соленоидное усилие, достаточное для освобождения защелки независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки. Температура окружающей среды влияет на время задержки, но не влияет на номинальный ток магнитного прерывателя.

Термомагнитный выключатель

Термомагнитные выключатели, которые используются в большинстве распределительных щитов, включают в себя как методы, при которых электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), так и биметаллическую полосу, реагирующую на менее экстремальные, но более длительные условия перегрузки по току.

Выключатели с обычным расцеплением

При питании ответвленной цепи более чем одним токоведущим проводом каждый токоведущий провод должен быть защищен полюсом выключателя. Чтобы гарантировать отключение всех токоведущих проводов при отключении любого полюса, необходимо использовать прерыватель «общего отключения». Они могут содержать два или три отключающих механизма в одном корпусе, или, для небольших выключателей, они могут связывать полюса снаружи с помощью рукояток управления. Двухполюсные автоматические выключатели с общим расцеплением обычно используются в системах на 120/240 В, где нагрузки 240 В (включая основные приборы или другие распределительные щиты) охватывают два провода под напряжением.Трехполюсные автоматические выключатели с общим расцепителем обычно используются для подачи трехфазной электроэнергии на большие двигатели или другие распределительные щиты.

Двух- и четырехполюсные выключатели используются, когда необходимо отключить нейтральный провод, чтобы убедиться, что ток не может течь обратно через нейтральный провод от других нагрузок, подключенных к той же сети, когда людям нужно прикоснуться к проводам для обслуживания. Отдельные автоматические выключатели никогда не должны использоваться для отключения токоведущей и нейтрали, потому что, если нейтраль отключается, а токоведущий провод остается подключенным, возникает опасное состояние: цепь будет обесточена (приборы не будут работать), но провода останутся под напряжением. и УЗО не сработают, если кто-то коснется токоведущего провода (потому что для срабатывания УЗО требуется питание).Поэтому, когда необходимо переключение нейтрального провода, следует использовать только обычные размыкающие выключатели.

Выключатели среднего напряжения

Выключатели среднего напряжения номиналом от 1 до 72 кВ могут быть собраны в распределительные устройства в металлическом корпусе для использования внутри помещений или могут быть отдельными компонентами, установленными на открытом воздухе на подстанции. Автоматические выключатели с воздушным разрывом заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными выключателями (примерно до 35 кВ).Как и описанные ниже высоковольтные автоматические выключатели, они также управляются реле защиты, считывающими ток, управляемыми через трансформаторы тока. Характеристики выключателей среднего напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 62271. В выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и реле защиты, а не встроенные тепловые или магнитные датчики максимального тока.

Автоматические выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

  • Вакуумный выключатель - с номинальным током до 3000 А, эти выключатели прерывают ток, создавая и гаснув дугу в вакуумном контейнере.Обычно они применяются для напряжений примерно до 35000 В, что примерно соответствует диапазону среднего напряжения энергосистем. Вакуумные выключатели обычно имеют более длительный срок службы между капитальными ремонтами, чем воздушные выключатели.
  • Воздушный автоматический выключатель - номинальный ток до 10 000 А. Характеристики срабатывания часто полностью регулируются, включая настраиваемые пороги срабатывания и задержки. Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели управляются микропроцессором через встроенный электронный расцепитель.Часто используется для распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели расположены в выдвижных корпусах для упрощения обслуживания.
  • SF6 автоматические выключатели гасят дугу в камере, заполненной газообразным гексафторидом серы.

Автоматические выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи болтовыми соединениями с шинами или проводами, особенно в открытых распределительных устройствах. Выключатели среднего напряжения в распределительных устройствах часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель, не нарушая соединений силовой цепи, с помощью механизма с приводом от двигателя или вручную для отделения выключателя от корпуса.

Выключатели высоковольтные

Сети передачи электроэнергии защищены и управляются высоковольтными выключателями. Определение высокого напряжения варьируется, но при работе по передаче электроэнергии обычно считается 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международной электротехнической комиссии (МЭК). Высоковольтные выключатели почти всегда работают от соленоидов, а реле защиты от тока, управляемые через трансформаторы тока. На подстанциях схема реле защиты может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных типов перегрузок или замыканий на землю.

Высоковольтные выключатели широко классифицируются по средам, используемым для гашения дуги.

  • Масло наливное
  • Минимум масла
  • Воздушный удар
  • вакуум
  • SF6

Некоторые производители: ABB, GE (General Electric), AREVA, Mitsubishi Electric, Pennsylvania Breaker, Siemens, Toshiba, Kon? Ar HVS, BHEL, CGL.

Из-за проблем с окружающей средой и стоимостью изоляции разливов нефти в большинстве новых выключателей для гашения дуги используется элегаз.

Автоматические выключатели

можно классифицировать как резервуар под напряжением, в котором корпус, содержащий механизм отключения, находится под линейным потенциалом, или как мертвый резервуар с корпусом, имеющим потенциал земли. Обычно выпускаются высоковольтные выключатели переменного тока с номинальным напряжением до 765 кВ. Выключатели на 1200 кВ, скорее всего, появятся на рынке очень скоро.

Высоковольтные выключатели, используемые в системах передачи, могут быть устроены так, чтобы обеспечить отключение одного полюса трехфазной линии вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов неисправностей это улучшает стабильность и доступность системы.

Выключатели высоковольтные с гексафторидом серы (SF6)

В автоматическом выключателе с гексафторидом серы для гашения дуги используются контакты, окруженные газообразным гексафторидом серы. Чаще всего они используются для напряжений на уровне передачи и могут быть включены в компактные распределительные устройства с элегазовой изоляцией. В холодном климате может потребоваться дополнительный нагрев или снижение номинальных характеристик автоматических выключателей из-за сжижения газа SF6.

Отбойные молотки прочие

Следующие типы описаны в отдельных статьях.

  • Автоматические выключатели для защиты от замыканий на землю, слишком малые для отключения устройства перегрузки по току:
    • Устройство защитного отключения (УЗО, ранее известное как выключатель дифференциального тока) - обнаруживает дисбаланс токов, но не обеспечивает защиту от сверхтоков.
    • Выключатель дифференциального тока с защитой от сверхтоков (RCBO) - сочетает в себе функции УЗО и MCB в одном корпусе. В США и Канаде устанавливаемые на панели устройства, сочетающие в себе обнаружение замыкания на землю и защиту от перегрузки по току, называются прерывателями цепи при замыкании на землю (GFCI); Настенное устройство розетки, обеспечивающее только обнаружение замыкания на землю, называется GFI.
    • Автоматический выключатель утечки на землю (ELCB) - он непосредственно определяет ток заземления, а не обнаруживает дисбаланс. Их больше не видят в новых инсталляциях по разным причинам.
  • Автовыключатель - Тип автоматического выключателя, который снова замыкается после задержки. Они используются в воздушных распределительных системах для предотвращения кратковременных отказов, вызывающих длительные перебои в работе.
  • Polyswitch (polyfuse) - небольшое устройство, обычно описываемое как предохранитель с автоматическим сбросом, а не автоматический выключатель.
Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы бесплатно составить смету для вашего следующего электрического проекта.

Что делать, если сработал автоматический выключатель

Автоматические выключатели - это переключатели, предназначенные для защиты ваших электрических цепей от повреждений в результате электрических перегрузок или короткого замыкания.

В основном, электрический ток течет в ваш дом в блок выключателя (обычно встроенный в гараже или в подвале дома), где он разделяется на несколько цепей и распространяется по всему дому.

Для помещений, которым требуется электричество только для небольших вещей, таких как осветительные приборы и телевизоры, обычно требуются цепи на 15 ампер. Для помещений с более крупной бытовой техникой, таких как кухня или ванная, обычно используются схемы на 20 А. Некоторые приборы, такие как духовка или сушилка, потребляют настолько много энергии, что им нужны электрические цепи на 30-50 ампер! Когда говорится, что автоматический выключатель «срабатывает», это означает, что схема обнаружила так называемое состояние неисправности и отключилась, чтобы предотвратить перегрев проводки и возможное возгорание.

Сброс сработавшего автоматического выключателя , как правило, довольно прост - вам просто нужно вернуться к электрической панели, найти цепь, которая направлена ​​не в том же направлении, что и остальные, и вернуть ее в исходное положение. Если выключатель снова сработает сразу после того, как вы это сделаете, это проблема - вам нужно выяснить причину проблемы, прежде чем вы сможете ее исправить.

Если ваш автоматический выключатель отключает сразу после сброса, вы можете столкнуться с одной из трех проблем:

  • перегруженная цепь
  • короткое замыкание
  • замыкание на землю

Цепь перегружена

Перегрузка цепи - наиболее вероятная проблема, которая может привести к срабатыванию выключателей.Проще говоря, это означает, что через цепь протекает больше тока, чем она должна нести, поэтому она отключается, чтобы остановить любое повреждение.

Помните, ранее мы говорили о различных уровнях, которые получают определенные комнаты в вашем доме? Когда вы ищете перегруженную цепь, попробуйте найти в перегруженной цепи какие-либо приборы, которые потребляли бы больше электричества, чем позволяет цепь. Обратите особое внимание на такие предметы, как обогреватели, тостеры, фены для выпрямления волос и т. Д.- Эти вещи, как правило, потребляют больше всего энергии.

Решение проблемы перегрузки по току довольно простое - просто отключите то, что вы не используете! Если это не решит проблему, вызовите электрика - возможно, где-то в доме есть проблемы с подключением, хотя это случается довольно редко.

Короткое замыкание

Если проблема не в перегрузке цепи, скорее всего, дело в коротком замыкании. Короткие замыкания - немного более серьезная проблема, чем перегрузка цепей, которая возникает, когда горячий (черный) провод касается другого горячего провода или нейтрального провода.Самый надежный способ определить наличие короткого замыкания - сначала проверить силовые кабели на предмет повреждений или оплавления (сначала убедитесь, что прибор отключен от сети), а также проверить электрические розетки или вилки на предмет обесцвечивания или запаха гари.

Автоматический выключатель что это: Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Scroll to top