Как работает автоматический выключатель

Как работает автоматический выключатель

Модульный автоматический выключатель — это устройство, предназначенное для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузки сверхтоком (величина, которого больше, чем максимальная, на которую рассчитан ток).

Существует много разновидностей автоматических выключателей — модульные, в литом корпусе, высоковольтные и т.д. В быту (квартире, частном доме, офисе или небольшом производстве) в основном используются модульные автоматические выключатели.

Особенности конструкции модульных выключателей

Все модульные выключатели имеют идентичную форму и габаритные размеры. Это связано с тем, что они должны без проблем устанавливаться в модульные электрические щиты и быть взаимозаменяемыми.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из пластика, не поддерживающего горения (чтобы в случае аварии не быть источником пожара) и имеет следующие размеры: высота 80мм, глубина 70 мм, ширина — кратная 18 мм (одному полюсу). На передней панели автоматически выключатель имеет ручку включения/выключения, на нее так же наносятся характеристика автоматического выключателя, такие как ампераж, кривая отключения, ток короткого замыкания и т. д. Сверху и снизу автоматическии выключатель имеет входную и выходную клеммы для подвода питания и подключения нагрузки. На задней панели автоматического выключателя есть крепления для его установки на DIN-рейку.

Автоматический выключатель: устройство механизма

Когда тепловой автоматический выключатель работает нормально, через него протекает ток, который не превышает номинальный. Питание поступает через внешнюю клемму на второй контакт (неподвижный). Неподвижный контакт соприкасается с подвижным контактом, через винт тепловой уставки, а он в свою очередь с биметаллической пластинкой. Биметаллическая пластинка является тепловым расцепителем у автоматического выключателя, мы ее обсудим позже.

Питание с теплового расцепителя далее поступает на катушку соленоида, который является электромагнитным расцепителем.

С катушки соленоида питание поступает на выходную клемму.

Оба расцепителя имеют возможность разрыва цепи в случае обнаружения аварии.

В случае наступления нештатной ситуации, когда один из расцепителей замечает ток выше номинального, происходит разрыв сети за счет механизма свободного расцепления

Автоматический выключатель с тепловым расцепителем

Термомагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой биметаллическую пластинку, через которую проходит ток. Пластина изготовлена из двух видов металла соединенных между собой, но у которых сильно отличаются коэффициенты теплового расширения. За счет этого достигается такой эффект, что при нагреве такой пластинки она начинает изгибаться (1 вид металла уже сильно нагрелся, второй меньше, за счет этого пластинку начинает «вести»). Толщину пластинки подбирают таким образом, что при номинальном токе теплового расширения практически не происходит. Но при увеличении проходимого тока пластина начнет со временем искривляться, пока не разорвет контакт с подвижным контактом автоматического выключателя. Для более точной подстройки теплового расцепителя у подвижного контакта имеется винт тепловой уставки. Чем больше винт выкручен, тем большее расстояние будет между подвижным контактом и биметаллической пластинкой. И чем больше расстояние, тем больше пластинке необходимо изогнутся, для аварийного срабатывания, тем самым увеличивается номинальный ток расцепления.

Тепловой автоматический выключатель с термомагнитным расцепителем чувствителен к сверхтокам. Он способен почувствовать небольшие превышения тока, но в тоже время он медленный и на его реакцию уходит минуты, а при малых превышениях даже десятки минут. При небольших превышениях в этом ничего страшного нет, т. к. превышение тока в 1.5-2 раза в течении нескольких минут защищаемому кабелю вреда не принесут. Другое дело это ток короткого замыкания. В этом случае ток превышает в десятки, а иногда и в сотни раз номинальный, и в этом случае провод может испортиться уже через несколько секунд. Для быстрого реагирования на большие токи используется электромагнитный расцепитель.

Электромагнитный расцепитель представляет из себя катушку с установленным внутри соленоидом. В нормальном состоянии соленоид замыкает цепь с помощью пружины. При коротком замыкании проходящие токи, который во много раз превышают номинальный, увеличивают магнитный поток, который втягивает соленоид в катушку, преодолевая сопротивление пружины. Втягивание приводит к разрыву цепи.

Этот процесс занимает доли секунды, но при этом этот расцепитель является довольно грубым и не будет реагировать на токи соизмеримые с номинальным.

Дугогасительная камера

При выключении автоматического выключателя происходит разрыв цепи внутри него. При разрыве между контактами возникает электрическая дуга. Эта дуга нагревает контакты до большой температуры (2000-3000 градусов). Температура зависит от проходящего тока и времени горения дуги.

Значительный нагрев контактов приводит к их перегреву и подгоранию, а в случае длительного горения дуги не исключено плавление корпуса автомата или даже пожара.

Исключить возникновение дуги невозможно, но можно максимально снизить негативный эффект от дуги.

Существует несколько способов для этого, но наиболее эффективным является дугогасительная камера.

Она представляет собой набор взаимоизолированных металлических пластинок. Камера устанавливается между контактами.

При размыкании дуга возникает на контактах, далее переходит на дугогасительную камеру и там за счет пластин дробится на мелкие части, тем самым значительно теряя свою разрушительную мощность.

В ходе горения дуги выделяются газы. Для их отвода из корпуса автоматического выключателя в нем предусмотрены специальные отверстия.

Купить автоматические выключатели в интернет-магазине

Если вам нужны электроавтоматы, купить их, а также другие виды выключателей и сопутствующие товары, вы найдете их в каталоге на нашем сайте. Помните, выбирая автоматический выключатель: цена будет зависеть от его характеристик. Удобный фильтр по параметрам поможет вам быстро выбрать подходящий автоматический выключатель: стоимость, производитель, серия, отключающая способность, напряжение — эти и прочие показатели предусмотрены в фильтре.

На нашем сайте можно купить электроавтоматы с доставкой по Украине. Обратите внимание, заказывая электрические автоматы: цена покупки будет зависеть от тарифа выбранной транспортной компании. Также цена автоматов электрических может быть снижена по акции: не забывайте проверять обновления в соответствующем разделе на сайте. Выбрав выключатель автоматический, купить его вы можете по наличному либо безналичному расчету.

Если у вас есть вопросы про какой-либо выключатель автоматический, обратитесь за консультацией к нашим менеджерам. Они подскажут, какие электрические автоматы купить именно для ваших целей, как оформить заказ и доставку, как можно оплатить покупку и т. д.

МосЭлектриК

Что такое автоматический выключатель или попросту автомат

Автоматы или автоматические выключатели присутствуют везде, где есть электрические сети, где потребляется электроэнергия. При строительстве, когда выполняются электромонтажные работы, электропроводка в доме или электропроводка в квартире в электрощите подключается к ЛЭП посредством автоматических выключателей. Электрик в электрощит устанавливает разные автоматы, но с определенной целью, так как кроме функций включить и выключить у автоматов есть и другое назначение.

Что делает автоматический выключатель

Электропроводка в доме проложена, электрощит с автоматами собран, нужно пустить ток по проводам. Электропроводка в доме является электрической цепью, а автоматический выключатель своими контактами замыкает и размыкает электрическую цепь, иногда в аварийном режиме. Поэтому правильнее его будет называть контактным, а не механическим коммутационным устройством. Хотя разные электрики могут по-разному давать определение автоматам, но смысл все равно будут доносить одинаковый. Можно назначение автомата описать следующими словами.

Автоматический выключатель это коммутационное контактное устройство, предназначенное для включения, проведения и отключения электротока, если электрическая цепь в нормальных условиях, а так же автоматический выключатель должен определенное время проводить и автоматически выключаться при не нормальных величинах электротока, например таких, как короткое замыкание.

Поэтому автомат с одной стороны нужен для включения, выключения и проведения электрического тока, а с другой стороны автомат нужен для защиты электропроводки в доме или квартире от высокого, не нормального электрического тока. Каждый электрик знает, что автоматический выключатель защищает электропроводку от перегрузки и даже временные электрические цепи без автомата не включает. В электрощите автоматический выключатель может защищать одну или несколько электрических цепей или групп электропроводки дома. Коммутация автомата происходит при появлении короткого замыкания или перегрузки в его главной цепи. Времятоковая характеристика автомата определяет время отключения автомата при коротком замыкании или перегрузке.

Автоматический выключатель нужен для того, чтобы электропроводка в доме или квартире была защищена от короткого замыкания и перегрузки. Автоматический выключатель, таким образом, защищает так же и электроустановки, электродвигатели, электроприборы.

Так что теперь понятно, что при подключении электропроводки дома или квартиры к электропитанию нужен обязательно автоматический выключатель, или проще говоря, автомат; тогда электропроводка в доме и электроприборы будут защищены автоматами.

Автоматические выключатели лучше приобретать и устанавливать от проверенных производителей, так как некачественные автоматы могут не сработать в нужный момент, и электропроводка в доме с электроприборами может выйти из строя.

Наши электрики выполнят электромонтажные работы профессионально, качественно. Звоните.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель (АВ) – это низковольтный электрический аппарат, предназначенный для:

• коммутации (включения – отключения) электрооборудования;
• защиты подсоединённой сети от токов перегрузки и токов короткого замыкания (КЗ).

Автоматический выключатель — это коммутационный электрический аппарат, который предназначен для проведения тока в нормальных режимах и для автоматического отключения электроустановок при возникновении токов короткого замыкания и перегрузок.

Низковольтный – значит рассчитанный на электрическую сеть до 1000 В. По принципу гашения дуги, возникающей при разрыве нагруженной электрической цепи, относится к воздушным устройствам, т.е. гашение дуги осуществляется в воздухе. Выпускается в одно-, двух- и трёхполюсном исполнении. Применяется для укомплектования низковольтных комплектных устройств (НКУ), при сборке щитов управления и коммутации, при монтаже силовых сборок, распределительных устройств различного назначения.

Автоматическиe выключатели выполняют одновременно функции как защиты, так и управления, он монтируется в помещении или щите, защищенном от дождя, снега и других осадков.

Наиболее распространенными и популярными (при токах до 80-100А) являются аппараты, которые монтируются на 35-миллиметровую DIN-рейку в распределительном щите.

Как устроен автоматический выключатель

АВ состоит из группы подвижных и не подвижных электрических контактов, замыкающих и размыкающих цепь. Подвижные контакты собраны на общей оси и связаны с приводом аппарата. Привод – устройство для включения и отключения АВ. Подвижные контакты связаны с отключающими пружинами, которые осуществляют мгновенное размыкание контактной пары при соответствующих условиях. Время отключения составляет около 0.01 сек.

Включённые (замкнутые) контакты связаны с устройством, препятствующим самопроизвольному их размыканию действием растянутых пружин отключения. Это так называемый механизм свободного расцепления, защёлка, другими словами, которая удерживает контакты во включённом состоянии до тех пор, пока на неё не подействует внешняя сила. Какая? Об этом — чуть ниже!

При разрыве нагруженной или короткозамкнутой силовой цепи обязательно возникает электрическая дуга. Горение дуги тем интенсивнее, чем больше разрываемый ток. Ток короткого замыкания в мощных электроустановках достигает нескольких килоампер. Дугу надо гасить. Сама она гаснет редко, поэтому неотъемлемой частью любого АВ является гасительная камера. Сколько групп контактов – столько камер. Они присутствуют и у маленьких АВ и у больших. Камера располагается так, что разрыв контактов происходит внутри неё и образующаяся дуга затягивается внутрь камеры, где делится на много маленьких дуг между медными пластинами так называемой деионной решётки. Перемещаясь вверх от контактов и охлаждаясь на решётке, дуги безболезненно гаснут.

Виды защиты

Теперь об устройствах защиты. Автомат имеет следующие виды защиты:

• тепловую (от перегрузки);
• электромагнитную (от токов короткого замыкания).

Тепловая защита – биметаллическая пластина, через которую течёт ток нагрузки и нагревает её. Пластина рассчитана так, что в нормальном режиме её изгиб от нагрева не критичен и не действует на защёлку механизма свободного расцепления. При перегрузке цепи изгиб пластины увеличивается, защёлка механизма освобождается и автомат отключается.

Электромагнитная защита выполнена в виде катушек с ферромагнитными стержнями (бойками). Катушки, выполненные из нескольких витков провода включены в цепь каждого полюса автомата и обтекаются током нагрузки. При КЗ, импульс большого тока повреждённой фазы втягивает боёк в катушку, боёк бьёт по защёлке механизма свободного расцепления, автомат отключается. Вся вышеописанная начинка монтируется в корпус, снабжённый входными и выходными контактами. Некоторых типы АВ снабжаются, кроме всего прочего, блокировочными контактами (БК). Эти слаботочные контакты предназначены для целей сигнализации, автоматики, управления.

Ознакомиться с примерами выполнения работ по сборке электрощитов на нашем производстве вы можете в фотогалерее.

Типы применяемых аппаратов при сборке шкафов

Всё многочисленное семейство автоматических выключателей можно условно разбить на несколько типов:

• по функционалу – модульные и не модульные. Модульные – это аппараты, в которые изначально включены все функциональные элементы тепловая и электромагнитная защита, сигнализация. Это большинство известных широкому потребителю устройств, начиная от автоматов в домашнем щитке освещения. Не модульные – это аппараты, выполнение защитных функций которых зависят от внешних схем (релейной защиты, автоматики и т.д.) Эти АВ применяются в промышленных установках и распредустройствах (РУ);
• по способу обслуживания – стационарные, втычные, выкатные. Стационарные – неподвижные, обслуживаются на месте установки. Втычные – оборудованные втычными устройствами, позволяющими снять автомат с электромонтажного места без демонтажа плат, на которых они смонтированы, и электропроводки, которой они подсоединены. Выкатными элементами обычно оборудованы мощные комплектные трансформаторные подстанции (КТП), ли РУ. Здесь АВ смонтированы на выкатных тележках, оборудованы втычными контактами и объединяют функции выключателя и разъединителя. Разъединитель – аппарат создающий видимый разрыв цепи и обеспечивающий безопасность персонала, выполняющего работы в её отключённой части;
• по типу привода – ручной и дистанционный.

Автоматические выключатели также делятся по количество полюсов:

• однополюсные;
• двухполюсные;
• трехполюсные;
• четырехполюсные;
• 1 полюс + нейтраль*;
• 2 полюса + нейтраль*;
• 3 полюса + нейтраль*.

* В автоматах с 1+N, 2+N, 3+N полюсами расцепители предусмотрены только на фазных полюсах, а механизм расцепления жестко связан с расцеплением по нейтрали (т.е. выключаются одновременно ВСЕ полюса).

Характеристики

1. Номинальное напряжение. Напряжение, на которое аппарат длительно рассчитан. Обычно 400, 660 и 1000 В.
2. Номинальный ток. Длительно допустимый ток нагрузки, который АВ выдерживает без отключений и перегревов.
3. Ток отключения. Установленный испытаниями допустимый ток КЗ, отключаемый аппаратом. Количество раз отключения этого тока нормируется из-за износа контактов.
4. Ток термической устойчивости. Обычно 3-х секундный ток КЗ, допускаемый для аппарата данного типа.
5. Ампер — секундные (время – токовые) характеристики. Характеристика времени отключения АВ при различных кратностях (к номинальному) протекающего тока.

Отключающая способность:

• тип B: свыше 3ln до 5 ln включительно (где ln — номинальный ток)
• тип C: свыше 5 ln до 10 ln включительно
• тип D: свыше 10 ln до 20 ln включительно

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2 ln до 3 ln). У отдельных производителей также существуют дополнительные кривые отключения.

Рекомендации к применению

Автоматические выключатели относятся к мало обслуживаемым устройствам. Периодически (по графику) следует производить измерения сопротивления изоляции мегомметром на 1000 или 2500 В. Выполнять прогрузку АВ для определения характеристик тепловой и электромагнитной защиты. Определять время отключения с помощью электромикросекундомера.

Рекомендуется, чтобы установка данных аппаратов защиты проводилась только квалифицированным специалистом.

Производители

Производителей выключателей великое множество. И только дело вкуса, какую компанию выбрать. Зарубежную:

• ABB;
• IEK;
• Legrand;
• Schneider electric;

• Контактор;
• Электротехник;
• ТДМ Электрик.

Способы оплаты услуг по комплектации и сборке электрощитов:

Для удобства наших Заказчиков оплату работ по комплектации и сборке электрических щитов можно выполнить следующими способами:

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).

• Новые материалы
• Популярные

Полиуретан – синтетический полимер, обладающий уникальными физико-механическими свойствами. Полиуретан широко используется практически во всех областях промышленных производств. В том числе и при производстве кабеля. Рассмотрим основные свойства этого уникального материала.