Принцип работы автоматического выключателя: конструкция, устройство, характеристики и варианты подключения (130 фото)

Принцип работы автоматического выключателя: конструкция, устройство, характеристики и варианты подключения (130 фото)

Автомат – один из видов электрических аппаратов защиты. Его главная задача – отключать и включать электрическую цепь. Благодаря этому, он предохраняет кабели, провода и электрические приборы от повреждений, которые могут возникнуть вследствие нештатного тока.

Если сказать кратко, автоматический выключатель выполняет две функции – коммутация и защита цепи. Давайте подробнее рассмотрим эти особенности.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности автоматов

Конструктивно, данные устройства можно разделить на несколько видов, а точнее три. Различают воздушный автоматический выключатель, изделие в литом корпусе и модульный. Различные типы автоматических выключателей используются при разных условиях.

Первый вид распространен на промышленных объектах, где сила тока может достигать тысячу и более ампера. Литой корпус используется в различных диапазонах токов, а модульный знаком практически всем и применим в обычной квартире. Именно последние будем рассматривать детальнее.

Конструктивные особенности

Конструкция автоматических выключателей является сложной – здесь объединено несколько элементов. Для корпуса автомата используются диэлектрические материалы. Передняя панель маркируется в зависимости от технических характеристик. Там обязательно указывается брэнд производителя и номер. Первое, на что обращают внимание – номинальный ток и характеристика времени-тока.

Задняя часть оснащено креплением и защелками для специальной реи. Она используется в электрических щитках, и для монтажа достаточно защелкнуть фиксатор.

Разобрав пластиковый корпус, можно рассмотреть устройство изделия. Рукоятка используется для включения и выключения тока в цепи. Также, внутри есть биметаллическая пластина, которая играет роль теплового расцепителя. Когда через неё проходит ток высокого значения, пластинка гнется и защищаемая цепь отключается.

Благодаря соленоиду выполняются функции электромагнитного расцепителя. Конструктивно, он представляет собой катушку с сердечником, обмотанным проволокой.

Когда в защищаемой цепи возникает короткое замыкание, катушка наводит магнитные потоки. Они, в свою очередь, перемещают сердечник, который отключает устройство. В современных моделях, этот процесс происходит за доли секунд.

Принцип работы

Как мы упоминали раньше, во время возникновения перегрузки, по цепи проходит ток, превышающий значение номинального. Благодаря биметаллической пластинке, которая изгибается от температуры, срабатывает устройство расцепления. Таким образом, перегруженная сеть разомкнута.

Время срабатывания зависит от того, какой номинальной ток выключателя, и чем больше, тем быстрее произойдет выключение. После остывания, устройство может работать дальше, однако мы советуем, перед включением найти причину, по которой произошло повышение тока.

Когда возникает короткое замыкание, показатели электрического тока мгновенно растут. Это приводит к тому, что в соленоиде перемещается сердечник, который в свою очередь «включает» расцепитель.

Таким образом, происходит размыкание силовых контактов, и как следствие, защищаемая цепь выключается. Благодаря почти мгновенному действию, удается спасти изоляцию на проводах, электроприборы и сам автомат.

Качество сборки и комплектующих -залог Вашей безопасности

Цена АВР зависит от :
-ТЗ заказчика, опросного листа, однолинейной схемы.
—выбранного оборудования (ABB, Schneider electric, Siemens, EATON, IEK, DEKraft, TDM и др.)
-производителя корпуса электрощита (ABB, Schneider electric, Rittal, IEK,TDM, пр-во Россия)
-климатического исполнения: IP31, IP54.
— наличия и типа приборов учета, КИПа

Сэкономил на проекте — разорился на объекте

Схемы АВР, разработанные с использованием автоматических выключателей, применяются для обеспечения гарантированного питания.
Основные особенности таких АВР:
— автоматический выключатель имеет 2 положения:включён — выключен;
— после включения/выключения не потребляет электроэнергии;
— автоматические выключатели в схеме АВР являются аппаратами защиты электросети
— меньшие габариты АВР по сравнению с АВР реализованных на контакторах;
— стоимость АВР на автоматических выключателях на токи свыше 400 А может быть дешевле, чем АВР на контакторах.
— АВР на автоматических выключателях имеют больше функциональных и возможностей.

Схема АВР 2-1 на автоматах

Схема АВР 2-1G на автоматах

Два ввода от сети работают на одну секцию потребителей.
Первый ввод от сети, второй — от резервного источника. Ввод от сети приоритетный.
Принципиальная схема ATS500 2-1G Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4.
Принципиальная схема ATS500 2-1G Tmax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 2-2 на автоматах, с секционным выключателем

Два независимых ввода от сети работают на две секции по требителей.
Резервирование осуществляется за счет секционно го выключателя.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2 Tmax.Выключатели — Tmax.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2 T7-Tmax.Выключатели — T7-Tmax.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2 Emax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 2-2 на автоматах, схема «крест»

Два независимых ввода от сети работают на две секции по требителей (схема «крест»).
Резервирование осуществляется за счет переключения секции потребителей на другой ввод.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2 Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2 Emax .Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 2-2G на автоматах, второй ввод — от резервного источника.

Два независимых ввода от сети работают на две секции потребителей. Первый ввод от сети, второй — от резервного источника.
Резервирование осуществляется за счет секционного выключателя. Первая секция потребителей может быть назначена неприоритетной при работе от резервного источника.
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2G Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4..
Принципиальная схема ATS500(-E) 2-2G Emax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 3-1 на автоматах.

Три взаимно резервированных ввода от сети, работающие на одну секцию потребителей.
Приоритет вводов выбирается переключателем на панели управления
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1 Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1 Emax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 3-1G на автоматах.

Три взаимно резервированных ввода, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети, третий — от резервного источника.
Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника. Взаимный приоритет вводов от сети выбирается переключателем.
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1G Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4.
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1G Emax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Схема АВР 3-1CG на автоматах.

Три взаимно резервированных ввода, работающие на одну секцию потребителей. Два ввода от сети, третий — от резервного источника.
Оба ввода от сети являются приоритетными по отношению к вводу от резервного источника.
Вводы от сетимогут быть равнозначными либо один из них может быть приоритетным.
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1CG Tmax.Выключатели — Tmax T4-T5-T6, Tmax XT2, Tmax XT4.
Принципиальная схема ATS500(-E) 3-1CG Emax.Выключатели — Emax E1-E6, Emax 2, Emax X1, Tmax T7M.

Автоматические выключатели

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:

Характеристики автоматов ABB S202 C — информационный материал

Модульные двухполюсные выключатели ABB S202 C предназначены для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий в линиях кабелей, электродвигателях, систем освещения, а также розеточных линий. Они имеют два различных механизма отключения: механизм термического отключения с задержкой для защиты от перегрузки и механизм электромеханического отключения для защиты от короткого замыкания.

Устройство автоматического выключателя

Материал корпуса S202 C произведен из самых современных материалов, состоящих из последнего поколения термопластов,
не содержащих галогенов, загрязняющих окружающую среду, и пригодных для вторичной переработки.

Все автоматические выключатели оснащены индикацией положения контактов (CPI). Вы можете легко определить, находится ли автоматический выключатель во включенном положении, что способствует легкости и безопасности проведению технических работ.

Выбор автоматического выключателя

Выбор выключателей в основном осуществляется по мощности нагрузки и сечению подключаемого провода, учитывая 2 параметра: ток перегрузки и ток отключения при КЗ.

Перегрузка тока возникает при включении в сеть устройств и приборов, суммарная мощность которых приведет к чрезмерному нагреву проводников и контактных соединений. Поэтому автомат, который будет установлен в конкретную цепь, должен иметь ток отключения больше, так называемый запас или равный расчетному. Его определяют суммированием мощности предполагаемых к использованию электроустройств, которое зачастую указывается в паспорте. Далее полученную цифру делят на 220 и получают наш ток перегрузки. Следует учесть также еще одно немаловажное обстоятельство: этот ток не должен быть больше тока, который может протекать по проводнику.

Ток отключения при КЗ – это та величина, при которой происходит отключение автоматического выключателя, также она еще именуется как отсечка. Его тоже рассчитывают, а затем подбирают по типу защиты. Тип защиты содержит значения тока отключения по отношению к вероятному току короткого замыкания, в зависимости от вида нагрузки электросети. В быту и для небольших объектов используют устройства с условным обозначением характеристики B, C, а на вводе – D. Чаще всего, в электрическую схему помимо автоматов на каждую групповую линию, входят еще вводной автомат, УЗО или диф. автомат.

Маркировка автоматов S202 C

Корпус автоматических выключателей серии S202 C содержит все необходимые маркировки, такие как:

1. — производитель;
2. — модель;
3. — номинальный ток и тип характеристики срабатывания;
4. — рабочее напряжение сети;
5. — отключающая способность;
6. — класс токограничения;
7. — принципиальная схема работы выключателя.

Автоматы ABB соответствуют стандартам IEC/EN 60898-1 и IEC/EN 60947-2 и имеют все соответствующие знаки сертификации для каждого рынка и сегмента, для которого они разработаны. Знаки сертификации также напечатаны на корпусе автоматического выключателя. Для процедуры контроля и приемки знаки сертификации хорошо видны на корпусе.
Вся маркировка выполнена по технологии лазерной печати, устойчивой к истиранию и воздействию растворителей, что обеспечивает ей долгий срок эксплуатации и простоту идентификации изделия.

Применение однополюсных автоматов S202 C

Модульные автоматические выключатели S202 C как правило имеют все возможные исполнения по характеристикам срабатывания автоматических выключателей, что говорит о их широком сегменте применения. Применяются как правило для защиты от перенапряжения, путем установки на Дин рейку в распределительных щитах, боксах, расположенных в жилых домах, офисах, складах, и других промышленных и коммерческих помещениях. S202 C применяется для защиты цепей с активной и индуктивной нагрузкой и низким импульсным током (обеспечение электричеством квартир, офисов, промышленных объектов).

Подключение автоматических выключателей

Выключатели S202 C оснащены клеммами: 35 мм + 10 мм (для аппаратов до 2 2 63А), и 50 мм + 10 мм 2 2 (для аппаратов на 80, 100А) для раздельного подключения шинной разводки и кабеля,- цилиндрическими двунаправленными клеммами с защитой от неправильного монтажа, стойкими к ударному воздействию, которые доступны даже после установки модульного автомата. При отсутствии шинной разводки возможно подключение двух пар проводников разного сечения. S202 C имеют специальные губки- фиксаторы для быстрого монтажа автоматического выключателя на DIN рейку, расположенную в распределительных щитах, боксах и шкафах. В случае замены изделия, этот же фиксатор позволяет быстро его демонтировать. Для удобства монтажа кабеля, выключатели оснащены технологией невыпадающих винтов, а степень защиты от прикосновения пальцами в области присоединений, снижает риск удара током и возможность короткого замыкания.

Схема подключения двухполюсных автоматических выключателей S202 C:

Технические характеристики выключателей S202 C

Монтажные характеристики S202 C, габариты, совместимость

Таблица номинального тока S202 С

Преимущества

Компания «Фаворит-Электро» более 10 лет продает широкий ассортимент различных типов автоматических выключателей, и за это время накопила огромный опыт и наработанные контакты при выборе поставщика данной продукции. При этом наши специалисты регулярно изучают и анализируют качество исполнения автоматических выключателей, точное соответствие классам и характеристикам .
Купив выключатели S202 C в компании «Фаворит-Электро», вы можете быть уверены, что приобрели действительно надежную, качественную продукцию, которая соответствует всем требованиям ГОСТ. При необходимости всегда можно получить сертификат качества и протокол испытаний на интересующую партию автоматических выключателей.