Carsevolution.ru

КАРС Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Автоматические выключатели. Обзор

Автоматические выключатели. Обзор.

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание:В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Конструктивные особенности расцепителей

Конструкция расцепителя зависит от его вида. Например, основой теплового расцепителя является биметаллическая пластина, которая деформируется при прохождении через нее тока, превышающего допустимое значение.

В свою очередь электромагнитный расцепитель состоит из соленоида и подвижного сердечника. Если ток, проходящий по обмотке соленоида, превышает допустимые значения, то сердечник втянется и окажет воздействие на механизм размыкания цепи. Это электромагнит, воздействующий на механизм отключения автоматического выключателя. При этом такое устройство может работать при 12-60В или от 110-415В в зависимости от модификации. Крепление к автомату расцепителя может осуществляться слева или справа.
Электронный расцепитель сильно отличается по своей конструкции от остальных. В него входят датчики тока и контроллер, сопоставляющий показатели из датчиков с установленными характеристиками. Если заданные параметры будут выше, то он даст сигнал на отключение.

Сферы применения

Независимый расцепитель – это всего лишь дополнительное устройство, расширяющее функциональность автоматического выключателя и механически он связан с ним.
При обнаружении факторов, указывающих на возникновение опасности для линии или электроприборов, расцепитель разрывает цепь. Примером такой аварийной ситуации может стать превышение силой тока допустимого значения, короткое замыкание или пробой на корпус.

Одной из распространенных сфер применения независимых расцепителей является дистанционное отключение устройства, отвечающего за работу системы вентиляции при пожаре. Когда система противопожарной защиты фиксирует наличие возгорания, то вентиляционная система автоматически выключается для предотвращения нагнетания кислорода в помещении. Такие устройства чаще всего устанавливаются в школах, офисах, производственных зданиях и так далее.

Автоматические выключатели с такими расцепителями можно использовать для одно- и трехфазных сетей. Применяются такие устройства чаще всего на крупных объектах, где управление системой электроснабжения осуществляется с операторского пульта.

Читайте так же:
К 301 как отрегулировать уровень топлива

Конечно, некоторые вместо расцепителя в проектах используют схему питания вентиляции через контактор, при этом в нее врезают контакт с поста пожарной сигнализации. Но это намного сложнее и даже дороже, чем использовать простой расцепитель. Схема с независимым расцепителем характеризуется минимальным количеством коммуникаций, а само устройство представляет собой компактный блок.

На данный момент такие расцепители стали применяться также и в жилых зданиях, например, в многоэтажных домах. В случае возникновения возгорания расцепитель отключит автомат питания электромагнитного замка входных дверей.

Причины срабатывания расцепителя

Из числа самых распространенных причин срабатывания этого устройства стоит выделить следующие:

критическое возрастание или падение напряжения в сети;

сбой в работе автоматического выключателя;

критические изменения состояния электротока.

Расцепители встраиваются в автоматические выключатели и помогают им в защите линии от коротких замыканий и экстремальных нагрузок.
Примерами популярных автоматических выключателей от известных производителей являются следующие модели:

Каждый автоматический выключатель может оснащаться 1 или несколькими расцепителями, с помощью которых происходит автоматическое отключение автомата по сигналу. Сигнал может поступать из системы пожарной сигнализации или других средств автоматики.

ВЫБОР КОЛИЧЕСТВО АВТОМАТОВ ПО номинальному ТОКУ УЗО

Второй характеристикой, которую стоит обязательно учитывать при расчете количества подключаемых автоматов, является НОМИНАЛЬНЫЙ ТОК.

Как было сказано выше – эта характеристика говорит о том, какой ток может безопасно пропускать устройство. Если этот показатель превышен, ВДТ выходит из строя. Поэтому, номинал УЗО берется на ступень выше, чем у защитного автоматического выключателя. В случае, если подключается несколько автоматов – то их токи складываются.

Так, например, два аппарата на 16А (в сумме 32А) подключаются к Устройству защитного отключения с номиналом более 40А.

В настоящее время, есть много моделей выключателей дифференциального тока, рассчитанных на 63А или 100А, учитывайте это при выборе начинки электрических щитов.

Автоматы ABB по числу полюсов

Автоматы ABB выпускают с количеством полюсов от 1 до 4. Однополюсные автоматы ABB 1Р занимают 1 модуль в щитке и обозначаются S201, двухполюсные автоматы ABB 2P – 2 модуля (S202), трехполюсные автоматы ABB 3P – 3 модуля (S203) и четрыхполюсные 4Р – 4 модуля (S204).

автоматы ABB

Двухмодульные автоматы ABB S200 бывают, как с двумя расцепителями в каждом полюсе 2Р, так и с одним 1P+N (S201 NA). Также и четырехмодульные автоматы ABB 4Р или 3P+N (S203 NA). То есть, защиты в цепи нулевого проводника нет.

автоматы ABB NA

Для людей, мало что понимающих в электрике или нежелающих разбираться в тонкостях схемы подключения УЗО с несколькими автоматами, я рекомендую устанавливать в электрощитах квартир или частных домов автоматы 2Р или 1Р+N, т.е. двухполюсные или двухмодульные.

Читайте так же:
Рычаги регулировки схождения задних колес

Характеристика электромагнитного расцепителя

Электромагнитный расцепитель (эмр) отключает нагрузку при токах короткого замыкания (быстром превышении значения в 3-20 раз от номинального). Это аварийная ситуация, которая при неправильном расчете погрешностей может за секунду сжечь всю электропроводку.

Вторая ситуация: если неверно подобрать, то запуск некоторых установок с высоким значением пускового тока (такие как стиралки, имеющие в своей конструкции двигатели) будет невозможен. При каждом включении будет срабатывать защита и отключать участок цепи. Поэтому эту характеристику не стоит выбирать необдуманно.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя.

Характеристика эмр автомата обозначается буквой, следующей после цифры (фото). Которые означают кратность превышения номинального тока при котором сработает защита от токов К.З. То есть электромагнитный расцепитель отключит питание. Значения этих букв следующие:

  • A: 1. Ставятся для защиты дорогой микроэлектроники, не имеющей пусковых нагрузок.
  • B: Гарантировано отработает при токах в 3-5 больше номинального. Ставятся для освещения.
  • C: 5-10. Самая распространенная характеристика для домашних проводок.
  • D: 10-20. Чаще всего используется для двигателей.

Даже у люстры с люминесцентными лампами есть свой ток пуска, который выше номинального примерно в 2 раза. Поэтому для освещения выбираем категорию B. Для розеточных групп С. Характеристика Д выбирается в редких случаях, при предварительном расчете. В редких случаях подбирается для вводного автомата для достижения селективности.

В чем состоит влияние температуры на автомат?

Чтобы ответить на этот вопрос давайте рассмотрим стандартную характеристику автомата (например, Acti9 iC60N) при различных температурах.
Контрольной температурой для бытовых автоматов является 30 гр.С. — ей соответствует правый график Рис.1.

Влияние температуры на характеристики автоматов 0,4 кВ

Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «Acti 9», Schneider Electric)

Обратите внимание на гарантированные токи нерасцепления (Int=1,13*In) и расцепления (It=1,45*In) теплового расцепителя в верхней левой части этого графика. Для контрольного времени в 1 час (3600 с) при кратности 1,13 автомат точно не сработает, а при кратности 1,45 точно сработает и отключит присоединение. Думаю, вам знакомы эти величины.

А теперь посмотрим на левый график Рис. 1. Здесь те же кривые построены для температуры 50 гр.С. Как видно гарантированные токи стали меньше (1,05 и 1,3) и как бы сместились влево.

Такие же отклонения, только вправо, происходят при снижении температуры. Условно это можно показать на Рис. 2.

Влияние температуры на характеристики автоматов 0,4 кВ

Рис.1 Характеристики модульного автомата при различной температуре (из каталога «System pro M compact», ABB)

Таким образом, при увеличении температуры возникает риск ложного отключения автомата от рабочих токов, или даже его термического повреждения, а при снижении — риск отказа защиты от перегрузки кабеля, если она выбрана по контрольной температуре.

Читайте так же:
Регулировка селектора коробки передач

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

расцепитель автоматического выключателя

1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

Читайте так же:
Nfs underground 2 как регулировать машины

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

характеристики автоматических выключателей

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

Читайте так же:
Схема регулировки тока для зарядки автомобильных аккумуляторов

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

Примечание:

  • Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
  • Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

4. Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uном. АВ Uном. сети

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

  1. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по мощности.
  2. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по сечению кабеля.
  3. С помощью следующей таблицы:

таблица выбора автомата по мощности и сечению кабеля

  1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector