С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.
Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.
Никогда не забывайте, что электричество - ваш друг, только с полной защитой на месте, и тренер работает, чтобы сопровождать вас во всех ваших проектах. Они оптимально отвечают растущим требованиям к открытым выключателям, особенно в отношении работы и мониторинга сетевых процессов, связанных с электронными системами управления. Из-за своего качества этот диапазон является эталоном во всем мире.
Международные стандарты и официальные утверждения
Все модели имеют одинаковую конструкцию, тот же режим работы и общий ассортимент аксессуаров. Термомагнитный разъединитель использует биметаллические и электромагнитные приводы. В случае короткого замыкания создается большое электромагнитное поле для запуска электромагнитного привода.
Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:
- Пожаров.
- Ударов человека током.
- Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности
Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.
Выполнение с помощью микропроцессорного или электронного управления осуществляется путем мониторинга фактического фактического значения тока. Он получается путем расчетов по пиковым токам, которые регистрируются микропроцессором. Прямой механизм отсечки - рабочая сила является результатом прямого соединения рычажного механизма с основными контактами. Независимое ручное включение осуществляется пружинами, но прерывание не зависит от них. Механизм прямого выключения является обязательным для разъединителей, аварийных выключателей, предохранительных концевых выключателей и предохранительных дверных замков.
Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
Автоматы на 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
Автоматы на 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.
Основными техническими характеристиками выключателей являются номинальный ток, номинальное напряжение, ток короткого замыкания и время отключения. Большинство мирян представляют черный, серый или синий ящик с рычагом в центре, который находится в коммутаторе дома в коридоре. И некоторые из них, с их ненавязчивым взглядом на электрическое оборудование, могли бы оснастить себя темнотой, пытаясь ввести этот элемент в действие, когда лампочка лопнула вечером, и вся их квартира была в полной темноте. Это было сделано в большинстве случаев, а если нет, то к нему должен был присоединиться квалифицированный рабочий.
Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.
Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.
Число полюсов
Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.
Несколько часов спустя он пришел на почту, а затем вся его работа продолжалась несколько мгновений, потому что это включало включение автоматического выключателя. Многие из нас задавались вопросом: «Не может ли это быть сделано дистанционно?» Но как только свет включался, и проблема была решена, большинство из нас отпустило ее.
Однако, если есть аналогичная проблема с отказом на входе в большой объект, такой как панельный дом, производственный цех или промышленное здание, ремонт уже не так прост. Вы не можете просто включить функцию безопасности, не обнаружив причины сбоя. Проверьте устройство и устраните причину. Это приводит к экономическим потерям из-за задержки, сбоя производства и т.д. поэтому были разработаны различные диагностические устройства, которые позволяют причину этих сбоев обнаруживать, оценивать и отключать только поврежденную часть оборудования, в то время как остальная часть оборудования восстанавливается.
Особенности автоматов с одним полюсом
Такие автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.
Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.
Можно утверждать, что это также может быть достигнуто за счет правильной селективности между отдельными запирающими элементами, так что выключатель, ближайший к точке отказа, отключается. Это верно, но в этом случае необходимо перезапустить предохранительное устройство после устранения неисправности, поэтому включите его.
В некоторых случаях это может вызвать проблемы, поскольку расстояние между неисправностью и автоматическим выключателем иногда значительно. Следовательно, это попытка оснастить выключатели дистанционным выключателем; вот как мы добираемся до достоинств вещи, то есть дистанционного управления элементами безопасности.
Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.
Свойства автоматов с двумя полюсами
В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.
В настоящее время автоматические выключатели используются не только для защиты от коротких замыканий или сверхтоков, но и для обеспечения многих других функций. Например, использование автоматического выключателя в качестве защиты от пониженного напряжения или в качестве защиты от перенапряжений в сочетании с реле перенапряжения. Автоматические выключатели также могут выполнять функцию главного выключателя с дистанционным отключением. В случаях, когда большое количество переключателей не требуется, они могут заменить контакторы.
Он монтируется на автоматических выключателях дополнительно либо в производстве, либо при сборке у заказчика. Пульт дистанционного управления, закоротивший короткое замыкание, имеет все основные производители выключателей в своем ассортименте. При разработке этих приводов были учтены несколько основных условий, характеризующих автоматические выключатели режима. Прежде всего, это был принцип модульности. Это означает не только возможность замены привода, но и принцип монтажа привода клиентом без необходимости специальных знаний или сборочных средств.
Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.
Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.
Это также принцип универсальности - приводы могут использоваться как для 3-полюсных, так и для 4-полюсных версий. Это также требование обеспечить максимальное время отсечки. Этого можно достичь только с помощью пружинной защелки. Однако благодаря специальной коробке передач ее можно включить до 100 мс. Он может работать как в локальном, так и в удаленном режимах. Локальный контроль доступен после того, как прозрачная крышка накопителя была сложена. Складывание автоматически блокирует цепи дистанционного управления.
Положение откидной крышки можно сигнализировать дистанционно. Под защитной крышкой находится предустановленный переключатель для автоматической работы привода. Электронные схемы возбуждения блокируют неправильные процессы управления, например, циклическое включение привода после перегрузки по току или вспомогательных версий. Привод можно заблокировать в выключенном положении автоматического выключателя до трех замков. Блокировка также может быть передана дистанционно.
Трехполюсные автоматы
В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.
Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.
Прозрачная защитная крышка - это уплотнение. Чтобы обеспечить питание важных схем, мощность часто используется из двух независимых источников. Для того, чтобы оба активных источника не выполнялись параллельно, на практике используются разные методы обеспечения безопасности.
Одним из наиболее часто используемых решений является использование автоматического выключателя с механической блокировкой. Однако, если необходимо подключить источник питания к нагрузке с помощью автоматического выключателя с механическим приводом с помощью автоматизации, этот метод блокировки является недостаточным.
К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.
Использование четырехполюсного автомата
Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.
Для этого требуется механическая блокировка другой конструкции. Это механический замок, предназначенный для предотвращения использования других аксессуаров, таких как привод для дистанционного управления. Заблокированные автоматические выключатели соединены двумя пучками. Механизм блокировки - это модульный аксессуар, который может быть настроен самим клиентом. Преимущество нового механизма блокировки - легкая настройка и возможность блокировки функции «блокировки».
Механическая блокировка на большем расстоянии
Варианты механической блокировки автоматических выключателей режима с боудином. Эксплуатационная практика также часто требует механической блокировки между двумя автоматическими выключателями, между которыми имеется большее расстояние, чем длина луков. До 5 ручных приводов с одним и тем же ключом блокировки можно доставить по заказу. Без блокировки привода в разомкнутом положении выключателя ключ нельзя выталкивать из замка. Таким образом, можно включить только одну из группы заблокированных автоматических выключателей.
Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.
Время-токовая характеристика
Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.
Механическая блокировка и автоматизация
В некоторых случаях необходимо параллельно переключаться между двумя независимыми цепями. Во время установки необходимо соблюдать расстояние между автоматическими выключателями и инструкциями по эксплуатации. В промышленной практике автоматическое переключение ресурсов часто используется в одной нагрузке. Чтобы не переводить два источника в нагрузку в любом случае, механическая блокировка часто используется в качестве предохранителя безопасности в случае отказа оператора. Автоматический выключатель также электрически соединен с автоматическим выключателем.
Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.
Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.
Современные защитные устройства очень чувствительны. Общие типы для цепей сокетов в жилых помещениях имеют заданную чувствительность 30 мА и работают в диапазоне от 15 мА до 30 мА от тока утечки. Основным принципом защиты тока является, как правило, подключение трансформатора. В нормальных рабочих условиях векторная сумма токов, протекающих через трансформатор, равна нулю, так как ток, текущий в схему, уравновешивает влияние тока, вытекающего из цепи. Результирующий магнитный поток в сердечнике трансформатора равен нулю.
В то время, когда часть тока отводится в другом месте, возникает разность токов между двумя проводами или вообще ненулевая сумма результирующего тока на нескольких проводниках. Этот дифференциальный ток затем детектируется автоматическим выключателем, и цепь отключается.
В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.
Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут.
Электрические автоматы с маркировкой «В»
Электрические автоматы со свойством, обозначенным буквой «В», способны отключаться за 5 – 20 с. При этом значение тока составляет до 5 номинальных значений тока. Такие модели автоматов используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.
В большинстве домохозяйств существующие средства защиты по-прежнему используются довольно ограниченно, только для некоторых схем, в качестве дополнения к стандартным выключателям. Однако в новых установках использование прокладок является обязательным для подключения ванных комнат и для цепей розетки оборудованием, используемым вне здания. Как правило, поэтому для различных косилок, небольших строительных машин, насосов. Блок питания также должен быть оснащен подвижными распределительными щитами.
Автоматический выключатель представляет собой электрическое устройство, которое автоматически отключает электрическую цепь в случае чрезмерного электрического тока и, таким образом, защищает ее от повреждений. В ограниченной степени он защищает электрические устройства и, наконец, людей или животных.
Свойства автоматов с маркировкой «С»
Автоматические выключатели с этой маркировкой могут выключиться за время в интервале 1 – 10 с, при 10 кратной токовой нагрузке. Такие модели применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.
Значение маркировки « D» на автомате
С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.
Автоматический выключатель обеспечивает эти основные функции в электрической цепи. Автоматический автоматический прерыватель цепи автоматический автоматический выключатель автоматического выключателя автоматического выключателя цепи является только выключателем и не предназначен в первую очередь для выключения и включения цепи. Характерными значениями автоматического выключателя являются.
Для некоторого использования существуют стандартизованные характеристики автоматического выключателя. Контактор - это устройство для переключения или отключения электрического соединения. Контакторы используются в цепях управления, например, в качестве управляющих контакторов для средней мощности. Более мощные устройства, такие как двигатели, питаются от силовых контакторов.
Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D».
Номинальный ток
Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.
Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.
Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим
При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.
Режим перегрузки
Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.
Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.
Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.
Режим короткого замыкания
При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.
Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.
Электрические автоматы защиты, они же автоматические выключатели, необходимы для предохранения электросети от перегрузок и короткого замыкания. Они помогают избежать чрезмерной нагрузки на электросеть , если к ней подключен мощный электроприбор или несколько электроприборов с высокой суммарной мощностью.
Автоматические выключатели не дают электропроводке перегреться и, соответственно, предотвращают выход из строя проводников, электроприборов, возгорание и пожар.
Состав автоматов защиты. Типы расцепителей
Современные электрические автоматические выключатели в большинстве своём состоят из теплового и электромагнитного расцепителей, которые и обеспечивают их работу. Давайте остановимся на этом поподробнее.
Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид: катушку со стальным сердечником, обмотанную несколькими витками изолированного проводника. Как мы знаем из школьного курса, электрический ток при прохождении по катушке возбуждает электромагнитное поле вокруг нее. Как только он превышает заданное значение, сердечник втягивается внутрь, и выключатель срабатывает . Если значение оказывается меньше номинальной силы электромагнитного поля, расцепление цепи не происходит, и прибор остается включенным.
Тепловой расцепитель имеет другой состав и принцип действия. По сути, он представляет собой биметаллическую пластину, стороны которой имеют разные коэффициенты температурного расширения (обычно используют сплавы железа и меди).
Снова обратимся к курсу школьной физики : ток, проходя по проводнику, вызывает его нагрев. Т.к. коэффициент температурного расширения для разных сторон пластины разный, то при достижении номинального тока она выгнется в сторону металла с меньшим значением коэффициента (медно-железная пластина изогнётся в сторону меди), толкнет специальный рычаг и тем самым разрывает цепь.
Также нельзя не упомянуть полупроводниковые расцепители, хотя используются они в быту редко. Их применяют в защитном выключателе электропроводки частного дома или на линии мощного электродвигателя. Величину тока в них распознают трансформаторы - для сети переменного, - или дроссельные усилители, если аппарат установлен на линии постоянного тока. Расцепление производит блок полупроводниковых реле. Но, как уже упоминалось, встречаются они редко.
Помимо вышеперечисленных, есть минимальные и дистанционные расцепители, но они более дорогие в сравнении с остальными.
Наиболее оптимальным для работы автоматического выключателя является сочетание электромагнитного и теплового расцепителей.
Устройство электрического автомата защиты
В верхней части прибора располагается защищенный от короткого замыкания контакт. Дело в том, что при коротком замыкании в проводнике возникает электрический ток большого номинала, и могут обгореть контакты. Для их защиты используется специальный сплав металлов, а также камера для сброса плазмы
, которая образуется вследствие короткого замыкания на конце проводника.
В более дешевых автоматических устройствах используются сплавы, выдерживающие около 4500 A, в более дорогих - сплавы, выдерживающие ток короткого замыкания 6500. Именно по причине разницы в сплавах бока дешевых автоматов желтеют с течением времени. Определить установку по току у прибора можно благодаря обозначению в рамке снаружи на корпусе.
Каждый автомат рассчитан на определенное количество коротких замыканий, и использовать их для включения и выключения нагрузки слишком часто не рекомендуется.
Современные электрические автоматические выключатели содержат две ступени защиты: после защищенного контакта в современных автоматах располагаются электромагнитный размыкатель, а за ним тепловой.
За тепловым размыкателем следует контакт для подключения нагрузки. К данному контакту разрешено подключать только по одному проводнику в отверстие , в то время как в верхний (защищенный) контакт разрешено подсоединять не более двух.
Обозначения на электрических автоматах защиты
Выключатели различаются между собой по максимально-токовой нагрузке, которую они могут выдержать, и типу подключаемой нагрузки. Разумеется, очень важно заранее определить, какой именно тип вам нужен.
Сделать это можно по буквенным и цифровым значениям на корпусе. Давайте разберемся в их значении.
Возьмём, к примеру, маркировку «С16». Она означает, что данное устройство пропускает номинальный ток (Iн) работы автоматы 16 А (Ампер). Теперь давайте попробуем разобраться с буквенным обозначением по следующей таблице:
Тепловой расцепитель (> 0.1 сек.) | ||||
Электромагнитный расцепитель (< 0.1 сек.) |
Обозначение на электрическом автомате защиты «С16» означает, что при достижении показателя, равного 16 * 10 = 160 А, сработает электромагнитный расцепитель за время < 0,1 секунды. Если же ток в проводнике достигнет значения, численно равного 3 * 16 = 48 А, и продержится больше 0.1 секунды, то сработает тепловой расцепитель.
Характеристики автоматов защиты
Российские производители изготавливают выключатели с характеристиками B, C и D, европейские имеют дополнительную характеристику «А».
Выключатели с обозначением «А» предназначены для установки в цепях удаленной нагрузки и для подключения электроники (например, в серверной). Такой прибор работает как предохранитель, он наиболее чувствителен к перепадам тока. Он ставится в загородных деревянных домах на оборудование, которое остается включенным во время длительного отсутствия хозяев.
Выключатели с обозначением «В» предназначены для установки в деревянном строительстве на дачах для всего остального оборудования (помимо тех, где установлены автоматы с характеристикой «А»). Кроме того, их используют для электропечей, обогревателей, устанавливают на розетки.
Автоматические выключатели с обозначением «С» необходимы тем, где нагрузка смешанная: в квартирах и домах с постоянным проживанием или дачах из негорючих материалов. Их используют для трансформаторов и цепей освещения, там, где используется бытовая техника типа холодильников, посудомоечных машин и так далее. Это наиболее распространённый тип выключателей .
Приборы с обозначением «D» слабо чувствительны к перепадам тока и поэтому предназначены для установки на производствах с мощными электродвигателями : токарные станки, фреза, для компрессоров, сварочных агрегатов и т.д.
Дополнительно есть приборы с характеристиками MA (где отсутствует тепловой расцепитель), Z и К, но их используют куда реже, поэтому рассматривать их подробно мы не будем.
