Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель автоматический номинальные токи тепловых расцепителей

Тепловая защита автоматического выключателя

Разновидности электрических автоматических выключателей

Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.

Функции автоматического выключателя

Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:

  • Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
  • Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
  • Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).

Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Защита автомата при разных перегрузках

Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.

Механизмы автоматического выключателя

Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.

Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов – это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.

Явления, вызываемые сверхтоками

Протекание экстремальной силы тока вызывает следующие неблагоприятные явления:

  1. Тепловой перегрев повреждает изоляцию проводников и рабочие компоненты, становится причиной возгораний. Развитие этого явления блокируется установкой аппарата защитыпо току с быстродействием ≤ 0,005 с.
  2. Электродинамическая сила деформирует и разрушает токопроводящие компоненты, вызывая поломку коммутационного аппарата. Способом борьбы является подбор комплектующих с повышенной электродинамической стойкостью и правильная компоновка деталей, исключающая взаимное ЭМ-влияние.
  3. Магнитное поле отрицательно влияет на работу измерительных приборов, компьютеров и прочей прецизионной техники. Воздействие поля минимизируется применением экранов из магнито-мягких сплавов (пермаллой, феррит).
Читайте так же:
Уксусная кислота проводит тепло ток или нет

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.

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.

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.

От чего должен защищать автомат?

В первую очередь автомат предназначен для защиты проводки от возгорания и разрушения. Электроприборы, как правило, автомат не защищает, не защищает и человека от удара током — эту функцию выполняет дифференциальный выключатель (УЗО в народе) или дифференциальный автомат (совмещает в себе УЗО и защитный автомат). Так вот, раз защищает проводку, значит номинал не должен быть завышен для исключения лишних срабатываний — если проводке угрожает возгорание или разрушение, ни о каком запасе по мощности не должно быть и речи! Простая мудрость: если хочешь надежную защиту и минимум срабатываний — увеличь сечение токопроводящих жил проводов, в разумных пределах естественно.

Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.

Узлы и механизмы автоматического выключателя

Конструкция автомата предусматривает применение многих механизмов и узлов, среди которых:

  • • контактная система,
  • • система расцепителей,
  • • система дугогашения,
  • • система управления,
  • • механизм свободного расцепления.

Контактная система — это неподвижные контакты установленные в корпус и подвижные контакты на оси (одинарный разрыв).
Система дугогашения — это дугогасительная камера со стальной решеткой или фибровые пластины (искрогаситель). Устанавливаются отдельно для каждого полюса автоматического выключателя.
Механизм свободного расцепления — шарнирный механизм с 3 или 4 звеньями. Выполняет отключение контактов при ручном и автоматическом управлении.
Расцепитель тока с электромагнитом — это якорный электромагнит срабатывающий при коротком замыкании. Существуют электромагнитные расцепители с системой гидравлического замедления, которые обеспечивают защиту от перегрузочных токов.
Расцепитель тепловой — это биметаллическая пластина с тепловой характеристикой. Когда ток перегрузки деформирует пластину, она создает усилие необходимое для отключения автомата.
Расцепитель на основе полупроводников — это прибор содержащий измерительный элемент, полупроводниковые реле и электромагнит на выходе, который связан с механизмом свободного расцепления.
Комбинированные расцепители — это сочетание нескольких систем защиты. Например, тепловые и электромагнитные.

Автоматические выключатели могут снабжаться многими другими устройствами и приспособлениями, которые помогают сконцентрировать в одном устройстве максимальное количество функций и характеристик. Все эти устройства ориентированы на удобное использование прибора с исключением дополнительных действий и операций по защите и коммутации электрической системы.
Особые конструкции автоматических выключателей, таких как автоматы с минимальным или независисмым расцепителем позволяют обеспечить дистанционное выключение. Применение специальных устройств замковой фиксации положения рукоятки обеспечивают дополнительную защиту персонала при выполнении ремонтных или регламентных работ. А сигнализация положения контактов автомата упрощает контроль рабочего режима электрической системы.
Поэтому, применение автоматических выключателей должно быть предварительно взвешенным и тщательно обдуманным. Это гарантирует максимальную функциональность электрических систем и обеспечит их надежную защиту.

Технические характеристики выключателей ИЭК ВА47-29

Назначение и область применения

Автоматические выключатели для защиты от сверх-токов ВА47-29 товарного знака IEK® предназначены для работы в однофазных или трехфазных электрических сетях переменного тока номинальным линейным напряжением не более 400 В частотой 50 Гц. Выключатели соответствуют ГОСТ Р 50345.

Читайте так же:
Регулятор тока теплого пола

Выключатели выполняют функции автоматического отключения электроустановки при появлении сверх-токов (перегрузки или короткого замыкания) и оперативного управления участками электрических цепей.

Основная область применения выключателей:
— распределительные щиты (РЩ);
— групповые щитки (квартирные и этажные);
— отдельные потребители электроэнергии.

Структура условного обозначения выключателей:

Основные характеристики

Наименование параметраЗначение
Число полюсов1 + 4
Наличие защиты от сверх-токов в полюсахво всех полюсах
Номинальное рабочее напряжение переменного тока Ue, ВОднополюсные230/400
2-,3-, 4-полюсные400
Номинальное рабочее напряжение постоянного тока на 1 полюс, не более, В48
Номинальная частота сети, Гц50
Номинальный ток In, А0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3;4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63
Номинальная отключающая способность Icn, А4500
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение Uimp, В4000
Характеристика срабатывания от сверх-токов, типВ, С, D
Время-токовые рабочие характеристики при контрольной температуре калибровки 30 °С (см. рисунки 1,2,3 Приложения 1)Тепловой расцепитель1,13 In: tcp 32А) -расцепление
Электромагнитный расцепительВ3 In tap

Характеристика срабатывания от сверх-токов, типДиапазон
Вот 3 In до 5 In включительно
Сот 5 In до 10 In включительно
Dот 10 In до 15 In включительно

Время-токовые характеристики выключателей приведены на рисунках

Изменение характеристики расцепления выключателей

Изменение характеристики расцепления выключателей зависит от двух основных факторов количества параллельно размещенных (рядом друг с другом) выключателей и температуры окружающего воздуха.

При расчете тока не отключения для параллельно размещенных выключателей в зависимости от их количества (N) и температуры окружающего воздуха (t°C) вводятся поправочные коэффициенты:
— Кn — коэффициент, учитывающий количество параллельно размещенных выключателей, определяется по графику, приведенному на рисунке
— Kt — коэффициент, учитывающий температуру окружающего воздуха, определяется по графику, приведенному на рисунке

Ток не отключения (Iне откл) для параллельно размещенных выключателей в зависимости от их количества и температуры окружающего воздуха определяется по формуле:

Iнеоткл=1,13 In Кn Kt,

где 1,13ln — условный ток не расцепления выключателя, равный 1,13 его номинального тока (указанного в маркировке выключателя) при температуре настройки тепловых расцепителей 30 °С (по ГОСТ 50345).

Габаритные и установочные размеры выключателя приведены на рисунке. Применение выключателей в распределительных устройствах жилых и общественных зданий, а также в индивидуальных домах и коттеджах регламентируется ГОСТ 32396. Применения выключателей в квартирных и этажных щитках в электроустановках с системами заземления TN-S, TN-C-S, TN-C регламентируется ГОСТ 32395.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж, подключение и пуск в эксплуатацию выключателей должны осуществляться только квалифицированным электротехническим персоналом.

Выключатели устанавливают в электрощитах со степенью защиты не ниже IP30 по ГОСТ 14254 на монтажной рейке шириной 35 мм (DIN-рейке).

Контактные винтовые зажимы выключателей со стороны подключения к сети допускают присоединение медных или алюминиевых проводников сечением не более 25 мм 2 или соединительных шин типа PIN (штырь), а также соединительных шин типа FORK (вилка). Контактные винтовые зажимы выключателей со стороны подключения нагрузки допускают присоединение медных или алюминиевых проводников сечением не более 25 мм 2 .

После монтажа и проверки правильности его выполнения на выключатель подают напряжение электрической сети и включают его переводом рукоятки управления в положение «ВКЛ».

Коммутационное положение выключателя указано на рукоятке управления символами: «ОТКЛ» — отключенное положение; «ВКЛ» -включенное положение.

Выключатели не требуют специального обслуживания в процессе эксплуатации. Рекомендуется один раз в 6 месяцев подтягивать контактные винтовые зажимы, давление которых со временем ослабевает из-за циклических изменений температуры окружающей среды и пластической деформации металла зажимаемых проводников.

При нормальном функционировании по истечении срока службы, изделие не представляет опасности в дальнейшей эксплуатации.

Условия эксплуатации:

— диапазон рабочих температур — от минус 40 °С до плюс 50 °С;
— высота над уровнем моря — не более 2000 м;
— относительная влажность воздуха — 80% при плюс 25 °С;
— рабочее положение — вертикальное с возможным отклонением на 90;
— группа механического исполнения М4 по ГОСТ 17516.1.

Выключатели допускают подвод напряжения от источника питания как со стороны выводов 1, 3, 5, 7 так и со стороны выводов 2, 4, 6, 8.

Выключатели являются не ремонтируемыми изделиями и при выходе из строя подлежат замене.


На рисунках 1,2,3: пунктирная линия — верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током ln

Автоматический выключатель (бытовой)

При эксплуатации электрических цепей, бытовых приборов и электроинструментов возможны нештатные ситуации, представляющие угрозу для электрооборудования. В общем случае они приводят к:

  • сверхтокам (по ГОСТ Р 50345-99 – это любой ток превышающийноминальный), которые по характеру воздействия разделяют на:
    • мгновенно возникающие токи, многократно превышающих номинальные (короткое замыкание)
    • длительное превышение номинальных значений тока, ведущее к перегреву элементов цепи
  • токам утечек вследствие нарушения изоляции

Для борьбы с последней угрозой применяются УЗО и дифференциальные автоматы , а с двумя проблемами из первого пункта эффективно справляются бытовые выключатели автоматические (ВА). К бытовым выключателям не относят изделия, предназначенные для пуска двигателей, а также выключатели, конструкция которых позволяет самостоятельно менять токовые уставки. Далее приводится техническая информация именно о таких устройствах.

Принцип действия автоматического выключателя

Автоматические выключатели (ВА) представляют собой комбинацию теплового и электромагнитного расцепителей, работающих по логической схеме «или». В случае превышения током нагрузки номинального значения один из расцепителей сработает и выключит автомат. Время аномального состояния сети – время срабатывания зависит от того, насколько ток нагрузки превысил уставку, которая в свою очередь зависит от типа автомата.

Функцию мгновенного отключения (отсечки) выполняет электромагнитный расцепитель, он представляет обычную катушку, через которую проходит ток защищаемой сети. При достижении значения уставки сердечник втягивается и размыкает цепь. Защита от длительной перегрузки обеспечивается тепловым реле (биметаллическая пластина-размыкатель). Увеличение тока приводит ее нагреву, пластина сгибается и также разъединяет цепь. Зависимость времени срабатывания от соотношения тока нагрузки и номинального тока называется время-токовой характеристикой выключателя.

Время-токовая характеристика автоматических выключателей

На рисунке показана типичная характеристика время-ток автоматического выключателя, в качестве образца взят автомат ВА47-63 типа С (диапазон токов расцепления от 5 до 10 номинальных значений тока In). По оси ординат отмечено время срабатывания, по оси абсцисс отношение тока через автомат I к его номинальному току In. Верхняя кривая отражает поведение «холодного» автомата, нижняя – автомат с «горячим» тепловым расцепителем.

Величина I/In имеет четыре важных значения: 1,13; 2,55; 5 и 10. Их наименование и определение будет дано в разделе стандарты.

Рис.1 Время-токовая характеристика автоматического выключателя типа С

Из графика видно, что при токах меньших, чем 1,13 номинала автомат не должен срабатывать сколь угодно долгое время, в зоне больших токов вплоть до нижней границы мгновенного расцепления работает тепловой расцепитель. В этом диапазоне есть две контрольных точки, – если ток нагрузки достиг 1,45In, то ВА должен отключаться в течение часа* (см. табл.1), при токах от 2,55In до 5 номиналов «холодный» автомат разомкнет сеть менее чем за 60 секунд. При достижении током нагрузки значения 5In – нижней границы диапазона «С» «горячий» выключатель не должен находиться во включенном состоянии более 0,1 с., после верхней границы диапазона «С» – 10In электромагнитный расцепитель должен гарантированно отключать автомат меньше чем за пять сотых секунды.

Участок слева от вертикального переходного участка считается зоной «ответственности» теплового расцепителя, участок справа – зона работы электромагнитного расцепителя.

Стандарты

В соответствие с общепринятой международной терминологией (МЭК МЭС 441-14-20) к автоматическим выключателям относят механические устройства, которые могут включать и проводить ток, отключать его в нормальном режиме, а также отключать ток мгновенно, или в заданное время при отклонении его значения от номинального.

В Российской федерации основным документом технического регулирования в отношении автоматических выключателей служит ГОСТ Р 50345-99, а также его дополненный вариант ГОСТР 50345-2010. В них изложены технические условия, классификация и методы проверки устройств бытового и аналогичного применения. Действие нормативов распространяется на воздушные автоматические выключатели переменного тока частотой 50 или 60 Гц и номинальным напряжением не более 440В, номинальным током до 125 А и с номинальной отключающей способностью не выше 25000 А.

Стандартом зафиксированы следующие ключевые значения, играющие важную роль в характеристиках ВА:

Классификация по автоматических выключателей по ГОСТ Р 50345-99:

  • по числу полюсов (от одного до четырех полюсов);
  • исполнение (закрытое – открытое);
  • по способу монтажа (панельно-щитовой, утопленный, настенный);
  • по виду подключения (механическое крепление, втычной тип);
  • по величине тока мгновенного расцепления, типы: В, С или D.

Маркировка должна наноситься способом, обеспечивающим ее стойкость и должна включать данные о производителе, обозначение, серийный номер или номер в каталоге. Кроме этого на выключателе указываются электрические параметры: номинальное напряжение, тип мгновенного расцепления и номинальный ток, номинальная частота (Гц) и номинальная отключающая способность (А).

Отметим, что стандарт ГОСТР 50345-2010 вступил в действие в 2012г и маркировка производителей может от него отличаться. Например, маркировка автоматических выключателей серии ВА завода Контактор имеет следующий вид:

Устройство автоматического выключателя

Конструкция автоматического выключателя состоит из электрических и механических узлов, которые могут отличаться в различных модификациях. В связи с этим предлагаемая фотография может дать только общее представление о ней. В общем случае в устройстве автоматического выключателя, его конструкции, можно выделить узлы: корпус, механизм управления (механика), расцепители, дугогасители, узел коммутации (подвижные и неподвижные контакты) и расцепители.

Главное требование к узлу коммутации – конструкция должна обеспечивать практически одновременное включение и выключение всех полюсов, кроме нейтрального (он должен «отставать» при выключении и опережать при включении).

По стандарту ГОСТ Р 50345-2010 современный автоматический выключатель должен иметь механизм свободного расцепления, т.е. механика не включит автомат, если при включении сработали расцепители. Контакты останутся разомкнутыми до тех пор, пока спусковой механизм не будет взведен переводом в положение «выключено».

Также конструкция современного автоматического выключателя предусматривает подключение дополнительных устройств: вспомогательных и сигнальных контактов, независимого расцепителя, расцепителя минимального напряжения, моторного привода.

Главным требованием к конструкции по ГОСТ Р 50345-2010 остаются ее надежность, безопасность для потребителя и окружающей среды при соблюдении правил эксплуатации.

Характеристики автоматических выключателей

К характеристикам ВА по ГОСТ Р 50345-99 относятся следующие показатели:

Стандартные значения этих величин уже приводились в предыдущих разделах, и большинство из них указывается в маркировке выключателя. Для примера приведена таблица с техническими характеристиками автоматического выключателя ВА04-31Про одного из крупнейших российских производителей.

Помимо этого в документации производитель приводит следующие дополнительные характеристики автоматических выключателей:

  • таблицы зависимости номинального тока от температуры
  • номинального тока и напряжения от высоты над уровнем моря
  • ток отсечки
  • потребляемую мощность на один полюс.

Применение выключателей автоматических (бытовых)

Выключатели автоматические бытовые, соответствующие требованиям стандарта ГОСТР 50345-2010 применяют для защиты от коротких замыканий и перегрузок сетей освещения, и электроснабжения жилых и общественных сооружений. Также автоматы этого типа эффективно защищают электрооборудование, электроинструменты и бытовую технику. Своевременное отключение питания позволяет избежать серьезных поломок и опасных последствий в виде возгораний, пожаров и т.д.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — контактный коммутационный аппарат, способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного времени и отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как короткое замыкание .

  1. История изобретения
  2. Роль в электрической цепи
  3. Классификация
  4. Классификация по ГОСТ
  5. Селективный автоматический выключатель
  6. Устройство
  7. Расцепители
  8. Отключение
  9. Характеристики
  10. Ток мгновенного расцепления
  11. Испытание автоматических выключателей
  12. Варианты исполнения
  13. Модульный автоматический выключатель
  14. Примечания

История изобретения

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie в 1924 году.

Роль в электрической цепи

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от сверхтока. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования.

Классификация

Классификация по ГОСТ

ГОСТ 9098-78 устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей:

  • По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока. Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи для главных цепей выключателя выбирают из ряда: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1 000; 1 600; 2 500; 2000; 4 000; 6 300 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей выключателей: 1 500; 3 000; 3 200 А. Номинальные токи максимальных расцепителей тока выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Допускаются номинальные токи максимальных расцепителей тока: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1 200; 1 500; 2000; 3 000; 3 200 А
  • По конструкции: воздушный автоматический выключатель (англ. Air Circuit Breaker, сокращенно АСВ) от 800 А до 6 300 А, выключатель в литом корпусе (с англ. — «МССВ») от 10 А до 2500 А, модульные автоматические выключатели (с англ. — «МСВ») от 0,5 А до 125 А.
  • По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трёхполюсные; четырёхполюсные.
  • Поналичию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.
  • По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.
  • По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.
  • По наличию свободных контактов («блок-контактов») для вторичных цепей: с контактами; без контактов.
  • По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние — с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).
  • По виду установки: выкатные с втычными контактами; стационарные.
  • По виду исполнения отсечки: селективные, неселективные.
  • По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.
  • По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки (в соответствии с требованиями ГОСТ 14255).

Селективный автоматический выключатель

В стандартах СССР и России селективные автоматические выключатели — это автоматические выключатели с выдержкой времени (0,25—0,6 с) при отсечке (см. статью «Токовая отсечка»). Такие выключатели, в сочетании с выключателями с мгновенной отсечкой на нижней ступени, позволяют строить селективное срабатывание при к. з.

Селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker) в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 также имеют функцию селективности, но осуществляют её другим способом.

Устройство

Автоматические выключатели бывают одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главную контактную систему, дугогасительную систему, привод расцепляющего устройства, расцепитель (расцепители), вспомогательные контакты (необязательно).

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и одноступенчатой (при использовании металлокерамики).

Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства — щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой — применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1 000—10 000 А.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении.

Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и т. п.).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями.

Расцепители

Расцепители — это электромагнитные, электронные, микропроцессорные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при КЗ, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи (непосредственно: электромагнитные и термобиметаллические элементы; либо косвенно через отдельный независимый электромагнитный расцепитель: электронные и микропроцессорные).

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для мгновенного отключения автоматического выключателя (вне зависимости от положения органа включения: невозможность удержания автоматического выключателя во включённом положении при срабатывании расцепителя), а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

  • Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы (классы) A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя). В автоматических выключателях на большие токи начиная с 1970-х годов стали применять электронные расцепители (например отечественные автоматические выключатели серии «Электрон», некоторые типы автоматов серий А-37, ВА), а в последнее время и микропроцессорные расцепители (микропроцессорные блоки защиты).
  • Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (время-токовая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от тока уставки теплового расцепителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. В автоматическом выключателе она выполняет роль теплового расцепителя. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. Биметаллическая пластина включена в цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания электрическим током пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя.

Отключение

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector