Принцип работы автомата защиты сети: Устройство и принцип работы автоматического выключателя | Полезные статьи

Принцип работы автоматического выключателя. Как работает автоматический выключатель

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Как работает автоматический выключатель?

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида.

После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.

В аварийных режимах автоматический выключатель отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной.

При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Как работает автомат в режиме перегрузки

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.

Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время.

Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.

Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении электродвигателей которые имеют большие пусковые токи).

Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.

На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.

Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.

В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Как работает автомат в режиме короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.

Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при коротком замыкании в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.

Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.

В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.

Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.

Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.

Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.

В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.

Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Вот таков принцип работы автоматического выключателя в условиях различных аварийных ситуаций.

Если отключение автоматического выключателя стало для вас постоянной проблемой, не пытайтесь решить ее установкой автомата с большим номинальным током.

Автоматы устанавливаются с учетом сечения вашей проводки, и, значит, больший ток в вашей сети просто не допускается. Найти решение проблемы можно только после полного обследования системы электроснабжения вашего жилища профессионалами.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья – поделись с друзьями!

 

Автоматический выключатель: назначение, устройство, применение

При нарушении правил безопасного использования электрического тока могут наступить очень серьёзные последствия. Возникновение пожара в результате короткого замыкания может привести не только к материальным потерям, но и человеческим жертвам. Чтобы максимально обезопасить объект, в котором имеются проводники под высоким напряжением, применяется автоматический выключатель. Такой автомат защиты или дифференциальный автомат  должен быть установлен в любом жилом доме, а также на производственных объектах.

Устройство автоматического выключателя

Вне зависимости от типа и мощности автоматического выключателя, такие изделия будут состоять из следующих элементов:

Корпус

Корпус дифавтомата изготавливается из прочного пластика, который устойчив к высокой температуре. Также внешняя оболочка этого изделия не должна проводить электрический ток, даже в небольшом количестве.

Электромагнитный расцепитель

Этот элемент выключателя представляет собой электромагнит, обмотка которого выполнена из медной проволоки большого диаметра. Электромагнит имеет также подвижную часть, которая соединена с механическим выключателем. Принцип работы автомата оснащённого катушкой заключается в том, что при возникновении в сети большой силы тока, магнитное поле катушки возрастает многократно, в результате чего перемещается её подвижная часть. Толкатель нажимает на механические контакты и разъединяет их.

Тепловой расцепитель

Этот механизм выключения также соединяется с основным механическим выключателем тока, но принцип действия его отличается от электромагнитного расцепителя. Разъединение контактов осуществляется в результате нагрева биметаллической пластины в результате возникновения силы тока, которая незначительно превышает максимально возможные параметры этого значения.
Выше были перечислены основные элементы такого типа выключателей, но если разобрать изделие, то можно обнаружить несколько деталей, которые также необходимы для функционирования автоматического выключателя. Среди второстепенных, но не менее важных составляющих механизма дифавтомата можно назвать следующие:

• Гибкий проводник.
• Рычаг управления.
• Контакты крепления проводов.
• Дугогасительная камера.
• Подвижный силовой контакт.
• Неподвижный силовой контакт.

 

Автомат защиты только в том случае будет служить длительное время без каких-либо нареканий, если все его элементы были изготовлены из качественных материалов. Также очень важно качество сборки, ведь даже небольшие отклонения от заданных параметров, могут стать причиной выхода устройства из строя. Чтобы максимально обезопасить себя от приобретения некачественной продукции, следует отдавать предпочтение изделиям известных производителей электротехнической продукции.

Устройство автоматического выключателя видео:

Принцип работы автоматического выключателя

Для того чтобы электрический ток прошёл свободно через выключатель достаточно поднять рычаг управления вверх. В этом случае неподвижный и подвижный контакты соединятся и ток через катушку, биметаллическую пластину и гибкий проводник поступит к потребителям.
При возникновении короткого замыкания в катушке, принцип работы выключателя заключается в том, что мгновенно образуется магнитное поле, которое выталкивает рычаг, который размыкает рабочие контакты. Точно так же срабатывает защита, когда возникает перенапряжение в сети. При повышении напряжения выше номинала, ток в цепи увеличивается, что и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.
Совершенно иначе работает биметаллическая пластина, которая включена в цепь выключателя последовательно с катушкой. Ток в сети, на которую не рассчитан выключатель, срабатывает в результате изгибания тонкого биметалла. Такой элемент соединён с рычагом катушки, поэтому при возникновении достаточного усилия, контакты автоматического предохранителя также мгновенно размыкаются. Защита перенапряжения осуществляется в тот момент, когда в электрической сети появилось повышенное напряжение или были включены потребители, суммарная мощность которых превышает разрешённое потребление тока на данном участке. Такой автомат защиты сети срабатывает не сразу, а спустя некоторое время. Диапазон момента включения теплового расширителя довольно велик. В зависимости от нагрузки прибор может отключиться через несколько секунд, но при незначительном превышении тока безостановочная работа электроприборов может продолжаться до 1 часа.

Принцип работы автоматического выключателя видео смотрите ниже:

Виды автоматических выключателей

Автоматический выключатель определённой модели устанавливается в зависимости от характеристик электрического тока в сети, в которой он установлен. Наиболее часто такие изделия разделяются на следующие виды:

• Универсальные.
• Постоянного тока.
• Переменного тока.

Устройствами, работа которых предполагается только в сети переменного тока оснащаются объекты, подключаемые к бытовой сети 220 В.  Автоматический выключатель может применятся и как автомат защиты электрического двигателя. Универсальные устройства могут без каких-либо ограничений использоваться для установки, как в постоянной, так и переменной электрических сетях.

Устройство защиты от токовых нагрузок может быть рассчитано на работу при различных показателях напряжения. Наиболее часто такие устройства разделяются на выключатели 220 и 380 Вольт.

Не менее важным параметром таких устройств является время срабатывания. Этот параметр автоматического выключателя называется селективностью. Различают автоматы быстродействующие, нормальные, а также селективные устройства. Такие приборы могут работать с задержкой времени срабатывания или без неё.

Типы автоматических выключателей

Автомат защиты электрической сети может быть различного типа отключения. Для установки как в сетях с переменным напряжением, так и для защиты электродвигателя применяются следующие разновидности таких устройств:
1. Тип «А».

Такие устройства идеально подходят для установки в электрической сети большой протяжённости. Мгновенное размыкание контактов в выключателях этого типа происходит при двукратном превышении номинального тока.
2. Тип «В».

Используются, в основном, для установки в цепях, питающих приборы освещения. Срабатывают при 3-х кратном превышении тока.
3. Тип «С».

Автоматический выключатель этого типа, как правило, устанавливаются в электрических сетях с относительно небольшим электропотреблением. Такое устройство может быть особенно эффективно использовано, как автомат защиты электрического двигателя или трансформатора.
4. Тип «D».

Применяются  как автомат защиты двигателя высокой мощности. Выключатель этого типа отлично справляется с индуктивной нагрузкой, возникающей в момент, когда мотор, двигатель или иное устройство, оснащённое катушкой, включается в электрическую сеть. Срабатывание выключателя происходит при десятикратном превышении номинального тока.
Некоторые производители автоматических выключателей занимаются выпуском устройств «К» и «Z» типов. Такие изделия часто не совпадают между собой по многим характеристикам, поэтому основные параметры выключателей таких моделей, необходимо уточнять при покупке.

Где применяются дифавтоматы

Область применения выключателя электрического автоматического, электрический ток которого ограничен определёнными пределами, очень широка. Для электрических сетей, сеть которых опутала практически весь земной шар, такое решение предохранения от коротких замыканий является наиболее дешёвым. Практически в каждом жилом доме дифференциальный автомат устанавливается перед прибором учёта потребления электрического тока.

Автомат защиты сети в цепи электрического двигателя позволяет не только предотвратить оплавление элементов при возникновении короткого замыкания, но и предохранить дорогостоящий агрегат от чрезмерных нагрузок.
Защита перенапряжения в портативных генераторах тока также позволяет предотвратить оплавление обмотки такого устройства при коротких замыканиях и при подключении потребителей, мощность которых слишком велика.

Заключение

Автомат защиты электрической сети в отличие от устаревших плавких предохранителей позволяет мгновенно восстановить движение электрического тока по проводнику, после устранения причины срабатывания механизма. Также основное достоинство работы таких устройств заключается в надёжности и высокой чувствительности основных рабочих элементов. При необходимости в электрическую сеть могут быть установлены несколько дифавтоматов. Защита, когда возникает перенапряжение, состоящая из 2 и более устройств позволяет отключить только небольшой участок электрической проводки, где произошло превышение максимального значения электрических параметров.

Автомат защиты от короткого замыкания. Принцип работы автоматического выключателя

Несмотря на многообразие типов автоматических выключателей (автоматов), многие работают по схожим принципам и построены на базе стандартного набора функциональных элементов. В связи с широким применением автоматов модульного типа (особенно, в бытовых и низковольтных электросетях), изучать работу автоматического выключателя резонно на их примере. В качестве подопытного образца будет выступать недорогого однополюсный автомат марки ДЭК типа ВА-101-1 C3.

Автомат модульного типа внешне представляет собой стандартизированный по габаритам аппарат в пластмассовом корпусе, имеющий две или более входных клемм (в зависимости от количества полюсов) для подключения питания с одной стороны (обычно, сверху) и подсоединения нагрузки с другой (снизу). На передней панели автомата находится рычаг управления, с помощью которого осуществляется включение и отключение автомата (нагрузки) вручную. По бокам корпуса имеются технологические отверстия для установки дополнительных устройств, например, контактов состояния автомата, независимого расцепителя и некоторых других. Сверху автомат имеет отверстия для доступа к регулировочному винту теплового расцепителя и выхода продуктов горения дугового разряда. Монтаж (крепление) модульного автомата в электрошкафу осуществляется на так называемую DIN-рейку – металлический или пластмассовый профиль определенной формы.

Крепление автомата на DIN-Рейку и снятие в неё.

Окна для подсоединений дополнительных устройств к автомату.

Автомат ДЭК. Вид сверху.
1 – отверстие выхода продуктов горения дуги; 2 – отверстие с регулировочным винтом теплового расцепителя.

В электрическую цепь автомат подключается последовательно – в разрыв цепи питания нагрузки (потребителей). Принцип действия автоматического выключателя состоит в контроле силы электрического тока через автомат и, в случае необходимости, разрыве цепи (отключении нагрузки) с той или иной скоростью (задержкой), начиная с момента превышения тока и в зависимости от «серьезности» (кратности) этого превышения.

Схема подключения однополюсного автомата в цепь питания лампы накаливания.

Корпус модульного автомата, в большинстве случаев, неразборный. Для его вскрытия, с целью изучения, потребуется удалить (высверлить и извлечь) все заклепки и разделить корпус на две части. Элементы корпуса выполнены из пластмассы, не поддерживающей горение, с достаточной (расчетной) электроизоляционной способностью. С внутренней стороны полукорпусов имеются пазы и направляющие для установки функциональных элементов автомата.

Процесс вскрытия автомата.

Автоматический выключатель ДЭК внутри.

Автомат полностью разобран.

Устройство автоматического выключателя с подписями его функциональных элементов.

Механизм взвода и расцепления – механическая система из пружин и рычажков, выполняющая две основные функции: удержание контактов в сомкнутом состоянии при штатном режиме работы, и, при возникновении аварийной ситуации, по командам расцепителей или оператора (ручное отключение) быстро отвести подвижный контакт от неподвижного.

Автомат включен, механизм взведен.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с подвижным сердечником (якорем), который работает как толкатель. Когда ток через обмотку достигает определенного значения, якорь надавливает на рычажок спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки. Число витков катушки и сечение обмоточной проволоки электромагнита рассчитано так, чтобы срабатывать только при относительно больших превышениях номинального тока автомата (например, при коротком замыкании), а так же чтобы выдерживать такие превышения неоднократно.

Нижняя клемма, катушка электромагнитного расцепителя и биметаллическая пластина соединены сваркой.

Якорь электромагнитного расцепителя в собранном (слева) и разобранном (справа) виде.

При движении якоря вниз в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

При движении якоря вниз, он увлекает за собой подвижный контакт, чем помогает механизму расцепления развести контакты.

Тепловой расцепитель – , изгибающаяся в определенную сторону при нагреве в результате прохождения тока через специальный проводник повышенного сопротивления, намотанный поверх неё (биметаллическая пластина косвенного нагрева). При определенном угле изгиба пластины, её кончик надавливает на рычажок спискового механизма – автомат отключается. В отличие от электромагнитного расцепителя, тепловой расцепитель более медлителен и не способен срабатывать за доли секунды, однако, он более точен и поддается тонкой настройке.

При изгибании кончика биметаллической пластины в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

Дугогасительная камера , имеющаяся в устройстве автоматического выключателя, обеспечивает быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов. Она представляет собой набор металлических пластин, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Попадая на пластины, дуга разделяется, завлекается внутрь дугогасительной камеры и тухнет. Продукты горения дуги и избыточное давление сбрасываются наружу через специальный канал в корпусе автомата.

Автоматический выключатель устроен и работает по принципу постоянного слежения за силой электрического тока, использует сразу два детектора-расцепителя: электромагнитный и тепловой. Первый обладает высокой скоростью реакции, которая необходима для защиты от быстрорастущих сверхтоков, вторая – точностью и определенной задержкой в срабатывании, что позволяет исключить ложные отключения нагрузки при кратковременном и небольшом превышении силы тока.

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;

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 (

Обозначение на электрическом автомате защиты «С16» означает, что при достижении показателя, равного 16 * 10 = 160 А, сработает электромагнитный расцепитель за время 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.

Для защиты электропроводки в квартирах и частных домах от короткого замыкания и токовой перегрузки практически всегда используют электрические автоматические выключатели модульной конструкции. Они компактны, легко монтируются и заменяются, в случае необходимости, этим и объясняется их широкое применение в быту.
На вид автомат (АВ) представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка (флажок) включения и выключения, на тыльной стороне – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – металлические винтовые клеммы.
В данной статье рассмотрим , устанавливаемого в наших квартирах и домах.

Принцип работы автоматического выключателя

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.
В аварийных режимах отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.
Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.
Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Принцип работы автомата в режиме перегрузки цепи

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.
Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.
Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении которые имеют большие пусковые токи).
Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.
На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.
Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.
В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Работа выключателя во время короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.
Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.
Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.
Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.
В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.
Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.
Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.
Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.
В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.
Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Назначение и принцип работы дифференциального автомата |

Главная » Статьи » Назначение и принцип работы дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – устройство, перенявшее от себя весь функционал УЗО и получившее дополнительно автовыключатель. Если сказать несколько проще, то автомат выступает в качестве отключателя, когда возникает опасность в поражении электрическим током. Устройство также предназначено для защиты сетей от перегрузок и замыканий благодаря функции автоматического выключения.

Заметим, что УЗО (устройство защитного отключения) отличается от дифавтомата. Внешне два эти устройства очень схожи между собой, но функции, которые они выполняют – различны. Так, УЗО срабатывает, когда в сети, к которой подключено устройство будет возникать ток утечки, в первую очередь опасный для человека; утечка также способна привести к пожароопасным ситуациям. Дифавтомат же способен защитить не только человека от удара током, но и сеть от замыканий, перегрузок; препятствует возникновению утечек и т.п.

Конструкция

По своей конструкции автоматы, как и большинство подобного оборудования, состоят из рабочей и защитной части. Рабочая область содержит в себе рейку сброса и устройство расцепления. В зависимости от вида автомата, могут быть установлены двух- или четырехполосные расцепители. В большинстве случаев автомат оборудуется, имеет два расцепителя:

• тепловой – работает при появлении перегрузок;
• электромагнитный – отключает линию при появлении коротких замыканий.

В качестве защитной области выступает модуль защиты, который способен обнаруживать ток утечки. Модуль также способен конвертировать ток в механическое воздействие, благодаря которому выполняется сброс выключателя. Дополнительно в модуле реализованы устройства, один из которых – трансформатор, способный обнаруживать ток, а также усилитель с катушкой сброса.

Большинство автоматов имеют на своем корпусе специальную кнопку, при помощи которой будет выработан искусственный ток. Собственно, если автомат исправен, то он должен сработать. Эту кнопка в первую очередь предназначена для проверки устройства, до того, как оно было подключено к сети.

Принцип работы

Дифавтомат, как и устройство отключения, использует в качестве датчика трансформатор. Суть действия этого автомата заключается в изменении тока в проводниках, которые дают энергию на установку, для которой предоставляется защита.Назначение и принцип работы

Ток утечки будет отсутствовать в том случае, когда не будет возникать повреждений изоляции проводки или к частям установки не будет ничто прикасаться. При таком раскладе, в фазном и нулевом проводе будут протекать равные по напряжению токи.

Таким образом, если человек нечаянно дотронется до фазного проводника или будут нарушены изоляционные свойства диэлектрика, то произойдет нарушение магнитных потоков и баланса тока. В результате во второй обмотке появится ток, при помощи которого будет приведена в действие магнитноэлектрическая защелка; она в свою очередь приведет в действие механизм, который расщепит систему и контактную систему.

Подбивая итоги, отметим, что автоматы успешно используются в одно- и трехфазных сетях переменного тока. Данные устройства выводят уровень безопасности на совершенно новый уровень при использовании различных электроприборов; практика показывает, что автоматы превосходно предотвращают пожароопасные ситуации и защищают человека от ударов током.

       

Выбор автоматического выключателя по характеристикам.

Автоматический выключатель – низковольтный коммутационный аппарат, обеспечивающий защиту электрической цепи от токовых перегрузок, связанных с подключением большого количества приборов (суммарная мощность которых превышает допустимую), неисправностью приборов или тока короткого замыкания (КЗ). Если выключатель не сработает вовремя и не обесточит линию, большая сила тока может вывести из строя бытовые приборы, а также привести к высокому нагреву кабеля с последующим возгоранием изоляции. Поэтому основная задача автоматического выключателя – определить появление чрезмерного тока и отключить сеть раньше, не допуская пожароопасной ситуации или повреждений приборов. В соответствии с требованиями Правил устройств электроустановок (ПУЭ), эксплуатация сети без автоматов защиты – запрещена. Для того, чтобы правильно подобрать необходимые автоматы защиты, нужно знать основные характеристики автоматических выключателей: это номинальный ток и время-токовая характеристика.

Номинальный ток – максимальный ток, который может протекать через автоматический выключатель бесконечно долго, не отключая защищаемую электрическую сеть.
Время-токовая характеристика – это зависимость времени срабатывания от силы тока, протекающего через автоматический выключатель.

Принцип работы автоматического выключателя

Основные органы срабатывания автоматического выключателя – Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) и электромагнитный расцепитель (соленоидом с сердечником). При нормальной работе электрической сети и подключенных в сеть приборов, через автоматический выключатель протекает электрический ток. Биметаллическая пластина от воздействия повышенного тока нагревается и изгибается приводя в действие механизм расцепления. В зависимости от категории автоматического выключателя, время срабатывания будет происходить быстрее или медленнее.

Категории (типы) автоматических выключателей

Автоматические выключатели делятся на типы в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя. Обозначаются класс латинскими буквами A, B, C и D.

Автоматические выключатели типа А (2 – 3 значения номинального тока) срабатывают без выдержки времени (неселективные). Применяются в основном для защиты цепей с большой протяженностью и для защиты микропроцессорных устройств.
Автоматические выключатели типа B (от 3 до 5 значений номинального тока). То есть выключатель с маркировкой В16 сработает при силе тока от 48А до 80А. Данные выключатели широко используются в быту, в основном в домах со старой проводкой, на дачах или в сельской местности.
Автоматические выключатели типа C (от 5 до 10 значений номинального тока). Выключатель с маркировкой С16 сработает при силе тока от 80А до 160А. Используются выключатели типа С в основном в новых многоквартирных домах, где в сеть может быть подключено много бытовой техники (стиральная машина, утюг, холодильник, кондиционер, посудомоечная машина, электрический чайник, микроволновая печь, пылесос и пр.).
Автоматические выключатели типа D (от 10 до 20 номинальных токов) используются для защиты цепей, питающих электрические установки с высокими пусковыми токами (компрессоры, электромоторы, станки, насосы и подъемные механизмы) и применяются в основном в производственных помещениях. Также устройства с характеристикой D используют в общих сетях зданий, где они выполняют подстраховочную роль, если в отдельных помещениях по каким-то причинам не произошло своевременного отключения электроэнергии.
Зависимость времени отключения от силы тока нагляднее всего можно изобразить в виде графика.

Автоматические выключатели типа  K приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Автоматические выключатели типа  Z приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Количество полюсов автоматических выключателей

Однополюсные автоматические выключатели используются для защиты цепей с приборами освещения и розетками, куда подключаются обычные однофазные бытовые приборы.
Для защиты однофазной проводки, куда подключаются отопительные приборы, водонагреватели, электрические плиты, стиральные машины в качестве защиты между щитом и помещением устанавливаются двухполюсные автоматические выключатели.

Двухполюсные АВ при отключении обеспечивает разрыв не только «фазы», но и «нуля».
Нельзя устанавливать два однополюсных выключателя для защиты фазного и нулевого провода! Для этих целей применяют двухполюсные автоматы, которые отключают «ноль» и «фазу» одновременно.

В трехфазной сети, в основном в промышленности, применяются 3-х полюсные автоматические выключатели.

4-х полюсные выключатели являются вводными автоматами и обеспечивают защиту 3-х фазной электросети: 3 фазы + нейтраль.

Вводной автоматический выключатель обязательно должен отключать все фазы и рабочий «ноль», так как имеется вероятность поражения электрическим током при проведении обслуживания или работ с проводкой.

Принцип действия автоматического выключателя

В наше время в быту уже не встретишь плавких предохранителей – это вчерашний день. Сегодня на смену «пробкам» пришли автоматические выключатели модульного исполнения, которые обеспечивают надежную защиту электропроводки квартиры. Наверняка многие задавались вопросом о том, как работает автоматический выключатель. С другой стороны знание принципа работы автоматического выключателя помогут правильно определить причину его отключения и соответствующую проблему, которая привела к его отключению. Ниже кратко охарактеризуем данный электрический аппарат и рассмотрим его принцип действия. Для начала определимся с понятием автоматический выключатель. Это коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения в цепях тока нагрузки в обычном, нормальном режиме, а также для автоматического отключения (разрыва цепи) при протекании через него тока перегрузки или тока короткого замыкания. Функции отключения аппарата выполняют так называемые расцепители. Модульный автоматический выключатель, как правило, имеет независимый, тепловой и электромагнитный расцепители. Независимый расцепитель или механизм свободного расцепления предназначен для отключения аппарата вручную. Кроме того, данный механизм отключает автомат при воздействии на него теплового или электромагнитного расцепителей.

Устройство автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя. Тепловой расцепитель предназначен для автоматического отключения выключателя при протекании по нему тока, значение которого больше номинального. Основной конструктивный элемент данного типа расцепителя – биметаллическая пластина, которая деформируется в результате нагрева при протекании определенного значения тока. При достижении заданного положения пластина воздействует на механизм свободного расцепления, чем обеспечивается автоматическое отключение аппарата. Время, в течение которого происходит отключение автоматического выключателя, обратно пропорционально величине протекаемого через него тока. То есть чем больше ток, протекающий через данный автоматический выключатель, тем быстрее произойдет его автоматическое отключение. Например, автоматический выключатель, рассчитанный на номинальный ток в 16 А при протекании через него тока величиной в 19 А отключится в течении 40-45 мин. А при значении тока 32 А отключиться за 5-10 мин. Следует отметить, что на скорость срабатывания теплового расцепителя оказывает влияние температура окружающей среды. Таким образом, летом, при температуре 450 номинальный ток 16-ти амперного аппарата составляет 15 А. В то время как зимой, при температуре -200 величина предельно допустимого тока для данного аппарата увеличивается до 21 А. Благодаря тепловому расцепителю, автоматический выключатель осуществляет защиту конструктивных элементов электропроводки квартиры от перегрузки, которая возникает при включении в бытовую сеть электроприборов, мощность которых больше максимально допустимой для электропроводки. Следующий тип расцепителя – электромагнитный. Он предназначен для отключения автоматического выключателя при протекании через него большого значения тока – тока короткого замыкания. Такой режим работы имеет место при повреждении электропроводки или включенного в сеть бытового электроприбора. Рассмотрим принцип работы электромагнитного расцепителя. Электромагнитный расцепитель конструктивно представляет собой электромагнит с якорем, включенный в цепь последовательно. При протекании через автоматический выключатель номинального тока сердечник электромагнита находится в неподвижном состоянии. Если через электромагнит будет протекать большое значение тока (выше тока уставки), то он втянет сердечник с якорем и воздействует на механизм расцепления автоматического выключателя. То есть при протекании тока короткого замыкания автомат отключится автоматически действием электромагнитного расцепителя. При этом время отключения автоматического выключателя составляет доли секунды. Ток, при котором происходит срабатывание электромагнитного расцепителя можно определить по классу автоматического выключателя. Например, электромагнитный расцепитель аппарата класса В отключается при протекании через него 3-5 номинальных значений тока. Автомат класса С отключится при протекании через него 6-10 номиналов. Данная особенность учитывается при выборе автоматических выключателей для защиты электропроводки. Это связано с тем, что некоторые потребители электрической энергии, в частности электродвигатели, характеризуются большим значением пускового тока. То есть если пусковой ток больше тока срабатывания электромагнитного расцепителя, то данный электродвигатель не запустится по причине отключения автоматического выключателя. Решением проблемы в данном случае является установка автоматического выключателя следующего класса (например, замена аппарата с классом В на аналогичный по номинальному току теплового расцепителя аппарата с классом С).

Как устроен автоматический выключатель, принцип работы, от чего защищает mini circut breaker. Электрика-Шоп

Автоматический выключатель, международное обозначение MСB (mini circut breaker).
Предназначены автоматические выключатели для защиты электропередающих линий от токов перегрузки и короткого замыкания.

Автоматические выключатели производятся согласно действующему международному стандарта IEC 60898-1, что говорит о достаточно высоком уровне качества этого оборудования, согласно данного стандарта они имеют одинаковое посадочное место, что позволяет без труда производить замену устройств разных производителей между собой.
Как устроен автоматический выключатель (автомат): Конструкция автомата предусматривает несколько основных принципиальных блоков: Электромагнитный расцепитель — Обеспечивает быстроту определения токов короткого замыкания и быстродействие всего устройства. Как правило автоматические выключатели изготавливаются с показателями быстродействия до 0,02 сек (фактически это электромагнитная катушка). Биметаллический расцепитель (тепловой расцепитель) — Данный элемент автомата обеспечивает защиту от токов перегрузки. Срабатывания происходит в процессе повышения температуры биметаллической пластины, что в свою очередь прямо пропорционально силе тока протекающего через контакты устройства. Биметаллический расцепитель имеет несколько характеристик срабатывания, но в бытовом применении больше всего используется автоматические выключатели с характеристиками отключения -“В” и “С”, которые отличаются между собой разным временем реакции на токи превышающие номинальный.(вст. карт).
Дугогасящая камера — Ее основная задача заключается в том чтобы обеспечить удлинение и разделение электрической дуги возникающей во время срабатывания устройства. При размыкании контактов под нагрузкой между ними возникает электрическая дуга, чем больше ток протекает через контакты автомата- тем мощнее дуга. Поэтому для защиты контактов от разрушающего действия электрической дуги ее растягивает между элементами дугогасящей камеры и там же охлаждает. Контактная группа — Предназначена для обеспечения качественного присоединения токоведущих элементов электрической сети автоматов. Качество контактов немаловажный показатель в оценке надежности автоматического выключателя. Да сегодняшний день гарантированно надежными считаются автоматы таких производителей, как Hager, Moeller, Abb, Siemens, Abl, Schneider Electric. Интернет-магазин «Электрика-Шоп» предлагает Вашему вниманию автоматические выключатели вышеперечисленных европейских производителей, которые давно зарекомендовали себя на мировом электротехническом рынке, как качественные устройства.

Автоматический выключатель

: принцип работы, типы и конструкция

Автоматический выключатель

– это коммутационное устройство, способное замыкать, проводить и отключать ток в нормальных и ненормальных условиях цепи в течение определенного времени. Итак, какова его структура и сколько существует типов? Как это работает? Прочитай это.

Каталог

I Принцип работы

Автоматический выключатель обычно состоит из контактной системы , дугового пожаротушения , рабочего механизма , расцепителя и корпус .

При коротком замыкании магнитное поле, создаваемое сильным током (обычно от 10 до 12 раз), преодолевает противодействующую пружину, расцепитель тянет рабочий механизм, и переключатель мгновенно срабатывает. Когда цепь перегружена, ток становится больше, тепловыделение увеличивается, а биметаллический лист до определенной степени деформируется, заставляя механизм двигаться (чем больше ток, тем короче время работы).

Высоковольтный выключатель должен отключать дугу 1500 В и 1500-2000 А.Эти дуги можно растянуть до 2 м и продолжать гореть без тушения. Поэтому гашение дуги – актуальная проблема для высоковольтных выключателей.

Рисунок 1. Гашение дуги

Принцип поддува дуги и гашения дуги заключается в основном в уменьшении тепловыделения охлаждающей дуги. С другой стороны, удлинение дуги используется для усиления рекомбинации и диффузии заряженных частиц. При этом заряженные частицы в дуговом промежутке сдуваются, и диэлектрическая прочность среды быстро восстанавливается.

Низковольтные выключатели , также называемые автоматическими воздушными выключателями, могут использоваться для подключения и отключения цепей нагрузки, а также для управления двигателями, которые запускаются нечасто. Его функция эквивалентна сумме некоторых или всех электрических систем, таких как рубильник, реле максимального тока, реле нулевого напряжения, тепловое реле и устройство защиты от утечки, которое является важным устройством защиты в распределительной сети низкого напряжения.

Низковольтные выключатели имеют множество функций защиты (защита от перегрузки, короткого замыкания, пониженного напряжения и т. Д.).). Кроме того, они имеют регулируемое рабочее значение, высокую отключающую способность и простую и безопасную работу, поэтому они широко используются.

Низковольтный выключатель состоит из рабочего механизма, контактов, устройств защиты (различных расцепителей) и систем дугогашения. Его главный контакт управляется вручную или электрически замкнут. После замыкания главного контакта устройство свободного отключения блокирует главный контакт в закрытом положении.

Катушка расцепителя максимального тока и тепловой элемент теплового расцепителя подключены последовательно с главной цепью, а катушка расцепителя минимального напряжения подключена параллельно источнику питания.

Когда цепь короткозамкнута или сильно перегружена, якорь расцепителя максимального тока втягивается, вызывая срабатывание свободного расцепителя, затем главный контакт отключает главную цепь. При перегрузке цепи термоэлемент теплового расцепителя нагревается и изгибает биметаллический лист, толкая механизм свободного срабатывания. Когда в цепи пониженное напряжение, срабатывает якорь расцепителя пониженного напряжения, активируя механизм свободного отключения.

Рисунок 2. Устройство отключения от сверхтока

Независимый расцепитель используется для дистанционного управления. Во время нормальной работы катушка выключена. Когда требуется дистанционное управление, нам нужно нажать кнопку пуска, чтобы подать питание на катушку.

II Условия работы

1. Температура окружающей среды

Верхний предел: 40 ℃;

Нижний предел: -5 ℃;

Среднее значение в течение 24 часов: <35 ℃.

2. Высота

Высота места установки не превышает 2000м.

3. Атмосферные условия

Относительная влажность атмосферы не превышает 50% при температуре окружающего воздуха 40 ℃. Он может иметь более высокую относительную влажность при более низкой температуре. Среднемесячная максимальная относительная влажность самого влажного месяца составляет 90%, а среднемесячная минимальная температура месяца – 25 ℃. Кроме того, следует учитывать конденсацию, которая возникает на поверхности продукта из-за перепадов температуры.

4. Уровень загрязнения: уровень 3

5. Цепь управления

(1) Целостность защитного устройства и цепей отключения и включения в цепи управления должна контролироваться для обеспечения нормальной работы автоматический выключатель.

(2) Должно быть указано состояние нормального включения и отключения выключателя, и должен быть очевидный индикаторный сигнал во время автоматического включения и автоматического отключения.

(3) После завершения замыкания и отключения должен сработать командный импульс, чтобы отключить подачу питания на замыкание или отключение.

(4) При отсутствии механического устройства защиты от срабатывания следует установить устройство защиты от срабатывания ;

Рисунок 3. Электрическое устройство защиты от срабатывания

(5) Цепь сигнала аварийного отключения автоматического выключателя должна быть подключена в соответствии с «принципом несоответствия».

(6) Для оборудования, которое может иметь ненормальные рабочие условия или неисправности, должен быть установлен предупреждающий сигнал.

(7) Источник питания механизма пружинного привода и механизма ручного управления может быть постоянным или переменным током, а источник питания электромагнитного рабочего механизма должен быть постоянным током.

III Характеристики автоматического выключателя

Автоматический выключатель имеет следующие характеристики:

1. Номинальное рабочее напряжение (Ue)

Напряжение, при котором автоматический выключатель работает в нормальных (непрерывных) условиях.

2. Номинальный ток (In)

Максимальное значение тока, которое автоматический выключатель, оборудованный специальным реле максимального тока, может выдержать при температуре окружающей среды, указанной производителем, и не будет превышать температурный предел, установленный током. несущий компонент.

3. Ток срабатывания реле короткого замыкания (Im)

Реле отключения короткого замыкания (мгновенная или с кратковременной задержкой) используется для быстрого отключения автоматического выключателя при появлении высокого тока короткого замыкания, а его предел срабатывания составляет значение настройки lm.

4. Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Номинальный ток отключения при коротком замыкании автоматического выключателя – это максимальное значение (ожидаемого) тока, которое автоматический выключатель может отключить без повреждения. Стандартное значение тока – это среднеквадратическое значение переменной составляющей тока повреждения, а переходная составляющая постоянного тока (которая всегда возникает при коротком замыкании) предполагается равной нулю. Номинальное значение промышленного автоматического выключателя (Icu) и бытового автоматического выключателя (Icn) обычно выражается в среднеквадратичном выражении в кА.

5. Отключающая способность при коротком замыкании (Ics)

Номинальная отключающая способность автоматического выключателя делится на два типа: номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании и номинальная рабочая отключающая способность при коротком замыкании .

Независимо от того, какой это автоматический выключатель, он будет иметь два важных технических индикатора: Icu и Ics. Однако, поскольку автоматический выключатель используется на ответвлении, этого будет достаточно для соответствия Icu.

Некоторые люди предпочитают выбирать большее значение. Однако, если он слишком большой, это приведет к ненужным отходам. Например, для автоматического выключателя того же типа цена типа H высокого отключающего типа 一 в 1,3–1,8 раза дороже, чем тип S 一 обычного типа). Следовательно, нет необходимости слепо гнаться за лучшим Ику.

Напротив, для автоматических выключателей, используемых в основной линии, должны выполняться требования Icu и Ics. Если для измерения отключающей способности использовать только Icu, возникнут некоторые скрытые опасности.

IV Автоматический выключатель Типы

Существует много типов автоматических выключателей, которые можно классифицировать в зависимости от использования, формы конструкции, метода работы, количества полюсов, способа установки, средства гашения дуги и области применения.

9018 6

дугогасящий и токоограничивающий тип

Согласно …	Типы
с использованием категории	неселективный тип (тип A) и селективный тип (тип B)
структура	универсальный тип и пластиковый корпус
режим работы	ручной режим и немручный режим (электрический, накопитель энергии) тип
количество полюсов	однополюсный, двухполюсный, трехполюсный и четырехполюсный тип
способ установки	фиксированный тип, вставной тип и выдвижной тип
дугогасящая среда	воздушный и вакуумный
дугогасящая техника
использование	типы, используемые для распределения электроэнергии, защиты электродвигателей, домашнего хозяйства, защиты от остаточного тока (утечки), специального использования и т. Д.

Автоматический выключатель

В Структура

1. Внутренние аксессуары

(1) Вспомогательный контакт

Вспомогательный контакт – это контакт между механизмом размыкания и замыкания главной цепи, в основном используется для отображения отключения и включения состояния выключателя. Он подключен к цепи управления для управления или блокировки связанных с ней электрических приборов посредством размыкания и замыкания автоматического выключателя, например, для вывода сигналов на сигнальные лампы, реле и т. Д.

Для автоматического выключателя в литом корпусе (MCCB) с номинальным током корпуса корпуса (lnm) 100A, он имеет схему преобразования с одной точкой прерывания, а схема с lnm 225A и выше имеет мостовую структуру контактов, а обычный тепловой ток равен 3А. Кроме того, один с внутренним диаметром 400 А и выше может быть установлен с двумя обычно открытыми и двумя обычно закрытыми контактами, а обычный тепловой ток составляет 6 А. Число рабочих характеристик такое же, как общее число рабочих характеристик выключателя.

Рисунок 4. Группа вспомогательных контактов в масляном автоматическом выключателе

(2) Контакт аварийной сигнализации

Контакт аварийной сигнализации в основном используется при аварии выключателя, и он будет только действовать когда автоматический выключатель срабатывает и ломается. Когда происходит перегрузка, короткое замыкание или сбой пониженного напряжения на нагрузке автоматического выключателя, автоматический выключатель срабатывает свободно, и контакт аварийной сигнализации перемещается из исходного разомкнутого положения в замкнутое положение, включая индикатор, электрический звонок, зуммер и т. д.во вспомогательной строке для отображения статуса аварийного отключения.

Так как автоматический выключатель редко срабатывает из-за сбоя нагрузки, срок службы контакта аварийной сигнализации составляет 1/10 срока службы автоматического выключателя. Рабочий ток контакта сигнализации обычно не превышает 1 А.

(3) Независимый расцепитель

Независимый расцепитель – это расцепитель, который возбуждается источником напряжения , напряжение которого не зависит от напряжения главной цепи. Это аксессуар для дистанционного управления открыванием.Когда напряжение источника питания равно любому напряжению между 70% -110% номинального управляющего напряжения источника питания, автоматический выключатель может быть надежно отключен.

Независимый расцепитель имеет кратковременную рабочую систему, и время проводимости катушки, как правило, не должно превышать 1 с, в противном случае провод сгорит. Чтобы предотвратить возгорание катушки, микровыключатель соединен последовательно с катушкой независимого расцепителя. Когда независимый расцепитель втягивается якорем, микровыключатель переключается с нормально замкнутого на нормально разомкнутый.

Из-за отключения цепи питания и управления независимого расцепителя, даже если кнопка нажата вручную, катушка шунта никогда не включится. Это позволяет избежать перегорания катушки. Когда автоматический выключатель снова включается, микровыключатель снова находится в нормально замкнутом положении.

Рисунок 5. Автоматический выключатель с независимым расцепителем

(4) Отключение при пониженном напряжении

Отключение при пониженном напряжении – это тип отключения, который позволяет отключать автоматический выключатель с задержкой или без задержка при падении напряжения на его клеммах до указанного диапазона.Он срабатывает, когда напряжение источника питания падает (даже медленно) до диапазона от 70% до 35% от номинального рабочего напряжения.

Когда напряжение источника питания равно 35% от номинального рабочего напряжения отключения, отключение при пониженном напряжении должно предотвращать включение автоматического выключателя; когда напряжение источника питания равно или превышает 85% от номинального рабочего напряжения, он должен обеспечивать надежное включение автоматического выключателя в горячих условиях. Таким образом, при возникновении определенного падения напряжения в напряжении источника питания в защищаемой цепи автоматический выключатель может быть автоматически отключен, так что электрические приборы нагрузки или оборудование под автоматическим выключателем будут защищены от повреждения из-за пониженного напряжения.

При использовании катушка отключения при пониженном напряжении подключена к стороне источника питания автоматического выключателя, и выключатель может быть включен только после срабатывания отключения при пониженном напряжении.

2. Внешние аксессуары

(1) Электрический приводной механизм

Это аксессуар для автоматических выключателей дальнего действия , который включает моторный привод и электромагнитный привод.

Приводной механизм двигателя представляет собой автоматический выключатель в литом корпусе с внутренним диаметром 400 А и выше, электромагнитный привод подходит для автоматического выключателя в литом корпусе с внутренним диаметром 225 А и ниже.Будь то электромагнит или двигатель, их направления втягивания и вращения одинаковы, только благодаря положению кулачка внутри электрического рабочего механизма, обеспечивающего закрытие и открытие. Когда автоматический выключатель приводится в действие электрическим механизмом, автоматический выключатель должен иметь возможность замыкания при любом напряжении от 85% до 110% от номинального управляющего напряжения.

Рисунок 6. Автоматический выключатель в литом корпусе

(2) Поворотная ручка

Подходит для автоматических выключателей в литом корпусе.Механизм ручки поворота установлен на крышке выключателя. Поворотный вал ручки установлен в отверстие для согласования ее механизма. Другой конец вращающегося вала проходит через дверное отверстие шкафа с выдвижным ящиком, и ручка устанавливается на головке вала, выступающей на дверце всего устройства, круглое или квадратное основание которого закреплено на дверце винтами.

Эта установка позволяет оператору вращать ручку по часовой стрелке или против часовой стрелки за пределами двери, чтобы обеспечить включение или выключение автоматического выключателя.В то же время поворот ручки может гарантировать закрытие дверцы шкафа при включении автоматического выключателя до тех пор, пока поворотная ручка не откроется или не сработает снова. В аварийной ситуации, когда автоматический выключатель «замкнут» и электрическая панель должна быть открыта, мы можем нажать красную кнопку разблокировки сбоку от основания ручки.

(3) Удлинительная рукоятка

Это внешняя удлинительная рукоятка, которая устанавливается непосредственно на рукоятке автоматического выключателя. Обычно он используется для автоматических выключателей большой мощности на 600 А и выше для ручных операций включения и выключения.

(4) Устройство блокировки рукоятки

Зажим устанавливается на раму рукоятки, ручка пробивается, а затем фиксируется висячим замком. Когда автоматический выключатель замкнут, устройство блокировки ручки может остановить других, чтобы отключить питание и вызвать сбой. Кроме того, когда сторону нагрузки автоматического выключателя необходимо отремонтировать или питание отключено, это может предотвратить ошибочное включение автоматического выключателя.

Рисунок 7.Устройство блокировки автоматического выключателя

VI Метод подключения

Метод подключения автоматического выключателя – это проводка перед платой, за платой, вставного типа, выдвижного типа, в том числе проводка перед платой. самый распространенный способ разводки.

1. Электропроводка за платой

Самая большая особенность проводки за платой заключается в том, что автоматический выключатель можно заменить или отремонтировать без повторного подключения , только отключив предварительный источник питания.

Из-за особой конструкции изделие оснащено специальными монтажными пластинами, монтажными винтами и винтами для проводки в соответствии с требованиями проекта. Следует отметить, что надежность контакта выключателя большой мощности напрямую повлияет на нормальное использование выключателя, поэтому мы должны устанавливать его строго в соответствии с требованиями производителя.

2. Вставная проводка

На монтажной плате всего устройства сначала установите монтажное основание выключателя с 6 розетками на нем.На поверхности монтажного основания имеется соединительная пластина или болты позади монтажного основания, а шнур питания и линия нагрузки подключаются к монтажному основанию заранее.

При использовании вставляйте автоматический выключатель прямо в крепление. Если автоматический выключатель сломан, просто вытащите сломанный и замените на исправный. Время замены подключаемой проводки короче, чем проводки до и за платой, что более удобно.

Рисунок 8.Электропроводка в автоматическом выключателе

3. Электропроводка с выдвижным ящиком

Входные и выходные ящики автоматического выключателя вращаются по часовой стрелке или против часовой стрелки с помощью рычага. И основная цепь, и вторичная цепь используют съемную структуру, за исключением изолятора , необходимого для фиксированного типа. Одна машина с двумя видами использования более экономична и в то же время обеспечивает большое удобство эксплуатации и технического обслуживания, повышая безопасность и надежность.В частности, держатель контактов главной цепи основания ящика может использоваться взаимозаменяемо с держателем контактов предохранителя типа NT.

Последние Электронные Блог:

Структура и принцип работы полевых транзисторов

Что такое электрический разъем?

Принцип работы и типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели:

Во время работы энергосистемы часто желательно и необходимо включать или выключать различные цепи (например,g., линии электропередачи, распределители, генерирующие установки и т. д.) как в нормальных, так и в ненормальных условиях. Раньше эту функцию выполняли выключатель и предохранитель, включенные последовательно с цепью, однако такое средство управления имеет два недостатка: во-первых, при перегорании предохранителя его замена занимает довольно много времени. и восстановим поставки потребителям. Речь пойдет о автоматических выключателях .

Во-вторых, предохранитель не может успешно отключать сильные токи короткого замыкания, возникающие в результате короткого замыкания в современных цепях высокого напряжения и большой емкости.Из-за этих недостатков использование переключателей и предохранителей ограничивается цепями низкого напряжения и малой мощности, где частые операции не предполагаются, например, для переключения и защиты распределительных трансформаторов, цепей освещения, ответвлений распределительных линий и т. Д.

С развитием энергосистемы линии и другое оборудование работают при очень высоких напряжениях и имеют большие токи. Расположение переключателей вместе с предохранителями не может выполнять желаемую функцию распределительного устройства в цепях с такой большой мощностью.Это требует использования более надежных средств управления, таких как автоматические выключатели .

Автоматический выключатель может включать или отключать цепь вручную или автоматически при любых условиях, а именно при холостом ходе, полной нагрузке и коротком замыкании. Эта характеристика автоматического выключателя сделала его очень полезным оборудованием для коммутация и защита различных частей энергосистемы. В этой статье мы рассмотрим различные типы автоматических выключателей и их возрастающее количество применений в качестве устройств управления.

Автоматический выключатель – это часть оборудования, которая может

(i) замыкать или размыкать цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных условиях

(ii) автоматическое отключение цепи при возникновении неисправности

(iii) замкнуть цепь вручную или с помощью дистанционного управления в условиях неисправности

Таким образом, автоматический выключатель имеет ручное (или дистанционное) управление, а также автоматическое управление функциями переключения. Последнее управление использует реле и работает только при возникновении неисправности.

Принцип работы выключателя:

Автоматический выключатель по существу состоит из неподвижных и подвижных контактов, называемых электродами. В нормальных условиях эксплуатации эти контакты остаются замкнутыми и не отключаются автоматически до тех пор, пока система не выйдет из строя. Конечно, контакты можно размыкать вручную или дистанционно. При возникновении неисправности в любой части системы на катушки отключения выключателя подается питание, и подвижные контакты разъединяются каким-либо механизмом, размыкая цепь.

Когда контакты автоматического выключателя разъединяются в условиях неисправности, между ними зажигается дуга. Таким образом, ток может продолжаться до тех пор, пока разряд не прекратится. Возникновение дуги не только задерживает процесс прерывания тока, но также выделяет огромное количество тепла, которое может вызвать повреждение системы или самого автоматического выключателя . Следовательно, основная проблема в автоматическом выключателе – погасить дугу в кратчайшие сроки, чтобы выделяемое им тепло не достигало опасного значения.Это основной принцип работы автоматического выключателя .

Типы автоматических выключателей:

Существует несколько способов классификации автоматических выключателей . Существует множество различных типов автоматических выключателей на разной основе. Однако наиболее общий способ классификации основан на среде, используемой для гашения дуги. Средой, используемой для гашения дуги, обычно является масло, воздух, гексафторид серы (SF6) или вакуум. Таким образом, автоматические выключатели можно разделить на:

(i) Масляные выключатели , в которых используется немного изоляционного масла (например,ж., трансформаторное масло) для гашения дуги.

(ii) Воздушные автоматические выключатели , в которых для гашения дуги используется воздушный поток под высоким давлением.

(iii) Автоматические выключатели на основе гексафторида серы , в которых для гашения дуги используется газообразный гексафторид серы (SF6).

(iv) Вакуумные выключатели , в которых для гашения дуги используется вакуум.

Во-вторых, в зависимости от уровней напряжения, на которых срабатывают автоматические выключатели, существует три типа автоматических выключателей :

.

(i) Автоматические выключатели низкого напряжения

(ii) Автоматические выключатели среднего напряжения

(iii) Высоковольтные автоматические выключатели

Основываясь на принципе работы автоматического выключателя , существует три типа автоматических выключателей :

(i) Гидравлические выключатели

(ii) Пневматические выключатели

(iii) Автоматические выключатели с пружинным приводом

Другая очень важная классификация зависит от использования автоматического выключателя .Мы должны позаботиться о том, чтобы он использовался внутри вашего дома или любого другого здания, или он должен быть установлен где-то на открытом воздухе. Это связано с тем, что механический корпус автоматического выключателя должен быть спроектирован соответствующим образом, иначе электрическая схема может быть повреждена. Существует два типа автоматических выключателей :

(i) Автоматические выключатели наружной установки

(ii) Внутренние автоматические выключатели

Описание автоматического выключателя, принцип работы и явление возникновения дуги

Определение

Автоматический выключатель означает устройство, которое размыкает (размыкает) цепь в ненормальном состоянии и защищает систему от опасностей.

Функция автоматического выключателя – изолировать неисправную точку энергосистемы в случае ненормальных условий, таких как неисправности.

Продолжайте читать, чтобы понять принцип работы автоматического выключателя.

Для выполнения этой функции используются автоматические выключатели различных типов. Есть выключатели низкого напряжения и выключатели высокого напряжения. Выключатели высокого напряжения в основном используются на подстанциях, а выключатели низкого напряжения используются в домашних цепях.

Важные высоковольтные выключатели, используемые на электрической подстанции:

Низковольтный выключатель включает

Защитное реле – еще одно важное устройство в распределительном устройстве энергосистемы.Реле обнаруживает ненормальные условия и отправляет сигнал отключения на автоматический выключатель. После получения команды отключения от реле автоматический выключатель изолирует неисправную часть от энергосистемы.

Автоматический выключатель по существу состоит из неподвижных и подвижных контактов, называемых электродами. Эти контакты помещаются в закрытую камеру, содержащую жидкость, содержащую среду (жидкость или газ), которая гасит дугу, образовавшуюся между контактами.

При нормальных условиях эксплуатации эти контакты остаются замкнутыми и не размыкаются автоматически до тех пор, пока система не выйдет из строя.

Контакты при желании можно размыкать вручную или дистанционно.

При возникновении неисправности в какой-либо части системы катушки отключения выключателя находятся под напряжением. Подвижные контакты разъединяются каким-то механизмом, размыкая цепь.

Принцип работы автоматического выключателя

В этом разделе объясняется принцип работы автоматического выключателя.

Когда контакты выключателя разъединяются в условиях неисправности, между ними зажигается дуга.Таким образом, ток может продолжаться до тех пор, пока разряд не прекратится.

Работа элегазового выключателя

Возникновение дуги не только задерживает процесс прерывания тока, но также выделяет огромное количество тепла. Это тепло может вызвать повреждение системы или самого выключателя.

Следовательно, основная проблема автоматического выключателя заключается в том, чтобы погасить дугу в кратчайшие сроки. Так что выделяемое им тепло не может достигать опасного значения.

Явление дуги в автоматическом выключателе

Когда происходит короткое замыкание, через контакты автоматического выключателя проходит сильный ток, прежде чем они будут размыты защитной системой.

В момент, когда контакты начинают разъединяться, площадь контакта быстро уменьшается. Кроме того, большой ток короткого замыкания вызывает повышенную плотность тока и, следовательно, повышение температуры.

Тепла, выделяемого в среде между контактами (обычно это масло или воздух), достаточно для ионизации воздуха или испарения и ионизации масла. Ионизированный воздух или пар действуют как проводник, и между контактами возникает дуга.

Разность потенциалов между контактами довольно мала и достаточна для поддержания дуги.Дуга обеспечивает путь с низким сопротивлением, и, следовательно, ток в цепи остается непрерывным, пока сохраняется дуга.

Во время горения дуги ток, протекающий между контактами, зависит от сопротивления дуги. Чем больше сопротивление дуги, тем меньше ток между контактами.

Сопротивление дуги зависит от следующих факторов:

Степень ионизации – сопротивление дуги увеличивается с уменьшением количества ионизированных частиц между контактами.

Длина дуги – сопротивление дуги увеличивается с увеличением длины дуги, т. Е. Разъединением контактов.

Сечение дуги – сопротивление дуги увеличивается с уменьшением площади сечения дуги.

Методы гашения дуги в автоматическом выключателе

Есть два метода гашения дуги в автоматических выключателях

1. Метод высокого сопротивления
2. Метод низкого сопротивления или нулевого тока.

Метод высокого сопротивления

В методе с высоким сопротивлением сопротивление дуги увеличивается со временем, так что ток снижается до значения, недостаточного для поддержания дуги. Следовательно, ток прерывается или дуга гаснет.

Основным недостатком метода высокого сопротивления является то, что в дуге рассеивается огромная энергия. Поэтому он используется только в автоматических выключателях постоянного тока и автоматических выключателях переменного тока малой мощности.

Метод низкого сопротивления или нулевого тока

Метод нулевого тока используется для гашения дуги только в цепях переменного тока.

В этом методе сопротивление дуги поддерживается низким до нулевого значения тока, при котором дуга гаснет естественным образом и предотвращается повторное зажигание, несмотря на повышение напряжения на контактах.

Все современные силовые выключатели переменного тока большой мощности используют этот метод гашения дуги.

Типы автоматических выключателей

Основные типы автоматических выключателей по типу прерывания дуги:

Принцип работы выключателя

Анимация

Автоматический выключатель представляет собой автоматический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой электричеством или коротким замыканием.Функция автоматических выключателей заключается в обнаружении неисправности и немедленном прекращении электрического тока путем прерывания цепи.

Анимация выключателя

Введение в автоматический выключатель

При работе энергосистемы часто бывает желательно и необходимо отключать или отключать различные устройства или линии передачи в нормальных и ненормальных условиях. Раньше для этой цели использовались переключатели и предохранители, чтобы размыкать или замыкать контакт.

Но если предохранитель выйдет из строя из-за неисправности, потребуется время для его замены, что приведет к значительному прерыванию передачи энергии. Оператор должен отправиться в поле, чтобы заменить предохранитель в случае его выхода из строя. Выключатели или предохранители не могут выдерживать большие токи из-за своей конструкции.

Эти недостатки выключателей и предохранителей заставили использовать их в более низком диапазоне напряжений. Но в развивающейся электротехнике каждый день мы сталкиваемся с новой технологией, состоящей из более высокого диапазона напряжений, что побудило использовать устройство, называемое автоматическим выключателем.

Определение автоматического выключателя

Автоматический выключатель – это устройство, которое замыкает цепь по желанию оператора и размыкает цепь по намерению оператора, а также при любой неисправности в цепи.

Ниже перечислены важные функции автоматических выключателей:

1. Выключателем можно управлять вручную или дистанционно из диспетчерской.
2. Автоматический выключатель может автоматически срабатывать в условиях неисправности через логическую схему.
3. Он может выдерживать более высокие напряжения, обеспечивая более высокую изоляцию между двумя контактами в разомкнутом состоянии.

Принцип действия выключателя

Каждому инженеру-электрику необходимо знать, как работает автоматический выключатель. . Автоматический выключатель состоит из двух электродов, один неподвижный, а другой подвижный. Цепь будет замкнута, если два контакта находятся в контакте, и она будет разомкнута, когда эти два разъединены.

Это основано на требовании оператора, должна ли цепь быть замкнута или разомкнута в исходном случае.Предположим, что если выключатель изначально включен для замыкания цепи, если в цепи возникает какая-либо неисправность или если оператор хотел ее размыкать, то логический сигнал активирует реле отключения, которое разделяет два контакта, перемещая подвижную катушку на расстояние от фиксированной катушки. .

Это выглядит простым управлением, но реальное препятствие только здесь, т.е. когда два контакта разделяются, между концами контактов будет большая переходная разность потенциалов, которая позволяет огромным электронам перескакивать с высокого потенциала на низкий.Но переходное расстояние между двумя контактами в этот момент действует как диэлектрик для перехода электронов от одного электрода к другому.

Если разность потенциалов выше диэлектрической прочности, электроны пытаются перейти к другому электроду, который ионизирует диэлектрическую среду, что приводит к сильной искре между электродами. Эта искра между электродами называется « дуга ».

Даже несмотря на то, что дуга сохраняется в течение микросекунд, достаточно взорвать изолирующий корпус выключателя и компоненты в нем из-за высокой теплоты искрения.

Таким образом, чтобы избежать этого повреждения автоматического выключателя, силу дуги необходимо уменьшить за счет увеличения диэлектрической прочности между двумя электродами, когда они разделяются, а проявленный электрод должен погаснуть непосредственно перед тем, как повредить выключатель.

Такие среды, как воздух, масло, вакуум и SF6 (гексафторид серы), используются в качестве среды для гашения дуги, которая обеспечивает высокую диэлектрическую прочность, а также гасит дугу в кратчайшие сроки.

Автоматический выключатель основного назначения

• Коммутатор токов нагрузки
• Устранить неисправность
• Нормальный разрыв и ток короткого замыкания
• Перенести ток короткого замыкания без разрыва (или взрыва!) I.е. отсутствие искажений из-за магнитных сил в условиях неисправности.
• Важными характеристиками с точки зрения защиты являются: Скорость, с которой основной ток размыкается после получения отключающего импульса.

Преимущества автоматического выключателя перед предохранителем

• Автоматический выключатель работает при высоком напряжении по сравнению с предохранителем.
Выключателем
• можно управлять дистанционно, запитав катушку включения или отключения, что невозможно в случае плавкого предохранителя.
Функционирование автоматического выключателя
• (срабатывание или включение) можно легко проверить.
• Нет необходимости заменять автоматический выключатель после неисправности.

ПРИНЦИП И ТИПЫ РАБОТЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

– Электротехника 123

Хорошо известно, что автоматические выключатели – это устройства, которые используются для разрыва цепи и восстановления ее при необходимости. Обычно они известны как переключающие устройства, которые можно активировать вручную или автоматически для управления системами электроснабжения.В случае короткого замыкания или утечки большего количества тока автоматические выключатели автоматически срабатывают для отключения линии питания. Современные энергосистемы из-за огромной потребности в силовой нагрузке теперь работают с огромным количеством тока, поэтому интеллектуальное проектирование автоматических выключателей должно быть таким, чтобы дуга не возникала, чтобы обеспечить работу без потерь любой системы распределения энергии или . подстанция .

Автоматический выключатель – это механическое переключающее устройство, способное включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях цепи.Он также способен включать и проводить токи в течение определенного времени и токи отключения при определенных ненормальных условиях цепи, например, при коротком замыкании.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ЦЕПИ

Принцип работы Два контакта, называемые электродом, остаются замкнутыми при нормальных рабочих условиях. При возникновении неисправности в какой-либо части системы на катушку отключения автоматического выключателя подается напряжение, и контакты разъединяются.

Обычно автоматический выключатель состоит из неподвижных и подвижных контактов.Физическое соединение между двумя токоведущими контактами из-за приложенного механического давления на подвижные контакты переводит автоматический выключатель в состояние «включено». Потенциальная энергия может храниться в автоматическом выключателе различными способами: –

• Деформируемая металлическая пружина
• Сжатый воздух
• Гидравлическое давление

Эта накопленная потенциальная энергия является основным фактором в работе автоматического выключателя и должна быть выпущенным всякий раз, когда для этого будет дан сигнал.Это вызывает чрезвычайно быстрое скольжение подвижного контакта, когда это необходимо. Все автоматические выключатели имеют рабочие катушки (катушки отключения и катушки включения), каждый раз, когда на эти катушки включается импульс переключения, плунжер внутри них смещается. Этот плунжер катушки управления обычно прикреплен к рабочему механизму выключателя , и подвижные контакты механически связаны с этим рабочим механизмом через механизм рычага переключения передач. Имеется преобразование накопленной потенциальной энергии в кинетическую энергию, которая заставляет движущийся контакт двигаться.После того, как цикл срабатывания выключателя завершен, то есть он отключен, полная энергия снова сохраняется в виде потенциальной энергии с помощью двигателя взвода пружины, воздушного компрессора или любых других средств.

Автоматический выключатель должен выдерживать большую номинальную мощность, также называемую аварийной мощностью. При переносе такой большой мощности всегда существует риск опасно высокой дуги между подвижным и неподвижным контактами во время срабатывания автоматического выключателя, когда он заряжен. Для безопасного гашения дуги в автоматическом выключателе электрическая прочность диэлектрика между токоведущими контактами должна быстро увеличиваться во время каждого перехода переменного тока через нулевой ток.Диэлектрическая прочность среды между контактами может быть увеличена несколькими способами: –

• Сжатие ионизированной среды дуги, поскольку сжатие ускоряет процесс деионизации среды
• Охлаждение среды дуги после охлаждения увеличивает сопротивление дуги
• Замена ионизированной среды искрения свежими газами.

Что такое дуга?? .Во время протекания тока от одного контакта к другому дорожка настолько нагревается, что начинает светиться. Это называется дугой. Каждый раз при размыкании токовых контактов выключателя

возникает дуга в выключателе, возникающая между разделяющими контактами. Пока эта дуга поддерживается между контактами, ток через автоматический выключатель не прерывается окончательно, поскольку дуга сама по себе является проводящим путем для электричества. Для полного отключения тока автоматическим выключателем необходимо как можно быстрее погасить дугу.Основным критерием проектирования автоматического выключателя является обеспечение соответствующей технологии гашения дуги в автоматическом выключателе для быстрого и безопасного отключения тока.

ТИПЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ – ACB

Этот тип автоматических выключателей является автоматическим выключателем, который работает в воздухе при атмосферном давлении. После разработки масляного выключателя воздушный выключатель среднего напряжения (ACB) полностью заменяется масляным выключателем в разных странах.Но в таких странах, как Франция и Италия, ACB по-прежнему являются предпочтительным выбором до напряжения 15 кВ. Это также хороший выбор, чтобы избежать риска возгорания масла в случае масляного выключателя. В Америке автоматические выключатели использовались исключительно для систем напряжением до 15 кВ до разработки новых вакуумных и элегазовых выключателей. В основном доступны два типа автоматических выключателей: воздушный выключатель и воздушный выключатель .

Принцип работы воздушного выключателя – ACB

Принцип работы этого автоматического выключателя существенно отличается от такового в любых других типах автоматических выключателей.Основная цель всех типов автоматических выключателей – предотвратить повторное возникновение дуги после обнуления тока за счет создания ситуации, когда в зазоре между контактами будет выдерживаться восстанавливающееся напряжение системы. Воздушный выключатель делает то же самое, но по-другому. Для прерывания дуги он создает напряжение дуги, превышающее напряжение питания. Напряжение дуги определяется как минимальное напряжение, необходимое для поддержания дуги. Этот автоматический выключатель увеличивает напряжение дуги в основном тремя способами.

• Путем увеличения напряжения дуги за счет охлаждения плазмы дуги.При понижении температуры дуговой плазмы подвижность частицы в дуговой плазме уменьшается; следовательно, для поддержания дуги требуется больший градиент напряжения.
• Это может увеличить напряжение дуги за счет удлинения пути дуги. По мере увеличения длины пути дуги сопротивление пути увеличивается, и, следовательно, для поддержания того же тока дуги требуется приложить большее напряжение на пути дуги. Это означает, что напряжение дуги увеличивается.
• Разделение дуги на несколько последовательных дуг также увеличивает напряжение дуги.

SF ₆ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

В автоматических выключателях этого типа токоведущие контакты погружены в газообразный гексафторид серы. SF ₆ газ имеет высокое сродство к поглощению свободных электронов, так как его электроотрицательность очень высока. Кроме того, SF ₆ – отличный изолятор. Молекулы SF ₆ поглощают свободные электроны дуги и, следовательно, образуют отрицательный ион. Эти отрицательно заряженные ионы имеют очень низкую подвижность по сравнению со свободными электронами.Следовательно, искрение отсутствует, поскольку подвижность зарядов является основной причиной движения тока через газ.

SF ₆ имеет очень высокие диэлектрические свойства, и не только это, его молекулы очень быстро рекомбинируют после прекращения дуги. Газ также может очень эффективно передавать тепло посредством конвекции из-за своей низкой вязкости. Учитывая все эти свойства SF ₆ , он становится в 100 раз более эффективным, чем воздух, который используется в автоматических выключателях. Следовательно, они могут использоваться для диапазонов напряжения от 33 кВ до 800 кВ и выше.

Автоматический выключатель SF6

Преимущества SF ₆ Автоматические выключатели

• Простая конструкция, меньшая стоимость.
• SF6 – негорючий, нетоксичный и химически инертный газ.
• В контуре рециркулирует тот же газ.
• Не требует обслуживания C.B.
• Возможность прерывания низкого и высокого тока короткого замыкания.
• Превосходное гашение дуги.
• Конструкция этих типов автоматических выключателей требует почти в пять раз большей механической энергии, чем масляные выключатели для их надлежащего функционирования.

ВАКУУМНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

В автоматических выключателях этого типа для гашения дуги используется вакуум. Вакуумные выключатели в основном используются в распределительных сетях среднего напряжения. Вакуумный прерыватель – это вакуумная камера в выключателе, в которой происходят все операции по размыканию и замыканию контактов и гашению связанной дуги.Давление вакуума внутри вакуумного прерывателя обычно поддерживается на уровне 6-10 бар. Прерыватель представляет собой стальную дугогасительную камеру в центре симметрично расположенных керамических изоляторов.

CuCr обычно используется для изготовления контактов вакуумных выключателей, поскольку эти токоведущие контакты очень важны для работы этих выключателей. Вакуумный автоматический выключатель – это развивающаяся технология, хотя впервые она была представлена ​​в 1960-х годах. Его размер был значительно уменьшен, а геометрия контакта изменилась от стыкового контакта до спиральной формы, формы чашки и контакта с осевым магнитным полем.Они являются одними из самых надежных для использования в распределительных устройствах среднего напряжения и требуют минимального обслуживания.

Вакуумный выключатель

Преимущества вакуумного выключателя

• Компактный, надежный и долговечный.
• Нет опасности возгорания.
• Нет образования газа во время и после работы.
• Может прервать любой ток повреждения.
• Во время работы не слышно шума.
• Требуется меньше энергии для управления.

МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Автоматический выключатель низкого уровня масла Состоит из двух частей i.е. опорная камера и камера автоматического выключения, т.е. неподвижный и подвижный контакт.

Недостатки масляного автоматического выключателя

• Он легко воспламеняется и может вызвать возгорание.
• Может образовывать взрывоопасную смесь с воздухом.
• Требуется обслуживание.
• Поглощает влагу, снижая диэлектрическую прочность.
• Проблема утечки масла.
• Масло необходимо заменить после некоторых операций из-за карбонизации масла.

Автоматический выключатель | Работа и типы автоматического выключателя

Типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели в основном классифицируются по номинальному напряжению.Автоматические выключатели с номинальным напряжением 1000 В известны как выключатели низкого напряжения, а выключатели выше 1000 В называются выключателями высокого напряжения. Наиболее распространенный способ классификации автоматического выключателя – на основе среды гашения дуги. К таким типам автоматических выключателей относятся: –

1. Масляный автоматический выключатель
   • Масляный автоматический выключатель
   • Автоматический выключатель минимального уровня
2. Автоматический выключатель минимального уровня
3. Воздушный автоматический выключатель
4. Серный выключатель 9070 Серный флюидный выключатель 9070 Автоматический выключатель
5. Автоматический выключатель

Масляный автоматический выключатель

Минеральное масло имеет лучший изолирующий материал, чем воздух.В масляном выключателе неподвижный и подвижный контакты погружены в изолирующее масло. когда в масле происходит разделение токоведущих контактов, дуга в автоматическом выключателе запускается сразу же после разделения контактов, и из-за этой дуги масло испаряется и разлагается в большинстве случаев в виде газообразного водорода и, в конечном итоге, образует газообразный водород. пузырек водорода вокруг дуги. Этот сильно сжатый газовый пузырь вокруг дуги предотвращает повторное зажигание дуги после того, как ток достигнет нулевого пересечения цикла.Масляный выключатель – один из древних типов автоматических выключателей.

Работа масляного выключателя

Работа масляного выключателя довольно проста, поэтому давайте поговорим об этом. Когда токоведущие контакты в масле разделены, между разделенными контактами возникает дуга. В действительности, когда разделение контактов только начинается, расстояние между токовыми контактами мало, в результате чего градиент напряжения между контактами становится большим.Этот высокий градиент напряжения между контактами ионизировал масло и, как следствие, между контактами возникала электрическая дуга. Эта дуга генерирует большое количество тепла в окружающем масле, испаряет масло и разлагает масло в основном на водород и небольшое количество метана, этилена и ацетилена. Газообразный водород не может оставаться в молекулярной форме, и он распадается на атомарную форму, выделяя много тепла. Температура дуги может достигать 5000 ^o K. Из-за этой высокой температуры газ очень быстро освобождается, окружающий дугу, и образует чрезмерно быстрорастущий газовый пузырь вокруг дуги.Установлено, что газовая смесь захватывает объем примерно в тысячу раз больше разложившейся нефти. мы можем предположить, насколько быстро пузырь газа вокруг дуги будет увеличиваться в размерах. Если этот растущий газовый пузырь вокруг дуги каким-либо образом уменьшить, то скорость процесса деионизации ионизированной газовой среды между контактами ускорится, что быстро увеличит электрическую прочность между контактами, и, следовательно, дуга будет гашена при переходе через ноль между контактами. текущий цикл.Это основная операция масляного выключателя. В дополнение к охлаждающему эффекту газообразного водорода, окружающего путь дуги, также способствует быстрому гашению дуги в масляном выключателе.

Типы масляных автоматических выключателей

В основном доступны два типа масляных автоматических выключателей –

Масляный автоматический выключатель

Масляный автоматический выключатель или BOCB – это такие типы автоматических выключателей, в которых масло используется в качестве средства гашения дуги, как а также изоляционные среды между токоведущими контактами и заземленными частями выключателя.Используемое здесь масло такое же, как и изоляционное масло трансформатора.

Автоматический выключатель с минимальным содержанием масла или MOCB

В автоматических выключателях этих типов в качестве прерывающей среды используется масло. Однако, в отличие от масляного автоматического выключателя, минимальный масляный автоматический выключатель помещает прерыватель в изолирующую камеру под напряжением под напряжением. Изоляционное масло имеется только в камере прерывания. Особенностью конструкции MOCB является снижение потребности в масле, поэтому эти выключатели называются выключателями с минимальным содержанием масла.

Преимущества масла для гашения дуги

1. Масло имеет высокую диэлектрическую прочность и обеспечивает изоляцию между контактами после гашения дуги.
2. Масло, используемое в выключателе, обеспечивает небольшую дезинфекцию между проводниками и компонентами заземления.
3. Водород образуется в резервуаре, который имеет высокую скорость диффузии и хорошие охлаждающие свойства.

Недостатки масла для гашения дуги

1. Масло, используемое в масляном выключателе, является горючим и, следовательно, может вызвать пожар.
2. Существует опасность образования взрывоопасной смеси с воздухом.
3. Из-за разложения масла в дуге образуются частицы углерода, которые загрязняют масло, и, следовательно, диэлектрическая прочность масла снижается.

Техническое обслуживание масляного выключателя

После того, как автоматический выключатель отключился током короткого замыкания, иногда его контакты могут сгореть из-за дуги. Кроме того, диэлектрическое масло обугливается в области контактов, тем самым теряя свою электрическую прочность.Это приводит к снижению отключающей способности выключателя. Поэтому обслуживание масляного выключателя необходимо для проверки и замены масла и контактов.

блок – 2 принципа автоматических выключателей

 Переключатель и защита
10EE62
МОДУЛЬ 2
ПРИНЦИПЫ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ













Принципы автоматических выключателей: Введение, требования к автоматическим выключателям
Разница между изолятором и автоматическим выключателем


основной принцип работы 
автоматический выключатель, явления дуги, свойства дуги,
зажигание и поддержание дуги,
теории прерывания дуги - теория Слепяна и теория энергетического баланса,
Напряжение зажигания Re, напряжение восстановления, скорость нарастания напряжения зажигания Re,


Разрыв цепи постоянного тока, разрыв цепи переменного тока, прерывание тока, переключение емкости,
переключение сопротивления
Рейтинг автоматических выключателей.
Вступление
Если предохранители не подходят или не соответствуют требованиям, используются защитные реле и автоматические выключатели.
комбинация для обнаружения и локализации неисправностей. Автоматические выключатели - это основная включающая и отключающая
устройства в электрической цепи, чтобы разрешить или запретить поток энергии от источника к нагрузке. Эти
несут токи нагрузки непрерывно и, как ожидается, будут включены с нагрузкой (делая
емкость). Они также должны быть способны отключать цепь под напряжением при нормальном выключении.
условиях, а также в условиях повреждения, проводящих ожидаемый ток повреждения до полного
изоляция стороны повреждения (разрывная / отключающая способность).В условиях неисправности выключатели должны
иметь возможность открывать по инструкциям от контролирующих устройств, таких как реле. Контакты реле используются
в цепях управления включением и отключением выключателя, чтобы предотвратить попадание выключателей
замкнут или для отключения выключателя при неисправности, а также для некоторых других блокировок
Переключатель и защита
Назначение автоматических выключателей (распределительное устройство)
Основное назначение автоматического выключателя:
• Переключайте токи нагрузки
• Сделайте ошибку
• Прерывание нормального тока и тока короткого замыкания
• Пропускать ток короткого замыкания без разрыва (или взрыва!) I.е. нет искажений из-за магнитных сил
в условиях неисправности.
Важными характеристиками с точки зрения защиты являются:
• Скорость, с которой основной ток размыкается после получения отключающего импульса.
• Емкость цепи, которую могут отключать главные контакты.
Первая характеристика называется «временем отключения» и выражается в циклах. Современный
быстродействующие автоматические выключатели имеют время срабатывания от трех до восьми циклов. Отключение или
общее время клиринга или перерыва складывается следующим образом:
• Время открытия: время между моментом подачи отключающей мощности и моментом срабатывания.
разделение основных контактов.• Время горения дуги: время между моментом отключения контактов главного выключателя до
момент гашения дуги от тока короткого замыкания.
• Общее время перерыва или очистки
Переключатель и защита
10EE62
Вторая характеристика называется «разрывной способностью» и выражается в МВА. В
выбор отключающей способности зависит от фактических условий неисправности, ожидаемых в системе
и возможное увеличение в будущем уровня неисправности основного источника питания.