Разновидности автоматов электрических: Виды и типы автоматических выключателей, какие бывают автоматы

Типы и виды автоматических выключателей.

Читати українською

Основное предназначение автоматических выключателей—защита кабельно-проводниковой продукции (КПП), а также конечных потребителей от перегрузки выходных устройств и токов короткого замыкания. В этой главе я не буду рассматривать все типы, виды и категории автоматических выключателей, так как их есть великое множество, коснусь только тех, которые применяются для защиты жилых и офисно-магазинных помещений.

То есть, современные автоматы евростандарта, которые крепятся на DIN-рейку. Самые распространённые автоматы принадлежат следующим компаниям: «Аско (Украина)«, «ИЕК» (Россия), «ABB» и «Moeller» (Германия), «Schneider Elektrik» (Франция), «Hager» (Франция), «Sez» (Cловакия), «SIEMENS», и др. Автоматы больших габаритов, применяемые на предприятиях, здесь рассматриваться не будут.

Модульные автоматические выключатели распределяются по следующим характеристикам:

В—домовая, на освещение. В таком типе автоматов установка тока срабатывания магнитного расцепителя отрегулирована в пределах 3÷5 Iном. Тип В позволяет устранить короткое замыкание с малым значением тока короткого замыкания (если защищается линия большой длины). Чтобы исключить ложные срабатывания такие выключатели не используют в установках с большими пусковыми токами.

С—общепромышленная. Ток срабатывания магнитного расцепителя выставлен в пределах 5÷19 от Iном. Данный тип является универсальным и применяется при обычных нагрузках.

D—для защиты электродвигателей. Данный тип используется в устройствах с повышенными пусковыми токами при включении. Ток мгновенного расцепителя установлен в пределах от 10 до 20 Iном.

Модульный означает что это один автомат с одним рычажком, это и есть один модуль, который имеет толщину самого автомата около 18 мм (рис.1). Далее на рисунке видно винтовые зажимы (1). На них можно подключать провод или же кабель на суммарное значение до 25 мм². Рычажный выключатель (2) позволяет включать и выключать автоматический выключатель, а механический индикатор (3) сигнализирует о положении выключателя. Основные параметры, на которые следует обратить внимание при покупке автомата это его тип (категория) (4), подводимое напряжение (6) и ток срабатывания (в Амперах) (5) при перегрузке или же при коротком замыкании .

При выбивании автомата нужно сначала устранить причину поломки, а только потом включить автоматический выключатель. Если при повторном включении автомат сразу выбивает, то есть факт наличия короткого замыкания на выходе и нужно определять причину. А если он начинает выбивать через 10÷600 сек., то параметры автомата не соответствуют подводимой нагрузке.

В этом случае нужно уменьшить нагрузку и попробовать снова включить. Если снова выбивает, то автомат можно считать непригодным, вероятнее всего внутри подгорели контакты, и из-за этого возникает повышенный ток, что и приводит к ложному срабатыванию. Определиться с неисправностью поможет грамотный электрик.

Однофазные автоматы имеют следующий токовариат: 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 Ампер. Они бывают однополюсные и двухполюсные (1р+N). Последний имеет две пары винтовых зажимов: одна—вход фаза и ноль, а вторая—выход тех же. Двухполюсный занимает два модуля.

Трёхфазные автоматы (на 380 В) бывают трёхполюсные (3р) и четырёхполюсные (3р+N). Последние применяются в устройствах с трёхфазной электрической системой (чаще всего асинхронные электродвигатели), а также в местах с повышенными нагрузками, где её необходимо равномерно распределить.

Трёхфазные автоматы чаще применяются на производстве, иногда в частных домах и в некоторых современных квартирах с электрическими плитами. В квартирах применяются однофазные автоматические выключатели (рис.1). О том, как устроен однофазный автоматический выключатель изнутри, можно посмотреть, нажав сюда .

Типы автоматических выключателей могут быть разными. Выбрать автомат нужно исходя из сечения провода и предстоящей нагрузки.

© 2010. Все права на данную статью принадлежат автору и защищены. При копировании текста ссылка на сайт https://master-elektrik.com.ua/ обязательна.

Виды автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Пример HTML-страницы

Автоматические выключатели — это устройства, задачей которых является защита линии электропередачи от воздействия мощного тока, который может вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгорание. Увеличение силы тока может быть вызвано чрезмерной нагрузкой, которая возникает, когда общая мощность устройств превышает значение, которое может выдержать кабель в своем сечении — в этом случае автомат выключается не сразу, а после провода нагревается до определенного уровня. При коротком замыкании ток многократно увеличивается за доли секунды, и устройство немедленно реагирует, мгновенно отключая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какие бывают автоматические выключатели и их характеристики.

Содержание

1. Автоматические выключатели: классификация и отличия
2. Типы выпуска
3. Количество полюсов
4. Характеристики переключателя
5. Особенности подбора машин
6. Заключение

Автоматические выключатели: классификация и отличия

Помимо УЗО, которые по отдельности не используются, существует 3 типа переключателей. Они работают с грузами разного размера и отличаются своей конструкцией. Это включает:

• АБ модульный. Эти устройства устанавливаются в домашних сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно они имеют 1 или 2 стойки и ширину, кратную 1,75 см.

• Литые переключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях с токами до 1 кА. Они выполнены в литом корпусе, поэтому и получили свое название.
• Машины воздушные электрические. Эти устройства могут быть 3- или 4-полюсными и могут выдерживать ток до 6,3 кА. Применяются в электрических цепях с установками большой мощности.

Есть еще один вид автоматических выключателей для защиты электрической сети — дифференциальный. Мы не рассматриваем их отдельно, так как такие устройства представляют собой обычные выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы выпуска

Релизы — это основные операционные компоненты AB. Их задача — разорвать цепь при превышении допустимого значения тока, отключив тем самым подачу к ней электричества. Существует два основных типа этих устройств, которые отличаются друг от друга принципом выпуска:

• Электромагнитный.
• Тепловой.

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически мгновенное срабатывание выключателя и обесточивают часть цепи при возникновении перегрузки по току или короткого замыкания.

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, который под действием большого тока втягивается внутрь и заставляет срабатывать спусковой элемент.

Основная часть тепловыделителя — биметаллическая пластина. При прохождении через машину тока, превышающего номинальное значение защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, отклоняясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины тока перегрузки, протекающего через пластину.

Некоторые современные устройства поставляются с минимальной (нулевой) версией дополнения. Они выполняют функцию отключения АКБ при падении напряжения ниже предельного значения, соответствующего техническим характеристикам устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только выключить, но и включить АБ, даже не подходя к коммутатору.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость устройства.

Количество полюсов

Как уже было сказано, сетевой выключатель имеет полюса: от одного до четырех.

Подобрать устройство для схемы исходя из их количества несложно, достаточно знать, где используются разные типы АКБ:

• Однополюсные сети устанавливаются для защиты линий, включающих розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазном проводе без захвата нейтрального проводника.
• Двухполюсник необходимо включать в цепь, к которой подключены достаточно мощные приборы (котлы, стиральные машины, электроплиты).
• В сетях полупромышленного масштаба устанавливаются трехполюсные сети, к которым можно подключать такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
• Четырехполюсная АБ позволяет защитить электрические жгуты с четырьмя кабелями от коротких замыканий и перегрузок.

Использование автоматов разной полярности — в следующем видео:

Характеристики переключателя

Существует еще одна классификация машин, основанная на их характеристиках. Этот показатель указывает на степень чувствительности устройства защиты к превышению номинального значения тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро устройство отреагирует в случае увеличения тока. Некоторые типы AB работают мгновенно, в то время как для других требуется некоторое время.

По чувствительности есть следующая маркировка устройств:

• A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и мгновенно реагируют на увеличение нагрузки. Их практически не устанавливают в домашних сетях, защищая с их помощью схемы высокоточным оборудованием.
• B. Эти автоматические выключатели срабатывают, когда ток увеличивается с небольшой задержкой. Обычно они входят в состав дорогой бытовой техники (ЖК-телевизоры, компьютеры и др).
• C. Эти устройства наиболее распространены в домашних сетях. Их отключение происходит не сразу после увеличения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность нормализовать его с небольшим уменьшением.
• D. Чувствительность этих устройств к нарастающему току самая низкая из всех перечисленных типов. Чаще всего их устанавливают в ширмы на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку автоматам в квартире, а если по каким-то причинам не работают, отключают общую сеть.

Особенности подбора машин

Некоторые люди думают, что самый надежный переключатель — это тот, который может выдерживать самый высокий ток, а это означает, что именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. По такой логике машину воздушного типа можно подключить к любой сети и все проблемы будут решены. Однако это отнюдь не так.

Для защиты цепей с разными параметрами необходимо устанавливать устройства соответствующей мощности.

  

Ошибки при выборе АБ чреваты неприятными последствиями. Если вы подключите защитное устройство, рассчитанное на большую мощность, к обычной домашней цепи, оно не обесточит цепь, даже если значение тока значительно превышает то, что может выдержать кабель. Слой утеплителя нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что действующая разрушающая сила для кабеля не превысит номинальной АВ и прибор «посчитает», что не было аварии. Только когда расплавленная изоляция вызывает короткое замыкание, машина отключается, но к тому времени может уже начаться пожар.

Вот таблица с номинальными характеристиками машин для различных электрических сетей.

Если устройство рассчитано на меньшую мощность, чем может выдержать линия, и устройства подключены, цепь не сможет нормально работать. При включении оборудования АКБ будет постоянно отключаться, и со временем под действием больших токов выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно о разновидностях автоматических выключателей на видео:

Заключение

Выключатель, характеристики и типы которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, защищающим линию электропередачи от повреждений, вызванных большими токами. Эксплуатация сетей, не защищенных машинами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное — правильно выбрать тип АБ, подходящий для конкретной сети.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Потери и эффективность электрических машин с примерами

Существует два типа электрических машин, а именно. статические электрические машины (например, трансформатор) и вращающиеся электрические машины (например, двигатели и генераторы). Все электрические машины не идеальны, поэтому у них есть потери, из-за которых КПД меньше 100%. В общем, мы сталкиваемся с тремя популярными электрическими машинами, а именно. трансформатор, машины постоянного тока (двигатель и генератор) и машины переменного тока (двигатель и генератор), поэтому мы обсудим потери и эффективность в этих машинах один за другим. 9{2}R_{se}\:\:Watts$$

Потери в меди являются переменными потерями, поскольку они зависят от тока обмотки.

Потери в стали или сердечнике

Потери в стали возникают в якоре машины постоянного тока и из-за вращения якоря в магнитном поле. Потери в железе бывают двух типов:

Гистерезисные потери

Гистерезисные потери возникают в якоре машины постоянного тока, потому что любая часть якоря подвергается реверсированию магнитного поля при прохождении под последовательными полюсами. {2}V\:\:Watts$$

Where,

• K _e is a proportionality constant,

• B _max is maximum flux density,

• f is the frequency of magnetic флюс,

• t  – толщина каждой пластины,

• V – объем сердечника якоря.

Поскольку параметры потерь на вихревые токи и гистерезиса постоянны, потери в стали машины постоянного тока являются постоянными потерями.

Механические потери

Потери из-за трения и ветра называются механическими потерями. Потери на трение подобны трению в подшипниках, трении щеток и т. д., а потери на сопротивление воздуха подобны трению воздуха вращающегося якоря. Механические потери возникают в подвижных частях машин и зависят от скорости машины.

Примечание  – Потери в стали и механические потери вместе известны как паразитные потери, т. {1,6}fV\:\:Ватт$$ 9{2}R_{2}$$

Потери во вращающихся машинах переменного тока

Потери во вращающихся машинах переменного тока такие же, как и в машинах постоянного тока. Эти потери могут быть классифицированы на две категории как –

Фиксированные или постоянные потери

Потеря с переменными машины определяется как отношение выходной мощности к входной мощности, т.е.

$$Эффективность,\eta=\frac{Выход\:Мощность(P_{0})}{Вход\:Мощность(P_{i})}$$

$$\потому что\:Ввод\:Мощность= Выход\:Мощность+Потери$$

$$\следовательно\:КПД,\eta=\frac{Выход\:Мощность(P_{0})}{Выход\:Мощность(P_{0})+Потери}= (1+\frac{Выход\:Мощность(p_{0})}{Потери})$$

Численный пример #1

Сопротивление якоря составного двигателя постоянного тока с длинным шунтом составляет 0,0858 Ом. Он имеет сопротивление шунта и последовательного возбуждения 60 Ом и 0,06 Ом соответственно. Двигатель потребляет общий ток 100 А. Если шунтирующий ток возбуждения и последовательный ток возбуждения равны 2 А, определите общие потери тока в двигателе. 9{2}R_{sh}$$

⇒ Общие потери Cu,

$$P_{cu}=892,66+624,24+240=1756,9\:W$$

Численный пример #2

материал сердечника, для которого коэффициент гистерезиса 120 Дж/м ³ и коэффициент потерь на вихревые токи 250. Его объем 10000 см ³ и максимальная плотность потока 1,18 Втб/м ² . Сердцевина состоит из тонких пластин толщиной 8 мм. Каковы общие потери в железе/сердечнике в ваттах, если частота переменного тока равна 50 Гц? 9{-6}$$

$$=0,557\:W$$

Следовательно,

Общие потери в сердечнике = $78,19 + 0,557 = 78,747\:W$

Численный пример #3

В трансформаторе мощностью 25 кВА потери в железе составляют 250 Вт, а потери в меди при полной нагрузке — 400 Вт. Найдите КПД при полной нагрузке при отставании коэффициента мощности 0,8.

Решение −

Выходная мощность при полной нагрузке,

$$P_{0}=25\times\:0,8=20\:кВт$$

Суммарные потери при полной нагрузке,

$$= 250 + 400 = 650 Вт = 0,65 кВт$

Входная мощность при полной нагрузке,

$$P_{i}= 20 + 0,65 = 20,65\:кВт$$

Следовательно, КПД при полной нагрузке,

$$\eta=\frac{P_{0}}{ P_{i}}\times\:100=\frac{20}{20,65}\times\:100=96,85\%$$

Электрические машины | Департамент энергетики

Передовое производство и промышленная декарбонизация

В 2013 году на электроэнергию приходилось примерно 40% потребления первичной энергии в Соединенных Штатах, а на производство приходилось более четверти конечного потребления. Системы с электродвигателями использовали 68% этой общей электроэнергии для основных энергоемких промышленных процессов, таких как охлаждение, насосы, вентиляторы, компрессоры, погрузочно-разгрузочные работы, обработка материалов и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Программа AMO Next Generation Electric Machines (NGEM) представляет собой проект НИОКР, использующий последние технологические достижения в области силовой электроники и электродвигателей для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, высокоскоростных интегрированных приводных систем среднего напряжения (MV) для широкий спектр критически важных энергетических приложений.

Усовершенствования систем промышленных электродвигателей могут быть реализованы за счет применения ключевых технологий, таких как устройства с широкой запрещенной зоной, передовые магнитные материалы, улучшенные изоляционные материалы, агрессивные методы охлаждения, конструкции высокоскоростных подшипников и улучшенные проводники или сверхпроводящие материалы. Программа NGEM будет способствовать пошаговым изменениям, которые позволят более эффективно использовать электроэнергию, а также уменьшить размер и вес системы привода, развивая долгосрочные возможности для разработки материалов и дизайна двигателей, которые уменьшат энергопотребление отрасли и выбросы парниковых газов, поддерживая глобальный рынок США. Конкурентоспособность экологически чистых энергетических продуктов.

На данный момент эти усилия по НИОКР состоят из двух отдельных возможностей финансирования и будут использовать работу Института Power America Департамента по полупроводникам WBG. Возможности финансирования и избранные проекты перечислены ниже.

NGEM: ДВИГАТЕЛИ МЕГАВАТТНОГО КЛАССА

В сентябре 2015 года было выбрано пять проектов с целью объединения широкозонной технологии (WBG) с достижениями для крупногабаритных двигателей. В рамках проектов будут разработаны интегрированные приводные системы среднего напряжения, в которых используются преимущества широкозонных устройств с энергоэффективными, высокоскоростными, прямыми приводами и электродвигателями мегаваттного класса для повышения эффективности и удельной мощности в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, инфраструктуре природного газа и Компрессоры общепромышленного применения, такие как системы отопления, вентиляции и кондиционирования, холодильные установки и насосы для сточных вод.

Эти области применения представляют собой значительное количество моторных установок, большое количество потребляемой электроэнергии и значительные возможности для конкурентоспособности американских технологий и производства. Целью проектов является уменьшение размеров двигателей и приводных систем мегаваттного масштаба до 50 процентов и сокращение потерь энергии на целых 30 процентов.

ИЗБРАННЫЕ ПРОЕКТЫ

Высокочастотный привод среднего напряжения с поддержкой SiC для высокоскоростных двигателей

Встроенный электропривод с высоким напряжением ² Модульная электрическая машина и силовые преобразователи на основе SiC

Полностью интегрированный высокоскоростной двигатель мегаваттного класса и высокочастотная система привода с регулируемой скоростью

Встроенный преобразователь частоты SiC 15 кВ и высокоскоростной двигатель MW для газокомпрессионных систем

Встроенный привод и двигатель среднего напряжения

NGEM: ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

В ноябре 2016 года было отобрано тринадцать проектов, направленных на развитие технологий, которые будут способствовать рентабельному повышению эффективности и снижению веса электрических машин при одновременном устранении ограничений, связанных с традиционно используемыми проводящими металлами и электротехническими сталями.