Основные разновидности автоматов. Виды электрических автоматов защиты
Опасность, которую таит в себе поражение электрическим током, известна каждому. Сюда же можно добавить нагрев проводника, возникающий при неплотном контакте или коротком замыкании. Но без электроэнергии человек уже давно не представляет своей жизни, а значит, нужны способы укрощения этой силы. С этой целью и были созданы различные устройства защиты, в том числе и автоматы, виды которых мы сегодня рассмотрим.
Общие характеристики автоматических выключателей
Автоматами называют устройства, способные в кратчайший промежуток времени разомкнуть цепь в случае возникновения нагрева, короткого замыкания или иных внештатных ситуаций. При правильно подобранных параметрах устройства можно не сомневаться, что оно среагирует на малейшие превышения норм и снимет напряжение с линии, защитив тем самым не только самого человека, но и его имущество.
Автоматические выключатели могут различаться по максимальным токовым нагрузкам, количеству полюсов или принципу срабатывания. Каждый, кто сталкивался с подобным оборудованием, знает, что на его корпусе обязательно проставлена маркировка – В, С либо D. Первый тип можно отнести к маломощным устройствам, в то время как последний применяется чаще на производствах, где токовые нагрузки значительны. Для бытового использования выбирают тип с маркировкой С. Цифра, стоящая после литеры, является показателем максимальной токовой нагрузки, по превышении которой устройство сработает на отключение. К примеру, ВА с маркировкой С16 без проблем выдержит 16 А, однако если показатель будет превышен, разомкнет цепь и снимет напряжение.
Говоря о видах автоматов защиты электросети, можно отметить три основных:
- ВА.
- УЗО.
- Дифавтомат.
Попробуем разобрать их более подробно, чтобы понять предназначение защитных устройств.
Выключатель автоматический: особенности, назначение
Устройство, способное разомкнуть цепь при коротком замыкании или перегрузке сети (переизбыток подключенного оборудования). Это основной вид автоматов, который имеет 2 контакта (вход/выход фазы) и работает по принципу электромагнита, состоящего из соленоида и штока, а также пластины из биметалла. Получается, что при нормальной токовой нагрузке расцепитель работает в штатном режиме, однако при ее превышении на соленоиде выталкивается шток. Он, в свою очередь, упирается в биметаллическую пластину, которая и размыкает контакт.
Эти расцепители реагируют не только на токовые перегрузки, но и на повышение внешней температуры, поэтому плохо протянутые контакты могут стать причиной периодических срабатываний. Также хорошо они справляются с аварийным отключением в случае пожара. Но более интересным видом электрических автоматов защиты можно назвать УЗО.
Принцип работы УЗО имеет совершенно другие функции. На корпусе есть 4 контакта, 2 из которых предназначены для входа/выхода фазного провода, а 2 – для нулевого. Такие устройства работают по принципу разности потенциалов. При нормальной работе цепи фаза с нулем уравновешены и УЗО функционирует в штатном режиме. Однако малейшая утечка тока создает дисбаланс, и устройство автоматически отключается. Для защиты человека такой вид автоматов лучше, чем ВА.
Возьмем для примера пробой фазного провода на корпус любого бытового прибора. Практически каждый знает, насколько неприятные ощущения возникают при прикосновении к металлу в подобном случае. В этой ситуации стоит человеку дотронуться до прибора, как УЗО отключит питание, причем реакция устройства намного быстрее, чем у ВА. Однако такой вид автоматов не спасает от короткого замыкания – он просто не реагирует на КЗ, продолжая работать.
Для тех, кто хочет разобраться в работе УЗО подробнее, ниже представлен короткий видеоролик.
Видео по теме “Устройство защитного отключения”
Следует отметить, что оба вида автоматов защиты, описанные выше и выполняющие совершенно различные функции, оптимально устанавливать в паре. А возможно ли обойтись одним устройством? Да запросто.
Дифавтомат: что он собой представляет, как работает?
Довольно часто люди не хотят связываться с лишней коммутацией в распределительном шкафу, а иногда просто не хватает места для установки всех систем защиты, которые планировались. Ведь, если разобраться, на ДИН-рейке УЗО занимает 2 модульных места плюс автоматический выключатель – итого 3. А если групп энергообеспечения несколько, к тому же необходимо смонтировать вводной расцепитель, установить прибор учета электроэнергии? Получается, что придется отказываться от каких-либо устройств защиты? Совершенно необязательно. Вместо УЗО и ВА устанавливается дифавтомат, который совмещает в себе функции обоих приборов.
Такое устройство способно сработать на превышение токовой нагрузки, короткое замыкание или утечку в цепи. По размеру оно схоже с УЗО (на 2 места), а иногда и с ВА, которое занимает один модуль. Часто именно этот фактор становится решающим при выборе оборудования, однако у дифференциального автомата тоже есть свои минусы. Стоимость его выше, чем у ВА или устройства защитного отключения, а при отказе одной из частей покупать его придется целиком, в то время как расцепитель можно поменять отдельно.
Среди специалистов ходит множество споров, что лучше – отдельная защита или совмещенная? Судя по статистике, сторонников дифавтоматов и их противников примерно одинаковое количество. При решении этого вопроса стоит исходить из возможности установки. И если выбран дифференциальный автомат, не следует экономить на приобретении. Лучше купить качественное брендовое устройство, чем периодически менять дешевые.
В заключение
Защита электросети необходима, с этим согласится любой, кто сталкивался с подобным вопросом. Но мало просто приобрести первое попавшееся устройство и подключить его. Нужно тщательно просчитать все необходимые параметры, взвесить все за и против в отношении того или иного вида автоматов и только после этого делать выбор. Ассортимент защитного оборудования домашней электрической сети довольно широк, а значит, и решение будет непростым. Однако только осознанный, продуманный и правильно сделанный выбор поможет защитить жизнь и здоровье близких, а также сохранность имущества.
Типы автоматических выключателей и как выбрать автомат в щиток
Кроме устройств защитного отключения, используемых по отдельности, существует 3 вида автоматов, которые служат для предохранения электрической сети. Каждый из них предназначен для нагрузки определенной величины и имеет свою особую конструкцию.
Бывают следующие типы автоматических выключателей:
модульные;
литые;
силовые воздушные.
Типы срабатывания и класс защиты автоматов
Каждый перечисленный выше вид обладает своими специфическими характеристиками, поэтому покупка и установка автомата в щиток должна соответствовать нагрузке в электросети вашего помещения
Модульные выключатели
Модульный автомат представляет собой стандартное малогабаритное устройство, которое монтируется на Din-рейку. Корпус выключателя изготовлен из специального изолирующего материала, который позволяет обезопасить пользователя от удара электрическим током. Питающий и отходящий кабеля соединены с верхним и нижним клеммным зажимом соответственно. Два положения рычага (переключателя), установленного на автомате, позволяют управлять его состоянием вручную.
Такие автоматы обеспечивают продолжительную работу при определенных величинах номинального тока. Модульные выключатели предусмотрены для монтажа в бытовых сетях, где предполагаются незначительные нагрузки на электросеть. Превышение установленных величин чревато разрывом силового контакта. Для этого в корпусе предусмотрено два типа защит: токовая отсечка и расцепитель.
!Расцепитель автоматического выключателя – это электротехническое устройство, которое отвечает за отключение (расцепление) сети при возникновении высокого электротока.
В автоматических выключателях бывают следующие типы расцепителей:
тепловой;
электронный;электромагнитный;
независимый;
комбинированный;
полупроводниковый.
Литые автоматы
Литые автоматические выключатели служат для коммутации токов, величина которых превосходит нагрузки, предусмотренные для модульных конструкций. Их показатели достигают величины в 3.2 килоампера. Конструкция литых выключателей фактически не отличается от модульных устройств. Однако для увеличения пропускной способности нагрузок их выполняют в маленьком корпусе и оснащают высокими техническими характеристиками.
Данные автоматы чаще всего устанавливают на производственных объектах для обеспечения максимальной безопасности электропроводки. Условно они подразделяются на три категории с возможностью передачи нагрузок до 250, 1000 и 3200 ампер. В зависимости от особенностей конструкции литые выключатели делят на трехполюсные или четырехполюсные модели..
Силовые воздушные выключатели
Силовые воздушные автоматы оперируют токами с высокими нагрузками (6.3 килоампер) и используются в промышленных помещениях. Эти выключатели являются наиболее сложными в плане конструкции.
Они применяются для работы и защиты электрических систем. Данные автоматы задействуют как вводные и отходящие приспособления распределительных устройств с высокими нагрузками, а также для подключения трансформаторов, генераторов и т. п.
Маркировка автоматических выключателей
В глазах большинства пользователей маркировка автоматов выглядит, как китайская грамота, недоступная для восприятия. Но такой подход является необходимостью, потому что разместить на лицевой стороне миниатюрной коробки данные в текстовом виде будет проблематично. А при выборе следует учитывать различные параметры прибора.
Обычно на автоматическом выключателе значится:
логотип либо название компании-производителя;
линейная серия устройства (модель), которая представлена буквенно-цифровыми обозначениями;
время-токовая характеристика, выраженная латинскими буквами B, C, D, K или Z. Широко распространенными классами автоматических выключателей являются B, C, D.
за буквенным обозначением следует число, которое характеризует номинальный ток автомата. Номинал указывает на максимальное значение тока, который может проходить через автомат, не провоцируя самостоятельного выключения прибора;
далее идет номинальное напряжение, на которое рассчитан тот или иной автоматический выключатель.
Этот параметр отображен в Вольтах, он бывает постоянным либо переменным;следующим показателем является предельный ток отключения. Данное значение определяет ток короткого замыкания, пропустив который автомат не выйдет из строя;
класс токоограничения. Этот параметр выступает в качестве ограничения времени короткого замыкания и определяет время срабатывания автомата;
на одной из частей корпуса автоматического выключателя указан артикул. Это обозначение облегчает поиск конкретной модели во время покупки.
Разобравшись с обозначениями автоматических выключателей, пользователь сможет не только облегчить свое взаимодействие с устройством и его выбор для электрощитка, но и обезопаситься от всякого рода неисправностей.
При выборе автоматического выключателя необходимо учитывать множество факторов, чтобы в будущем прибор мог участвовать в бесперебойной работе электрической системы, не реагировал на малейший скачок напряжения и был максимально безопасным при эксплуатации.
Разобравшись с обозначениями автоматических выключателей, пользователь сможет не только облегчить свое взаимодействие с устройством и его выбор для электрощитка, но и обезопаситься от всякого рода неисправностей.
- Нагревательный мат для теплого электрического пола – конструкция, выбор и эксплуатация
- Почему выбивает автомат в щитке
электрическая машина | Фесто США
электрическая машина | Фесто СШАМы работаем над этим…
Учебные системы «Электрические машины и силовые цепи» обеспечивают всесторонний охват широкого круга тем, включая силовые цепи переменного и постоянного тока, электромеханические системы, двигатели и генераторы, и ориентированы на обучение в технических институтах, колледжах и университетах.
Рекомендуемые решения для обучения: Учебная система переменного/постоянного тока- Полный учебный пакет с наиболее распространенными электрическими компонентами и измерительными приборами (вольтметры, амперметры, омметры и т. д.)
- Охватывает все основы цепей переменного и постоянного тока в автономном пакете с полной учебной программой
- В прочном кейсе с прочными колесами и телескопической ручкой для удобства транспортировки
- Переключатели ошибок для улучшения навыков устранения неполадок
- Отличное введение для широкого круга программ, требующих фундаментальных знаний о питании постоянным и переменным током. Загрузите техническое описание здесь.
Охват темы:
- Основные понятия электрических цепей переменного и постоянного тока
- Закон Ома
- Законы напряжения и тока Кирхгофа
- Использование измерительных приборов (вольтметров, амперметров, омметров и т. д.)
- Решение последовательных и параллельных цепей
- Электромагнетизм
- Электрораспределение
Узнайте больше о нашей системе обучения AC/DC
Электромеханические тренажеры мощностью 2 кВт- Уникальная модульная программа в области электроэнергетики на высоком уровне мощности (2 кВт)
- Содержит четыре системы обучения, посвященные различным методам производства и использования электроэнергии
- Имитирует мощные машины, но очень безопасен для экспериментов
- Включает в себя компоненты и машины для тяжелых условий эксплуатации, которые можно комбинировать для создания различных конфигураций, адаптированных к техническим или университетским курсам
Загрузите техпаспорт здесь.
Охват темы:
- Силовые цепи (переменного, постоянного тока, однофазные, трехфазные, закон Ома, реактивное сопротивление, мощность, решающие цепи)
- Машины постоянного тока (шунтовые, последовательные и составные двигатели, параллельные и составные генераторы, стартер)
- Трансформаторы и машины переменного тока (конфигурации с однофазными и трехфазными трансформаторами, асинхронный двигатель с фазным ротором, асинхронная машина с короткозамкнутым ротором, синхронная машина, синхронизация)
Подробную информацию о наших электромеханических тренажерах мощностью 2 кВт можно найти здесь
Комплект оборудования TP 1410: Сервотормоз и приводная система- Комплект оборудования включает полную, гибкую и удобную систему загрузки и привода в компактном корпусе
- Вспомогательный учебный план для изучения различных двигателей и генераторов
- Четкое различие между тестируемым устройством и нагрузкой
- Практичная система быстрой замены
- Схемы тестируемого устройства созданы с использованием надежных и гибких модулей A4 EduTrainer ®
- Программное обеспечение DriveLab в комплекте — интуитивно понятное программное обеспечение, позволяющее быстро ввести вас в курс дела
Охват темы:
- Компоненты технологии электропривода
- Машины постоянного тока
- Однофазные машины переменного тока
- Машины трехфазного переменного тока
- Преобразователи частоты
- Машины специального назначения
- Промышленные средства управления
Ознакомьтесь с нашей сервотормозной и приводной системой
Система обучения разборным машинам- Практическое обучение конструкции и эксплуатации вращающихся машин
- Интеграция в любую программу обучения, включающую промышленное применение электротехники
- Одновременная сборка двух разных машин позволяет продемонстрировать электрические и механические характеристики
Загрузите техпаспорт здесь.
Охват темы:
- Машина постоянного тока в сборе
- Двухфазный двигатель с пусковым конденсатором в сборе
- Конденсаторный двигатель в сборе
- Блок двигателя с конденсатором на два номинала
- Универсальный двигатель в сборе
- Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором в сборе
- Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором в сборе
- Синхронная машина в сборе
- Синхронный реактивный двигатель в сборе
- Двухскоростной двигатель с переменным крутящим моментом в сборе
- Двухскоростной двигатель с постоянным крутящим моментом в сборе
- Двухскоростной двигатель постоянной мощности в сборе
- Двухфазный асинхронный двигатель с фазным ротором в сборе
- Тройной двигатель в сборе
Узнайте больше о нашей системе обучения разборным машинам
MagTran ® Учебная система- Предназначена для обучения принципам магнитной цепи и применения этих принципов к базовым трансформаторам
- Подходит для широкого спектра учебных программ — от профессионально-технических училищ до университетов
- Программа курса содержит обширный
набор лабораторных экспериментов, иллюстрирующих основные принципы магнетизма и электромагнитной индукции - Работает при мощности 0,2 кВт с использованием стандартных приборов ЭМС Доступен дополнительный модуль
- для управления системой обучения MagTran ® в сочетании с электромеханической системой обучения мощностью 0,2 кВт .
Загрузите техпаспорт здесь.
Охват темы:
- Магнитные цепи и трансформаторы
В нашей системе обучения MagTran® есть еще много интересного
Электромеханические тренажеры 0,2 кВт- Комплексный подход к обучению электроэнергетике посредством лабораторных наблюдений
- Предоставляет понятные лабораторные результаты со значениями данных, которые легко наблюдать
- Четыре подсистемы охватывают обычные электрические машины и доступны в виде пакета, состоящего из оборудования, необходимого для выполнения лабораторных упражнений
- Все измерения выполняются с использованием обычных аналоговых счетчиков
- Разрезные кожухи колокола позволяют визуально осматривать внутреннюю конструкцию и наблюдать за машиной во время работы
Загрузите техпаспорт здесь.
Охват темы:
- Силовые цепи (переменного, постоянного тока, однофазные, трехфазные, закон Ома, реактивное сопротивление, мощность, решающие цепи)
- Машины постоянного тока (шунтовые, последовательные и составные двигатели, параллельные и составные генераторы, стартер)
- Однофазные трансформаторы и машины переменного тока (трансформаторы, двухфазный асинхронный двигатель, двигатель с конденсаторным пуском, двигатель с конденсаторным двигателем, универсальный двигатель)
- Трехфазные трансформаторы и машины переменного тока (асинхронный двигатель с фазным ротором, асинхронная машина с короткозамкнутым ротором, синхронная машина, трансформаторы)
Узнайте больше о наших электромеханических обучающих системах мощностью 0,2 кВт
Комплект обмоток двигателя- Обучение методам конструирования электрических машин
- Все детали для сборки асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, асинхронного двигателя с фазным ротором, трехфазной синхронной машины и двухфазного двигателя с конденсаторным пуском
- Три типа роторов включены
- Полный сборочный комплект, который можно многократно использовать
Загрузите техпаспорт здесь.
Охват темы:
- Ознакомление с оборудованием
- Двухфазный двигатель с конденсаторным пуском
- Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
- Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором
- Синхронная машина
Узнайте больше о нашем комплекте обмотки двигателя
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 «Электрические машины следующего поколения» (NGEM) представляет собой научно-исследовательскую работу, в которой используются последние технологические достижения в области силовой электроники и электродвигателей для разработки нового поколения энергоэффективных, высокоскоростных, интегрированных систем привода 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 при Департаменте 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: ENABLING TECHNOLOGIES
В ноябре 2016 года было отобрано тринадцать проектов, направленных на развитие технологий, которые будут способствовать экономически эффективному повышению эффективности и снижению веса электрических машин при одновременном устранении ограничений, связанных с традиционно используемыми проводящими металлами и электротехническими сталями.