Принцип действия автоматического выключателя
Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.
Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.
Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.
Особенности работы теплового расцепителя
При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.
Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.
Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.
Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.
Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.
Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.
Нюансы электромагнитной защиты
Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.
Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.
Наглядно про автоматические выключатели на видео:
Дугогасительная камера
Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.
При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.
Серия автоматических выключателей DMX от компании Legrand
Автоматические выключатели DMX работают в электрических цепях большой мощности (до 4000А) и обеспечивают их защиту. Все характеристики автоматических выключателей этой серии отличаются высокими показателями, но при этом сохраняется высокая отключающая способность, эксплуатационная надежность, компактные размеры и механическая стойкость.
Габаритные размеры автоматических выключателей DMX имеют однинаковые показатели по глубине и высоте. Поэтому они могут монтироваться с одной передней панелью. Также есть варианты исполнения с стационарной и выкатной конструкцией.
В комплект автоматических выключателей серии DMX входят:
- электронные расцепители (встроенные) — МР17, МР18 или МР20,
- • независимые расцепители,
- • расцепитель напряжения (минимальный),
- • электропривод,
- • свободные контакты,
- • блок памяти (внешний),
- • устройства блокировки.
Общие сведения об автоматах
Автоматы для электрощитка
Как правило, автомат содержат три типа расцепителя электрической цепи: тепловой, электромагнитный и механический. Первый предназначен для защиты электрических цепей от перегрузки по току, второй – от короткого замыкания в цепях нагрузки, третий – для оперативных коммутаций электрических цепей.
Существуют электрические автоматы, выполняющие защитные функции от перегрузки и поражения электрическим током (ЭТ). Это выключатели, управляемые дифференциальным током со встроенной защитой от токовых перегрузок – дифавтоматы (ДВ).
Основные технические характеристики автоматических выключателей (АВ)
Номиналы автоматов для различных электросетей
Номинальное напряжение – установленное изготовителем значение, при котором определена работоспособность АВ.
Номинальный ток – установленный изготовителем ток, который АВ способен проводить в продолжительном режиме, при котором главные контакты остаются замкнутыми при указанной контрольной температуре окружающего воздуха (стандартно +30 °С).
Частота выключателя – это промышленная частота, на которую рассчитанно устройство и которой соответствуют значения других характеристик.
Номинальная наибольшая отключающая способность – значение ЭТ, которое может отключить АВ, сохранив при этом свою работоспособность.
Класс токоограничения характеризуется временем отключения между началом размыкания выключателя и концом времени дуги. Существует три класса токоограничения:
- время отключения АВ 3 класса происходит в пределах 2,5 – 6 мс;
- 2 класса – 6–10 мс;
- 1 класса – более 10 мс.
Существует несколько типов защитных (время-токовых) характеристик АВ, наиболее востребованы – B, C и D
| Тип защитной характеристики | Диапазон токов мгновенного расцепления, приведенных к номинальному значению тока АВ | Назначение |
| A | от 1,3Iн | Для защиты цепей, в которых временные перегрузки по току не могут возникать в штатном режиме работы. |
| В | от 3Iн до 5Iн | Для защиты цепей, в которых допускаются незначительные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы. |
| С | от 5Iн до 10Iн | Для защиты цепей, в которых допускаются умеренные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы. |
| D | от 10Iн до 20Iн | Для защиты цепей со значительными временными токовыми перегрузками в штатном режиме работы. |
| K | от 12 Iн | Для защиты промышленных цепей использующих индуктивную нагрузку. |
| Z | от 4 Iн | Для защиты промышленных цепей использующих в качестве нагрузки промышленную электронную технику. |
Дифференциальные автоматические выключатели
Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn – значение отключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ должен срабатывать при заданных условиях.
Номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0 – значение неотключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ не срабатывает при заданных условиях.
Номинальная дифференциальная наибольшая включающая и отключающая способность IΔm0 – действующее значение переменной составляющей ожидаемого дифференциального тока, которое ДВ может включать, проводить и отключать.
ДВ бывают трех типов:
- S – с выдержкой времени срабатывания по дифференциальному току.
- АС – обеспечивается срабатывание при синусоидальном переменном дифференциальном токе, либо прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
- А – обеспечивает срабатывание при дифференциальном синусоидальном переменном токе и дифференциальном пульсирующем постоянном токе, прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей
Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.
В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.
Автоматы типа МА
Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.
Приборы класса А
Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.
Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.
Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.
Защитные устройства класса B
Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.
Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.
Автоматы категории C
Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.
Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.
Автоматические выключатели категории Д
Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.
Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.
Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.
Защитные устройства категории K и Z
Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. 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%.
Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.
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.
Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.
Наглядно про категории автоматов на видео:
Для чего нужны дифференциальные автоматы?
Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.
Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:
- короткого замыкания;
- перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
- утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.
Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.
Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.
Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.
Особенности расцепителей
Производители выпускают следующие варианты:
- предусматривающие отключение вручную — механические;
- срабатывающие при возникновении перегрузки — тепловые;
- реагирующие на появление короткого замыкания — электромагнитные.
Еще одним вариантом разделения становится количество полюсов подключения:
- применяемые для использования в цепи с одной фазой — однополюсные;
- когда требуется отключать два полюса одновременно, устанавливаются двухполюсные;
- при необходимости одномоментно обеспечивать защиту трехфазной цепи или трех однофазных колонок — трехполюсные;
- в схемах с разделением по принципу «звезда с выделенной нулевой точкой» с раздельным защитным и рабочим нулем — четырехполюсные.
Проверка работы расцепителей автоматических выключателей
Основная часть испытаний автоматов — это проверка исправной работы их расцепителей. Дополнительно проверяется качество монтажа выключателей, затяжка контактов, соответствие защитного оборудования проектной документации, но эти параметры уже второстепенны.
Существует большое количество модификаций автоматических выключателей: воздушные, модульные, предназначенные для защиты двигателей, в литом корпусе. Самыми распространенными являются модульные автоматические выключатели, устанавливаемые на DIN-рейку, поэтому целесообразно будет рассмотреть ход проверки на их примере.
После срабатывания одного из расцепителей автоматически выключатель выполняет свою функцию — отключает питание определенного участка цепи. Расцепители по типу могут быть тепловыми или электромагнитными, но в современном оборудовании чаще всего используют оба типа для наиболее надежной защиты. Автоматы с одним типом расцепителей имеют гораздо более узкую сферу применения.
Автоматы с тепловыми расцепителями обеспечивают защиту электросети от перегрузки линии. Такой расцепитель представляет собой двухслойную биметаллическую пластинку. Когда возникает перегрузка, этот элемент выключателя нагревается. Под воздействием температуры происходит деформация пластины, что и приводит к расцеплению.
Электромагнитные расцепители нужны для защиты линии от разрушительного воздействия тока КЗ. Этот элемент прибора представляет собой соленоид с подвижным сердечником. Механизм расцепления приводится в действие сердечником, который втягивается магнитным полем, созданным под воздействием токов КЗ.
В свою очередь электромагнитные расцепители подразделяются на типы в зависимости от временных и токовых характеристик, то есть от того, за какое время и токи какой силы приводят выключатель в действие. Обозначаются типы электромагнитных расцепителей заглавными латинскими буквами. К наиболее распространенным относятся типы, соответствующие буквам B, C, D.
В этих элементах мгновенное расцепление происходит при таких стандартных диапазонах:
- B — в диапазоне от 3-кратного до 5-кратного номинального тока;
- С — в диапазоне 5-10-кратного номинального тока;
- D — 10-20-кратного номинального тока.
При низких пусковых токах в системе допустимо использовать автоматы с расцепителями типа B. В этой же сети целесообразно установить входной автомат с характеристиками C. Эти же устройства допустимо устанавливать в сети с умеренными пусковыми токами. Для защиты линии с высокими пусковыми токами подходят автоматы типа D.
ГОСТ Р 50345-2010 “Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения” регламентирует, как и какие именно автоматы нужно испытывать.
Таблица 7 Время-токовые рабочие характеристики
| Испытание | Тип расцепителя | Испытательный ток | Начальное состояние | Время расцепления или нерасцепления | Требуемый результат | Примечание |
| a | B, C, D | 1,13 In | Холодное | t < 1 ч (при In < 63 А) | Без расцепления | – |
| b | B, C, D | 1,45 In | Сразу же после испытания | t < 1 ч (при In < 63 А) | Расцепление | Непрерывное нарастание тока в течение 5 с |
| c | B, C, D | 2,55 In | Холодное | 1 с < t < 60 с (при In < 32 А) | Расцепление | – |
| d | B | 3 In | Холодное | t< 0,1 с | Без расцепления | Ток создается замыканием вспомогательного выключателя |
| C | 5 In | |||||
| D | 10 In | |||||
| e | B | 5 In | Холодное | t< 0,1 с | Расцепление | Ток создается замыканием вспомогательного выключателя |
| C | 10 In | |||||
| D | 20 In (в особых случаях 50 In) |
Термин «холодное состояние» означает, что при контрольной температуре калибровки ток предварительно не пропускают.
Примечание – Для выключателей типа D рассматривается возможность дополнительного испытания для промежуточного значения между c и d.
a, b и c — это испытания тепловой защиты, а d и e — соответственно, защиты от короткого замыкания (КЗ).
Автоматические выключатели АВВ серии S200
Автоматические выключатели этой серии служат для защиты цепей от возможных перегрузок и токов короткого замыкания в электрических линиях и кабелях различного назначения. Они могут монтироваться на стандартную DIN-рейку в электрических щитах, шкафах и боксах. Особенностью этих автоматических выключателей является то, что они имеют большую надежность и повышенную коммутационную способность. Также серия S200 отличается большим ассортиментом представленных устройств. Типоисполнения и технические характеристики серии автоматов S200:
- • одновременное устройство электромагнитного и теплового расцепителя,
- • количество полюсов имеет несколько вариаций: • с расцепителем на фазе и разрывом нейтрали при сработке (1+N или 3+N),
- • с расцепителем в каждом полюсе ( 1 или 3 полюсные),
- • с расцепителем в фазных проводах и нейтрали (2 или 4 полюсные).
• исполнения с различными характеристиками срабатывания (B, C, D, а также K и Z),
• исполнения с различными характеристиками предельной способности коммутации (25 кА, 15кА, 10кА, 6кА),
• наличие дополнительного контакта,
• возможность использования приставки DDA-200 для обеспечения дополнительной защиты от токов утечки.
Виды и типы электрических схем
Перед тем, как начать изучать существующие обозначения электрооборудования и его соединения, необходимо разобраться с типологией схем. На территории нашей страны введена стандартизация по ГОСТ 2.701-2008 от 1.07.2009 года, согласно «ЕСКД. Схемы. Типы и виды. Общие требования».
Исходя из этого норматива, все схемы разделены на 8 типов:
- Объединенные.
- Расположенные.
- Общие.
- Подключения.
- Монтажные соединений.
- Полные принципиальные.
- Функциональные.
- Структурные.
Среди существующих 10 видов, указанных в данном документе, выделяют:
- Комбинированные.
- Деления.
- Энергетические.
- Оптические.
- Вакуумные.
- Кинематические.
- Газовые.
- Пневматические.
- Гидравлические.
- Электрические.
Для электриков представляет наибольший интерес среди всех вышеперечисленных типов и видов схем, а также самая востребованная и часто используемая в работе – электрическая схема.
Последний ГОСТ, который вышел, дополнен многими новыми обознвачениями, актуальный на сегодня с шифром 2.702-2011 от 1.01.2012 года. Называется документ «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем», ссылается на другие ГОСТы, среди которых упомянутый выше.
В тексте норматива изложены четкие требования в подробностях к электросхемам всех видов. Поэтому руководствоваться при монтажных работах с электрическими схемами следует именно данным документом. Определение понятия электрической схемы, согласно ГОСТ 2.702-2011 следующее:
После определения в документе содержатся правила реализации на бумаге и в программных средах обозначений контактных соединений, маркировки проводов, буквенных обозначений и графического изображения электрических элементов.
Следует заметить, что чаще в домашней практике используются всего три типа электросхем:
- Монтажные – для прибора изображается печатная плата с расположением элементов при четком указании места, номинала, принципа крепления и подведения к другим деталям. В схемах электропроводки для жилых помещений указывается количество, место расположения, номинал, способ подключения и другие точные указания для монтажа проводов, выключателей, светильников, розеток и т.п.
- Принципиальные – на них указываются подробно связи, контакты и характеристика каждого элемента для сетей или приборов. Различают полные и линейные принципиальные схемы. В первом случае изображается контроль, управление элементами и сама силовая цепь; в линейной схеме ограничиваются только цепью с изображением остальных элементов на отдельных листах.
- Функциональные – здесь без детализации физических габаритов и других параметров указывается основные узлы прибора или цепи. Любая деталь может изображаться в виде блока с буквенным обозначением, дополненного связями с другими элементами устройства.
Калибруемая характеристика номинала аппарата
Эта характеристика – рабочие параметры теплового расцепителя или его полупроводникового аналога. Представляет собой коэффициент, умножая на который мы получаем силу тока при перегрузке, которую прибор может держать или не держать в течение определенного периода времени. Устанавливается значение калибруемой характеристики в процессе производства, корректировки в домашних условиях не подлежит. Подбирают ее из стандартного ряда.
Калибруемая характеристика указывает на то, как долго и перегрузку какого силы сможет выдержать автомат, не отключая участок цепи от питания. Обычно это две цифры:
Если проводка проходит в штробе, сформированной в стене с внушительной изоляцией, кабель при перегрузе и сопровождающем его перегреве охлаждаться практически не будет. Значит, за час проводка может изрядно пострадать. Может, сразу результат превышения никто и не заметит, но сроки службы проводов существенно сократятся. Следовательно, для скрытой проводки будем искать выключатель с минимальными калибровочными характеристиками. Для открытого варианта можно особо не зацикливаться на данной величине.
Общие сведения.
Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.
У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи:
При этом высокие токи можно поделить на две категории:
Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.
С токами перегрузки все сложнее. Такой ток ненамного отличается от номинального, в течение какого-то времени он может протекать по цепи совершенно без последствий. Поэтому нет необходимости отключать такой ток мгновенно, тем более что он мог и возникнуть очень кратковременно. Ситуация отягощается тем, что каждая сеть имеет свой предельный ток перегрузки. И даже не один.
Есть целый ряд токов, для каждого из которых теоретически можно определить свое максимальное время отключения сети, составляющее от нескольких секунд до десятков минут. Но и ложные срабатывания тоже необходимо исключить: если ток для сети безвреден, то отключение не должно происходить ни через минуту, ни через час – вообще никогда.
Получается, что уставку срабатывания защиты от перегрузок необходимо регулировать под конкретную нагрузку, изменять ее диапазоны. И, разумеется, перед установкой аппарата защиты от перегрузок его необходимо прогружать и проверять.
Полезные советы
- Серию автоматов «В» лучше использовать во вторичном фонде, то есть, в старых постройках. «С» лучше устанавливать в новостройках.
- В российских условиях эксплуатации, имеются в виду бытовые сети, расчет ведется по току срабатывания 4500 А. Специалисты рекомендуют приобретать автоматы 6000 А.
- Класс токоограничения «3» работает быстрее, чем «2».
Обратите внимание, что быстрота срабатывания электро автомата указывается двумя позициями: как быстро срабатывает электромагнитный расцепитель или тепловой. Последний отключает медленнее
Почему?
Все дело в том, что ток перегрузки может действовать определенное время (часами) и при этом никаких последствий электрической цепи не принести. Поэтому его нет необходимости отключать тут же, как он только возник. Вот почему производители устанавливают пределы от номинала в три, в пять или в десять раз. То есть, перегрузка не несет осложнений, как короткое замыкание.
Но ситуация отягощается тем, что каждый электрический контур имеет свой предел перегрузки. И нередко на одном контуре может возникнуть повышение силы тока и в три раза, и в десять. Есть и так называемые ложные перегрузки, о которых нельзя забывать. И, тем более, если это ложная тревога, то сеть отключать нет никакого смысла.
Получается так, что устанавливаемый на контур автомат, необходимо точно выбирать под фактическую нагрузку. Вот почему так важен грамотно проведенный расчет потребляемой мощности на каждом контуре. Но не забывайте, что приобретаемый в магазине прибор надо проверить на нагрузки, хотя на заводе он проходит многоступенчатый контроль.
Итак, основная цель любого потребителя – это правильно выбрать электрический автомат по номинальному току.
Классы (характеристики срабатывания) автоматических выключателей
Классы или характеристики срабатывания определяются от разброса величины срабатывания. Самые используемые классы – B, C и D
«B»
Используется в бытовых, осветительных и других сетях с небольшим или нулевым пусковым превышением тока. Такие автоматы устанавливаются непосредственно у потребителя. Электромагнитный расцепитель в таких приборах срабатывает при превышении тока в 3 и более раз.
«C»
Рекомендуется устанавливать в сетях со смешанной нагрузкой с умеренными пусковыми токами. Также используются в бытовых сетях, но защищают группу потребителей. Самый популярный автомат у электриков. Отличаются большей перегрузочной способностью по сравнению с устройствами класса B. Минимальный ток срабатывания должен превышать номинал в 5 и более раз.
«D»
Устройства данного класса защищают электродвигатели, у которых пусковой ток значительно превышает номинальный. Отличаются большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания равен десяти номинальным.
Характеристики выключателей и их группы
Для автомата существует несколько важных характеристик, по которым выбирают автомат для разных нагрузок. Одна из них характеристика срабатывания автоматических выключателей.
На графике№1 показаны различие время токовых характеристик 3 -х основных групп автоматов
Кривая характеристики показывает, как время срабатывания автомата меняется от величины отношения тока через контакты автомата к номинальному его значению. Линия зависимости отображается графически. Например, автоматы одного номинала при разных характеристиках кривых автоматических выключателей имеют разное время отключения.Также на графике №1 отмечены прямоугольниками зоны действия тепловой защиты и электромагнитной защиты автоматов.
Типы расцепителей
В защиту включают электромагнитный и термический расцепитель. Работа каждого элемента автономна и не зависит от состояния друг друга.
Тепловой расцепитель представляет собой металлическую пластину, назначение которой — реагирование на нагрев. Для включения прибора пластина должна остыть до исходной допустимой температуры.
Принцип действия автоматического выключателя зависит от конкретной ситуации.
Рабочий режим
Электрические автоматы включаются поднятием рычага управления. Механизм взвода и расцепления переключается в активное состояние. Происходит коммутация силовых контактов: ток протекает между ними (от неподвижного к подвижному). После этого движение продолжается через гибкую связь на катушку электромагнитного расцепителя, после — по гибкой связи на тепловой расцепитель. На «питающую» электролинию ток выходит через нижнюю клемму.
Механизм действия при коротком замыкании (КЗ)
Своевременное отключение подачи нагрузки обеспечивается электромагнитным расцепителем. Принцип работы автоматического выключателя при КЗ сводится к следующей схеме: превышающее допустимую норму напряжение, протекая через электромагнитную катушку расцепителя, образует магнитное поле высокой мощности. В результате якорь с подвижным контактом опускается вниз, воздействуя на рычаг спускового механизма, после чего отключается нагрузка.
Таким образом, незамедлительно возникшее магнитное поле провоцирует реакцию на обесточивание сети до возникновения аварийной ситуации.
В ходе возникновения разряда, между контактами образуются продукты горения, а также повышается давление внутри корпуса автомата. Требуется устранение побочных реакций, для чего предусмотрены каналы в коробе автомата.
Перегрузка
Сеть защищается благодаря тепловому расцепителю — биметаллической пластине. При этом ток, поступая через нее, может превышать значение нормы, что ведет к ее перегреву и последующему изгибу. Достигая определенного угла изгиба, пластина воздействует на спусковое устройство, в ходе чего автомат отключается.
Разогрев биметалла требует времени. Продолжительность зависит от степени превышения значения воздействующего тока и может составлять несколько секунд или длиться до часа. Это свойство позволяет не отключать питание при непродолжительных или случайных превышениях тока в сети. Нижняя граница допустимого значения, при котором срабатывает терморасцепитель, устанавливается заводом-изготовителем. На корректную работу теплового элемента способна влиять температура воздуха окружающей среды. Указанные в маркировке технические параметры актуальны для температуры до 30 градусов. В прохладном помещении ток может достигать значения выше допустимого, в жарком — срабатывать при более низком значении.
Термический расцепитель более медлительный, чем магнитный, но имеет преимущество, так как работает более точно, а настроить его проще.
Как выбрать
Выбирать аппарат нужно по количеству номинального тока, полюсов, характеристики времени срабатывания и отключающей способности. Также, конечно, необходимо смотреть на бренд, маркировку и цену устройства.
Обратите внимание! При выборе стоит отталкиваться от суммарного количества мощностей электрооборудования
Определение мощности автомата
Определить, какая нужна мощность оборудования, можно, суммировав все реальные мощности каждого отдельного электроаппарата, включенного в одну сеть. Выявить это также можно через таблицу, приведенную ниже. Данные приведены средние по нормативным документам.
Важно понимать, что может понадобиться больше электроэнергии и соответствующая большая сила агрегата, поскольку могут быть куплены дополнительные приборы, которые раннее в расчет не принимались. Таблица мощности бытовых приборов и инструментов. Таблица мощности бытовых приборов и инструментов
Таблица мощности бытовых приборов и инструментов
Расчет номинальной мощности автомата
Вычислить номинальную силу или ту мощность, при которой проводка не отключится, можно по формуле M = N * CT * cos(φ), где M является силой в ваттах; N — напряжением электрической сети в вольтах; СТ — токовой энергией, которая способна появится в аппарате; cos(φ) — значением косинуса угла фазы с напряжением.
Вычисление номинального тока
Узнать номинальную токовую энергию можно, посмотрев документацию электрической проводки. Для расчета без нее нужно знать площадь проводникового сечения и способ ее прокладки.
Обратите внимание! Далее значения нужно подставить в формулу S = 0,785 * D * D, где D является проводниковым диаметром; S — площадью проводникового сечения. Таблица сечения проводника
Определение время-токовой характеристики
Для правильного вычисления токовой характеристики по времени необходимо считывание пусковых токов. Чтобы все выяснить, стоит воспользоваться следующей таблицей ниже.
