Автоматичні вимикачі - від чого захищають і як влаштовані

1. Функції автоматичного вимикача
2. Основні типи вимикачів
3. Як влаштовані автомати захисту?
4. Принцип дії автоматичного вимикача
5. Особливості роботи теплового розчеплювача
6. Нюанси електромагнітного захисту
7. дугогасильні камери
8. висновок

Автоматичні вимикачі - це пристрої, завдання яких полягає в захисті електричної лінії від пошкодження під впливом струму великої величини. Це можуть бути як надструми короткого замикання, так і просто потужний потік електронів, протягом досить тривалого часу проходить по кабелю і викликає його перегрів з подальшим оплавленням ізоляції. Автомат захисту в цьому випадку запобігає негативним наслідкам, відключаючи подачу струму в ланцюг. Надалі, коли ситуація прийде в норму, апарат можна знову включити вручну.

Функції автоматичного вимикача

Захисні пристрої призначені для виконання наступних основних завдань:

• Комутація електричного кола (можливість відключення ділянки, що захищається при виникненні неполадок з харчуванням).
• Знеструмлення ввіреній ланцюга при виникненні в ній струмів КЗ.
• Захист лінії від перевантажень при проходженні крізь апарат струму надмірної величини (таке буває, коли сумарна потужність приладів перевищує максимально допустиму).

Кажучи коротко, АВ одночасно здійснюють захисну і керуючу функцію.

Основні типи вимикачів

Існує три основних види АВ, що відрізняються один від одного за конструктивним виконанням і призначені для роботи з навантаженнями різної величини:

• Модульний. Він отримав свою назву через стандартної ширини, кратній 1,75 см. Розрахований на струми невеликої величини і встановлюється в мережах побутового електропостачання, для будинку або квартири. Як правило, це однополюсний автомат або двополюсний.
• Литий. Називається так через литого корпусу. Може витримувати до 1000 Ампер і використовується переважно в промислових мережах.
• Повітряні. Призначений для роботи з струмами величиною до 6300 Ампер. Найчастіше це трьохполюсний автомат, однак зараз випускають апарати цього типу і з чотирма полюсами.

Автомат захисний однофазний є автоматичний вимикач, який найбільш поширений в побутових мережах. Він буває 1- та 2-х полюсним. У першому випадку до апарату підключається тільки фазная жила, а в другому - ще й нульова.

Крім перерахованих видів, існують також пристрої захисного відключення, що позначаються абревіатурою УЗО, і диференціальні автомати.

Перші не можна вважати повноцінними АВ, їх завдання полягає не в захисті ланцюга і включених в неї приладів, а в запобіганні удару електричним струмом при торканні людиною відкритої ділянки. Диференціальний захисний автомат являє собою об'єднані в одному пристрої АВ і УЗО.

Як влаштовані автомати захисту?

Розглянемо детально пристрій автоматичного вимикача. Корпус автомата виконаний з діелектричного матеріалу. Він складається з двох частин, які з'єднані між собою заклепками. Якщо необхідно розібрати корпусні частина, заклепки висвердлюють, і відкривається доступ до внутрішніх елементів захисного автомата. До них відносяться:

• Гвинтові клеми.
• Гнучкі провідники.
• Рукоятка управління.
• Рухомий і нерухомий контакт.
• Електромагнітний расцепитель, що представляє собою соленоїд з сердечником.
• Тепловий расцепитель, до складу якого входить биметаллическая пластина і регулювальний гвинт.
• Газоотводное отвір.
• Дугогасильні камери.

З заднього боку автоматичний захисний запобіжник обладнаний спеціальним фіксатором, за допомогою якого він кріпиться на DIN-рейці.

Остання являє собою рейку з металу, що має ширину 3,5 см, на яку кріпляться модульні пристрої, а також деякі види електричних лічильників. Щоб приєднати автомат до рейки, корпус захисного пристрою слід завести за її верхню частину, після чого замкнути фіксатор, натиснувши на нижню частину апарату. Зняти автомат захисту з DIN-рейки можна, підчепивши засувку знизу.

Фіксатор модульного вимикача може бути дуже тугим. Щоб прикріпити такий пристрій до DIN-рейці, потрібно заздалегідь підчепити засувку знизу і завести захисний пристрій на місце кріплення, після чого відпустити фіксуючий елемент.

Можна зробити простіше - при замиканні фіксатора сильно натиснути на його нижню частину викруткою.

Наочно, навіщо потрібен автоматичний вимикач, на відео:

Принцип дії автоматичного вимикача

Тепер розберемося, як працює автомат захисту мережі. Підключення його здійснюється підйомом вгору рукоятки управління. Щоб відключити АВ від мережі, важіль опускають вниз.

Коли автомат захисний електричний функціонує в звичайному режимі, то електричний струм при піднятою вгору рукоятці управління надходить до апарату через приєднаний до верхньої клеми кабель живлення. Потік електронів іде до нерухомого контакту, а від нього - до рухомого.

Потім за гнучким провіднику струм надходить на соленоїд електромагнітного розчеплювача. З нього по другому гнучкому провіднику електрику йде до біметалічною пластині, що входить в тепловій расцепитель. Пройшовши по пластині, потік електронів через нижню клему йде в підключену мережу.

Особливості роботи теплового розчеплювача

При перевищенні струмом ланцюга, в якій встановлений автомат захисту, номіналу пристрої виникає перевантаження. Потік електронів високої потужності, проходячи через біметалічну пластину, надає на неї термічний вплив, роблячи більш м'якою і змушуючи вигнутися в сторону відключає елемента. При вступі останнього в контакт з пластиною відбувається спрацьовування автомата, і подача струму в ланцюг припиняється. Таким чином, тепловий захист дозволяє не допустити надмірного нагрівання провідника, яке може призвести до розплавлення ізоляційного шару і виходу проводки з ладу.

Нагрівання біметалічної пластини до такої міри, щоб вона зігнулася і викликала спрацьовування АВ, відбувається протягом певного часу. Воно залежить від того, наскільки величина струму перевищує номінал автомата, і може зайняти як кілька секунд, так і годину.

Спрацьовування теплового розчеплювача відбувається в разі перевищення струмом ланцюга номіналу автомата як мінімум на 13%. Після охолодження біметалічної пластини і нормалізації величини поточного струму захисний пристрій можна буде знову включити.

Існує ще один параметр, здатний вплинути на спрацьовування АВ під впливом теплового розчеплювача - це температура навколишнього середовища.

Якщо повітря в приміщенні, де встановлений апарат, має високу температуру, то пластина нагріється до відключає межі швидше, ніж зазвичай, і може спрацювати навіть при незначному зростанні струму. І навпаки, якщо в будинку холодно, нагрівання пластинки буде відбуватися повільніше, і час до відключення ланцюга збільшиться.

Спрацьовування теплового розчеплювача, як було сказано, вимагає певного часу, протягом якого струм ланцюга може прийти в норму. Тоді перевантаження зникне, і відключення пристрою не відбудеться. Якщо ж величина електроструму не знижується, автомат обезструмлює ланцюг, запобігаючи оплавлення ізоляційного шару і не допускаючи загоряння кабелю.

Причиною перевантаження найчастіше стає включення в ланцюг пристроїв, сумарна потужність яких перевищує розрахункову для конкретно взятої лінії.

Нюанси електромагнітного захисту

Електромагнітний расцепитель призначений для захисту мережі від короткого замикання і за принципом роботи відрізняється від теплового. Під дією надструмів КЗ в соленоїді виникає потужне магнітне поле. Воно зрушує в сторону сердечник котушки, який розмикає силові контакти захисного пристрою, впливаючи на механізм розчеплювача. Харчування лінії припиняється, завдяки чому зникає небезпека загоряння проводки, а також руйнування замкнула установки і автоматичного вимикача.

Оскільки в разі КЗ в ланцюзі відбувається миттєве зростання струму до величини, здатної за короткий час привести до тяжких наслідків, спрацьовування автомата під впливом електромагнітного розчеплювача відбувається за соті частки секунди. Правда, при цьому струм повинен перевищити номінал АВ в 3 і більше разів.

Наочно про автоматичні вимикачі на відео:

дугогасильні камери

Коли контакти ланцюга, через яку протікає електричний струм, розмикаються, між ними виникає електрична дуга, потужність якої прямо пропорційна величині струму мережі. Вона надає на контакти руйнівний вплив, тому для їх захисту до складу пристрою входить дугогасильні камери, що представляє собою набір пластинок, встановлених паралельно один одному.

При контакті з пластинами відбувається дроблення дуги, в результаті чого знижується її температура і відбувається загасання. Гази, що виникли при появі дуги, через спеціальний отвір видаляються з корпусних частини захисного пристрою.

висновок

У цій статті ми розповіли про те, що таке автоматичні вимикачі, якими бувають ці пристрої і за яким принципом вони працюють. Наостанок скажемо, що захисні автомати не призначені для установки в мережу в якості звичайних вимикачів. Таке використання досить швидко призведе до руйнування контактів апарату.