- Принцип дії автоматичного вимикача
- Час-струмовий характеристика автоматичних вимикачів
- стандарти
- Пристрій автоматичного вимикача
- Характеристики автоматичних вимикачів
- Застосування вимикачів автоматичних (побутових)
При експлуатації електричних ланцюгів, побутових приладів і електроінструментів можливі нештатні ситуації, 
що представляють загрозу для електрообладнання. У загальному випадку вони призводять до:
- надструмів (по ГОСТ Р 50345-99 - це будь-який струм превишающійномінальний), які за характером впливу поділяють на:
- миттєво виникають струми, що багаторазово перевищують номінальні (коротке замикання)
- тривале перевищення номінальних значень струму, що веде до перегріву елементів ланцюга
- струмів витоків внаслідок порушення ізоляції
Для боротьби з останньою загрозою застосовуються УЗО і диференціальні автомати , А з двома проблемами з першого пункту ефективно справляються побутові вимикачі автоматичні (ВА). До побутових вимикачів не відносять вироби, призначені для пуску двигунів, а також вимикачі, конструкція яких дозволяє самостійно змінювати струмові уставки. Далі наводиться технічна інформація саме про таких пристроях.
Принцип дії автоматичного вимикача
Автоматичні вимикачі (ВА) являють собою комбінацію теплового і електромагнітного расцепителей, які працюють за логічною схемою «або». У разі перевищення струмом навантаження номінального значення один з расцепителей спрацює і вимкне автомат. Час аномального стану мережі - час спрацьовування залежить від того, наскільки струм навантаження перевищив уставку, яка в свою чергу залежить від типу автомата.
Функцію миттєвого відключення (відсічення) виконує електромагнітний расцепитель, він представляє звичайну котушку, через яку проходить струм мережі, що захищається. При досягненні значення уставки сердечник втягується і розмикає ланцюг. Захист від тривалого перевантаження забезпечується тепловим реле (біметалічна пластина-розмикач). Збільшення струму призводить її нагрівання, пластина згинається і також роз'єднує ланцюг. Залежність часу спрацьовування від співвідношення струму навантаження і номінального струму називається час-струмової характеристикою вимикача.
Час-струмовий характеристика автоматичних вимикачів
На малюнку показана типова характеристика час-ток автоматичного вимикача, як зразок взято автомат ВА47-63 типу С (діапазон струмів розчеплення від 5 до 10 номінальних значень струму In). По осі ординат зазначено час спрацьовування, по осі абсцис відношення струму через автомат I до його номінального струму In. Верхня крива відображає поведінку «холодного» автомата, нижня - автомат з «гарячим» тепловим расцепителем.
Величина I / In має чотири важливих значення: 1,13; 2,55; 5 і 10. Їх найменування та визначення буде дано в розділі стандарти.
Рис.1 Час-струмовий характеристика автоматичного вимикача типу С
З графіка видно, що при токах менших, ніж 1,13 номіналу автомат не повинен спрацьовувати як завгодно довгий час, в зоні великих струмів аж до нижньої межі миттєвого розчеплення працює теплової расцепитель. У цьому діапазоні є дві контрольних точки, - якщо струм навантаження досяг 1,45In, то ВА повинен відключатися протягом години * (див. Табл.1), при токах від 2,55In до 5 номіналів «холодний» автомат розімкнеться мережу менш ніж за 60 секунд. При досягненні струмом навантаження значення 5In - нижньої межі діапазону «С» «гарячий» вимикач не повинен знаходитися у включеному стані більше 0,1 с., Після верхньої межі діапазону «С» - 10In електромагнітний расцепитель повинен гарантовано відключати автомат менше ніж за п'ять сотих секунди.
Ділянка зліва від вертикального перехідного ділянки вважається зоною «відповідальності» теплового розчеплювача, ділянку праворуч - зона роботи електромагнітного розчеплювача.
стандарти
У відповідність до загальноприйнятої міжнародної термінологією (МЕК МЕМ 441-14-20) до автоматичних вимикачів відносять механічні пристрої, які можуть включати і проводити струм, відключати його в нормальному режимі, а також відключати струм миттєво, або в заданий час при відхиленні його значення від номінального.
У Російській федерації основним документом технічного регулювання щодо автоматичних вимикачів служить ГОСТ Р 50345-99, а також його доповнений варіант ГОСТР 50345-2010. У них викладені технічні умови, класифікація та методи перевірки пристроїв побутового і аналогічного застосування. Дія нормативів поширюється на повітряні автоматичні вимикачі змінного струму частотою 50 або 60 Гц і номінальною напругою не більше 440В, номінальним струмом до 125 А і з номінальною відключає здатністю не вище 25000 А.
Стандартом зафіксовані наступні ключові значення, які відіграють важливу роль в характеристиках ВА:
Таблиця 1
Класифікація по автоматичних вимикачів по ГОСТ Р 50345-99:
- по числу полюсів (від одного до чотирьох полюсів);
- виконання (закрите - відкрите);
- за способом монтажу (панельно-щитової, втоплений, настінний);
- по виду підключення (механічне кріплення, втичні тип);
- за величиною струму миттєвого розчеплення, типи: В, С або D.
Маркування повинна наноситися способом, що забезпечує її стійкість і повинна включати дані про виробника, позначення, серійний номер або номер в каталозі. Крім цього на вимикачі вказуються електричні параметри: номінальна напруга, тип миттєвого розчеплення і номінальний струм, номінальна частота (Гц) і номінальна відключає здатність (А).
Відзначимо, що стандарт ГОСТР 50345-2010 вступив в дію в 2012р і маркування виробників може від нього відрізнятися. Наприклад, маркування автоматичних вимикачів серії ВА заводу Контактор має наступний вигляд:
Таблиця 2
Пристрій автоматичного вимикача
Конструкція автоматичного вимикача складається з електричних і механічних вузлів, які можуть відрізнятися в різних модифікаціях. У зв'язку з цим пропонується фотографія може дати тільки загальне уявлення про неї. У загальному випадку в пристрої автоматичного вимикача, його конструкції, можна виділити вузли: корпус, механізм управління (механіка), расцепители, дугогасітелі, вузол комутації (рухомі та нерухомі контакти) і расцепители.
Головна вимога до вузла комутації - конструкція повинна забезпечувати практично одночасне вмикання і вимикання всіх полюсів, крім нейтрального (він повинен «відставати» при виключенні і випереджати при включенні).
За стандартом ГОСТ Р 50345-2010 сучасний автоматичний вимикач повинен мати механізм вільного розчеплення, тобто механіка не включить автомат, якщо при включенні спрацювали расцепители. Контакти залишаться роз'єднаними до тих пір, поки спусковий механізм не буде зведений перекладом в положення «вимкнено».
Також конструкція сучасного автоматичного вимикача передбачає підключення додаткових пристроїв: допоміжних і сигнальних контактів, незалежного розчеплювача, расцепителя мінімальної напруги, моторного приводу.
Головною вимогою до конструкції по ГОСТ Р 50345-2010 залишаються її надійність, безпеку для споживача і навколишнього середовища при дотриманні правил експлуатації.
Характеристики автоматичних вимикачів
До характеристик ВА по ГОСТ Р 50345-99 відносяться наступні показники:
Таблиця 3
Стандартні значення цих величин вже наводилися в попередніх розділах, і більшість з них вказується в маркуванні вимикача. Для прикладу наведена таблиця з технічними характеристиками автоматичного вимикача ВА04-31Про одного з найбільших російських виробників.
Крім цього в документації виробник наводить такі додаткові характеристики автоматичних вимикачів:
- таблиці залежності номінального струму від температури
- номінального струму і напруги від висоти над рівнем моря
- ток відсічення
- споживану потужність на один полюс.
Застосування вимикачів автоматичних (побутових)
Вимикачі автоматичні побутові, відповідні вимогам стандарту ГОСТР 50345-2010 застосовують для захисту від коротких замикань і перевантажень мереж освітлення, і електропостачання житлових і громадських споруд. Також автомати цього типу ефективно захищають електрообладнання, електроінструменти та побутову техніку. Своєчасне відключення живлення дозволяє уникнути серйозних поломок і небезпечних наслідків у вигляді спалахів, пожеж і т.д.
