- Основні відомості про пристрій
- Характеристики захисних пристроїв
- Характеристики за Держстандартом
- Час-струмовий характеристика
- Принцип роботи захисного пристрою
- тепловий
- електромагнітний
Автоматичний вимикач використовується для захисту приладів, підключених до електричного кола, і проводки. Простота в обслуговуванні, експлуатації та монтажі зробили цей прилад незамінним помічником для споживачів електричної енергії. Цей пристрій допомагає уникнути мережу від надмірного навантаження, а також рятує від наслідків короткого замикання.
Основні відомості про пристрій
Автоматичні вимикачі відрізняються від систем з запобіжниками можливістю багаторазового використання. При спрацьовуванні пристрою електрику в мережі відключається за допомогою расцепителей: теплового або електромагнітного. Для того щоб знову пустити струм в електричну мережу з навантаженням, необхідно підняти рукоятку вимикача вгору. При цьому електромагнітний расцепитель відразу буде готовий до роботи. Тепловому ж расцепителей потрібно буде якийсь час, щоб охолонути, після чого він повернеться в початкове положення і знову буде готовий виконувати свою функцію.
Завдяки невеликим розмірам автоматичний вимикач має досить компактний вигляд. Монтаж його здійснюється на дин-рейку, для чого на задній поверхні корпусу є фіксатор-засувка.
Автоматичний вимикач легко можна розібрати. Для цього потрібно роз'єднати дві половинки пластикового корпусу, виготовленого з полімеру-діелектрика. Забороняється заносити в пристрій поміщаються наступні елементи:
- верхня і нижня клеми;
- рухливий контакт;
- закріплений контакт;
- мідний провідник;
- камера гасіння дуги;
- відведення газів при горінні дуги;
- рукоятка управління;
- теплової расцепитель;
- гвинт регулювання теплового розчеплювача;
- електромагнітний расцепитель.
Головне призначення даних пристроїв - це оберігання електричної мережі від струму короткого замикання, а також струму надлишкового навантаження. Найбільше поширені модульні автоматичні вимикачі, розраховані на невеликі струми. Вони потрібні в побуті і на виробничих підприємствах.
Є ще один вид автоматів - це автоматичний вимикач світла. Призначення його не захист, а енергозбереження. Як вимикачів енергії в даному випадку використовуються різні датчики:
- звукові;
- датчики руху;
- датчики освітлення.
Автоматичний вимикач такого типу використовується часто в місцях загального користування: на сходах, в холах, в громадських місцях. В результаті вони дозволяють економити до 95% електроенергії.
Характеристики захисних пристроїв
Автоматичні вимикачі мають ряд характеристик, які впливають в кінцевому підсумку на вибір того чи іншого пристрою. Ось основні критерії:
- Кількість полюсів. Дані прилади бувають одно-, двох-, трьох- або чотириполюсні. Вибір потрібного варіанту залежить від числа фаз електричного кола. Якщо мережу навантаження однофазна, то використовують 1 або 2-х полюсні пристрою, якщо мережа навантаження трифазна - то 3 або 4-х полюсні. У побуті використовують 1- або 2-х полюсні автоматичні вимикачі.
- Номінальний струм. Це максимальна робоча величина для даного приладу. Він повинен бути рівний або більше струму в мережі, що захищається. Причому номінальний струм захисного пристрою повинен перевищувати сумарний струм, куди включаються і струми перевантаження. Перевантаження зазвичай становить 113-145% від робочого струму ланцюга.
- Номінальна напруга приладу - це та величина, на яку розрахований вимикач. Він не повинен бути менше напруги самої мережі.
- Здатність, яка відключає (величина струму короткого замикання). Це здатність відключати великі струми - більше, ніж при короткому замиканні. Для побутових потреб використовують автоматичні вимикачі з відключає здатністю 3 кА.
- Граничний струм короткого замикання. Це та величина, яку може витримати автоматичний вимикач без будь-яких пошкоджень. Для побутових приладів ця величина коливається від 1000 до 10000 А. Величина граничного струму індивідуальна для кожного пристрою. При перевищенні заданої кордону можливі пошкодження контактів.
Характеристики за Держстандартом
Крім перерахованих параметрів, існують і інші, що містяться в ГОСТ 9098-78. Згідно з цим ГОСТ, захисні пристрої електричних мереж можуть відрізнятися за такими ознаками:
- За типом струму. Автомати можуть бути розраховані на постійний або змінний струм, а також на постійний і змінний одночасно. При цьому величини номінальних значень для ланцюгів прописані в ГОСТ 6827, згідно з яким вони змінюються від 6,3 А до 6300 А.
- За типом виконання. Бувають модульні автомати в литому корпусі і автоматичні повітряні вимикачі. Останні розраховані на найбільші струми - від 800 А до 6300 А, а також відрізняються від інших великими розмірами.
- За кількістю полюсів - від одного до чотирьох.
- За наявністю функції обмеження струму.
- За типом расцепителей. Розрізняють максимальні або незалежні расцепители, а також мінімальний або нульовий расцепитель напруги.
- За часом затримки спрацьовування. Зустрічаються автомати без затримки часу; з затримкою, незалежної від струму або назад залежною від нього; з комбінацією перерахованих варіантів.
- За присутності контактів для малих мереж.
- Один по одному приєднання зовнішніх кабелів. Бувають виконання автоматів з заднім або переднім приєднанням, а також з різними поєднаннями передніх і задніх під'єднання.
- За способом кріплення. Є автоматичні вимикачі стаціонарні або з втичні контактами.
- За типом спрацьовування відсічення - селективні і неселективні автомати. Селективними автоматами називаються такі, у яких відсічення струму відбувається із затримкою за часом близько 0,25-0,6 сек.
- За типом механізму спрацювання. Бувають механізми ручні, пружинні і рухові.
- За способом захисту пристрою від факторів навколишнього середовища. Вимоги з безпеки і збереження приладу перераховані в ГОСТ 14255.
Крім перерахованих ГОСТів, є ще ряд правил, що стосуються експлуатації, монтажу, безпеки та інших питань:
- ГОСТ 17516.1-90;
- ГОСТ 12.2.007.0-75;
- ГОСТ 12.1.038-82;
- ГОСТ 15543-70;
- ГОСТ 15150-69.
Час-струмовий характеристика
Дана характеристика показує залежність часу, необхідного для відключення електрики в мережі, від сили струму, що проходить через прилад. Маркування автоматичних вимикачів , Нанесена на корпус, показує час-струмовий характеристику даного пристрою. Вона позначається латинськими буквами В, С або D, які позначають діапазон струмів для миттєвого відключення мережі.
Іншими словами, час-струмовий характеристика описує чутливість приладу, тобто мінімальний струм, при якому спрацьовує пристрій. Позначення B, C і D показують, у скільки разів збільшений струм перевищує номінальне значення:
Наприклад, розшифровка такого запису, як В16, говорить про те, що номінальний струм для даного приладу 16 А, а мінімальний, при якому відбувається відключення, лежить в діапазоні 48-80 А.
У побутовому використанні частіше застосовуються автомати з характеристиками B і С. А ось характеристика D використовується там, де є велике енергоспоживання при запуску приладів в мережі.
Принцип роботи захисного пристрою
Основні елементи будь-якого автомата - це система контактів, механізми розчеплення та дугогасильні камери. При звичайному режимі роботи автоматичний вимикач постійно пропускає через себе струм, що живить мережу, що захищається навантаження. Проходячи через систему рухомих і нерухомих контактів, струм надходить спочатку на котушку соленоїда - електромагнітний расцепитель, потім на біметалічну пластину - теплової расцепитель, і тільки потім через клеми подається на основну мережу навантаження.
Принцип роботи захисного пристрою
В аварійному режимі, який настає при перевантаженні мережі або короткому замиканні, автоматичний вимикач перериває ланцюг, по якій протікає електрику, захищаючи тим самим мережу навантаження від пошкоджень. Переривання ланцюга відбувається за допомогою расцепителей струму. Наприклад, в модульних автоматах використовуються електромагнітний і теплової расцепители. Електромагнітний потрібен для відключення при короткому замиканні, а теплової - при перевантаженнях.
тепловий
Виглядає як пластина з двох сплавів металів. Ці сплави мають відрізняються коефіцієнтами лінійного розширення при нагріванні. Біметалічна пластина постійно пропускає через себе електрику і, відповідно, нагрівається, що призводить до збільшення її лінійних розмірів. За рахунок наявності двох металів з різними коефіцієнтами розширення пластина при нагріванні згинається. Коли відбувається перевантаження в мережі, пластина нагрівається і згинається настільки, що пускає в хід механізм, який розмикає ланцюг, і струм перестає подаватися.
електромагнітний
Це котушка зі сталевим сердечником, по якій тече струм. Проходячи по намотуванні котушки, він створює магнітне поле, яке втягує сердечник усередину соленоїда. Але сердечник утримується пружиною, і при звичайній роботі приладу сили струму недостатньо, щоб сердечник перевищив опір пружини. В аварійному ж режимі при різкому зростанні струму сердечник, долаючи опір пружини, втягується всередину котушки, розмикаючи ланцюг.
При аварійному режимі роботи відбувається від'єднання контактів, в результаті утворюється електрична дуга. Чим могутніше струм, що викликав відключення апарату, тим більшою потужністю і руйнує силою володіє дуга. Виникає дуга руйнує контакти і оплавляє пластмасові елементи корпусу.
Для нейтралізації дії електричної дуги в пристрої автомата передбачена дугогасильні камери. Вона виконує три важливі завдання:
- обмеження дуги в просторі;
- гасіння її за рахунок безлічі пластин, роз'єднаних між собою діелектриком;
- відведення газів, що утворюються при горінні дуги, через передбачені для цього отвори в дугогасительной камері.
Купуючи автоматичний вимикач, необхідно врахувати безліч чинників. Саме тому їх вибір краще довірити кваліфікованому спеціалісту, наприклад, проектувальнику. Адже якщо все характеристики розраховані під конкретну мережу навантаження і пристрій підібрано вірно, то вона якнайкраще захистить підключення прилади й проводку, а також здоров'я і життя.