Автоматические выключатели (автоматы).

Назначение

Автоматический выключатель (АВ)- это электромеханическое устройство коммутационного типа, которое предназначено для отключения питания электроустановки в случаях возникновения аварийных ситуаций: перегрузки сети, изменение направление тока, короткое замыкание, снижение или исчезновение напряжения, возникновения магнитного поля при работе мощных генераторов в чрезвычайных условиях и т.д.

Данные устройства широко используются в электрических установках различной мощности. Автоматы отличаются надежностью, простотой использования, удобством, а также безопасны в обслуживании.

Автоматические выключатели относятся к устройствам ручного управления. Также существуют типы автоматов, которые укомплектованы электромагнитным или электродвигательным приводом. Такая комплектация дает возможность управлять устройствами на расстоянии.

Коммутационно-защитным устройством автомат называют потому, что его можно выключать вручную. Помимо своих защитных свойств, устройство обеспечивает обесточивание электрических цепей принудительно, к примеру, в случае необходимости ремонта.

Принцип работы

В зависимости от функций автоматические выключатели делятся наследующие виды:

• автоматы защиты (АЗ) от максимального тока;
• АЗ обратной мощности;
• АЗ понижения напряжения.

Включая в себя функции рубильника и предохранителя, автомат обеспечивает более надежную защиту в случае возникновения аварийных ситуаций. В случае нарушений режима эксплуатации, снижения напряжения или обнаружения сверхтоков — устройство срабатывает автоматически. В обычных ситуациях автомат выключается вручную, приводом или дистанционно (в зависимости от модели).

Номинальный ток — это основной параметр автомата, на который рассчитано электрооборудование. Его величина для конкретной цепи считается нормальным. Существуют однофазные и трехфазные автоматические выключатели. Трехфазный выключатель представляет собой моноблок, состоящий из трех однофазных выключателей.

Для жилых зданий чаще всего используют автоматы со значением номинального тока от 16 до 63 А, как для однофазных так и для трехфазных устройств. Выключатели настроены на номинальное напряжение равное 220/230 В и 380/400 В.

В случае возникновения аварийных ситуаций, автоматический выключатель разрывает цепь, в которой ток превышает допустимую величину. Такие ситуации могут быть следствием КЗ или превышения нормы подключения числа потребителей.

Для повышения уровня безопасности и эффективности автоматические выключатели имеют несколько видов защиты: электромагнитную, тепловую и камеры гашения дуг.

Тепловая защита

Тепловой расцепитель АВ срабатывает в том случае, когда сила тока превысит номинальное значение. При достижении величины тока превышающей номинальное значение в три раза и более, срабатывает электромагнитная защита. Тепловая защита работает по такому принципу — разъединитель выполнен на основе биметаллической пластины, которая изменяет форму под влиянием температуры.

Тепловая защита имеет хорошую инерционность по отношению к превышениям силы тока. Система позволяет избежать ложных срабатываний, устройство может долго пропускать ток, незначительно превышающий назначенное значение, но в случае дальнейшего возрастания — срабатывает автоматическое отключение. Большие силы тока, превышающие в несколько раз номинальную величину, являются слабым местом тепловой защиты, так как в этом случае срабатывание инерционной защиты малоэффективно.

Электромагнитная защита

В отличие от тепловых расцепителей, электромагнитная защита срабатывает мгновенно. Электромагнитный разъединитель состоит из соленоида. В случае изменений назначенных параметров, сердечник ударяется в подвижный контакт, тем самым размыкая цепь. Электромагнитная защита, как и тепловая, срабатывают по достижении определенной силы тока. Для тепловой защиты эта сила равна, троим номинальным значениям, а для электромагнитной – все, что выше трех номиналов.

Камера гашения дуги

Одной из самых важных частей любого АВ является камера гашения дуги (КГД), которая образовывается при коротком замыкании. Ее действие оказывает негативное влияние на работу автомата, а также сокращает срок службы устройства. КГД представляет собой набор параллельно расположенных металлических пластин, которые изолированны друг от друга. Такая конструкция является классической схемой построения искрогасителя.

Принцип ее работы заключается в том, что при попадании в камеру гашения дуга разбивается на множество маленьких фракций, которые быстро гаснут из-за низкой величины напряжения.

Типы

Автоматические выключатели в зависимости от назначенной величины значения номинального тока (In) делятся на три типа: В, С и D.

• Тип «В» рассчитан на срабатывание в диапазоне 3 — 5 «In».
• Тип «С» настроен на диапазон 5 — 10 «In».
• Тип «D» рассчитан на диапазон 10 — 50 «In».

Номинальная отключающая способность (In) отвечает за эксплуатационные свойства автомата. Максимальный уровень этого параметра служит залогом того что аппарат сработает без ухудшения дальнейшей эксплуатации. Так как процесс расцепления контактов электромагнитной защиты проходит очень быстро, сила замыкающего тока не достигает пикового значения.

Применение

В жилых домах используется выключатели типа «В» и «С». Тип «В» рекомендуется использовать только в том случае, если нет бросков тока при включении, каких- либо мощных электроприборов. Тип «С» используется для защиты электроприборов со средней силой пусковых токов.

В помещениях промышленного назначения устанавливаются автоматические выключатели типа «D», которые предназначены для защиты мощных двигателей и электроустановок.