Жизнь без электричества представить современному человеку просто невозможно. Однако электричество несет и угрозу – как для человека, так и для устройств, которые питаются от электрической сети. Главная задача автоматического выключателя предотвратить перегрев проводов вследствие замыканий и перегрузок. Если возникает превышение потока, автомат размыкает цепь.
И впоследствии целью использования автомата является обеспечение безопасности человека и защита электроприборов от возникновения нежелательных явлений. Кроме того, автоматические выключатели обеспечивают непрерывность производственного процесса на производстве и защищают оборудование от перегрузок.
Давайте разберемся, как устроен автомат, принцип его работы, рассмотрим различные виды и функции, а также на что ориентироваться при выборе выключателя?
Как устроен автоматический выключатель?
Автоматический выключатель применяется для защиты электрических цепей от перегрузок и коротких замыканий, а также для предотвращения пожаров. При превышении допустимого тока или возникновении коротких замыканий автоматический выключатель отключает питание электрической цепи.
Внешне модульный автоматический выключатель состоит из пластикового корпуса пониженной горючести и рычага управления. Для подключения кабеля или провода на корпусе предусмотрены верхняя и нижняя клеммы.
Внутри защитного аппарата находятся:
силовые контакты (подвижный и неподвижный), отвечающие за коммутацию;
механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы защищают от токов короткого замыкания;
дугогасительная камера. Отвечает за быстрое гашение дугового разряда при размыкании контактов;
биметаллическая пластина. Является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Регулировка значения тока, при котором расцепитель должен сработать, происходит с помощью регулировочного винта.
Автоматические выключатели бывают однофазные и трехфазные, а номинал мощности может различаться от 0,1 А до 6300 А.
Принцип работы автоматического выключателя
Автоматический выключатель работает на основе термомагнитного принципа, у него два механизма защиты: тепловой и электромагнитный. Тепловой расцепитель срабатывает при перегрузке электрической цепи. Когда ток в цепи превышает установленное значение, тепловой расцепитель внутри автоматического выключателя нагревается и расширяется, что приводит к отключению цепи.
Электромагнитный растепитель срабатывает при коротком замыкании в цепи. При коротком замыкании ток в цепи резко возрастает, внутри автоматического выключателя создаётся магнитное поле. Оно приводит в действие магнитный элемент, который отключает цепь.
Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:
1. Нормальный режим.
Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизма взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму, через этот зажим по контактам, сначала по-неподвижному, а затем и по-подвижному. Далее ток проходит через гибкую связь, катушку электромагнита, снова через гибкую связь и биметаллическую пластину, и в конце через нижний винтовой зажим к отходящей линии, «питающей» электроприбор.
2. Короткое замыкание.
В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом.
Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.
3. Перегрузка.
За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.
Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.
Чтобы автоматический выключатель срабатывал при перегрузке и коротком замыкании, он должен быть правильно настроен. Для этого необходимо установить правильное значение тока, при котором срабатывает тепловой и электромагнитный расцепители. Если автоматический выключатель настроен неправильно, он может не сработать при перегрузке или коротком замыкании.
Выбор автоматического выключателя. На что ориентироваться при выборе выключателя?
При выборе автоматического выключателя нужно учитывать несколько параметров:
1. Ток номинала: максимальный ток, который выключатель может выдержать. Ток номинала выключателей должен быть выбран таким образом, чтобы превышение тока по сравнению с ним приводило к быстрому отключению электрической цепи. В случае выбора автоматического выключателя для домашних нужд, ток номинала должен быть выбран, исходя из мощности основных устройств, таких как холодильник, кондиционер, стиральная машина и другие.
Основную ошибку совершают, когда нужно сделать выбор автомата по мощности нагрузки, то есть выбор слишком большого номинала или, наоборот, слишком маленького номинала по току.
Если выбрать устройство с маленьким номиналом, то автоматический выключатель будет постоянно выключаться при работе электрических приборов. В таком случае у проложенного кабеля будет запас мощности, но автоматический выключатель не позволит пропускать через себя ток выше его номинала.
Во втором случае при неправильном выборе автомата, с «запасом» по мощности – вы подвергнете себя риску возгорания электрической проводки. Так как мощность, на которую рассчитана кабельная линия, будет существенно ниже пропускной способности автоматического выключателя, и он просто не сработает. При этом электрический кабель уже будет плавиться, а у автомата еще будет запас работы.
2. Напряжение – это второй важный параметр при выборе. Он указывает на максимальное напряжение, при котором определяется работоспособность выключателя. Стандартными значениями номинального напряжения выключателей являются 230 В или 400 В.
3. Характеристика срабатывания:
Характеристика С – выключатель, сработает между 5- и 10-кратным значениями номинального тока. Рекомендуется к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи (гражданское строительство, офисные помещения).
Характеристика В – выключатель, сработает между 3- и 5-кратным значениями номинального тока. Применяют в сетях с небольшим либо отсутствующим пусковым повышением тока (осветительные).
Характеристика D – выключатель, сработает между 10- и 14-кратным значениями номинального тока. Обычно применяется для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.
Автоматы K, Z
Гораздо меньшее распространение получили автоматические выключатели категории K и Z. Применяются они чаще всего на стройке, поскольку имеют большой разброс в величинах электрического тока. Также автоматам данного типа характерна высокая перегрузочная способность, которая достигает в 12 раз и более.
Автоматы Z также отличаются разными токами срабатывания и их разбросом. Однако в отличие от автоматов «К» разброс здесь не столь велик, а расцепление электромагнитного реле произойдёт в том случае, если ток прохождения через автомат превысит всего в 3 раза его номинальное значение.
4. Количество полюсов.
Для бытовых сетей используются однополюсные автоматические выключатели, а для более сложных электросетей может понадобиться многополюсный выключатель.
5. Маркировка.
Необходимо обратить внимание на маркировку на устройстве и соответствие стандартам. Для России и стран СНГ нужно выбирать автоматические выключатели, имеющие маркировку EAC о соответствие техническому регламенту таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования»..
Воздушные автоматические выключатели подходят для сетей с высокими нагрузками по току. Если возникнет короткое замыкание, встроенная пневматическая система погасит дугу, возникшую между контактами. Это обеспечивает стабильную работу электросистемы и предотвращает возгорание. Существует два типа камер АВ – воздушные и газовые. В автоматах на токи до 6300 А используются воздушные камеры. Основное различие автоматов с воздушной и с газовой камерой – габариты.
Автоматические выключатели в литом корпусе – решение для сетей со средними нагрузками. Они идеально подходят для промышленного применения, установки на объектах энергетики и судоходства. У такого автоматического выключателя есть как тепловые, так и электромагнитные расцепители. В некоторых моделях присутствует регулировка температуры и других параметров, что дает возможность настроить автоматический выключатель под разные типы нагрузки.
Что ещё полезно знать дополнительно к основным характеристикам? Большое значение имеет материал — пластик корпуса, из которого сделан выключатель, качество сборки корпуса и дополнительные элементы, которые так часто бывают нужны.
Начнём по порядку на примере выключателей EKF:
Пластик корпуса выполнен из стойкого к нагреву материала, не плавится и не поддерживает горение открытого пламени. Это обязательное требование Российских стандартов пожарной и технической безопасности.
Наличие шести заклёпок в корпусе уберегает выключатель от деформации при монтаже. Дело в том, что многие производители используют лишь 4 заклёпки. Из-за этого при затягивании провода корпус выключателя расходится по шву, что может привести к выбросу искр при включении и отключении и неверном срабатывании.
Часто энергосбытовые компании требую ставить на выключатели ввода пломбы для защиты от несанкционированных подключений, именно поэтому полезно иметь на выключателе крышку для опломбировки.
И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты.
Автоматические выключатели зарекомендовали себя как простое и эффективное решение для защиты бытовых и промышленных электрических сетей. Ассортимент продукции EKF включает в себя широкий ряд современных, надежных и высокоэффективных модульных автоматических выключателей, которые находят свое применение в промышленных, коммерческих, административных и жилых зданиях. Конструкция моделей автоматических выключателей линеек Averes и PROxima дает возможность подключать к ним дополнительные контролирующие, управляющие и обслуживающие устройства.
Модульные автоматические выключатели ДКС – устройства, рассчитанные на небольшую токовую нагрузку. Они достаточно универсальны: могут устанавливаться как в промышленном секторе, так и на жилых объектах.
Надо отметить, что автоматы ДКС – полностью российского производства. Они производятся в России, из отечественных комплектующих и для Российских условий. Автоматы ДКС всегда присутствуют в наличии на складе, что способствует сокращению сроков поставки.
Правильный выбор автоматического выключателя обеспечит надёжное функционирование электрических цепей и бесперебойную работу оборудования – от бытовых электроприборов до сложных промышленных агрегатов.
А выбрать качественную продукцию вам поможет мониторинг модульного оборудования в рамках проекта «Честный выключатель». Ассоциацией «Честная позиция» были проверены 52 образца модульного оборудования 14 известных торговых марок: 24 выключателя дифференциального тока и 28 автоматических выключателей. Выбор моделей основан на проведенной аналитике продаж крупнейших дистрибьюторов из полученных данных были выбраны самые популярные модели. Отобранное низковольтное оборудование испытывалось по 10 значимым параметрам соответствия обязательным требованиям ТР ТС 020/2011 и ТР ТС 004/2011. Ознакомиться с результатами, с четким указанием несоответствия конкретному параметру, можно на сайте АЧП.
Подписывайтесь на наши соц. сети:
Оставайтесь с нами, оставайтесь честными!
Comments