Как работает автоматический выключатель в защите сети от короткого замыкания и перегрузок кратко
Перейти к содержимому

Как работает автоматический выключатель в защите сети от короткого замыкания и перегрузок кратко

  • автор:

Как работает автоматический выключатель

Как работает автоматический выключатель

Модульный автоматический выключатель — это устройство, предназначенное для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузки сверхтоком (величина, которого больше, чем максимальная, на которую рассчитан ток).

Существует много разновидностей автоматических выключателей — модульные, в литом корпусе, высоковольтные и т.д. В быту (квартире, частном доме, офисе или небольшом производстве) в основном используются модульные автоматические выключатели.

Особенности конструкции модульных выключателей

Все модульные выключатели имеют идентичную форму и габаритные размеры. Это связано с тем, что они должны без проблем устанавливаться в модульные электрические щиты и быть взаимозаменяемыми.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из пластика, не поддерживающего горения (чтобы в случае аварии не быть источником пожара) и имеет следующие размеры: высота 80мм, глубина 70 мм, ширина — кратная 18 мм (одному полюсу). На передней панели автоматически выключатель имеет ручку включения/выключения, на нее так же наносятся характеристика автоматического выключателя, такие как ампераж, кривая отключения, ток короткого замыкания и т. д. Сверху и снизу автоматическии выключатель имеет входную и выходную клеммы для подвода питания и подключения нагрузки. На задней панели автоматического выключателя есть крепления для его установки на DIN-рейку.

Автоматический выключатель: устройство механизма

Когда тепловой автоматический выключатель работает нормально, через него протекает ток, который не превышает номинальный. Питание поступает через внешнюю клемму на второй контакт (неподвижный). Неподвижный контакт соприкасается с подвижным контактом, через винт тепловой уставки, а он в свою очередь с биметаллической пластинкой. Биметаллическая пластинка является тепловым расцепителем у автоматического выключателя, мы ее обсудим позже.

Питание с теплового расцепителя далее поступает на катушку соленоида, который является электромагнитным расцепителем.

С катушки соленоида питание поступает на выходную клемму.

устройство автоматического выключателя

Оба расцепителя имеют возможность разрыва цепи в случае обнаружения аварии.

В случае наступления нештатной ситуации, когда один из расцепителей замечает ток выше номинального, происходит разрыв сети за счет механизма свободного расцепления

Автоматический выключатель с тепловым расцепителем

Термомагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой биметаллическую пластинку, через которую проходит ток. Пластина изготовлена из двух видов металла соединенных между собой, но у которых сильно отличаются коэффициенты теплового расширения. За счет этого достигается такой эффект, что при нагреве такой пластинки она начинает изгибаться (1 вид металла уже сильно нагрелся, второй меньше, за счет этого пластинку начинает «вести»). Толщину пластинки подбирают таким образом, что при номинальном токе теплового расширения практически не происходит. Но при увеличении проходимого тока пластина начнет со временем искривляться, пока не разорвет контакт с подвижным контактом автоматического выключателя. Для более точной подстройки теплового расцепителя у подвижного контакта имеется винт тепловой уставки. Чем больше винт выкручен, тем большее расстояние будет между подвижным контактом и биметаллической пластинкой. И чем больше расстояние, тем больше пластинке необходимо изогнутся, для аварийного срабатывания, тем самым увеличивается номинальный ток расцепления.

Тепловой автоматический выключатель с термомагнитным расцепителем чувствителен к сверхтокам. Он способен почувствовать небольшие превышения тока, но в тоже время он медленный и на его реакцию уходит минуты, а при малых превышениях даже десятки минут. При небольших превышениях в этом ничего страшного нет, т. к. превышение тока в 1.5-2 раза в течении нескольких минут защищаемому кабелю вреда не принесут. Другое дело это ток короткого замыкания. В этом случае ток превышает в десятки, а иногда и в сотни раз номинальный, и в этом случае провод может испортиться уже через несколько секунд. Для быстрого реагирования на большие токи используется электромагнитный расцепитель.

Электромагнитный расцепитель представляет из себя катушку с установленным внутри соленоидом. В нормальном состоянии соленоид замыкает цепь с помощью пружины. При коротком замыкании проходящие токи, который во много раз превышают номинальный, увеличивают магнитный поток, который втягивает соленоид в катушку, преодолевая сопротивление пружины. Втягивание приводит к разрыву цепи.

электромагнитный расцепитель

Этот процесс занимает доли секунды, но при этом этот расцепитель является довольно грубым и не будет реагировать на токи соизмеримые с номинальным.

Дугогасительная камера

При выключении автоматического выключателя происходит разрыв цепи внутри него. При разрыве между контактами возникает электрическая дуга. Эта дуга нагревает контакты до большой температуры (2000-3000 градусов). Температура зависит от проходящего тока и времени горения дуги.

Значительный нагрев контактов приводит к их перегреву и подгоранию, а в случае длительного горения дуги не исключено плавление корпуса автомата или даже пожара.

Исключить возникновение дуги невозможно, но можно максимально снизить негативный эффект от дуги.

Существует несколько способов для этого, но наиболее эффективным является дугогасительная камера.

Она представляет собой набор взаимоизолированных металлических пластинок. Камера устанавливается между контактами.

При размыкании дуга возникает на контактах, далее переходит на дугогасительную камеру и там за счет пластин дробится на мелкие части, тем самым значительно теряя свою разрушительную мощность.

В ходе горения дуги выделяются газы. Для их отвода из корпуса автоматического выключателя в нем предусмотрены специальные отверстия.

Купить автоматические выключатели в интернет-магазине

Если вам нужны электроавтоматы, купить их, а также другие виды выключателей и сопутствующие товары, вы найдете их в каталоге на нашем сайте. Помните, выбирая автоматический выключатель: цена будет зависеть от его характеристик. Удобный фильтр по параметрам поможет вам быстро выбрать подходящий автоматический выключатель: стоимость, производитель, серия, отключающая способность, напряжение — эти и прочие показатели предусмотрены в фильтре.

На нашем сайте можно купить электроавтоматы с доставкой по Украине. Обратите внимание, заказывая электрические автоматы: цена покупки будет зависеть от тарифа выбранной транспортной компании. Также цена автоматов электрических может быть снижена по акции: не забывайте проверять обновления в соответствующем разделе на сайте. Выбрав выключатель автоматический, купить его вы можете по наличному либо безналичному расчету.

Если у вас есть вопросы про какой-либо выключатель автоматический, обратитесь за консультацией к нашим менеджерам. Они подскажут, какие электрические автоматы купить именно для ваших целей, как оформить заказ и доставку, как можно оплатить покупку и т. д.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Назначение автоматического выключателя

Автоматический выключатель – это контактный коммутационный аппарат, позволяющий стабилизировать напряжение в электросети. Его устанавливают, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

При установке данного устройства следует помнить, что оно не предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.

Автоматический выключатель. Устройство

Модульный выключатель автоматический внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

• силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
• механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
• катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
• дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
• биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Автоматический выключатель: принцип работы

Как работает автоматический выключатель? В разных режимах механизм действия будет отличаться. Ниже рассмотрим каждый из них.

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.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показана конструкция автоматического выключателя и как он работает.

Принцип работы автоматических выключателей

Автоматический выключатель – коммутационный аппарат, используемый для защиты электрической сети от перегрузок и коротких замыканий.

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель – коммутационный аппарат, используемый для защиты электрической сети от перегрузок и коротких замыканий.

Изделия делятся на три основных типа:

  1. Однополюсные – устанавливаются в однофазных сетях;
  2. Двухполюсные – используются одно- и двухфазных сетях;
  3. Трехполюсные – для сетей с тремя фазами;
  4. Четырехполюсные – применяются в трехфазных сетях, оснащенных системой заземления.

Ознакомиться с ассортиментом автоматических выключателей можно в каталоге компании «Электрофф». В продаже представлены надежные и мощные аппараты, способные обеспечить надежную защиту сети от сверхтоков.

Принцип работы

Работа автоматического выключателя в разных режимах осуществляется по следующему принципу:

В процессе взвода рычага управления аппаратом выполнятся передвижение механизма, отвечающего за взвод и расцепление, в результате выполняется коммутация силовых контактов.

После активации коммутации ток проходит от питающего кабеля, который подсоединен к винтовому зажиму. Далее через этот зажим энергия проходит по контактам сначала к неподвижному, а после к подвижному. Затем ток следует через гибкую связь, электромагнитную катушку, снова через биметаллическую пластину и гибкую связь, в конце через фиксационный элемент к отходящей линии, которая осуществляет питание электрического прибора.

Принцип действия этого режима заключается в мгновенном отключении нагрузки электромагнитным расцепителем в случае возникновения короткого замыкания в цепи. Процесс работы выполняется по следующей схеме:

  • Если в сети наблюдается существенное превышение номинального тока, который проходит через электромагнитную обмотку, образуется мощное магнитное поле. В результате магнитный якорь, оснащенный подвижным контактом, оттягивается вниз образованным магнитным полем.
  • Якорь при опущении надавливает на рычаг спускового механизма, таким образом, происходит расцепление контактов, то есть прекращается подача тока.

Конструкция срабатывает мгновенно после возникновения короткого замыкания, то есть исключаются нежелательные последствия такой аварии.

Однако не исключатся образование дугового разряда между контактной группой. В таком случае дуга направляется в сторону дугогасительной камеры. При соприкосновении с пластинами происходит расщепление дуги – она проникает в полость камеры, а после затухает. Избыточное давление и образовавшиеся продукты горения выходят наружу через специализированное отверстие в корпусе автоматического выключателя.

В аппарате установлен тепловой расцепитель, отвечающий за перегрузки. Принцип работы автоматического выключателя при перегрузках заключается в следующем: в случаях, когда электроэнергия, проходящая через биметаллическую пластину, становится равной или превышает положенное значение, то происходит нагрев пластины, в результате она постепенно меняет форму (изгибается). При достижении определенного угла изгиба, она активирует нажатием на рычажок спусковой механизм, тем самым отключая подачу тока потребителям.

Терморасцепитель реагирует медленнее, чем магнитный выключатель. Срабатывание нуждается в большем промежутке времени, однако его легко настроить и отличается высокой точностью.

Автоматический выключатель. Назначение, виды, принцип работы

Электропитание любого объекта должно осуществляться через защитные устройства, именуемые автоматическими выключателями. Раньше вместо них использовали пробки. Автоматические выключатели выполняют ту же задачу по защите бытовой сети от перегрузки или короткого замыкания. Однако автоматы более современны и удобны в использовании.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель – это защитное устройство, предназначенное для аварийного отключения напряжения при перегрузке сети или коротком замыкании. В обычной квартире перегрузка возникает, если в розетки вставлено слишком много мощных электроприборов. Например, электрические чайники, утюги или обогреватели. В промышленных помещениях причиной короткого замыкания может стать неисправное оборудование.

Как работает автоматический выключатель?

По принципу работы автомат напоминает обыкновенный выключатель для света. Если он включен, то через его клеммы проходит электрический ток и в помещении есть напряжение. Если автомат выключен, то ток не проходит и, соответственно, здание или территория обесточена.

Причины срабатывания автоматического выключателя

Автомат может сработать по одной из двух причин:

  • короткое замыкание;
  • перегрузка по току.

Короткое замыкание

Короткое замыкание (КЗ) возникает, когда между фазным и нулевым проводниками появляется электрический контакт. Например, если в розетку каким-то образом попал короткозамкнутый провод.

При коротком замыкании ток в электропроводке достигает величин в сотни ампер. Это приводит к срабатыванию электромагнитного расцепителя автоматического выключателя. Этот вид защиты срабатывает мгновенно. Поэтому при КЗ напряжение отключится без задержки по времени.

Перегрузка по току

Перегрузка по току – явление более распространенное. Оно возникает, когда в квартирные розетки включено слишком большое количество мощных электроприборов.

Обычно это происходит в зимний период. Люди хотят согреться и подключают к бытовой сети по 2–3 электрических обогревателя.

При перегрузке по току в автоматическом выключателе срабатывает тепловой расцепитель. Особенность этой защиты состоит в том, что на отключение электропитания необходимо некоторое время. Например, если превысить максимальный ток автомата на 10%, то он сработает через час. А если превысить ток в 2 раза, отключение случится через 5 минут. Данные числа взяты сугубо для примера. Точное время отключения и кратность перегрузки зависят от конкретного типа автоматического выключателя и его производителя.

Как выбрать автоматический выключатель?

Выбирая автомат для защиты, важно учесть два фактора:

  • тип электрической сети (однофазная или трехфазная);
  • максимальный допустимый ток в электропроводке.

Трехфазные и однофазные автоматы

Для защиты квартирной электропроводки с напряжением 220 В потребуются однофазные автоматические выключатели. Их наиболее просто найти в продаже. Однофазные автоматы имеют два клеммника для подключения проводки. Обычно они используются в качестве групповых. Это означает, что каждый выключатель защищает свою линию. Например, один автомат устанавливается на освещение. Другой – защищает розетки в спальне. А третий автомат – используется для стиральной машины.

Трехфазные автоматические выключатели распространены в промышленности и небольших производственных цехах. Через них защищаются сети питания мощных станков, насосов водоснабжения, зданий или лифтов.

Трехфазный автомат имеет 6 клемм для подключения проводов. На три верхних приходит питающее напряжение, а к трем нижним подсоединяется потребитель.

Максимальный ток в электропроводке

Как правило, в бытовой электропроводке используются автоматы с током срабатывания от 16 до 32 А. Этих величин достаточно для большинства электроприборов, которые люди используют в квартирах.

То, что автомат имеет номинальный ток 16 А означает, что если через него начнет протекать ток больше этой величины, то он отключится. Здесь важно помнить, что если превышение тока несущественное, то на отключение уйдет некоторое время.

Также, выбирая ток автоматического выключателя, необходимо учитывать тип потребителя электроэнергии. Например, двигатели в момент запуска способны потреблять ток в 5–10 раз превышающий номинальное значение. Если в нормальном режиме работы двигатель потребляет ток 1 А, то в момент запуска он будет брать от сети 5–10 А. Поэтому нужно подобрать такой автомат, чтобы он не успевал сработать на эту кратковременную перегрузку по току.

Автоматические выключатели зарекомендовали себя как простое и эффективное решение для защиты бытовых и промышленных электрических сетей. Данное устройство защитит проводку от токов короткого замыкания и перегрузок. Выбирая автомат для защиты, необходимо учитывать тип электрической сети и максимальные токи, которые для нее являются допустимыми.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *