Автоматические выключатели
Современные автоматические выключатели предназначены для эксплуатации в электрических цепях переменного тока и для защиты электрических систем от последствий перегрузок или короткого замыкания. В случае короткого замыкания сила тока, проходящего через электромагнитную катушку автоматического выключателя, значительно возрастает. Также происходит увеличение действия магнитного поля, в результате чего перемещается сердечник, переключающий рычаг свободного расцепления. В таких ситуациях автомат выключается, защищая, тем самым, электрическую цепь от перегрузок и токов короткого замыкания. Даже если рукоятка управления выключателем удерживается во включенном положении, в случае перегрузки или короткого замыкания происходит его отключение.
Автоматические выключатели бывают разных размеров: это могут быть как компактные устройства для защиты отдельных помещений, так и довольно массивные конструкции, призванные защитить электрические системы крупных предприятий. Например, автоматические выключатели широко применяются для защиты электропроводки в жилых домах от перегрузки или короткого замыкания.
Выключатели , как правило делятся на одно-, двух-, трех- и четырехполюсные.
Однополюсные (1P) автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей переменного тока до 220 В от перегрузки и короткого замыкания, а также для нечастых включений и отключений этих сетей неавтоматически.
Двухполюсные (2P) автоматические выключатели предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Такие выключатели применяются преимущественно в цепях постоянного тока до 63А. Крепятся к рейке, панели или колодке.
Трехполюсные (3P) автоматические выключатели служат для защиты силовых, осветительных и других электроустановок, а также электродвигателей от аварийных режимов, короткого замыкания, скачков и пониженного напряжения. Они предназначены для ручного включения и автоматического или ручного отключения электрических потребителей под нагрузкой. Автоматические выключатели трехполюсного исполнения применяются в цепях переменного тока с трехфазной нагрузкой (например, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором).
Четырехполюсные (4P) автоматические выключатели предназначены для защиты электроустановок, распределительных щитов и пр. от короткого замыкания и перегрузки. Могут применяться как в качестве вводных автоматов на токи до 63А, так и в качестве автоматов для защиты отходящих линий на токи до 63А. Такие выключатели находят широкое применение как на промышленных и коммерческих объектах, так и в быту. Крепятся к рейке.
Рабочие токи составляют:
1,6; 2.5; 4; 6.3; 10; 16; 25; 40; 50 и 63 А;
80; 100; 125; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 630 и 800 А;
1000; 1600; 2000; 3200; 4000 и 6300 А.
Автоматические также выключатели бывают: модульными, которые имеют стандартную ширину одного полюса17,5 мм и крепятся на DIN-рейку; и
блочными, которые монтируются на панель или вертикальную поверхность с помощью винтов (некоторые модели блочных автоматов, рассчитанные на малые амперажи до 160А, с помощью переходника могут монтироваться на DIN-рейку).
Для модульных коммутационных аппаратов предусмотрен свой стандарт ГОСТ 50345-99 и выпускаются они на токи до 125А. Блочные выключатели изготавливаются по нормативам ГОСТ 50030 часть 2 от 1999 года на номинальные токи от 16 до 6300А.
По методу установки выключатели бывают в выкатные, втычные, либо стационарные, а управление ими происходит ручным либо двигательным приводом. Для увеличения количества выполняемых функций, автоматические выключатели комплектуются дополнительными устройствами:
независимым расцепляющим устройством (обеспечивает дистанционное размыкание цепи);
расцепителем минимального напряжения (происходит автоматическое срабатывание в случае уменьшения напряжения до уровня 85% Un и ниже);
расцепителем нулевого напряжения (происходит автоматическое срабатывание в случае уменьшения напряжения до уровня 35% Un);
свободными и/или сигнальными контактными группами.
Для каждого типа автоматических выключателей существует определенное предельно допустимое значение тока короткого замыкания – если его не учитывать, выключатель выйдет из строя. Превышение такого значение ведет к свариванию или подгоранию контактов выключателя. Большинство популярных серий выключателей для бытовых целей обычно имеют предельный ток – 1000 – 10000 А.
Автоматические выключатели имеют ручной или двигательный привод, который может быть стационарным или выдвижным. Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным (непосредственного действия) и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и т.д.).
Классификация
Современный ГОСТ 9098-78 выделяет 12 классов автоматических выключателей:
- По роду протекаемого тока в главной цепи. В электроцепях может течь ток как переменный, постоянный, так и комбинированный: то переменный, то постоянный.
- По конструкции. По этой классификации устройства отключения (прерывания) электроэнергии бывают воздушными, модульными и в литом корпусе.
- Есть/нет токоограничение.
- По видам расцепителей. Здесь 4 класса автоматов: с максимальным расцепителем, с нулевым, очень слабым и с независимым.
- По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока. Здесь выпускается тоже 4 класса устройств: с выдержкой по времени независимо от силы тока, без выдержки по времени, с выдержкой по времени, обратной силе проходящего по цепи тока, универсальный автомат.
- По количеству полюсов. 4 типа выключателей – одно-, двух-, трех- и четырехполюсные.
- Есть/нет контакты для вторичных цепей.
- По способу установки – стационарные и выкатные.
- По возможности прикрепления наружных проводников – заднее/переднее и два комбинированных.
- По характеристике отсечки – селективные/неселективные.
- По разновидности привода – двигательный, пружинный, ручной.
- По воздействию на автомат окружающей среды (в соответствии с требованиями ГОСТ 14255).
Такая классификация автоматических выключателей очень удобна. При желании можно разобраться, какое из устройств установить в квартиру, а какое на производство.
Типы (виды)
Гост Р 50345-2010 делит автоматические выключатели на следующие типы (деление происходит по чувствительности к перегрузкам), маркируемые буквами латинского алфавита:
- B. Такой выключатель актуален для квартиры, но не в самом щитке, а для защиты дорогой бытовой техники от резкого скачка напряжения. Из бытовых он самый чувствительный.
- C. Стоят непосредственно в квартирах либо в щитках на лестничных площадках. Не столь чувствительны, чтобы срабатывать по любой перегрузке. Но значительные перепады напряжения в квартире фиксируют и разрывают цепь в случае серьезной неисправности.
- D. Обычно устанавливается на общедомовом щитке. Через этот выключатель проходит электроэнергия всего дома. Срабатывает, когда следующий за ним автомат по какой-то причине не разорвал цепь при перегрузке.
Это основные автоматические выключатели, используемые в жилых домах и квартирах. В Европе маркировка начинается с буквы A – самые чувствительные к перегрузкам выключатели. Они не используются для бытовых нужд, зато находят активное применение для защиты цепей питания точных приборов.
Также существуют еще три маркировки – L, Z, K.
Отличительные конструктивные особенности
Автоматические аппараты состоят из следующих узлов:
- основной системы контактов;
- дугогасительной камеры;
- основного привода расцепляющего устройства;
- различного вида расцепителя;
- других вспомогательных контактов.
Чтобы как-то защитить детали и контакты от разрушительной силы электрической дуги, достигающей 3 000° С, предусмотрена дугогасительная камера. Она состоит из нескольких дугогасительных решеток. Встречаются также комбинированные устройства, способные погасить электрическую дугу большого тока. В них находятся щелевые камеры вместе с решеткой.
Для любого автоматического выключателя находится предельный ток. Благодаря защите автомата, он не может привести к поломке. При огромных перегрузках такого тока контакты могут либо подгореть, либо вообще привариться друг к другу. К примеру, для самых распространенных бытовых аппаратов при токе сработки от 6 А до 50 А предельный ток может составлять от 1000 А до 10 000 А.