Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Автоматичні вимикачі - конструкція і принцип роботи

Ця стаття продовжує серію публікацій з електричним апаратам захисту - автоматичних вимикачів, ПЗВ, дифавтомати, в яких ми детально розберемо призначення, конструкцію і принцип їх роботи, а також розглянемо їх основні характеристики і детально розберемо розрахунок і вибір електричних апаратів захисту. Завершить цей цикл статей покрокової алгоритм, в якому коротко, схематично і в логічній послідовності буде розглянуто повний алгоритм розрахунку і вибору автоматичних вимикачів і УЗО.

Щоб не пропустити вихід нових матеріалів по цій темі підписуйтесь на розсилку новин, форма підписки внизу цієї статті.

Ну а в цій статті ми розберемося, що ж таке автоматичний вимикач, для чого призначений, як він влаштований і розглянемо, як він працює.

Автоматичний вимикач (або зазвичай просто «автомат») - це контактний комутаційний апарат, який призначений для включення і відключення (тобто для комутації) електричного кола, захисту кабелів, проводів і споживачів (електричних приладів) від струмів перевантаження і від струмів короткого замикання.

Тобто автоматичний вимикач виконує три основний функції:

1) комутацію ланцюга (дозволяє включати і відключати конкретну ділянку електричного кола);

2) забезпечує захист від струмів перевантаження, відключаючи захищається ланцюг, коли в ній протікає струм, що перевищує допустимий (наприклад, при підключенні в лінію потужного приладу або приладів);

3) відключає від мережі живлення, що захищається ланцюг, коли в ній виникають великі за значенням струми короткого замикання.

Таким чином, автомати виконують одночасно і функції захисту і функції управління.

За конструктивним виконанням випускаються три основні типи автоматичних вимикачів:

- повітряні автоматичні вимикачі (застосовуються в промисловості в ланцюгах з великими струмами в тисячі ампер);

- автоматичні вимикачі в литому корпусі (розраховані на великий діапазон робочих струмів від 16 до 1000 Ампер);

- модульні автоматичні вимикачі, найбільш нам відомі, до яких ми звикли. Вони широко застосовуються в побуті, в наших будинках і квартирах.

Модульними вони називаються тому, що їх ширина стандартизована і в залежності від кількості полюсів, кратна 17.5 мм, більш детально це питання буде розглянуто в окремій статті.

Ми з вами, на сторінках сайту http://elektrik-sam.info , Будемо розглядати саме модульні автоматичні вимикачі і пристрої захисного відключення.

Пристрій і принцип роботи автоматичного вимикача.

розглядаючи конструкцію УЗО , Я говорив, що для дослідження від замовника дісталися також і автоматичні вимикачі, конструкцію яких ми зараз розглянемо.

Корпус автоматичного вимикача виготовляється з діелектричного матеріалу. На передній панелі нанесена торгова марка (бренд) виробника, каталожний номер. Основні характеристики - номінал (в нашому випадку номінальний струм 16 Ампер) і час струмовий характеристика (у нашого зразка С).

Основні характеристики - номінал (в нашому випадку номінальний струм 16 Ампер) і час струмовий характеристика (у нашого зразка С)

Також на передній поверхні вказуються і інші параметри автоматичного вимикача, про які йтиметься в окремій статті.

На задній частині є спеціальне кріплення для монтажу на DIN-рейку і кріплення на ній за допомогою спеціальної засувки.

DIN-рейка - це металева рейка спеціальної форми, шириною 35 мм, призначена для кріплення модульних пристроїв (автоматів, УЗО, різних реле, пускачів, клемників і т.д .; випускаються лічильники електроенергії спеціально для установки на DIN-рейку). Для монтажу на рейку необхідно завести корпус автомата за верхню частину DIN-рейки і натиснути на нижню частину автомата, щоб фіксатор не зафіксується. Для зняття з DIN-рейки необхідно підчепити знизу фіксатор засувки і зняти автомат.

Для зняття з DIN-рейки необхідно підчепити знизу фіксатор засувки і зняти автомат

Зустрічаються модульні пристрої з тугими засувками, в цьому випадку при установці на DIN-рейку необхідно підчіплювати знизу засувку, заводити автомат на рейку і потім відпускати засувку, або замикатися її примусово, натискаючи на неї викруткою.

Корпус автоматичного вимикача складається з двох половинок, з'єднаних чотирма заклепками. Щоб розібрати корпус, необхідно висвердлити заклепки і зняти одну з половинок корпусу.

В результаті отримуємо доступ до внутрішнього механізму автоматичного вимикача.

Отже, в конструкцію автоматичного вимикача входять:

Отже, в конструкцію автоматичного вимикача входять:

1 - верхня гвинтова клема;

2 - нижня гвинтова клема;

3 - нерухомий контакт;

4 - рухливий контакт;

5 - гнучкий провідник;

6 - котушка електромагнітного розчеплювача;

7 - сердечник електромагнітного розчеплювача;

8 - механізм розчеплювача;

9 - рукоятка управління;

10 - гнучкий провідник;

11 - біметалічна пластина теплового розчеплювача;

12 - регулювальний гвинт теплового розчеплювача;

13 - дугогасильні камери;

14 - отвір для відводу газів;

15 - засувка фіксатора.

Піднімаючи р укоятку управління вгору, автоматичний вимикач підключається до захищається ланцюга, опустивши ручку вниз - відключаться від неї.

Т епловой расцепитель, являє собою біметалічну пластину, яка нагрівається проходять через неї струмом, і якщо струм перевищує задане значення, пластина згинається і пускає в хід механізм розчеплювача, відключаючи таким чином автоматичний вимикач від захищається ланцюга.

Е лектромагнітний расцепитель - це соленоїд, тобто котушка з намотаною дротом, а всередині сердечник з пружиною. При виникненні короткого замикання струм в ланцюзі дуже швидко наростає, в обмотці котушки електромагнітного розчеплювача наводиться магнітний потік, під впливом наведеного магнітного потоку переміщається сердечник, і, долаючи зусилля пружини, впливає на механізм і відключає автомат.

Як працює автоматичний вимикач?

У звичайному (неаварійному) режимі роботи автоматичного вимикача, коли важіль управління зведений, електричний струм подається до автомата через провід живлення, підключений до верхньої клеми, далі струм проходить на нерухомий контакт, через нього на підключений до нього рухливий контакт, далі через гнучкий провідник подається на котушку соленоїда, після котушки за гнучким провіднику на біметалічну пластину теплового розчеплювача, від нього на нижню кручені клему і далі в ланцюг підключеного навантаження.

На малюнку показаний автомат у включеному стані: важіль управління піднятий вгору, рухливий і нерухомий з'єднані.

Перевантаження виникає, коли струм в ланцюзі, контрольованої автоматичним вимикачем, починає перевищувати номінальний струм автомата. Біметалічна пластина теплового розчеплювача починає нагріватися проходять через неї підвищеним електричним струмом, згинається, і, якщо струм в ланцюзі не зменшується, пластина впливає на механізм розчеплення, і автоматичний вимикач відключається, розмикаючи захищається ланцюг.

Для нагріву та згинання біметалічної пластини потрібен якийсь час. Час спрацювання залежить від величини проходить через пластину струму, чим більше струм, тим менше час спрацьовування і може бути від кількох секунд до години. Мінімальний струм спрацьовування теплового розчеплювача становить 1,13-1,45 від номінального струму автомата (тобто теплової расцепитель починає спрацьовувати при перевищенні номінального струму на 13-45%).

Автоматичний вимикач - це пристрій аналогове, цим пояснюється такий розкид параметрів. Існують технічні складності при його точного налаштування. Струм спрацьовування теплового розчеплювача встановлюється на заводі регулювальним гвинтом 12. Після того, як охолоне биметаллическая пластина, автоматичний вимикач готовий до подальшого використання.

Температура біметалічної пластини залежить від температури навколишнього середовища: якщо автоматичний вимикач встановлений в приміщенні з високою температурою повітря, то теплової расцепитель може спрацювати при меншому струмі, відповідно при низьких температурах струм спрацьовування теплового розчеплювача може бути вище допустимого. Детально це питання дивіться в статті Чому в спеку спрацьовує автоматичний вимикач?

Тепловий расцепитель спрацьовує не відразу, а через якийсь час, даючи можливість току перевантаження повернутися до свого нормального значення. Якщо ж протягом цього часу струм не знижується, теплової расцепитель спрацьовує, захищаючи ланцюг споживачів від перегріву, оплавлення ізоляції і можливого загоряння проводки.

До перевантаження може призводити підключення в лінію потужних приладів, що перевищують розрахункову потужність захищається ланцюга. Наприклад, при включенні в лінію дуже потужного нагрівача або електроплити з духовкою (з потужністю, що перевищує розрахункову потужність лінії), або одночасно кілька потужних споживачів (електроплита, кондиціонер, пральна машина, бойлер, електрочайник і т.п.), або великої кількості одночасно включених приладів.

При короткому замиканні струм в ланцюзі миттєво зростає, наводимое в котушці за законом електромагнітної індукції магнітне поле переміщує осердя соленоїда, який приводить в дію механізм розчеплювача і розмикає силові контакти автоматичного вимикача (тобто рухливий і нерухомий контакти). Лінія розмикається, дозволяючи зняти з аварійної ланцюга харчування і захистити від загоряння і руйнування сам автомат, електропроводку та замкнув електроприлад.

Електромагнітний расцепитель спрацьовує практично миттєво (близько 0,02с), на відміну від теплового, але при значно більших значеннях струму (від 3-х і більше значень номінального струму), тому електропроводка не встигає нагрітися до температури плавлення ізоляції.

Електромагнітний расцепитель спрацьовує практично миттєво (близько 0,02с), на відміну від теплового, але при значно більших значеннях струму (від 3-х і більше значень номінального струму), тому електропроводка не встигає нагрітися до температури плавлення ізоляції

При розмиканні контактів ланцюга, коли в ній проходить електричний струм, виникає електрична дуга, і чим більше струм в ланцюзі - тим дуга могутніше. Електрична дуга викликає ерозії і руйнування контактів. Щоб захистити контакти автоматичного вимикача від її руйнівної дії, дуга, що виникає в момент розмикання контактів, направляється в дугогасительную камеру (що складається з паралельних пластин), де вона дробиться, загасає, охолоджується і зникає. При горінні дуги утворюються гази, вони виводяться назовні з корпусу автомата через спеціальний отвір.

Автомат не рекомендується використовувати в якості звичайного вимикача ланцюга, особливо якщо його відключати при підключеної потужної навантаженні (тобто при великих токах в ланцюзі), оскільки це прискорить руйнування і ерозію контактів.

Отже, давайте резюмуємо:

- автоматичний вимикач дозволяє комутувати ланцюг (переводячи важіль управління вгору - автомат підключається до ланцюга; переводячи важіль вниз - автомат відключає живильну лінію від ланцюга навантаження);

- має вбудований тепловий расцепитель, який захищає лінію навантаження від струмів перевантаження, він інерційний і спрацьовує через деякий час;

- має вбудований електромагнітний расцепитель, що захищає лінію навантаження від великих струмів короткого замикання і спрацьовує майже миттєво;

- містить дугогасним камеру, яка захищає силові контакти від руйнівної дії електромагнітної дуги.

Конструкцію, призначення та принцип дії ми розібрали.

У наступній статті ми розглянемо основні характеристики автоматичного вимикача, які необхідно знати при його виборі.

Дивіться Конструкція і принцип роботи автоматичного вимикача в відеоформаті:

Корисні статті по темі:

Автоматичні вимикачі УЗО дифавтомати - керівництво.

Як вибирати автоматичні вимикачі, УЗО, дифавтомати?

Номінали групових автоматів перевищують номінал вступного?

Чому в спеку спрацьовує автоматичний вимикач?

Міняти чи автоматичний вимикач, якщо його «вибиває»?

Конструкція (пристрій) УЗО.

Пристрій УЗО і принцип дії.

Робота УЗО при обриві нуля.

Як перевірити тип УЗО?

Чому УЗО вибирають на щабель вище?

Як працює автоматичний вимикач?
Як вибирати автоматичні вимикачі, УЗО, дифавтомати?
Номінали групових автоматів перевищують номінал вступного?
Чому в спеку спрацьовує автоматичний вимикач?
Міняти чи автоматичний вимикач, якщо його «вибиває»?
Як перевірити тип УЗО?
Чому УЗО вибирають на щабель вище?