1. Конструкція автоматичних вимикачів
2. Вибір автоматичних вимикачів
3. Номінальний струм і напруга
4. Времятоковие захисні характеристики
5. Захисні характеристики автоматичних вимикачів
6. Времятоковие характеристики автоматичних вимикачів
7. Навантажувальна характеристика автоматичних вимикачів

Автоматичні вимикачі (АВ) призначені для включення і відключення асинхронних електродвигунів і інших приймачів електроенергії, а також для захисту їх від струмів перевантаження і короткого замикання.

Автомати забезпечують одночасне відключення усіх трьох фаз в разі виникнення аварійних ситуацій. У робочому режимі включення і відключення проводиться вручну, в аварійному режимі вони відключаються автоматично електромагнітним, тепловим або електронним расцепителем.

Конструкція автоматичних вимикачів

Важливою складовою частиною автомата є расцепитель, який контролює заданий параметр мережі, що захищається і впливає на розчіплювати пристрій, що відключає автомат. Найбільшого поширення набули расцепители наступних типів:

1. електромагнітні (для захисту від струмів КЗ);
2. теплові (для захисту від перевантажень);
3. комбіновані, в тому числі і електронні.

Електромагнітний расцепитель складається з котушки з рухомим сердечником і поворотній пружини. При протіканні по котушці струму КЗ сердечник миттєво втягується і впливає на відключає рейку механізму вільного розчеплення.

Тепловий расцепитель є біметалічну пластину, з'єднану послідовно з контактом. При нагріванні її струмом перевантаження вона згинається і впливає на відключає рейку механізму вільного розчеплення.

Цікаве відео про пристрій автоматичних вимикачів дивіться нижче:

Розрізняють нетокоогранічівающіе і токоограничивающие автоматичні вимикачі.

1. Нетокоогранічівающіе вимикачі не обмежують струм КЗ в ланцюзі, і він досягає максимального очікуваного значення.
2. Струмообмежувальним вимикачі обмежують струм КЗ за допомогою швидкого введення в ланцюг додаткового опору дуги (в перший же напівперіод, до того, як струм КЗ значно зросте) і подальшого швидкого відключення КЗ. При цьому струм КЗ не досягає очікуваного розрахункового максимального значення. Струмообмеження починається з деякого значення струму, що визначається характеристикою струмообмеження (рис.6.1).

Наприклад, вимикачі серії Compact NS (Merlin Gerin) мають виняткову струмообмежувального здатністю завдяки технології подвійного розмикання (дуже швидке роз'єднання контактів під дією електродинамічних сил і виникнення двох послідовних напруг дугового pазpяда з крутим хвильовим фронтом).

Вибір автоматичних вимикачів

Вибір автоматичних вимикачів проводиться:

1. по номінальному току,
2. времятоковой характеристиці спрацьовування (ВТХ),
3. відключає здібності, умов монтажу та експлуатації.

Правильний вибір характеристики автоматичного вимикача є запорукою його своєчасного спрацювання.

Як правильно вибрати автоматичний вимикач дивіться у відео нижче:

Номінальний струм і напруга

Номінальним струмом Iн і напругою Uн автоматичного вимикача називають значення струму і напруги, які здатні витримати головні струмопровідні частини вимикача в тривалому режимі. номінальний струм расцепителя Iн.расц може відрізнятися від номінального струму автомата, оскільки в автомат можуть бути вбудовані расцепители з меншим номінальним струмом.

Інший, не менш важливою, характеристикою автоматичного вимикача є його гранична комутаційна здатність (ПКС). ПКС називають максимальне значення струму КЗ, яке вимикач здатний вмикати та вимикати кілька разів, залишаючись в справному стані.

Времятоковие захисні характеристики

Автоматичні вимикачі можуть мати такі времятоковие захисні властивості (ВТХ) (рис.6.2) [11]:

1. залежну від струму ВТХ. Такі вимикачі мають тільки тепловий расцепитель і застосовуються рідко внаслідок недостатньої ПКС і швидкодії;
2. незалежну від струму ВТХ. Такі вимикачі мають тільки струмовий відсічення, виконану за допомогою електромагнітного або напівпровідникового розчеплювача, що діє без витримки або з витримкою часу;
3. обмежено залежну від струму двоступеневу ВТХ. У зоні струмів перевантаження вимикач відключається з залежною від струму витримкою часу, в зоні струмів КЗ вимикач відключається струмового відсіченням з незалежної від струму заздалегідь встановленої витримкою часу (для селективних вимикачів) або без витримки часу (для неселективних вимикачів); вимикач має або теплової та електромагнітний расцепитель (комбінований), або двоступеневий електромагнітний, або напівпровідниковий расцепитель;
4. триступеневу захисну ВТХ. У зоні струмів перевантаження вимикач відключається з залежною від струму витримкою часу, в зоні струмів КЗ - з незалежною, наперед встановленою витримкою часу (зона селективної відсічення), а при близьких КЗ - без витримки часу (зона миттєвого спрацьовування); зона миттєвого спрацьовування призначена для зменшення тривалості впливу струмів при близьких КЗ. Такі вимикачі мають напівпровідниковий расцепитель і застосовуються для захисту вводів в КТП і ліній, що відходять.

У відповідності зі стандартами міжнародної електротехнічної комісії (МЕК) з времятоковим характеристикам спрацьовування вимикачі бувають трьох типів: B, C, D (рис.6.3).

Захисні характеристики автоматичних вимикачів

1. залежна;
2. незалежна;
3. обмежено залежна;
4. триступенева;
   • з витримкою часу при КЗ;
   • без витримки часу при КЗ.

Времятоковие характеристики автоматичних вимикачів

t - час спрацьовування електромагнітного розчеплювача, k = I / Iн - кратність струму до номінального значення.

Тип B - величина струму спрацьовування електромагнітного розчеплювача кратності k = 3 - 6. Для побутового застосування, де струм навантаження невисокий і струм КЗ може потрапити в зону роботи теплового, а не електромагнітного розчеплювача.

Тип C - величина струму спрацьовування електромагнітного розчеплювача кратності k = 5 - 10. Для побутового і промислового застосування: для двигунів з часом пуску до 1 с, навантажень з малими індуктивними струмами (холодильних машин і кондиціонерів).

Тип D - величина струму спрацьовування електромагнітного розчеплювача кратності k> 10. Застосовується для потужних двигунів з затяжним часом пуску.

Малюнок - Характеристики автоматичних вимикачів B, C, D, Z, K і S

Теплові расцепители, використовувані в автоматичних вимикачах, чутливі до нагрівання від сторонніх джерел. У практиці нерідко трапляється, що расцепитель проміжного полюса при номінальному режимі відключається тільки через нагрівання сусідніх полюсів. Це призводить до обмеження сфери його роботи і до корекції номінального струму з урахуванням графіка рис.6.4.

Рис.6.4. Залежність електричного навантаження на АВ при їх близькому розташуванні: Кн = I / Iн - коефіцієнт навантаження, N - кількість автоматичних вимикачів при їх розміщенні поруч.

Навантажувальна характеристика автоматичних вимикачів

Навантажувальна характеристика більшості автоматичних вимикачів залежить від температури навколишнього середовища: при її зниженні коефіцієнт навантаження збільшується, при підвищенні - падає (рис.6.5). Це обмежує можливість їх використання в умовах жорсткого температурного режиму експлуатації, особливо в гарячих цехах або на відкритому повітрі.

Рознесення функцій захисних пристроїв на кілька незалежних пристроїв створює масу незручностей при монтажі та експлуатації.

Кожне з них не володіє універсальністю і підходить тільки до конкретного автоматичного вимикача.

Тому перед розробниками гостро постала проблема створення універсального пристрою.

Останні покоління автоматичних вимикачів забезпечені так званими електронними расцепителями, що здійснюють комплексний захист електродвигуна і об'єднують в одному пристрої функції всіх перерахованих вище расцепителей.

Вони виконані на базі мікропроцесорної техніки, гарантують високу точність спрацьовування, надійність і стійкість до температурних режимів.

Електроживлення, необхідне для правильної роботи, забезпечується безпосередньо трансформаторами струму розчеплювача.

Захисні расцепители складаються з трьох або чотирьох трансформаторів струму (В залежності від типу мережі), електронного блоку і механізму розчеплення, який впливає безпосередньо на механізм вимикача.

Крива спрацьовування вимикача, максимально наближена до робочої характеристиці асинхронного електродвигуна (Рис.6.6), визначає такі види захистів [19]:

• захист від перевантаження з зворотнозалежну витримкою за часом;
• захист від заклинювання ротора електродвигуна з певною витримкою часу;
• захист від короткого замикання з миттєвим спрацьовуванням.

Цікаве відео про характеристики автоматів дивіться у відео нижче: