Schetchiksg.ru

Счетчик СГ
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой расцепитель автоматического выключателя это

Как работает автоматический выключатель

Быстрый переход по статьи:

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.

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.

Читайте так же:
Формула количества теплоты в физике через силу тока

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.

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.

Разновидности расцепителей автоматических выключателей

Ни одно электротехническое устройство с защитной функцией не сможет нормально работать без специального спускового механизма – расцепителя. Он представляет собой особый конструктивный элемент, встроенный в автоматический выключатель либо связанный с ним общей электрической схемой. При срабатывании автомата он освобождает защелку, удерживающую исполнительный узел от переключения. Благодаря действию расцепителя напряжения (тока) происходит отключение выключателя в автоматическом режиме, после чего цепь, в которой он установлен, полностью обесточивается.

  1. Когда срабатывают э/м и тепловой расцепители
  2. Конструкция устройства
  3. Разновидности расцепителей
  4. Порядок установки расцепителя
  5. Проверка работоспособности
Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока время

Когда срабатывают э/м и тепловой расцепители

Встроенный в автоматический выключатель электромагнитный расцепитель срабатывает в следующих нештатных ситуациях:

  • при неисправности автомата, перестающего фиксировать переключатель;
  • при значительном превышении номинала нагрузочного тока;
  • при резких колебаниях напряжения в сети;
  • в случае КЗ, приводящего к появлению сверхтоков.

В тепловом устройстве имеется биметаллическая пружина, отдельные части которой при протекании через них токов значительной величины нагреваются с различным коэффициентом расширения. При нагревании одного конца пружины он удлиняется чуть меньше другого, что приводит к изгибу элемента и освобождению спускового механизма.

Тепловой расцепитель устанавливается в разрыв контролируемой цепи. Он защищает ее от перегрузок по току и настраивается на заранее выставленные режимы срабатывания.

Конструкция устройства

Конструкция автоматического выключателя

Конструкция и общее устройство автоматически срабатывающего расцепителя в первую очередь зависят от его типа. Тепловой расцепляющий механизм представляет собой биметаллическую пластину, способную изгибаться при нагревании. Она изготавливается путем механического соединения (сваривания) двух металлических заготовок из материалов с различными коэффициентами температурного расширения. При механической деформации один ее конец воздействует на механизм свободного расцепления и вызывает его отключение.

В отличие от него магнитное устройство действует по принципу электромагнита, срабатывающего при определенных условиях. В его конструкции предусмотрена особая пружина, препятствующая мгновенному размыканию контакта. Как только сила тока достигает величины, достаточной для того чтобы преодолеть это сопротивление, происходит снятие блокировки с исполнительного механизма. Этот узел размыкает рабочую цепь автоматического выключателя, снимая напряжение с нагрузки (оставляя потребителя без тока). Чаще всего электромагнитные расцепляющие устройства служат для защиты питающих линий от коротких замыканий.

Разновидности расцепителей

Известные виды расцепителей, применяемых в автоматических выключателях, по своему функциональному назначению делятся на независимые устройства и приборы максимального тока. Первые позволяют управлять отключением защитной аппаратуры дистанционно и используются в сочетании с определенным типом автоматического выключателя с установленным в нем реле напряжения.

Расцепители максимального тока располагаются непосредственно в корпусе АВ, являясь их конструктивным элементом. Этот тип устройств, обеспечивающих расцепление исполнительных механизмов АВ, подразделяется в свою очередь на следующие виды:

  • тепловой расцепитель (по перегрузке по току);
  • его электромагнитный аналог (по КЗ);
  • комбинация из этих двух устройств;
  • полупроводниковый или электронный расцепитель.

Очень часто в одном АВ устанавливают сразу два или более расцепляющих приборов.

Автоматы с расцепителями первых двух типов, встроенных непосредственно в их корпус, обычно используются для защиты силовых линий 380 Вольт (их называют комбинированными). Этот тип расцепляющих устройств также устанавливается в питающие цепи асинхронных двигателей, где защита построена по двухступенчатой схеме. При их запуске в номинальных (допустимых) режимах срабатывает тепловой расцепитель, однако цепь при этом полностью не обесточивается. И лишь при достижении током предельной (аварийной) величины вслед за тепловой срабатывает э/м ступень, окончательно отключающая двигатель от трехфазной сети.

И тепловые, и электромагнитные расцепители устанавливаются в каждую из фаз питания асинхронного электродвигателя и могут срабатывать независимо один от другого.

Помимо чисто механических устройств расцепления в электротехнике все чаще применяются их электронные аналоги, принцип работы которых основан на ключевых свойствах входящих в них элементов. В качестве ключей обычно используются силовые транзисторы, полупроводниковый переход которых является управляемым аналогом спускового устройства. С помощью такой схемы запускается исполнительный узел (обычно – релейный или тоже электронный), отключающий аварийную цепь.

Читайте так же:
Магнитное реле с тепловым выключателем

Порядок установки расцепителя

Расцепитель автоматического выключателя как единого целого интегрируется в обслуживаемую цепь вместе с защитным прибором. При этом его тепловые контакты или электромагнитный размыкатель вместе с отводом на катушку подключены к входным и выходным клеммам. Крепится комбинированное устройство на дин-рейке распределительного шкафа или на выделенном месте квартирного щитка. Его устанавливают сразу после электросчетчика, от которого в сторону автомата прокладывается отдельный фазный провод. От самого автоматического выключателя коммутируемая фаза «пробрасывается» до конечной нагрузки (розетки или выключателя света).

Нулевая жила прокладывается в обход автомата с расцепляющим элементом, так как для их нормальной работы в ней нет необходимости.

Подключение независимого расщепителя

Другая картина наблюдается при монтаже автоматического выключателя с независимым расцепителем, который располагается отдельно от основного устройства. В этом случае приходится прокладывать дополнительную проводку и коммутировать прибор согласно прилагаемой к нему электрической схеме. По этим проводам в процессе эксплуатации и передаются управляющие сигналы на исполнительный модуль.

Включение в силовую цепь самого автомата производится по типовой схеме, согласно которой возможны следующие варианты:

  • установка трех отдельных автоматических приборов (по одному на каждую фазу);
  • монтаж 3-х полюсного трехфазного выключателя (без нулевой клеммы);
  • использование 4-хполюсной модели (с нулевым контактом).

Проверка работоспособности

Перед началом технической проверки расцепителей в первую очередь производится внешний осмотр АВ на предмет наличия на его корпусе сколов, трещин и других повреждений. После этого переходят к оценке состояния сопротивления изоляции токоведущих жил и соединительных проводов.

Требования по контрольному измерению этого параметра оговариваются п.1.8.37.3 ПУЭ.

Для этих целей подойдут следующие типы измерительных приборов, отличающиеся номиналами контролируемых напряжений:

  • Мегаомметр под обозначением М4100/5 (измерительное напряжение – 2500 Вольт).
  • Прибор ЭСО202/2 с напряжением от 500 до 2500 Вольт.
  • Измеритель Ф4102/1-1М с теми же номиналами по вольтажу.
  • Прибор марки MIC-2500 с рабочим напряжением от 50 до 2500 Вольт.

Для проверки расцепителей из этого списка оптимально подойдут либо M4100/5, либо MIC-2500. Перед началом измерений также следует предусмотреть надежную фиксацию отключенного от сети автомата на заземленном металлическом основании, а затем подготовить к обследованию его полюса. Измерению подлежит изоляция между каждым из полюсов АВ и «земляным» контактом. Согласно требованиям ПУЭ (п.1.8.37.3), ее сопротивление для этого участка не может быть менее 1 МОм, а в ПТЭЭП этот параметр требуется выдерживать на уровне не менее 0,5 МОм.

Даже поверхностное ознакомление с известными видами расцепителей автоматических выключателей показывает, насколько широка линейка этих приборов. Несмотря на большое разнообразие наименований коммутирующих устройств, отличающихся не только принципом действия, но и своей конструкцией, все они выполняют одну и туже функцию. Она состоит в своевременном снятии блокировки с исполнительного механизма автомата.

Расцепители для модульных автоматических выключателей

Расцепитель – это функциональный элемент автоматического выключателя, отключающее устройство, приводящее в движение его контакты.

Обычно, используется два типа расцепителя: электромагнитный расцепитель короткого замыкания (моментального действия) и расцепитель перегрузки (тепловой расцепитель), скорость срабатывания которого зависит от величины превышения номинального тока.

Читайте так же:
Какого сечения нужен провод для теплого пола

Расцепитель – это функциональный элемент автоматического выключателя, отключающее устройство, приводящее в движение его контакты.
О конструкции модульного автоматического выключателя читайте в статье.

Обычно, используется два типа расцепителя: электромагнитный расцепитель короткого замыкания (моментального действия) и расцепитель перегрузки (тепловой расцепитель), скорость срабатывания которого зависит от величины превышения номинального тока.

Тепловой расцепитель всегда срабатывает с определенной выдержкой времени, которая обратно пропорциональна величине превышения номинального тока (см. рис. 2). Выдержка времени позволяет избежать нежелательных ложных срабатываний при подключении или отключении нагрузки (т.е. при переходных процессах), или при кратковременном подключении мощной нагрузки. Так, при подключении к сети импульсных блоков питания или включении электродвигателей происходит резкое увеличение тока, который превышает номинальный, что нормально и не имеет отрицательного влияния на электрическую линию, поэтому автомат не должен отключаться при кратковременных скачках тока.

С электромагнитным расцепителем все просто, он должен за доли секунды разомкнуть контакты при коротком замыкании.

Комбинация электромагнитного и теплового расцепителей задают время срабатывания автоматического выключателя в зависимости от величины превышения тока относительно номинала. Эта время-токовая зависимость определяет один из важнейших параметров автоматического выключателя – характеристику отключения (кривую срабатывания). Наиболее распространены характеристики отключения B, C и D. Наибольшая выдержка времени у характеристики D, автоматы с такой характеристикой применяются для защиты линий, к которым подключены электротвигатели и другая сильно-индуктивная нагрузка.

Рисунок 2. Графики кривых срабатывания модульных автоматических выключателей

Рассмотрим график кривой типа B. Автомат с характеристикой отключения B при превышении тока на 13% от номинала сработает больше, чем через 20 минут, а при превышении на 50% сработает примерно через 20 секунд. Работа электромагнитного расцепителя показана на графике зеленым цветом – за 0,1 сек. Он отключит автомат при токе большем от номинального в 3 – 5 раз.

Пример: автомат с номиналом 16 А и характеристикой отключения B может спокойно проработать 20 минут, не отключая нагрузку, если ток в линии будет 18 А; при 24 А срабатывание произойдет через 20 секунд, а при 40 А – через 1 секунду. Электромагнитный расцепитель разомкнет контакты при токе от 48 А до 80 А.

Рассмотрим график кривой типа C. Автомат с характеристикой отключения C гарантировано начинает срабатывать только при превышении тока на 45% от номинала, так при превышении на 50% он сработает примерно через 20 минут или даже больше, а при превышении в 2,5 раза сработает примерно через 75 секунд. Работа электромагнитного расцепителя показана на графике голубым цветом – за 0,1 сек. он отключит автомат при токе большем от номинального в 5 – 10 раз.

Пример: автомат с номиналом 16 А и характеристикой отключения C при токе 23 А может не отключиться и через 20 минут; при 40 А срабатывание произойдет примерно через 75 секунд. Электромагнитный расцепитель разомкнет контакты при токе от 80 А до 160 А.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

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.

Читайте так же:
Автоматический выключатель с регулир тепловой защитой abb ms116

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель 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.

Принцип работы автоматического выключателя

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.

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 показано, как устроен автомат и принцип его работы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию