Автоматические выключатели
Автоматический выключатель (механический) (МЭС 441-14-20), «автомат» — это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания.[1]
Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.
Функция
Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Независимо от выполняемых функции автоматические выключатели подразделяются по собственному времени срабатывания tс, в (времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов) на
§ нормальные tc, в=0,02-0,1 с,
§ селективные (tc, в регулируется до 1с)
§ быстродействующие, обладающие токоограничивающим эффектом (tс, в не более 0,005 с).
Классификация
Автоматический выключатель для монтажа на DIN-рейку конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Включение-отключение производится рычажком (1 на рисунке), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.
§ Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать[2] тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины.
§ Магнитный (мгновенный) расцепитель представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).
Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).
Маркировка автоматических выключателей
В нормальном режиме автоматические выключатели просто проводят ток, иногда они еще применяются для оперативного выключения и включения электрических цепей. Изготовляются автоматические выключатели с ручным и дистанционным приводом для включения/отключения, а также бывают стационарные и выдвижные. Встречаются модели и с защитой от сверхнизких напряжений или токов.
Выключатели автоматы имеют следующие характеристики – количество полюсов (бывают однополюсные, двухполюсные, трехполюсные, четырехполюсные), возможность ограничения тока, вид расцепителя (тепловой, полупроводниковый, электромагнитный; в зоне токов перегрузки или коротких замыканий). Часто устройство автоматического выключателя предусматривает наличие сразу двух видов расцепителей – электромагнитного и теплового одновременно. Это называется комбинированным расцепителем. Тепловое реле применяется в большинстве бытовых автоматов.
Контактная система выключателя предусматривает до трех ступеней (главные контакты, промежуточные, и дугогасительные). Дугогасительные щелевые камеры и решетки необходимы для очень больших токов. Нужно иметь в виду, что любой автоматический выключатель предназначен для работы с определенными токами коротких замыканий, и при превышении такого предельного тока автомат может выйти из строя – произойдет выгорание контактов. Бытовые автоматы имеют ток срабатывания от 6 до 50 А, а предельный ток короткого замыкания от 1000 до 10000 А. При превышении предельного тока тепловое реле все равно сработает и отключит цепь, но сам выключатель будет выведен из строя.
Нужно иметь в виду, что автоматический выключатель не реагирует на утечку токов, и не защищает человека от поражения током. Поэтому для оптимальной защиты требуется сочетание автоматических выключателей и устройств защитного отключения (УЗО).