Пристрій і принцип роботи автоматичного вимикача

Для електромонтера комутаційна апаратура є одним з основних пристроїв, з якими доводиться працювати. Автоматичні вимикачі несуть як комутаційну, так і захисну роль. Жоден сучасний електрощит не обходиться без автоматів. У цій статті ми розглянемо, як влаштований і працює автоматичний вимикач.

Визначення

Автоматичний вимикач - це комутаційний прилад, призначений для захисту кабелів від критичних значень струмів. Це потрібно для того, щоб уникнути пошкоджень струмопровідних жил проводів і кабелів у разі міжфазних замикань і замикань на землю.

Важливо: Основне завдання автоматичного вимикача - захистити кабельну лінію від наслідків протікання струмів короткого замикання.

Основними характеристиками автоматичних вимикачів є:

• Номінальний струм (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300);

• Напруга комутації;

• Час струмова характеристика.

Найбільше поширення автомати отримали в побутових і промислових електромережах напругою 220/380 вольт. Напруги наведені для вітчизняних електромереж. За кордоном вони можуть відрізнятися. У високовольтних лініях використовуються релейні схеми і трансформатори струму. Час-струмовий характеристика відображає, через який проміжок часу і при якій величині струму щодо номінального відбудеться розмикання його контактів. Приклад її зображений на малюнку нижче:

Принцип роботи

Автоматичний вимикач (АВ) - це комутаційний апарат, який містить два види захисту:

• Електромагнітний розчіплювач.

• Тепловий розчіплювач.

Кожен з них виконує одну і ту ж роботу - розмикання силових контактів, але при різних умовах. Розглянемо їх докладніше.

При протіканні струмів через автомат нижче номінального його контакти будуть замкнуті нескінченно довго. Але при незначному перевищенні струму тепловий розчіплювач, представлений біметалічною пластиною, розімкне їх.

Чим більше струм, що протікає через контакти автоматичсекого вимикача, тим швидше відбудеться нагрівання біметалевої пластини - це описується під час струмовою характеристикою і позначається швидкодією автомата (буква близько номінального струму у маркуванні). В залежності від того наскільки перевантажений по струму автомат залежить час його вимкнення, це можуть бути і десятки хвилин, а можуть бути і одиниці секунд.

Електромагнітний розчіплювач спрацьовує при швидкому зростанні струму. Величина струму його спрацьовування на порядки перевищує номінальний струм.

Звідси виникає питання: "Так навіщо ж автомату дві захисту, якщо можна просто сконструювати його так, щоб він вимикався відразу при перевищенні номінального струму?"

Відповіді на це питання два:

1. Наявність двох захистів збільшує надійність системи в цілому.

2. При подключении к автоматическому выключателю устройств ток, у которых изменяется в процессе пуска и работы, чтобы не происходило ложных срабатываний. Например, у электродвигателей пусковой ток может в десятки раз превышать номинальный, а также при их работе могут возникать кратковременные перегрузки на валу (допустим, токарный станок). Тогда при затяжном пуске будет также выбивать автомат.

Устройство

Автоматический выключатель состоит из:

• Корпуса (на рисунке – 6).

• Клемм для подключения токопроводящих жил (на рисунке – 2).

• Силовых контактов (на рисунке – 3, 4).

• Дугогасительной камери (на малюнку – 8).

• Важелів сполучених з кнопками або прапорцями для його включення та відключення (замикання і розмикання контактів) (на малюнку – 1 і те, з чим він з'єднаний).

• Теплового роз'єднувача (на малюнку – 5).

• Електромагнітного роз'єднувача (на малюнку – 7).

Цифрою 9 позначена засувка для кріплення на дін-рейку.

До клем (зазвичай верхнім, на практиці не має особливого значення) підключається живлення, до клем на протилежній стороні підключається навантаження. Струм проходить через силові контакти, котушку електромагнітного роз'єднувача, теплової роз'єднувач.

Електромагнітна захист виконаний у виді котушки з мідного дроту, вона намотана на каркасі, всередині якого розташований рухомий сердечник. Котушці містить від кількох одиниць до кількох десятків витків, залежно від її номінального струму. При цьому, чим менше номінальний струм, тим більше витків і менше переріз проводу котушки.

При протіканні струму через котушку навколо неї утворюється магнітне поле, яке впливає на рухомий сердечник всередині. В результаті чого він висувається і штовхає важіль, внаслідок чого силові контакти розмикаються. Якщо дивитися на малюнку – то важіль знаходиться нижче котушки, і коли її сердечник опускається – механізм приводиться в дію.

Тепловий захист потрібна для тривалих перевищень струму. Вона являє собою біметалічну пластину, яка при нагріванні згинається в одну із сторін. При досягненні критичного стану вона штовхає важіль, і контакти роз'єднуються. Дугогасна камера потрібна для гасіння дуги, яка виникає внаслідок розмикання ланцюга під навантаженням.

Процес дугообразования залежить від характеру навантаження і її величини. При цьому при відключенні індуктивного навантаження (електродвигун) виникають сильні дуги, ніж при комутації активної навантаження. Гази, що утворилися в результаті її горіння, відводяться через спеціальний канал. Це в рази підвищує термін служби силових контактів.

Дугогасна камера складається з набору металевих пластин і діелектричних кришок. Висновок Раніше автоматичні вимикачі ремонтували, і можна було зібрати з декількох один нормально функціонує. Була можливість відрегулювати і замінити силові контакти та інші його вузли.

В даний час автомати укладені в нерозбірної литий або зібраний з допомогою заклепок корпус. Їх ремонт недоцільний, складний і займе багато часу. Тому автомати просто замінюють новими.

Джерело: http://electrik.info/