Как работает автоматический выключатель

Автоматические выключатели (выключатели, автоматы) являются коммутационными электрическими аппаратами, предназначенными для проведения тока цепи в нормальных режимах и для автоматической защиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (токов короткого замыкания, токов перегрузки, снижения или исчезновения напряжения, изменения направления тока, возникновения магнитного поля мощных генераторов в аварийных условиях и др.), а также для нечастой коммутации номинальных токов (6-30 раз в сутки).

Благодаря простоте, удобству, безопасности обслуживания и надежности защиты от токов короткого замыкания эти аппараты широко применяются в электрических установках малой и большой мощности.

Автоматические выключатели относятся к коммутационным аппаратам ручного управления, однако многие типы имеют электромагнитный или электродвигательный привод, что дает возможность управлять ими на расстоянии.

Автоматический выключатель с электромагнитным приводом

Выключаются автоматы обычно вручную (приводом или дистанционно), а при нарушении нормального режима эксплуатации (появление сверхтоков или снижение напряжения) – автоматически. При этом каждый автомат снабжается расцепителем максимального, а в некоторых типах расцепителем минимального напряжения.

По выполняемым функциям защиты автоматические выключатели делятся на автоматы: максимального тока, понижения напряжения и обратной мощности.

Автоматы максимального тока служат для автоматического размыкания электрической цепи при возникновении в ней токов короткого замыкания и перегрузок сверх установленного предела. Заменяя собой, рубильник и плавкий предохранитель, они обеспечивают более надежную и избирательную защиту при нештатных режимах.

Если условия среды отличны от нормальных (влажность воздуха выше 85% и в нем содержатся примеси вредных паров), то автоматические выключатели следует помещать в ящики и шкафы пылевлагонепроницаемого и химостойкого исполнения.

Автоматические выключатели подразделяются на:

  • установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и могут устанавливаться в общедоступных местах;
  • универсальные – не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах;
  • быстродействующие (собственное время срабатывания не превышает 5 мс);
  • небыстродействующие (от 10 до 100 мс);

Быстродействие обеспечивается самим принципом действия (поляризованный электромагнитный или индукционно-динамический принципы и др.), а также условиями для быстрого гашения электрической дуги. Подобный принцип используется в токоограничивающих автоматах;

  • селективные , имеющие регулируемое время срабатывания в зоне токов короткого замыкания;
  • автоматы обратного тока , срабатывающие только при изменении направления тока в защищаемой цепи;
  • Поляризованные автоматы отключают цепь только при нарастании тока в прямом направлении, неполяризованные – при любом направлении тока.

Автоматический выключатель с электромагнитным приводом

Особенности конструкции и принцип действия автомата определяются его назначением и сферой применения.

Включение и выключение автомата может производиться вручную, электродвигательным или электромагнитным приводом.

Ручной привод применяется при номинальных токах до 1000 А и обеспечивает гарантируемую предельную коммутационную способность вне зависимости от скорости движения включающей рукоятки (оператор должен производить операцию включения решительно: начав — доводить до конца).

Электромагнитный и электродвигательный приводы питаются от источников напряжения. Схема управления привода должна иметь защиту от повторного включения на короткозамкнутую цепь, при этом процесс включения автомата на предельные токи короткого замыкания должен прекратиться при напряжении питания 85 – 110% от номинального.

При перегрузках и токах короткого замыкания отключение выключателя производится независимо от того, удерживается ли рукоятка управления во включенном положении.

Важной составной частью автомата является расцепитель , который контролирует заданный параметр защищаемой цепи и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автомат. Кроме того, расцепитель позволяет производить дистанционное отключение автомата. Наиболее широкое распространение получили расцепители следующих типов:

  • электромагнитные для защиты от токов короткого замыкания;
  • тепловые для защиты от перегрузок;
  • комбинированные;
  • полупроводниковые, обладающие большой стабильностью параметров срабатывания и удобством в настройке.

Автоматический выключатель с электромагнитным приводом

Для коммутации цепи без тока или для редких коммутаций номинального тока могут применяться автоматы без расцепителей.

Выпускаемые промышленностью серии автоматических выключателей рассчитаны на применение в различных климатических поясах, размещение в местах с разными условиями эксплуатации, на работу в условиях, различных по механическим воздействиям и по взрывоопасности среды, и обладают разной степенью защиты от прикосновения и от внешних воздействий.

Информация о конкретных типах аппаратов, их типоисполнениях и типоразмерах приведена в нормативно-технических документах. Как правило, таким документом являются Технические условия (ТУ) завода . В некоторых случаях с целью унификации для изделий, имеющих широкое применение и производимых несколькими предприятиями, уровень документа повышается (иногда до уровня Государственного стандарта).

Читайте также:  Как сделать палочку для шарика своими руками

Автоматические выключатели состоят из следующих основных узлов:

  • контактной системы;
  • дугогасительной системы;
  • расцепителей;
  • механизма управления;
  • механизма свободного расцепления.

Контактная система состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов, шарнирно посаженных на полуоси рычага механизма управления, и обеспечивает, обычно, одинарный разрыв цепи.

Дугогасительное устройство устанавливается в каждом полюсе выключателя и предназначается для локализации электрической дуги в ограниченном объеме. Оно представляет собой дугогасительную камеру с деионной решеткой из стальных пластин. Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления представляет собой шарнирный 3- или 4-звенный механизм, который обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

Электромагнитный максимальный расцепитель тока , представляющий собой электромагнит с якорем, обеспечивает автоматическое отключение выключателя при токах короткого замыкания, превышающих уставку по току. Электромагнитные расцепители тока с устройством гидравлического замедления срабатывания имеют обратнозависимую от тока выдержку времени для защиты от токов перегрузки.

Тепловой максимальный расцепитель представляет собой термобиметаллическую пластину. При токах перегрузки деформация и усилия этой пластины обеспечивают автоматическое отключение выключателя. Выдержка времени уменьшается с ростом тока.

Полупроводниковые расцепители состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата. В качестве измерительного элемента используется трансформатор тока (на переменном токе) или дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе).

Полупроводниковый расцепитель тока допускает регулировку следующих параметров:

  • номинального тока расцепителя;
  • уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания (ток отсечки);
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;
  • уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания (для селективных выключателей).

Во многих автоматах применяют комбинированные расцепители, использующие тепловые элементы для защиты от токов перегрузок и электромагнитные для защиты от токов коротких замыканий без выдержки времени (отсечки).

Выключатель имеет также дополнительные сборочные единицы, которые встраиваются в выключатель или крепятся к нему снаружи. Ими могут быть независимый, нулевой и минимальный расцепители, свободные и вспомогательные контакты, ручной и электромагнитный дистанционный привод, сигнализация автоматического отключения, устройство для запирания выключателя в положении „отключено".

Независимый расцепитель представляет собой электромагнит с питанием от постороннего источника напряжения. Минимальный и нулевой расцепители могут выполняться с выдержкой времени и без выдержки времени. С помощью независимого или минимального расцепителя возможно дистанционное отключение автомата.

Автоматические выключатели выпускаются в исполнениях с разной степенью защиты от прикосновений и внешних воздействий (IPOO, IP20, IP30, IP54). При этом степень защиты зажимов для присоединения внешних проводников может быть ниже степени защиты оболочки выключателя.

Выключатели изготавливают в 5-ти климатических исполнениях и 5-ти категорий размещения, что кодируется буквами У, УХЛ, Т, М, ОМ и цифрами 1,2,3,4,5.

Выключатели рассчитаны для работы в продолжительном режиме в следующих условиях:

  • установка на высоте не более 1000 м над уровнем моря (выключатели серии АП50 и АЕ1000 – на высоте не более 2000 м над уровнем моря);
  • температура окружающего воздуха от – 40 (без выпадения росы и инея) до +40°С (для выключателей серии АЕ1000 – от +5 до +40°С);
  • относительная влажность окружающей среды не более 90% при 20°С и не более 50% при 40°С;
  • окружающая среда – невзрывоопасная, не содержащая пыли (в том числе токопроводящей) в количестве, нарушающем работу выключателя, и агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
  • место установки выключателя – защищенное от попадания воды, масла, эмульсии и т.п.;
  • отсутствие непосредственного воздействия солнечной и радиоактивной радиации;
  • отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски; допускается вибрация мест крепления выключателей с частотой до 100 Гц при ускорении не более 0,7 g.
Читайте также:  Измельчитель кухонный подключение схема

Группы условий эксплуатации электротехнических изделий в части воздействия механических факторов внешней среды определены ГОСТ 17516.1-90. В соответствии с данными каталогов автоматические выключатели предназначены для эксплуатации в группах Ml, М2, МЗ, М4, Мб, М9, М19, М25.

По технике безопасности автоматические выключатели соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям „Правил устройств электроустановок" и обеспечивают условия эксплуата­ции, установленные „Правилами технической эксплуатации установок потребителем" и „Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем", утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. В части защиты от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.

Эксплуатация в нерабочем состоянии (хранение и транспортирование при перерывах в работе) соответствует ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

Интернет-магазин ЭТМ –
это более 1 млн. позиций от 480 поставщиков

Поможем сделать покупку

Пн-Пт с 6 00 до 21 00

Сб с 7 00 до 19 00

Вс с 10 00 до 19 00

Найдено в категориях:

Фильтр

Выключатель автоматический в литом корпусе

Выключатель автоматический воздушный

Выключатель автоматический дифференциального тока

Выключатель автоматический защиты электродвигателя

Выключатель автоматический модульный

Выключатель дифференциального тока

Выключатель-разъединитель в литом корпусе

Расцепитель минимального напряжения

Часть выкатного выключателя автоматического

Количество силовых полюсов

Номинальная отключающая способность, кA (AC) (IEC/EN 60898)

Диапазон уставки тока электродвигателя, А

Номинальное напряжение, В

Система шин Smissline

Тип срабатывания по дифференциальному току

Характеристика эл.магнитного расцепителя

Дифференциальный ток, мА

Количество модулей DIN

Электромагнитный с гидравлическим замедлением срабатывания

Род тока катушки управления

Напряжение катушки управления, В

Тип дополнительного расцепителя

Максимальный расцепитель тока в нулевом проводе

Расцепитель минимального напряжения

Расцепитель нулевого напряжения

Расцепитель цепи управления

Диапазон рабочих температур

Коммутируемый ток, А

Тип источника света

Мощность ламп, Вт

Диапазон уставок реле, А

Номинальная мощность электродвигателя, КВт

ГОСТ Р 50030.1 и ГОСТ Р 50030.2.

ГОСТ Р 50030.1, 500030.2 ТУ 3420-058-18461115-2007

ГОСТ Р 50030.2 ТУ 3422-001 П18461115-2009

ГОСТ Р 50030.2, 50030.4.1

ГОСТ Р 50030.2, ГОСТ Р 50030.4.1

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-027-05758109-2007

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-037-05758109-2011

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-038-05758109-2007

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-047-05758109-2011

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-062-05758109-2015

ГОСТ Р 50030.2, ТУ3422-081-05758109-2011

ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-2006)

ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-98), ГОСТ 9098-78

ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-98), ГОСТ 9098-78, ТР ТС 004/2011

ГОСТ Р 50030.2-2010, ГОСТ Р 50030.4.1-2002

ГОСТ Р 50030.2-2010, ТУ3421-040-05758109-2009

ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947-2-98)

ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947-2-98), ГОСТ 9098-78

ГОСТ Р 50030.2. 50030.4.1

ГОСТ Р 50345, ТУ 2000 АГИЕ.641.235.003

ГОСТ Р 50345, ТУ 3421-035-18461115-2010

ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1)

ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК60898-2-2006)

ГОСТ Р 50345-2010, ТУ3421-040-05758109-2009

ГОСТ Р 50345-2010, ТУ3422-072-05758109-2013

ГОСТ Р 50345-99, ТУ 2000 АГИЕ.641.235.003

ГОСТ Р 50345.1-2010 (МЭК 60898-2-2006)

ГОСТ Р 51326.1, ГОСТ Р 51326.2.1, ТУ 3422-033-18461115-2010

ГОСТ Р 51327.1, ГОСТ Р 31225.2.2

ГОСТ Р 51327.1-2010 (МЭК 61009-1-2006), ГОСТ Р 51327.2.2-99 (МЭК 61009-2-2-91), ГОСТ 51329-99 (МЭК 61543-95)

ГОСТ Р 51327.1-2010, ГОСТ Р 51327.2.2-99, ГОСТ 31216-2003 (МЭК 61009-1)

ГОСТ Р 51327.1-2010, ТУ3422-046-05758109-2008

ГОСТ Р 51327.1-2010, ТУ3422-075-05758109-2013

ГОСТ Р 51327.1-99, МЭК 61009

ГОСТ Р50030.2 (МЭК 60947-2)

ГОСТ Р50345-1-2010 (МЭК 60898-2-2006)

ГОСТ Р51327-1-2010 (МЭК 60898-2-2006)

ГОСТ IEC 60947-4-0

ГОСТ IEC 60947-4-1

ГОСТ P 50030.2-2010

ГОСТ P 50030.2-2010, ТУ3422-055-05758109-2012

МЭК 60947, МЭК 60529, МЭК 62262, МЭК 60068, МЭК 61000

МЭК 60947-1, МЭК 60947-2

МЭК 60947-1, МЭК 60947-2, МЭК 60947-4

МЭК 60947-2 (ГОСТ Р 50030.2-99)

МЭК 60947-2 (ГОСТ Р 50030.2-99), IEC 60664-1

МЭК/EN 60898-1, ГОСТ Р 50345-99

МЭК/EN 60898-1, МЭК 60947-2

МЭК/EN 60898-1, МЭК 60947-2, ГОСТ Р 50345-99

МЭК/EN 60947-1 (ГОСТ Р 50030.1), МЭК/EN 60947-2 (ГОСТ Р 50030.2)

МЭК/EN 60947-1, МЭК/EN 60947-2

МЭК/EN 60947-2, ГОСТ Р 50030.2-99

МЭК/EN 60947-2, МЭК 61131

МЭК/EN 60947-2, МЭК/EN 60947-1

МЭК/EN 60947-2, МЭК/EN 61009, ГОСТ Р 51327.1-99

МЭК/EN 60947-2, GB 14048.2, ГОСТ Р 50030.1-97, ГОСТ Р 50030.2-99, UL1077

ТР ТС 004/2011, ГОСТ 9098-78, ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1-2003)

Читайте также:  Сколько минут кипит чайник

ТР ТС 004/2011, ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-2006)

ТР ТС 004/2011, ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-2006), ГОСТ Р 50030.4.1-2012 (МЭК 60947-4-1-2009)

ТР ТС 004/2011, ГОСТ Р 50030.2-2010 (МЭК 60947-2-98), ГОСТ 9098-78

ТР ТС 004/2011, ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1-2003), ГОСТ 9098-78

ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011

ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011, ГОСТ Р 51327.1-2010 (МЭК 61009-1-2006)

ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011, ГОСТ Р 51327.1-2010 (МЭК 61009-1-2006), ГОСТ Р 51327.2.2-99 (МЭК 61009-2-2-91), ГОСТ Р 51329-99 (МЭК 61543-95)

Электромагнитный привод обеспечивает дистанционное управление выключателем, осуществляя включение и отключение его, а также взвод выключателя после его автоматического отключения.

Электромагнитный привод допускает возможность перехода на ручное управление.

Электромагнитный привод выполнен в виде отдельного блока, устанавливаемого над крышкой выключателя. Привод имеет свое основание, на котором смонтирован его механизм. Привод закрывается пластмассовой крышкой. На поверхность крышки сквозь специальное отверстие выведена рукоятка 3 (чертеж 6, рис 3.), указывающая коммутационное положение выключателя при работе привода, а также обеспечивающая возможность ручного управления выключателем при отсутствии напряжения в цепи привода. Основание привода крепится к крышке выключателя посредством шпилек. На основании привода установлен соединитель для присоединения внешних проводников.

Автоматический выключатель с электромагнитным приводом

1 – выключатель; 2 – привод электромагнитный; а – ось горизонтальная электромагнитного привода. Рис. 3 Выключатель стационарного исполнения с передним присоединением и с электромагнитным приводом

Кинематическая и принципиальная электрическая схемы представлены на чертеже №6.

Кинематическая схема привода приведена на рис.3. чертежа №6 Привод работает в пульсирующем режиме, как шаговый двигатель. Пульсирующий режим обеспечивают полупроводниковые диоды VD, импульсно подающие напряжение на обмотки электромагнитов. При наличии напряжения на разъеме ХТ3:5 (рис. 1 чертежа №6), отключенный выключатель всегда подготовлен к включению.

При нажатии кнопки "Вкл." цепь ХТ3:5- КТ2 замыкается через замкнутые контакты путевого выключателя S1П и блок-контакт кнопочного выключателя SB1. На обмотку реле KT2 подается напряжение и оно замыкает свой контакт с выдержкой 0.5 секунды. Подается импульсное напряжение на катушки электромагнитного привода YA1 и YA2, приводящие упоры 1 в движение. Под действием электромагнитов и пружины 4 упоры 1 начинают возвратно-поступательное движение со скоростью подачи импульсов, сцепляясь с зубцами рабочего колеса 2, вращая его по часовой стрелке на длину шага h, равного расстоянию между зубцами. Вместе с рабочим колесом вращается металлическая пластина 5 и валик 7, механически связанный с контактами выключателя. В конце хода рабочего колеса металлическая пластина 5 упирается в блок-контакт SП1, действуя на его размыкание, и протекание тока через катушки электромагнитов привода прекращается.

Контакты S2 механически связаны с контактами S1П и S2П. При замыкании/размыкании контактов S2 создается цепь индикации с помощью лампочек HL1 и HL2.

На коробке привода наружу выведена ручка положения контактов выключателя 3. Ручка движется вместе с рабочим колесом. При замыкании контактов выключателя ручка останавливается у отметки «I» («Включено»), при размыкании – у отметки «О» («Отключено»). При отсутствии напряжения в цепи привода, ручкой можно осуществлять замыкание/размыкание контактов вручную.

При нажатии кнопки «Откл» замыкается цепь ХТ3:5- ХТ2:10, через блок-контакт кнопочного выключателя SB2 и замкнутый контакт путевого выключателя привода S2П. Подается напряжение на катушки электромагнитов привода YA1 и YA2, что вызывает работу привода. При этом привод работает так же, как и при включении выключателя.

Взвод выключателя осуществляется автоматическим приводом.

При автоматическом отключении выключателя его контакты вспомогательной цепи S2 замыкаются, через замкнутые контакты путевого выключателя привода S2П подается напряжение на катушки электромагнитов привода YA1 и YA2, что вызывает работу привода.

Диаграмма работы путевых выключателей приведена в таблице 3.

Таб. 10.3. Диаграмма работы путевых выключателей