Устройство автоматического выключателя | ehto.ru

Вступление

Устройство автоматического выключателя или автомата защиты вряд ли вам понадобиться на практике, даже если вы своими руками делаете электрику в квартире. Однако для общего понимания процессов в электрической сети квартиры и отдельный групповых цепях квартиры эта информации имеет определенную ценность.

Принцип устройства автоматических выключателей различных производителей принципиально одинаков. Автоматы АББ, Legrand, продукция WEG компании – Бразильская всемирно известная компания выпускающая устройства автоматизации, управления, подключения электрооборудования, используют в устройстве автоматов общие принципы.

Почему важно устройство автоматического выключателя

Напомню, автоматический выключатель это электротехническое устройство, устанавливаемое между энергопотребителями квартиры и распределительными цепями дома, а также на входе групповых цепей квартиры.

Назначение автоматов защиты в квартире это защита электропроводки квартиры от перегрузок и короткого замыкания, а также для механического отключения электрических цепей от электропитания.

Косвенным образом автоматы защиты защищают и человека, так как отключает подачу электротока при аварийных ситуациях и защищает квартиру от пожаров из-за перегрузок.

Устройство автоматического выключателя устроено таким образом, чтобы решать обе свои задачи защиты.

Устройство автоматического выключателя в выключенном состоянии

Автоматический выключатель имеет пластиковый корпус. На передней части автомата защиты расположен рычаг управления автоматом. С его помощью можно механически отключить электропитание, а также включить электропитание после его автоматического отключения после аварийных ситуаций.

Во внутреннее устройство автоматического выключателя  входят:

• Два расцепителя, тепловой и электромагнитный. Первый обеспечивает отключение при перегрузках цепи, второй расцепитель обеспечивает отключение при коротком замыкании.

Тепловой расцепитель это биметаллическая пластина, которая при перегрузке прогибается и бьет по системе отключения. Получается своеобразный удар по спусковому курку.

Электромагнитный расцепитель это катушка с сердечником. При коротком замыкании ток в цепи возрастает многократно, соответственно ток, протекающий по катушке, возрастает, соответственно возрастает магнитный поток, который и втягивает сердечник. Так как сердечник связан с подвижным контактом, а контакт находится в цепи контакт вход — электромагнитный расцепитель — тепловой расцепитель — контакт выход, то контакт размыкает эту цепь. Все защита сработала.

• При аварийном отключении между контактами образуется мощная электрическая дуга. Для ее подавления, а вернее ее гашения в автомате предусмотрена дуговая камера. Это ряд металлических пластин, ударяясь в которые дуга «рассыпается».
• Контакты входа (вверху) и выхода (внизу) имеют мощные прижимные контакты для проводов. Зажимаются контакты либо винтами под отвертку, либо под шестигранный ключ.
• На тыльной стороне, Устройство автоматического выключателя предусматривает специальный зажим. Это крепление автомата защиты на ДИН – рейку.

©Ehto.ru

Статьи по теме

Автоматический выключатель, принцип работы, характеристики, выбор

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

Автоматический выключатель (его еще иногда называют «автомат защиты») предназначен для отключения, оборудованной им, электрической цепи при коротком замыкании или превышении тока более определенной величины.

Работа автоматического выключателя может быть основана на тепловом или электромагнитном принципах. Стоит отметить, что большинство современных выключателей одновременно используют оба эти принципа. Как это работает поясняет рисунок 1.

Ток, протекающий между точками подключения автомата (А-В), проходит через катушку электромагнита L и биметаллическую пластину 2.

При превышении предельно допустимого значения тока происходит нагрев биметаллической пластины (тепловой принцип), она деформируется, приводя в действие расцепитель S — устройство, размыкающее электрическую цепь.

Однако, здесь имеет место достаточно высокая инерционность, определяющая большое время срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при значительном превышении тока через катушку L, что вызывает перемещение сердечника 1, который также воздействует на контакт S, вызывая срабатывание выключателя, причем происходит это очень быстро.

Таким образом, комбинация перечисленных принципов работы автоматического выключателя позволяет отслеживать достаточно длительные, но не мгновенные превышения тока (тепловой) и резкое значительное возрастание тока, например, при коротком замыкании (электромагнитный).

ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ

Перед тем как выбрать автоматический выключатель стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Предлагаю сделать это на конкретном примере (рисунок 2).

Если посмотреть на выключатель, то на его корпусе можно увидеть ряд маркировок.

1. Торговая марка (производитель), ниже каталожный или серийный номер. Производитель нам может быть интересен с точки зрения репутации, соответственно качества.

   Серийный номер указывает на ряд таких технических характеристик выключателя как количество рабочих циклов, класс защиты, устойчивость к вибрационным нагрузкам и пр., то есть достаточно специфическая справочная информация. Однако, он характеризует еще отключающую способность выключателя, которую по-хорошему учесть следует.



2. Находящийся вверху буквенно цифровой индекс определяет номинальный ток (In) — здесь 10 Ампер и тип (класс), определяющий ток мгновенного расцепления (выключения) (Ic):
   • B (Ic=свыше 3*In до 5*In) — применяется при достаточно длинных силовых линиях, собственное сопротивление которых может существенно ограничить ток короткого замыкания,
   • C (Ic=свыше 5*In до 10*In) — наиболее распространенный тип, подходит для бытовых линий с низкой индуктивной нагрузкой,
   • D (Ic=свыше 10*In до 20*In) — рекомендован для защиты цепей питания мощных электродвигателей, других устройств, имеющих большие значения пусковых токов (индуктивная нагрузка).
   
   Под ним указаны пределы рабочих напряжений, их тип — переменное (~) или постоянное (-).


3. Это схема выключателя, она похожа на ту, что я приводил выше. На ней видно, что данный выключатель имеет электромагнитный (а) и тепловой (в) автоматические расцепители.

Таким образом, выбор автоматического выключателя следует производить с учетом токовой нагрузки, которая определяется мощностью потребителей электроэнергии (про это можно посмотреть здесь) и описанных выше условий его эксплуатации.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Устройство автоматических выключателей

Устройство автоматических выключателей – это простая электромеханическая конструкция, основанная на трех исполнительных механизмах: двух расцепителях сети, соединенных со взводно-выключающим рычагом. Главное при их сборке и компоновке – отрегулировать устройство, чтобы оно четко срабатывало при возникновении аварийной ситуации. Еще одна составляющая автомата – его корпус и контакты, которые также являются ответственной частью выключателя, обеспечивая безопасную работу и обслуживание. Третий основной элемент – дугогасительная камера, которая обеспечивает ликвидацию последствий тока КЗ. В ней, следуя из названия, происходит гашение дуги, что обеспечивает пожарную безопасность прибора и рядом находящихся устройств.

Дополнительными элементами автомата могут быть: замок для удержания на DIN-рейке (либо другие элементы крепления в щитках и шкафах), внешние крышки для защиты рычага взвода и передней панели от воздействия атмосферных явлений, ручка-удлинитель (ключ) механизма взвода, которая используется на автоматах большого номинала, устройства сигнализации и программирования.

Если разобрать автоматический выключатель небольшого номинала, то мы увидим, из чего он состоит. Сверху и снизу находятся вводные и выводные клеммы с винтовыми зажимами. От верхнего контакта ток передается на подвижный контакт, который управляется взводным механизмом. С подвижного контакта через гибкий проводник далее энергия поступает на обмотку катушки соленоида, стержнем которого является исполнительный механизм отключения при КЗ.

Далее с катушки индуктивности цепь соединяется гибким проводником с биметаллическим тепловым выключателем. От пластины теплового расцепителя приводится в движение взводный механизм на размыкание сети, при перегрузке по номинальному току.

Пластина теплового выключателя регулируется винтом, установленным под ней в корпусе автомата при сборке. Регулировка теплового расцепителя также может осуществляется в процессе эксплуатации, после ряда срабатываний прибора, плановых испытаний или когда ослабевают пружины взводного механизма из-за частого его использования. Край биметаллической пластины соединен с выходной клеммой автомата.

Вся конструкция управляется механизмом взвода, состоящим из ручки автомата и нескольких рычагов: один из них управляет подвижным контактом от воздействия электромагнитного расцепителя, второй приводит в движение первый при сработке тепловой защиты.

Данная схема устройства автоматических выключателей считается самой простой, базовой для разработки устройств защиты. Она может быть реализована в различных вариантах и с применением других устройств размыкания цепи, если того требуют условия работы.

Устройство и принцип работы автоматических выключателей в различных ситуациях

Для обеспечения защиты электрических сетей используют автоматические выключатели. Подобное оборудование успело завоевать популярность благодаря легкому монтажу и ремонту, а также компактным габаритам.

Внешне данное устройство выглядит как короб из пластика, который обладает сопротивлением высоким температурам. Передняя панель оснащается рукояткой для включения и отключения оборудования. Задняя панель оснащена специальным фиксатором для закрепления выключателя, а верхние и нижние крышки оснащаются клеммами особой формы. В этой статье мы рассмотрим типы данных устройств, их конструкцию, а также принцип работы дифференциального автоматического выключателя.

Вернуться к содержанию

Виды автоматических выключателей

Подобные устройства делятся на несколько типов:

• установочные автоматы – оснащаются пластиковым коробом, благодаря чему данные устройства можно монтировать в жилых помещениях без риска получения повреждений током;
• универсальные автоматы – не оснащаются защитным корпусом, а потому их можно монтировать только в специальном распределительном оборудовании;
• быстродействующие автоматы – особенность заключается в том, что время реагирования составляет менее 5 миллисекунд;
• автоматы замедленного действия – в таких моделях время срабатывания колеблется в диапазоне от 10 до 100 миллисекунд;
• селективные – подобное оборудование можно настроить на определенное время выключения в области тока короткого замыкания;
• электрооборудование обратного тока – техника срабатывает исключительно при смене направления тока в определенном участке;
• поляризованные устройства – обесточивают участок цепи при условии значительного скачка силы тока;
• неполяризованные – работают так же, как и предыдущие только во всех направлениях тока.

Разные виды автоматических выключателей

Скорость отключения напрямую зависит от принципа действия устройства. Также скорость отключения зависит от наличия условий для моментального обесточивания определенного участка цепи. Данные условия созданы в электрооборудовании, которые работают по методу токоограничения.

Вернуться к содержанию

Конструкция автоматического выключателя

Методы работы, а также конструктивные особенности подобных устройств зависят от области применения и задачами, возложенными на устройство. Запуск и выключение оборудования может происходить в ручном режиме или посредством электромагнитного и электродвигательного привода.

Ручная схема отключения присутствует в защитных устройствах, которые рассчитаны на силу тока, не превышающую 1000 ампер. Главной особенностью подобной техники является предельная коммутационная способность, которая не связана со скоростью движения рукояти. Это значит, что операция должна быть проведена до конца, чтобы изменения возымели эффект.

В некоторых случаях возникает необходимость самостоятельного ремонта выключателей, рекомендуем прочитать данную статью с пошаговой инструкцией. О том, как правильно обустроить заземление в доме можно узнать, перейдя по ссылке http://vse-postroim-sami.ru/engineering-systems/electrician/433_kak-sdelat-zazemlenie-v-dome/ Для разведения проводки придется провести такую операцию, как штробление стен.

Электродвигательный или электромагнитные элементы запитаны от электрического тока. Такие схемы должны быть оснащены защитой от произвольного повторного запуска. Также процесс включения устройства должен останавливаться при условии повышения или понижения напряжения в защищаемом участке цепи от 85 до 110 % от нормального.

Во время перегрузки сети или короткого замыкания прекращение работы автомата происходит в независимости от положения рукояти, отвечающей за запуск/отключение оборудования.

Конструкция автоматического выключателя с электромагнитным расцепителем

Одним из самых важных компонентов автоматических выключателей можно считать расцепитель. Данная деталь контролирует определенную характеристику участка сети и во время аварийной ситуации воздействует на специальный элемент, который выключает оборудование. Помимо этого, расцепитель необходим для удаленного выключения автомата. Самыми распространенными на современном рынке являются нижеперечисленные виды:

• электромагнитные – осуществляют защиту проводки от коротких замыканий;
• термические – нужны для осуществления защиты от скачков силы тока;
• смешанные;
• полупроводниковые – данный тип отличается легкостью регулировки и значительной стабильностью настроек отключения.

В отдельных случаях, когда требуется осуществить соединения цепи без электрического тока, могут использовать защитное электрооборудование, не оснащенные расцепителями.

В современном мире производится огромное количество защитного электрооборудования, которое можно использовать в разных климатических условиях и размещать в разных помещениях. Также разные серии устройств рассчитаны на установку в сложных условиях и характеризуются различной степенью сопротивления агрессивным воздействиям внешних факторов.

Вся необходимая информация, с которой следует ознакомиться до покупки подобного оборудования, находится в нормативно-технической документации. В большинстве случаев она представлена ТУ производителя. В редких случаях для обобщения товаров, которые имеют используются в различных сферах и изготавливаются одновременно большим числом компаний, уровень документации может быть повышен, причем, в некоторых случаях до Госстандарта.

Разные фиды расцепителей

Конструкция данного оборудования включает в себя следующие компоненты:

• система автоматического расцепления;
• система контроля;
• система контактов;
• решетка гашения дуги;
• расцепители.

Контактная система представлена некоторым количеством статичных контактов, которые установлены в корпусе, а также несколькими динамичными контактами. Последние закрепляются на полуоси рукояти управления при помощи шарниров. Система предназначена для одинарного разрыва участка электрической сети.

Механизм погашения дуги монтируется в обоих полюсах автомата и необходим для захвата дуги в и ее охлаждение до полного исчезновения. Механизм, по сути, является камерой для гашения дуги, в которой установлена деионная решетка из металлических пластинок. Иногда механизм может оснащаться специальными искрогасителями в виде фибровых пластинок.

Система автоматического расцепления является шарнирным устройством на три или четыре звена. Данная система используется для мгновенного расцепления и выключения системы контактов. Может использоваться и в ручных устройствах, и в автоматических.

Электромагнитный расцепитель является обычным электромагнитом с крюком. Обрудование предназначено для выключения всей системы в автоматическом режиме при коротком замыкании. Некоторые расцепители дополнительно оснащаются системой гидравлического замедления.

Тепловой расцепитель в автоматах представлен специальной металлической пластинкой. При значительном повышении напряжения данная пластинка деформируется, после чего осуществляется автоматическое выключение. Время выдержки сокращается по мере повышения напряжения.

Схема автоматического выключателя с тепловой защитой

Полупроводниковый элемент представлен измерительным устройством, магнитом и блоком реле. Магнит оказывает воздействие на систему автоматического расцепления автоматического выключателя.

Измерительный элемент в данном случае представлен трансформатором электричества или магнитным усилителем. Первый используется для переменного тока, а второй для постоянного.

В большинстве защитного электрооборудования используются совмещенные расцепители, которые используют термоэлементы для защиты от повышения силы тока и магнитные катушки для защиты от коротких замыканий.

В конструкции защитного устройства присутствуют некоторые компоненты, которые монтируются внутрь или снаружи автомата. Данные элементы могут быть различного рода расцепителями, дополнительными контактами, приводами для удаленного контроля, сигнализацией автоматического выключения.

Вернуться к содержанию

Принцип работы автоматического выключателя

В обычном рабочем режиме через автоматический выключатель проходит ток, сила которого должна быть меньшей и равной нормальному значению. Электричество, которое используется для запитки устройства, подается на клемму в верхней части устройства, которая соединена со статичным контактом. С этого контакта ток идет на динамичный контакт, после чего проходит через металлический проводник и попадает на катушку соленоида.

После прохождения через катушку электричество идет по термическому расцепителю, и только после этого ток приходит на клемму в нижней части защитного электрооборудования.

Во время значительного повышения напряжения или риска короткого замыкания защитное электрооборудование отключает сеть. Это происходит с помощью системы автоматического расцепления, которая запускается посредством термического или электромагнитного расцепителя.

Принцип работы автоматического выключателя

Вернуться к содержанию

Принцип работы автомата во время перегруза цепи

Главное назначение автоматических выключателей заключается в обеспечении защиты участка сети во время перегруза или короткого замыкания. Перегруз сети означает, что сила тока в определенном участке перевалила через максимальное значение для данного защитного электрооборудования. Слишком сильный ток проходит по тепловому расцепителю, вызывая его деформацию. В зависимости от разницы действующей силы тока и обычного значения деформация достигает определенного уровня, результатом которой может стать отключение автомата.

Тепловая защита автомата срабатывает не моментально, поскольку для деформации металлической пластинки необходимо достаточно нагреть ее. Время на отключение напрямую зависит от избыточной силы тока в защищаемом участке и может составлять как несколько секунд, так и час.

Подобная задержка необходима, чтобы автомат не срабатывал постоянно при небольших или непродолжительных скачках силы тока в определенном участке сети. В большинстве своем, такие скачки происходят во время включения электрооборудования с высокими стартовыми токами.

Сила тока, при которой срабатывает термический элемент в защитном электрооборудовании, выставляется посредством регулировочной детали еще на заводе-производителе. Как правило, данное значение должно превышать нормальное число в 1.1 – 1.5 раза.

Также следует знать, что в помещениях с высокой температурой автомат может работать некорректно, поскольку термический элемент может деформироваться быстрее, чем нужно. В свою очередь в помещениях с низкой температурой автомат сработает позже необходимого времени.

Принцип работы устройства во время перегруза цепи

Перегрузка электрической сети возникает в случае подключения большого количества приборов, общая мощность потребления которых, превышает нормальную мощность. Включение нескольких мощных электроприборов скорее всего вызовет срабатывание термического элемента.

Если такое произошло, следует до включения автомата определиться с тем, какие приборы следует отключить, произвести отключение и немного подождать. Это время необходимо, чтобы термический элемент в защитном электрооборудовании остыл и встал в начальное положение.

Вернуться к содержанию

Принцип работы автоматического выключателя во время короткого замыкания

Устройство автоматических выключателей позволяет защищать электрическую цепь не только от перегруза, но и от коротких замыканий. Во время таких аварийных ситуаций ток повышается настолько, что может расплавиться изоляция проводки. Для предотвращения такой неприятности следует моментально отключить сеть. Эта задача возложена на электромагнитный расцепитель.

Данный элемент состоит из катушки соленоида и стального сердечника, который фиксируется специальной пружиной. Моментальный скачок силы тока в обмотке катушки ведет к пропорциональному повышению магнитной индукции, вследствие чего сердечник плотнее прилегает к пружине. По мере нарастания магнитной индукции стальной сердечник преодолевает воздействие пружины и прижимает выключатель.

После этого моментально размыкаются контакты, и подача электричества в защищаемый участок прекращается. Электромагнитный элемент включается моментально и предотвращает воспламенение изоляции.

Во время отключения контактов при аварийной ситуации между ним возникает так называемая дуга, максимальная температура которой составляет 3000 градусов. Само собой разумеется, что элементы защитного электрооборудования следует защитить от настолько высоких температур. Для этих целей автоматы оснащаются специальными системами гашения дуги. Это устройство внешне похоже на коробку, которая состоит из нескольких пластинок из металла.

Разные дугогасительные камеры

Высокотемпературная дуга появляется в месте отключения контактов. После этого один край дуги движется по динамичному контакту, а другой проходит по статичному элементу, переходит на металлический проводник, а затем доходит до задней грани системы гашения дуги. Попадая на решетку из пластинок, дуга делится на части, теряет температуру и в итоге гаснет. Снизу автоматического выключателя находятся специальные отверстия для вывода образующихся в момент гашения дуги газов.

Если защитное электрооборудование сработало из-за короткого замыкания, то у вас не получится включить электричество, пока вы не обнаружите саму причину возникновения поломки. В большинстве случаев проблема кроется в выходе из строя какого-либо электрооборудования.

Для повторного запуска устройства следует отсоединить электрооборудование и попытаться запустить выключатель. Если сделать это получилось и оборудование не выбило в ближайшее время, значит, проблема заключается в поломке техники. Останется только опытным путем выяснить, какое именно устройство вышло из строя. Если автоматический выключатель срабатывает после отключения всех приборов, значит, проблема в нарушении изоляции проводки. Для устранения подобной неисправности придется вызывать специалистов, которые смогут обнаружить и устранить поломку.

Если вы столкнулись с такой проблемой, как постоянные отключения защитного электрооборудования, то не стоит устанавливать новое устройство с более высоким номинальным значением силы тока – эти действия проблему не разрешат. Данное оборудование монтируется с учетом площади поперечного сечения провода, а значит, слишком высокий ток попросту не сможет возникнуть в проводке. Выяснить причину неисправности и устранить ее помогут соответствующие специалисты, самостоятельные действия крайне рискованны.

Вернуться к содержанию

Видео

Полезно? Сохраните себе на стену! Спасибо за лайк!

Автоматический выключатель: назначение, устройство, применение

При нарушении правил безопасного использования электрического тока могут наступить очень серьёзные последствия. Возникновение пожара в результате короткого замыкания может привести не только к материальным потерям, но и человеческим жертвам. Чтобы максимально обезопасить объект, в котором имеются проводники под высоким напряжением, применяется автоматический выключатель. Такой автомат защиты или дифференциальный автомат  должен быть установлен в любом жилом доме, а также на производственных объектах.

Устройство автоматического выключателя

Вне зависимости от типа и мощности автоматического выключателя, такие изделия будут состоять из следующих элементов:

Корпус

Корпус дифавтомата изготавливается из прочного пластика, который устойчив к высокой температуре. Также внешняя оболочка этого изделия не должна проводить электрический ток, даже в небольшом количестве.

Электромагнитный расцепитель

Этот элемент выключателя представляет собой электромагнит, обмотка которого выполнена из медной проволоки большого диаметра. Электромагнит имеет также подвижную часть, которая соединена с механическим выключателем. Принцип работы автомата оснащённого катушкой заключается в том, что при возникновении в сети большой силы тока, магнитное поле катушки возрастает многократно, в результате чего перемещается её подвижная часть. Толкатель нажимает на механические контакты и разъединяет их.

Тепловой расцепитель

Этот механизм выключения также соединяется с основным механическим выключателем тока, но принцип действия его отличается от электромагнитного расцепителя. Разъединение контактов осуществляется в результате нагрева биметаллической пластины в результате возникновения силы тока, которая незначительно превышает максимально возможные параметры этого значения.
Выше были перечислены основные элементы такого типа выключателей, но если разобрать изделие, то можно обнаружить несколько деталей, которые также необходимы для функционирования автоматического выключателя. Среди второстепенных, но не менее важных составляющих механизма дифавтомата можно назвать следующие:

• Гибкий проводник.
• Рычаг управления.
• Контакты крепления проводов.
• Дугогасительная камера.
• Подвижный силовой контакт.
• Неподвижный силовой контакт.

 

Автомат защиты только в том случае будет служить длительное время без каких-либо нареканий, если все его элементы были изготовлены из качественных материалов. Также очень важно качество сборки, ведь даже небольшие отклонения от заданных параметров, могут стать причиной выхода устройства из строя. Чтобы максимально обезопасить себя от приобретения некачественной продукции, следует отдавать предпочтение изделиям известных производителей электротехнической продукции.

Устройство автоматического выключателя видео:

Принцип работы автоматического выключателя

Для того чтобы электрический ток прошёл свободно через выключатель достаточно поднять рычаг управления вверх. В этом случае неподвижный и подвижный контакты соединятся и ток через катушку, биметаллическую пластину и гибкий проводник поступит к потребителям.
При возникновении короткого замыкания в катушке, принцип работы выключателя заключается в том, что мгновенно образуется магнитное поле, которое выталкивает рычаг, который размыкает рабочие контакты. Точно так же срабатывает защита, когда возникает перенапряжение в сети. При повышении напряжения выше номинала, ток в цепи увеличивается, что и приводит к срабатыванию автоматического выключателя.
Совершенно иначе работает биметаллическая пластина, которая включена в цепь выключателя последовательно с катушкой. Ток в сети, на которую не рассчитан выключатель, срабатывает в результате изгибания тонкого биметалла. Такой элемент соединён с рычагом катушки, поэтому при возникновении достаточного усилия, контакты автоматического предохранителя также мгновенно размыкаются. Защита перенапряжения осуществляется в тот момент, когда в электрической сети появилось повышенное напряжение или были включены потребители, суммарная мощность которых превышает разрешённое потребление тока на данном участке. Такой автомат защиты сети срабатывает не сразу, а спустя некоторое время. Диапазон момента включения теплового расширителя довольно велик. В зависимости от нагрузки прибор может отключиться через несколько секунд, но при незначительном превышении тока безостановочная работа электроприборов может продолжаться до 1 часа.

Принцип работы автоматического выключателя видео смотрите ниже:

Виды автоматических выключателей

Автоматический выключатель определённой модели устанавливается в зависимости от характеристик электрического тока в сети, в которой он установлен. Наиболее часто такие изделия разделяются на следующие виды:

• Универсальные.
• Постоянного тока.
• Переменного тока.

Устройствами, работа которых предполагается только в сети переменного тока оснащаются объекты, подключаемые к бытовой сети 220 В.  Автоматический выключатель может применятся и как автомат защиты электрического двигателя. Универсальные устройства могут без каких-либо ограничений использоваться для установки, как в постоянной, так и переменной электрических сетях.

Устройство защиты от токовых нагрузок может быть рассчитано на работу при различных показателях напряжения. Наиболее часто такие устройства разделяются на выключатели 220 и 380 Вольт.

Не менее важным параметром таких устройств является время срабатывания. Этот параметр автоматического выключателя называется селективностью. Различают автоматы быстродействующие, нормальные, а также селективные устройства. Такие приборы могут работать с задержкой времени срабатывания или без неё.

Типы автоматических выключателей

Автомат защиты электрической сети может быть различного типа отключения. Для установки как в сетях с переменным напряжением, так и для защиты электродвигателя применяются следующие разновидности таких устройств:
1. Тип «А».

Такие устройства идеально подходят для установки в электрической сети большой протяжённости. Мгновенное размыкание контактов в выключателях этого типа происходит при двукратном превышении номинального тока.
2. Тип «В».

Используются, в основном, для установки в цепях, питающих приборы освещения. Срабатывают при 3-х кратном превышении тока.
3. Тип «С».

Автоматический выключатель этого типа, как правило, устанавливаются в электрических сетях с относительно небольшим электропотреблением. Такое устройство может быть особенно эффективно использовано, как автомат защиты электрического двигателя или трансформатора.
4. Тип «D».

Применяются  как автомат защиты двигателя высокой мощности. Выключатель этого типа отлично справляется с индуктивной нагрузкой, возникающей в момент, когда мотор, двигатель или иное устройство, оснащённое катушкой, включается в электрическую сеть. Срабатывание выключателя происходит при десятикратном превышении номинального тока.
Некоторые производители автоматических выключателей занимаются выпуском устройств «К» и «Z» типов. Такие изделия часто не совпадают между собой по многим характеристикам, поэтому основные параметры выключателей таких моделей, необходимо уточнять при покупке.

Где применяются дифавтоматы

Область применения выключателя электрического автоматического, электрический ток которого ограничен определёнными пределами, очень широка. Для электрических сетей, сеть которых опутала практически весь земной шар, такое решение предохранения от коротких замыканий является наиболее дешёвым. Практически в каждом жилом доме дифференциальный автомат устанавливается перед прибором учёта потребления электрического тока.

Автомат защиты сети в цепи электрического двигателя позволяет не только предотвратить оплавление элементов при возникновении короткого замыкания, но и предохранить дорогостоящий агрегат от чрезмерных нагрузок.
Защита перенапряжения в портативных генераторах тока также позволяет предотвратить оплавление обмотки такого устройства при коротких замыканиях и при подключении потребителей, мощность которых слишком велика.

Заключение

Автомат защиты электрической сети в отличие от устаревших плавких предохранителей позволяет мгновенно восстановить движение электрического тока по проводнику, после устранения причины срабатывания механизма. Также основное достоинство работы таких устройств заключается в надёжности и высокой чувствительности основных рабочих элементов. При необходимости в электрическую сеть могут быть установлены несколько дифавтоматов. Защита, когда возникает перенапряжение, состоящая из 2 и более устройств позволяет отключить только небольшой участок электрической проводки, где произошло превышение максимального значения электрических параметров.

Устройство автоматического выключателя

Автоматический выключатель – это защитное устройство, предохраняющее электропроводку потребителя от действия коротких замыканий и перегрузок. Используется он и для нечастых включений или отключений нагрузки.

Автомат пришел на смену предохранителям с плавкими вставками однократного действия. Их защитное действие заключалось в перегорании плавкой вставки после короткого замыкания. После устранения замыкания вставку приходилось менять. Если причина замыкания не была обнаружена, вставка перегорала вновь. В этом – неудобство предохранителей. Второй их недостаток – отсутствие защиты от перегрузок по току.

Автоматические выключатели имеют коммутационный ресурс, но он исчисляется сотнями тысяч включений. Производителями выпускаются автоматы различных видов и назначения, но мы рассмотрим бытовую серию этих изделий. Это – модульные автоматические выключатели. Они имеют компактные размеры, устанавливаются на DIN-рейку и позволяют подключить провода и кабели сечением 16-25 мм².

Устройство автоматического выключателя: модульная конструкция

Слово «модульный» означает, что все элементы электрооборудования собираются из модулей стандартного размера. Ширина одного модуля – около 17 мм. Такую ширину имеет один полюс автоматического выключателя, рубильника, реле и других элементов, из которых собирается электрическая схема распределительного щитка.

Рассмотрим конструкцию одного полюса автоматического выключателя. Для изготовления корпуса используется материал, не поддерживающий горение, с высокой температурой плавления и стойкостью к действию электрической дуги.

Устройство автоматического выключателя: конструкция модульного автоматического выключателя

Внутри корпуса размещены подвижный и неподвижный контакты выключателя. При повороте рычага управления через механизм взвода и расцепления они соединяются и пропускают ток нагрузки. Для подключения проводов служат клеммы. Ток через выключатель идет по цепи:

верхняя клемма — неподвижный контакт – подвижный контакт – гибкий поводок – катушка электромагнитного расцепителя – нагревательный элемент теплового расцепителя – нижняя клемма.

При возникновении короткого замыкания срабатывает катушка электромагнитного расцепителя и штоком выбивает защелку механизма расцепления. Контакты размыкаются под действием пружины. При отключении между ними возникает дуга, и в месте ее возникновения резко повышается давление. Автомат устроен так, что место возникновения дуги связано с окружающим пространством только через канал для отвода газов и дугогасительную камеру. Поэтому дугу между контактами вытягивает в камеру, где она дробится о металлические пластинки и гаснет.

Некоторые производители для лучшего гашения дуги устанавливают два контакта, соединенных последовательно.

При перегрузке ток, проходя по нагревательному элементу, заставляет изгибаться биметаллическую пластину. С выдержкой времени, зависящей от кратности тока перегрузки по отношению к номинальному току автомата, пластина вызывает срабатывание механизма свободного расцепления.

Трехполюсный выключатель получается из трех одинаковых корпусов, собранных вместе. Их рычаги управления объединяются, а между корпусами устанавливаются тяги, расцепляющие механизмы соседних фаз при срабатывании защиты.

Модульные автоматические выключатели выпускаются на номинальный ток от 0,5 до 125 А. При выборе их также учитывается характеристика электромагнитного расцепителя: С или D.

Оцените качество статьи:

Устройство автоматического выключателя — Ремонт220

Автор Фома Бахтин На чтение 2 мин. Просмотров 916 Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

 

Описание принципа работы и устройства автоматического выключателя здесь основано на примере модульного автомата (автоматического выключателя), как наиболее часто применяемого быту для управления и защиты от коротких замыканий и перегрузок электропроводки.

Устройство автоматического выключателя

Корпус автоматического выключателя 1 выполнен из термостойкой пластмассы. Пластиковая рукоядка 2 служит для управления автоматом (включение или выключение). Фиксация автоматического выключателя на DIN-рейке производится защёлкой-фиксатором  3.

Принцип работы автоматического выключателя

При включении  автомата напряжение, подаваемое на верхнюю винтовую клемму 4 проходит через биметаллическую пластину 6 (тепловое расцепление) и через обмотку соленоида 9, поступая на подвижный контакт 7.

Далее, через неподвижный контакт 8, напряжение поступает на нижнюю винтовую клемму, к которой подключается «отходящий» провод – нагрузка.

Защитное отключение автоматического выключателя происходит при срабатывании механизма расцепления, приводя к размыканию подвижного контакта 7.

Механизм расцепления, в зависимости от силы проходящего тока может быть приведён в действие двумя способами:

1. При значительном резком увеличении тока, проходящего через автомат (короткое замыкание) образуется магнитное поле, которое втягивает сердечник, что приводит в действие механизм расцепления – это магнитное расцепление.
2. При прохождении через автоматический выключатель токов со значениями, превышающими допустимые, происходит нагрев биметаллической пластины 6, что приводит к её изгибу и, как и в первом случае – расцеплению контактов.

Из-за больших токов, в обоих случаях при расцеплении контактов образуется дуга, поэтому для её нейтрализации в устройство автоматического выключателя обязательно входит дугогасительная камера 5, которая представляет собой набор металлических пластин особой формы, закреплённых параллельно.

В качестве дополнительной защиты от прогорания корпуса автоматического выключателя применяется специальная металлическая пластина 10.

Автоматические выключатели – устройство и принцип работы

---

Апэшка- АП50, устройство.

---

Автоматический выключатель или не автоматический выключатель… Вот в чем вопрос

Время чтения: 5 минут

Вы начинаете свой день с первого осмотра, и при входе на объект владелец неохотно указывает, что есть какое-то оборудование, которое не сертифицировано, и что объект должен быть запущен к завтрашнему утру. Это простая машина с несколькими двигателями и небольшой промышленной панелью управления. Система работает на 15 ампер и работает на 30-амперной ветке.

Вы решаете попытаться помочь, осмотрев машину, но первое устройство, с которым вы сталкиваетесь, — это признанный автоматический выключатель, и вы спрашиваете себя: «Подходит ли этот автоматический выключатель для этого применения?» и тогда вы понимаете, что это может быть долгий день.

Диаграмма 1

Многие читатели могут идентифицировать с предыдущим сценарием, являются ли они полевыми инженерами лаборатории или электрическими инспекторами. Производитель оборудования обычно рассматривает сертифицированное устройство, которое выглядит (а иногда и действует) как автоматический выключатель, как автоматический выключатель. Однако есть устройства, похожие на автоматические выключатели, более известные как дополнительные устройства защиты, которые, как и любой другой признанный компонент, имеют ограниченное применение.

Что такое автоматический выключатель? Версия Национального электрического кодекса от 1999 г. определяет автоматический выключатель как: «Устройство, предназначенное для размыкания и замыкания цепи неавтоматическими средствами и автоматического размыкания цепи при заданном максимальном токе без повреждения самого себя при правильном применении в пределах своих номиналов».

С перегрузкой по току, определяемой как «Любой ток, превышающий номинальный ток оборудования или допустимую токовую нагрузку проводника. Это может быть результатом перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.”

В стандарте автоматических выключателей в литом корпусе (стандарт UL 489) конкретно перечислены устройства, которые «предназначены для обеспечения защиты служебных входов, фидеров и ответвлений в соответствии с Национальным электрическим кодексом, NFPA 70». Некоторое конкретное применение автоматических выключателей в литом корпусе описано в Разделе 210-20 «Защита проводника» и Разделе 430-52 «Номинальные характеристики или настройки для отдельной цепи двигателя» Кодекса 1999 года.

Пример простой схемы и возможное применение и неправильное применение дополнительного устройства защиты показано на рисунке 2: Пример панели управления с дополнительным устройством защиты.

Так что же такое дополнительный протектор? Раздел 240-10 NEC 1999 года устанавливает четкое руководство по различиям между автоматическими выключателями и дополнительными устройствами защиты:

«Если дополнительная максимальная токовая защита используется для осветительных приборов, приборов и другого оборудования или для внутренних цепей и компонентов оборудования, она не должна использоваться вместо устройств максимального тока параллельной цепи или вместо указанной защиты параллельной цепи. в статье 210.Дополнительные устройства максимального тока не должны быть легкодоступными ».

Дополнительный стандарт защиты (UL 1077) признает устройства, которые «… предназначены для использования в качестве защиты от перегрузки по току, перенапряжения или пониженного напряжения в приборе или другом электрическом оборудовании, где максимальная токовая защита параллельной цепи уже предусмотрена или не требуется. . »

Важно отметить, что дополнительное устройство защиты не соответствует строгому определению, приведенному в NEC, как указано выше, и эти устройства предназначены только для защиты компонентов в определенных приложениях (не ответвленных цепях).

Эта статья поможет вам определить и понять эту иногда сбивающую с толку терминологию и применение.

В чем разница между перечисленными автоматическими выключателями в литом корпусе и дополнительными устройствами защиты? Весьма примечательно, как показано слева:

Почему часто путают дополнительные защитные устройства и автоматические выключатели в литом корпусе? Существует множество причин для путаницы, а именно:

1. Дополнительные устройства защиты часто называют автоматическими выключателями для оборудования (CBE) или автоматическими выключателями (MCB).В литературе и рекламе эти устройства могут относиться к ним как к автоматическим выключателям, что приводит разработчика к неправильному выводу, что это устройство всегда будет действовать как автоматический выключатель в литом корпусе.

2. Производители дополнительных защитных устройств могут не указывать четко, что в определенных приложениях требуется подходящая защита ответвлений или линейный предохранитель.

3. Европейское оборудование использует дополнительную защиту в виде автоматических выключателей для оборудования. Много раз это оборудование импортируется в США.Как правило, они используются в промышленных установках, которые обеспечивают проводку к оборудованию, удаленному от панели управления (во многих случаях это нарушение NEC).

4. Внешне очень похожи на автоматические выключатели в литом корпусе, и разработчики считают, что они обеспечивают эквивалентную защиту.

Как узнать, допустимо ли использование дополнительного протектора? Использование дополнительной защиты очень ограничено, за исключением перечисленных устройств или сборок. NEC, Электрический стандарт для промышленного оборудования NFPA 79 и Промышленные панели управления UL 508A являются примерами стандартов на продукцию, которые содержат рекомендации по определению приемлемости дополнительного устройства защиты. Две блок-схемы помогут вам в анализе использования этих устройств, но их не следует заменять внимательным обзором применимого стандарта на конечный продукт.

Блок-схема, которая может помочь в оценке опасности для дополнительного средства защиты.

Пример простой схемы и возможное применение и неправильное применение дополнительного устройства защиты показано на рисунке 2: Пример панели управления с дополнительным устройством защиты.

Используя схему принятия решений на рис. 1 и предполагая, что предохранитель изначально не установлен как часть цепи, принципиальная схема может предоставить руководство по правильной установке дополнительного устройства защиты.

Если есть короткое замыкание или перегрузка на стороне нагрузки дополнительного устройства защиты, то единственная защита обеспечивается через 100-амперную ответвленную цепь. Провод 14 AWG не защищен 100-амперным автоматическим выключателем в соответствии с NEC.

Предохранитель обеспечивает необходимую защиту параллельной цепи, размер которой соответствует напряжению и должен быть рассчитан на 15 ампер. С добавленным предохранителем дополнительное защитное устройство будет приемлемым для вышеуказанного применения.Провод ответвления на линии и на стороне нагрузки дополнительного устройства защиты защищен предохранителем.

Заключение

Дополнительные защитные устройства — это устройства, которые должны надлежащим образом использоваться в оборудовании и устройствах, как и любой другой признанный компонент. Очень важно, чтобы при проектировании или пересмотре конструкции, содержащей устройство, которое выглядит как автоматический выключатель (как лично, так и на бумаге), вы оценивали схему на предмет надлежащей защиты параллельной цепи.Дополнительные защитные устройства имеют очень ограниченное применение за пределами перечисленных устройств или сборок.

Разработчик или производитель устройства или сборки всегда должен запрашивать условия приемлемости для дополнительного защитного устройства, которое они рассматривают для использования. Эта информация подтвердит, что распознанный компонент используется должным образом в рамках ограничений сертификации.

Артикул

.

Обновление для электротехнического инспектора , CSA International, Volume 4 Number 1, дата публикации неизвестна.

Новости торговли электрооборудованием , Управление по электробезопасности, Уведомление о безопасности № 99-03, дата публикации неизвестна.

Стандарты

UL 489, Автоматические выключатели в литом корпусе, переключатели в литом корпусе и корпуса автоматических выключателей, девятое издание, 1996 г.

UL 1077, Дополнительные средства защиты для использования в электрическом оборудовании, пятое издание, 1999 г.

Неопубликованная встреча

Представлено в Моррисвилле, штат Северная Каролина, 27 августа 2001 г. компанией Square D

.

▷ Устройства защиты цепей: предохранители, ограничители, выключатели

Милан является одним из участников блога сообщества электротехники.Сегодня он хочет рассказать вам об устройствах защиты цепей… Ключевое слово: ЗАЩИТА. Прочтите его эссе ниже, чтобы узнать все по этой теме.

Всем привет! Что мы можем сделать, чтобы сделать нашу электрическую цепь безопасной?

Например, когда у нас большой ток из-за короткого замыкания, это повреждение, которое вызовет повышение температуры, и произойдет серьезное повреждение. В результате тепло сожжет установку и произведет больше ткацких станков и может вызвать электрический пожар в самолетах.

Пожар — серьезная проблема, и инженеры сделают все возможное, чтобы предотвратить такую ​​ситуацию на самолетах. Надеюсь, у нас есть устройства, которые защищают наши электрические цепи:

1. Предохранители
2. Автоматические выключатели
3. Ограничители тока

Помимо защиты этих цепей, у нас есть другие устройства, которые защищают такие ситуации, как обратный ток, повышенное / пониженное напряжение, повышенная / пониженная частота, асимметрия фаз и т. Д., Но это выходит за рамки данной темы.

О предохранителях…

Предохранитель

А является базовым элементом защиты от короткого замыкания. Он выполнен в виде теплового устройства с элементом с низкой температурой плавления, заключенным в стеклянный или керамический корпус.

С точки зрения безопасности плавкий элемент имеет гораздо меньшую допустимую нагрузку по току, а в случае короткого замыкания плавится и прерывает электрическую цепь.

В качестве плавких элементов используются различные материалы, такие как олово, свинец, серебро, висмут и другие сплавы этих материалов. На практике для аварийных цепей, развернутых, например, в посадочной части самолета, необходимо использовать предохранители с максимально возможным номиналом, совместимым с защитой кабеля.

При развертывании необходимо установить предохранители рядом с источником питания, потому что нам необходимо защитить провод по всей длине. В типовой установке самолета у нас есть предохранители для источников переменного и постоянного тока. Эти предохранители являются предохранителями для тяжелых условий эксплуатации.

Кроме того, у устройств есть собственные предохранители, поэтому мы можем сказать, что у нас есть двойная защита, одна для электрических цепей самолета, а другая — только для устройств. На Рисунке 1. показана разница между тяжелыми и легкими предохранителями.

Рисунок 1.Предохранители легкие и дежурные

Ограничители тока

Ограничители тока, очевидно, ограничивают ток до некоторого определенного значения. У нас есть два типа ограничителей. Один похож на сверхмощные предохранители, они являются тепловыми устройствами, но имеют другую временную характеристику.

Еще один ограничительный резистор. Ограничительные резисторы используются для защиты цепей постоянного тока с очень высоким пусковым / начальным током, например, стартера. Эти ограничители в основном встроены в стартер-генераторы, и когда возникает самый высокий ток, ограничитель включается последовательно, а затем отключается, когда ток достигает безопасного значения.Как видно на рисунке 2, в стартере ГТД установлен один ограничитель тока.

Электрический ток при инициализации составляет около 1500 А. Ограничитель устанавливается на контактах замыкающего реле, которое управляется таймером. Этот метод называется «шунтирующим».
Когда выключатель стартера включен, ток от главной шины протекает через катушку пускового реле и питает ее. В первые несколько секунд ток проходит непосредственно на стартер и ограничитель выключен.Затем замкнутое пусковое реле замыкает цепь на реле времени, а также на пускатель двигателя через ограничительный резистор.

Ограничительный резистор предназначен для уменьшения тока при первом пуске двигателя. Далее, по прошествии заранее определенного интервала времени, который позволяет разгонять двигатель, крутящая нагрузка уменьшается, и реле времени замыкает цепь с короткозамыкающим реле. Когда процесс инициализации завершен и двигатель имеет постоянную скорость, цепь питания отключается.

Рисунок 2.Ограничительный резистор в качестве шунта

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели отличаются от предохранителей и ограничителей тока и представляют собой электромеханические устройства, которые прерывают и изолируют цепь в случае отказа. Принцип работы заключается в том, что он приводится в действие за счет нагрева биметаллического элемента, через который ток проходит к блоку переключения.

Таким образом, мы можем рассматривать их как предохранители с переключающей способностью. Он прост в использовании и очень помогает в обслуживании. Когда у нас есть неисправность, можно устранить эту неисправность и провести проверку с помощью автоматического выключателя, потому что это не позволит контактам переключить блок, если в цепи присутствует ток неисправности.

В основе конструкции лежат три основных элемента: биметаллический термоэлемент, контактный выключатель, механический фиксатор и кнопка.

Рисунок 3. Принцип работы выключателя; а) закрыто; б) Разомкнут

Как видно из рисунка 3, нормальное рабочее положение показано слева, когда контакты замкнуты.
Если ток превышает нормальное значение температуры из-за короткого замыкания, термоэлемент будет разрушен, потяните механизм защелки и нажмите кнопку. Интересно, что у нас есть температурная зависимость автоматических выключателей.

Итак, если у нас установлен автоматический выключатель на 6 А и рабочая температура + 57ºC, он пропускает электрический ток на 160-140% (7-9 А) выше в течение 30 секунд. Таким образом, это не сразу же разорвало бы электрическую цепь. См. Рисунок 4, на котором показана температурная зависимость автоматических выключателей.

Рисунок 4. Температурная зависимость автоматического выключателя

Автоматические выключатели обычно устанавливаются на панели.В основном есть отдельные панели для переменного и постоянного тока. При подключении переменного тока есть трехполюсные выключатели цепей, и в случае сбоя в любой фазе все три кнопки сработают одновременно. Панель автоматических выключателей представлена ​​на рисунке 5.

Рисунок 5. Щит выключателя

На и можно заключить

Защита на основе цепей очень важна из-за того, что большой ток может вызвать серьезные повреждения. Обязательно определить причину неисправности.

Одна из главных ошибок на практике — использование неправильных автоматических выключателей или неправильной длины провода. Если у выключателя большее значение тока, провод будет перегреваться, а если он слишком мал, выключатель немедленно отключит электрическую цепь.

Если мы математически вычислим ток в электрической цепи, мы сможем проверить его и доказать, сформировав одну простую электрическую цепь, как показано на Рисунке 6.

Рисунок 6. Простая электрическая схема

Спасибо за чтение,
Милан.
Каковы ваши впечатления от этой статьи типа «Назад к основам»? Есть что добавить? Пожалуйста, поделитесь им под

Основные определения — Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — это автоматический выключатель, предназначенный для защиты электрической цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием. Его основная функция заключается в обнаружении неисправности и немедленном прекращении электрического тока путем прерывания цепи. В отличие от предохранителя, который срабатывает один раз, а затем его необходимо заменить, автоматический выключатель можно сбросить (вручную или автоматически) для возобновления нормальной работы. Автоматические выключатели бывают разных размеров, от небольших устройств, защищающих отдельные бытовые приборы, до больших распределительных устройств, предназначенных для защиты цепей высокого напряжения, питающих весь город.

Истоки

Ранняя форма автоматического выключателя была описана Томасом Эдисоном в заявке на патент 1879 года, хотя в его коммерческой системе распределения энергии использовались предохранители.Его целью была защита проводки цепи освещения от случайных коротких замыканий и перегрузок.

Операция

Все автоматические выключатели имеют общие характеристики в своей работе, хотя детали существенно различаются в зависимости от класса напряжения, номинального тока и типа автоматического выключателя.

Автоматический выключатель должен обнаруживать неисправность; в выключателях низкого напряжения это обычно делается внутри корпуса выключателя. Автоматические выключатели для больших токов или высокого напряжения обычно снабжены контрольными устройствами для определения тока короткого замыкания и срабатывания отключающего механизма отключения.Электромагнит отключения, который освобождает защелку, обычно получает питание от отдельной батареи, хотя некоторые высоковольтные выключатели являются автономными с трансформаторами тока, реле защиты и внутренним источником питания управления.

При обнаружении неисправности контакты в автоматическом выключателе должны размыкаться, чтобы прервать цепь; некоторая механически накопленная энергия (с использованием чего-то вроде пружины или сжатого воздуха), содержащаяся в выключателе, используется для разделения контактов, хотя часть необходимой энергии может быть получена от самого тока короткого замыкания.Малые автоматические выключатели могут управляться вручную; более крупные агрегаты имеют соленоиды для отключения механизма и электродвигатели для восстановления энергии пружин.

Контакты выключателя должны пропускать ток нагрузки без чрезмерного нагрева, а также должны выдерживать тепло дуги, возникающей при размыкании цепи. Контакты изготавливаются из меди или медных сплавов, сплавов серебра и других материалов. Срок службы контактов ограничен эрозией из-за прерывания дуги.Миниатюрные автоматические выключатели и выключатели в литом корпусе обычно выбрасываются, когда контакты изношены, но силовые выключатели и высоковольтные выключатели имеют заменяемые контакты.

Когда ток прерывается, возникает дуга. Эту дугу необходимо сдерживать, охлаждать и гасить контролируемым образом, чтобы промежуток между контактами снова мог выдерживать напряжение в цепи. В различных автоматических выключателях в качестве среды, в которой образуется дуга, используется вакуум, воздух, изолирующий газ или масло.Для гашения дуги используются различные методы, в том числе:

• Удлинение дуги
• Интенсивное охлаждение (в струйных камерах)
• Деление на частичные дуги
• Гашение нулевой точки (Контакты размыкаются при переходе через нулевое время сигнала переменного тока, эффективно прерывая ток холостого хода во время размыкания. Переход через нулевой уровень происходит при удвоенной частоте сети, то есть 100 раз в секунду для 50 Гц переменного тока и 120 раз за второй для 60 Гц переменного тока)
• Подключение конденсаторов параллельно контактам в цепях постоянного тока

Наконец, после устранения неисправности контакты должны быть снова замкнуты, чтобы восстановить питание прерванной цепи.

Прерывание дуги

Миниатюрные низковольтные выключатели используют только воздух для гашения дуги. Более крупные мощности будут иметь металлические пластины или неметаллические дугогасительные камеры для разделения и охлаждения дуги. Магнитные продувочные катушки отклоняют дугу в дугогасительную камеру.

При более высоких номиналах масляные выключатели полагаются на испарение некоторого количества масла, чтобы запустить струю масла через дугу.

Газовые выключатели (обычно с гексафторидом серы) иногда растягивают дугу с помощью магнитного поля, а затем полагаются на диэлектрическую прочность гексафторида серы (SF6) для гашения растянутой дуги.

Вакуумные выключатели

имеют минимальное образование дуги (поскольку нет ничего, что могло бы ионизировать, кроме материала контактов), поэтому дуга гаснет при очень небольшом растяжении (<2–3 мм). Вакуумные выключатели часто используются в современных распределительных устройствах среднего напряжения до 35000 вольт.

Воздушные выключатели

могут использовать сжатый воздух для гашения дуги или, альтернативно, контакты быстро переводятся в небольшую герметичную камеру, выход вытесненного воздуха, таким образом, приводит к гашению дуги.

Автоматические выключатели

обычно могут отключать весь ток очень быстро: обычно дуга гаснет через 30–150 мс после срабатывания механизма, в зависимости от возраста и конструкции устройства.

Ток короткого замыкания

Автоматические выключатели

рассчитаны как на нормальный ток, который предполагается выдерживать, так и на максимальный ток короткого замыкания, который они могут безопасно отключить.

В условиях короткого замыкания может существовать ток, во много раз превышающий нормальный (см. Максимальный ожидаемый ток короткого замыкания).Когда электрические контакты размыкаются, чтобы прервать большой ток, существует тенденция к образованию дуги между разомкнутыми контактами, что позволяет току продолжаться. Следовательно, автоматические выключатели должны включать в себя различные функции для разделения и гашения дуги.

В автоматических выключателях с воздушной изоляцией и миниатюрных выключателях конструкция дугогасительной камеры, состоящая (часто) из металлических пластин или керамических выступов, охлаждает дугу, а магнитные обмотки отводят дугу в дугогасительную камеру. В более крупных автоматических выключателях, таких как те, которые используются в распределении электроэнергии, может использоваться вакуум, инертный газ, такой как гексафторид серы, или контакты, погруженные в масло, для подавления дуги.

Максимальный ток короткого замыкания, который может прервать прерыватель, определяется испытанием. Применение выключателя в цепи с предполагаемым током короткого замыкания выше, чем номинальная отключающая способность выключателя, может привести к тому, что выключатель не сможет безопасно устранить неисправность. В худшем случае выключатель может успешно устранить неисправность, но взорвется при сбросе.

Миниатюрные автоматические выключатели, используемые для защиты цепей управления или небольших приборов, могут не иметь достаточной отключающей способности для использования на щитовом щите; эти автоматические выключатели называются «дополнительными устройствами защиты цепи», чтобы отличать их от автоматических выключателей распределительного типа.

Стандартные номинальные значения тока

Международный стандарт IEC 60898-1 и европейский стандарт EN 60898-1 определяют номинальный ток In автоматического выключателя для низковольтных распределительных устройств как ток, который выключатель рассчитан на постоянное проведение (при температуре окружающего воздуха 30 ° C). . Обычно доступные предпочтительные значения номинального тока: 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А и 100 А (серия Renard, слегка изменен, чтобы включить ограничение тока розеток British BS 1363). На автоматическом выключателе указан номинальный ток в амперах, но без обозначения единицы измерения «A». Вместо этого перед числом в амперах стоит буква «B», «C» или «D», которая указывает мгновенный ток отключения, то есть минимальное значение тока, которое вызывает отключение автоматического выключателя без преднамеренной задержки по времени (т. Е. менее чем за 100 мс), выраженное в единицах In:

Тип	Мгновенный ток отключения
B	свыше 3 дюймов до 5 дюймов включительно
К	свыше 5 дюймов до 10 дюймов включительно
Д	свыше 10 дюймов до 20 дюймов включительно
К	от 8 In до 12 In включительно Для защиты нагрузок, которые вызывают частые кратковременные (приблизительно от 400 мс до 2 с) пики тока при нормальной работе.
Z	выше 2 In до 3 In включительно на периоды порядка десятков секунд. Для защиты таких нагрузок, как полупроводниковые приборы или измерительные цепи с использованием трансформаторов тока.

Типы выключателей

Можно создать множество различных классификаций автоматических выключателей на основе их характеристик, таких как класс напряжения, тип конструкции, тип прерывания и конструктивные особенности.

Выключатели низковольтные

Низковольтные (менее 1000 В переменного тока) широко используются в бытовом, коммерческом и промышленном применении, в том числе:

• MCB (Миниатюрный автоматический выключатель) — номинальный ток не более 100 А.Характеристики срабатывания обычно не регулируются. Тепловой или термомагнитный режим. Изображенные выше выключатели относятся к этой категории.

• MCCB (автоматический выключатель в литом корпусе) — номинальный ток до 2500 A. Тепловой или термомагнитный режим. Ток срабатывания можно регулировать в больших номиналах.

• Низковольтные силовые выключатели могут быть установлены в многоярусные блоки в распределительных щитах низкого напряжения или в распределительных шкафах.

Характеристики автоматических выключателей низкого напряжения соответствуют международным стандартам, таким как IEC 947.Эти автоматические выключатели часто устанавливаются в выдвижных шкафах, которые позволяют снимать и заменять без демонтажа распределительного устройства.

Большой низковольтный литой корпус и силовые выключатели могут иметь электрические моторные приводы, позволяющие отключать (размыкать) и замыкать их с помощью дистанционного управления. Они могут быть частью системы автоматического включения резерва для резервного питания.

Низковольтные автоматические выключатели также предназначены для использования с постоянным током (DC), например, с питанием постоянного тока для линий метро.Для постоянного тока требуются специальные выключатели, потому что дуга не имеет естественной тенденции гаснуть на каждом полупериоде, как для переменного тока. Автоматический выключатель постоянного тока будет иметь предохранительные катушки, которые создают магнитное поле, которое быстро растягивает дугу при прерывании постоянного тока.

Малые автоматические выключатели либо устанавливаются непосредственно в оборудование, либо размещаются в щите выключателя.

Термомагнитный миниатюрный автоматический выключатель на DIN-рейку на 10 ампер является наиболее распространенным типом современных бытовых потребительских устройств и коммерческих распределительных щитов по всей Европе.В конструкцию входят следующие компоненты:

1. Рычаг привода — используется для ручного отключения и сброса автоматического выключателя. Также указывает состояние автоматического выключателя (Вкл. Или Выкл. / Сработал). Большинство выключателей сконструированы таким образом, что они могут сработать, даже если рычаг удерживается или заблокирован в положении «включено». Иногда это называют операцией «свободного отключения» или «положительного отключения».
2. Приводной механизм — прижимает контакты вместе или врозь.
3. Контакты — пропускают ток при прикосновении и прерывают ток при раздвигании.
4. Клеммы
5. Полоса биметаллическая
6. Калибровочный винт — позволяет производителю точно настроить ток срабатывания устройства после сборки.
7. Соленоид
8. Разделитель / гаситель дуги

Магнитный выключатель

В магнитных выключателях

используется соленоид (электромагнит), тяговое усилие которого увеличивается с увеличением тока. В некоторых конструкциях помимо электромагнитных сил используются электромагнитные силы. Контакты выключателя удерживаются замкнутыми защелкой.Когда ток в соленоиде превышает номинал автоматического выключателя, тяга соленоида освобождает защелку, которая затем позволяет контактам размыкаться под действием пружины. Некоторые типы магнитных отбойных молотков имеют функцию гидравлической задержки с использованием вязкой жидкости. Сердечник удерживается пружиной до тех пор, пока ток не превысит номинальное значение выключателя. Во время перегрузки скорость движения соленоида ограничивается жидкостью. Задержка допускает кратковременные скачки тока сверх нормального рабочего тока для запуска двигателя, подачи питания на оборудование и т. Д.Токи короткого замыкания обеспечивают соленоидное усилие, достаточное для освобождения защелки независимо от положения сердечника, таким образом обходя функцию задержки. Температура окружающей среды влияет на время задержки, но не влияет на номинальный ток магнитного прерывателя.

Термомагнитный выключатель

Термомагнитные выключатели, которые используются в большинстве распределительных щитов, включают в себя как методы, при которых электромагнит мгновенно реагирует на большие скачки тока (короткие замыкания), так и биметаллическую полосу, реагирующую на менее экстремальные, но более длительные условия перегрузки по току.

Выключатели с общим расцепителем

При питании ответвленной цепи более чем одним токоведущим проводом каждый токоведущий провод должен быть защищен полюсом выключателя. Чтобы гарантировать отключение всех токоведущих проводов при отключении любого полюса, необходимо использовать прерыватель «общего отключения». Они могут содержать два или три отключающих механизма в одном корпусе, или, для небольших выключателей, они могут связывать полюса снаружи с помощью рукояток управления. Двухполюсные автоматические выключатели с общим расцеплением обычно используются в системах на 120/240 В, где нагрузки 240 В (включая основные приборы или другие распределительные щиты) охватывают два провода под напряжением.Трехполюсные автоматические выключатели с общим расцепителем обычно используются для подачи трехфазной электроэнергии на большие двигатели или другие распределительные щиты.

Двух- и четырехполюсные выключатели используются, когда необходимо отключить нейтральный провод, чтобы убедиться, что ток не может течь обратно через нейтральный провод от других нагрузок, подключенных к той же сети, когда людям нужно прикоснуться к проводам для обслуживания. Отдельные автоматические выключатели никогда не должны использоваться для отключения токоведущей и нейтрали, потому что, если нейтраль отключается, а токоведущий провод остается подключенным, возникает опасное состояние: цепь будет обесточена (приборы не будут работать), но провода останутся под напряжением. и УЗО не сработают, если кто-то коснется токоведущего провода (потому что для срабатывания УЗО требуется питание).Поэтому, когда необходимо переключение нейтрального провода, следует использовать только обычные размыкающие выключатели.

Автоматические выключатели среднего напряжения

Выключатели среднего напряжения номиналом от 1 до 72 кВ могут быть собраны в распределительные устройства в металлическом корпусе для использования внутри помещений или могут быть отдельными компонентами, установленными на открытом воздухе на подстанции. Автоматические выключатели с воздушным разрывом заменили маслонаполненные блоки для внутреннего применения, но теперь сами заменяются вакуумными выключателями (примерно до 35 кВ).Как и описанные ниже высоковольтные автоматические выключатели, они также управляются реле защиты, считывающими ток, управляемыми через трансформаторы тока. Характеристики выключателей среднего напряжения приведены в международных стандартах, таких как IEC 62271. В выключателях среднего напряжения почти всегда используются отдельные датчики тока и реле защиты, а не встроенные тепловые или магнитные датчики максимального тока.

Автоматические выключатели среднего напряжения можно классифицировать по среде, используемой для гашения дуги:

• Вакуумный автоматический выключатель — с номинальным током до 3000 А, эти выключатели прерывают ток, создавая и гаснув дугу в вакуумном контейнере.Обычно они применяются для напряжений примерно до 35000 В, что примерно соответствует диапазону среднего напряжения энергосистем. Вакуумные выключатели обычно имеют более длительный срок службы между капитальными ремонтами, чем воздушные выключатели.

• Воздушный автоматический выключатель — номинальный ток до 10 000 А. Характеристики срабатывания часто полностью регулируются, включая настраиваемые пороги срабатывания и задержки. Обычно с электронным управлением, хотя некоторые модели управляются микропроцессором через встроенный электронный расцепитель.Часто используется для распределения электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, где выключатели размещены в выдвижных корпусах для облегчения обслуживания.

• SF6 автоматические выключатели гасят дугу в камере, заполненной газообразным гексафторидом серы.

Автоматические выключатели среднего напряжения могут быть подключены к цепи болтовым соединением с шинами или проводами, особенно в открытых распределительных устройствах. Выключатели среднего напряжения в распределительных устройствах часто имеют выдвижную конструкцию, что позволяет снимать выключатель, не нарушая соединений силовой цепи, с помощью механизма с приводом от двигателя или с ручным приводом для отделения выключателя от корпуса.

Выключатели высоковольтные

Сети передачи электроэнергии защищены и управляются высоковольтными выключателями. Определение высокого напряжения варьируется, но при работе по передаче электроэнергии обычно считается 72,5 кВ или выше, согласно недавнему определению Международной электротехнической комиссии (МЭК). Высоковольтные выключатели почти всегда работают от соленоидов, а реле защиты от тока, управляемые через трансформаторы тока. На подстанциях схема реле защиты может быть сложной, защищая оборудование и шины от различных типов перегрузок или замыканий на землю / землю.

Высоковольтные выключатели широко классифицируются по средам, используемым для гашения дуги.

• Масло наливное
• Минимальное количество масла
• Воздушный удар
• Вакуум
• SF6

Некоторые производители: ABB, GE (General Electric), AREVA, Mitsubishi Electric, Pennsylvania Breaker, Siemens, Toshiba, Kon? Ar HVS, BHEL, CGL.

Из-за проблем с окружающей средой и стоимостью изоляции разливов нефти в большинстве новых выключателей для гашения дуги используется элегаз.

Автоматические выключатели

можно классифицировать как резервуар под напряжением, в котором корпус, содержащий механизм отключения, находится под линейным потенциалом, или как мертвый резервуар с корпусом, находящимся под потенциалом земли. Обычно выпускаются высоковольтные выключатели переменного тока с номинальным напряжением до 765 кВ. Выключатели на 1200 кВ, скорее всего, появятся на рынке очень скоро.

Высоковольтные выключатели, используемые в системах передачи, могут быть устроены так, чтобы обеспечить отключение одного полюса трехфазной линии вместо отключения всех трех полюсов; для некоторых классов неисправностей это улучшает стабильность и доступность системы.

Выключатели высоковольтные с гексафторидом серы (SF6)

В автоматическом выключателе с гексафторидом серы для гашения дуги используются контакты, окруженные газообразным гексафторидом серы. Чаще всего они используются для напряжений на уровне передачи и могут быть включены в компактные распределительные устройства с элегазовой изоляцией. В холодном климате может потребоваться дополнительный нагрев или снижение номинальных характеристик автоматических выключателей из-за сжижения газа SF6.

Отбойные молотки прочие

Следующие типы описаны в отдельных статьях.

• Автоматические выключатели для защиты от замыканий на землю, слишком малые для отключения устройства перегрузки по току:
  • Устройство защитного отключения (УЗО, ранее известное как выключатель дифференциального тока) — обнаруживает дисбаланс токов, но не обеспечивает защиту от сверхтоков.
  • Выключатель дифференциального тока с защитой от сверхтоков (RCBO) — сочетает в себе функции УЗО и MCB в одном корпусе. В США и Канаде устанавливаемые на панели устройства, сочетающие в себе обнаружение замыкания на землю и защиту от перегрузки по току, называются прерывателями цепи при замыкании на землю (GFCI); Настенное устройство розетки, обеспечивающее только обнаружение замыкания на землю, называется GFI.
  • Автоматический выключатель утечки на землю (ELCB) — Он непосредственно определяет ток заземления, а не обнаруживает дисбаланс. Их больше не видят в новых инсталляциях по разным причинам.
• Автовыключатель — Тип автоматического выключателя, который снова замыкается после задержки. Они используются в воздушных распределительных системах, чтобы предотвратить кратковременные неисправности, вызывающие длительные перебои в работе.
• Polyswitch (polyfuse) — небольшое устройство, обычно описываемое как предохранитель с автоматическим сбросом, а не автоматический выключатель.

Позвоните в Defined Electric по телефону 505-269-9861 или напишите по электронной почте одному из наших квалифицированных электриков в Альбукерке сегодня, чтобы бесплатно составить смету для вашего следующего электрического проекта. Типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели

служат важной цели для защиты персонала и предотвращения условий, которые могут привести к пожару.

Изображение предоставлено: nattapan72 / Shutterstock.com

Автоматические выключатели

, иначе известные как электрические выключатели, представляют собой электромеханические устройства, обычно устанавливаемые в электрические шкафы и используемые для защиты электрических цепей от перегрузок.Автоматические выключатели используются для защиты проводки в цепях от риска возгорания из-за токов, превышающих номинальную мощность цепи. В устройствах используются переключатели, которые автоматически размыкаются при обнаружении избыточных токов и обычно требуют ручного сброса. Торговые марки обычно относятся к панелям, на которых они установлены, и, следовательно, обычно не являются взаимозаменяемыми между панелями. Автоматические выключатели рассчитываются на основе величины тока, который может безопасно переноситься цепью, защищаемой выключателем.

Обычно типы автоматических выключателей делятся на три основных класса, а именно:

• Стандартные автоматические выключатели
• Прерыватели цепи дугового замыкания или автоматические выключатели AFCI
• Прерыватели цепи при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI

В рамках этих классов автоматические выключатели также характеризуются несколькими другими эксплуатационными параметрами или особенностями. К ним относятся как основной механизм, который управляет выключателем, так и тип функций сброса, связанных с автоматическим выключателем.В следующих разделах представлено описание каждого из этих типов автоматических выключателей.

Стандартные автоматические выключатели

Стандартные автоматические выключатели — это устройства, которые обычно используются в электрических панелях домов и предприятий, которые работают от однофазного источника питания 120/240 В. Эти автоматические выключатели обычно доступны как однополюсные или двухполюсные выключатели, причем последние используются для нагрузок с более высоким напряжением, таких как цепи, которые подают питание на электрическую сушилку или диапазон.

Магнитные автоматические выключатели

Магнитные выключатели — это выключатели, в которых внутри устройства используется соленоид или электромагнит для создания магнитного поля, сила которого изменяется линейно с величиной тока в цепи. Когда ток превышает номинальное значение выключателя из-за состояния высокого тока из-за короткого замыкания или другой аномалии, напряженность магнитного поля в соленоиде заставляет выключатель размыкаться, прерывая прохождение тока.

Тепловые автоматические выключатели

Тепловые выключатели — это выключатели, в которых используется внутренняя биметаллическая полоса выключателя, через которую протекает ток цепи.По мере увеличения тока в цепи выделяется тепло, и биметаллическая полоса в конечном итоге достигает точки деформации, которая приводит к срабатыванию выключателя в разомкнутом состоянии, снова прерывая прохождение тока в этой цепи. Как только ток упадет до нуля, биметаллическая полоса охладится, и выключатель можно будет вернуть в исходное положение. Тепловые выключатели чувствительны к температуре. В более холодных условиях эксплуатации точка срабатывания перемещается выше, тогда как в более теплых условиях может происходить смещение в сторону понижения текущего уровня, при котором устройство срабатывает.

Термомагнитные автоматические выключатели

В термомагнитных автоматических выключателях

используются как чувствительные, так и отключающие механизмы, один из которых основан на нагреве, а другой — на магнитном поле, для обеспечения защиты цепи в устройстве. Как правило, магнитная защита реагирует на условия высокого тока, например, в результате короткого замыкания, тогда как тепловая защита может допускать возникновение некоторых условий перегрузки по току при условии, что они ограничены по продолжительности. Эта ситуация может быть результатом высокого пускового тока во время запуска оборудования, такого как двигатели и компрессоры.

Гидравлические магнитные автоматические выключатели

Гидравлические магнитные выключатели

предлагают более точные средства адаптации требований к защите цепей для конкретного применения. В автоматических выключателях этого типа используется соленоид, который обернут вокруг трубы, содержащей железный сердечник, пружину и демпфирующую жидкость. В условиях перегрузки, которая не является результатом короткого замыкания, напряженность магнитного поля начинает оказывать давление на железный сердечник, но гидравлическая жидкость внутри трубы снижает скорость движения.Следовательно, присутствие жидкости и ее вязкость служат для введения временной задержки между началом состояния перегрузки по току и состоянием отключения выключателя. Если условие сохраняется, движение сердечника вызывает падение магнитного сопротивления цепи и позволяет выключателю сработать. В случае короткого замыкания магнитный поток катушки вызывает срабатывание выключателя, даже если сердечник не перемещался внутри трубки. Одним из преимуществ гидравлических магнитных выключателей является то, что они не подвержены влиянию температурных условий.

Автоматические выключатели AFCI

Прерыватели цепей

Arc Fault или AFCI прерыватели цепи — это устройства, специально разработанные для реагирования на наличие опасных условий дуги, которые могут привести к опасности возгорания. Стандартные автоматические выключатели чувствительны к условиям перегрузки по току, но не могут обнаружить наличие дуги, которая может возникнуть, например, в результате ухудшения или повреждения электрической изоляции проводов. Такое искрение может вызвать дуговое замыкание, то есть прохождение тока по непредусмотренному пути и может привести к локальному нагреву, который может вызвать возгорание.В автоматических выключателях AFCI используется специально разработанная электронная схема, чтобы различать нормальную дугу, например, между щетками и коммутатором электродвигателя, и опасными состояниями дугового короткого замыкания, отключая выключатель после обнаружения этих условий.

Автоматические выключатели GFCI

Прерыватели цепи

при замыкании на землю или автоматические выключатели GFCI — это автоматические выключатели, которые могут определять наличие очень небольшой разницы между линейным и нулевым проводниками источника питания и быстро реагировать на размыкание цепи, отключая выключатель.В то время как стандартные автоматические выключатели обнаруживают условия перегрузки по току, автоматические выключатели GFCI контролируют величину тока, протекающего от незаземленного (горячего) проводника, и сравнивают его с током, протекающим в нейтральном или заземленном проводнике. Если разница превышает небольшой порог (обычно 4-6 миллиампер), прерыватель срабатывает, чтобы защитить проводку и персонал, который мог непреднамеренно подвергнуться опасности замыкания на землю.

Автомобильные автоматические выключатели

Автомобильные автоматические выключатели часто классифицируются как Тип 1, 2 или 3, определяемый механизмом сброса.Иногда они также обозначаются римскими цифровыми эквивалентами: Тип I, Тип II и Тип III.

Автоматические выключатели типа 1

Автоматические выключатели

типа 1, также известные как выключатели с автоматическим сбросом, предназначены для непрерывного цикла от включения до выключения при наличии состояния перегрузки, и, если перегрузка устраняется, автоматически сбрасывается.

Автоматические выключатели типа 2

Автоматические выключатели

типа 2 также автоматически сбрасываются при отключении питания путем отключения зажигания автомобиля.

Автоматические выключатели типа 3

Автоматические выключатели

типа 3 требуют ручного сброса и обычно имеют визуальный индикатор, предупреждающий оператора о срабатывании выключателя.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор основных типов автоматических выключателей, обычно используемых в системах распределения электроэнергии и автомобилях. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Прочие «виды» статей

Больше от компании Electric & Power Generation

Оборудование для испытания автоматических выключателей на надежность сети

Выключатели — это метафорические «предохранительные клапаны» электрических систем; средство обеспечения безопасного сброса избыточной энергии в цепи, тем самым сводя к минимуму риск повреждения оборудования, которое в противном случае могло бы быть подвергнуто не проектным условиям. Различные компоненты энергосистемы зависят от правильной работы автоматического выключателя, включая, например, дорогие силовые трансформаторы (например,g., в случае выключателей высокого и среднего напряжения) или критических процессов на атомной электростанции (как в случае выключателей в литом корпусе низкого напряжения).

Испытания обеспечивают уверенность в том, что выключатель будет работать и, более того, будет работать в пределах ожидаемых допусков. Тестирование также дает информацию о решениях по техническому обслуживанию выключателя, так что средства на техническое обслуживание тратятся наиболее разумно и растягиваются дальше. Разумеется, техническое обслуживание необходимо для обеспечения максимальной надежности автоматического выключателя.

Уверенность в выводах испытаний

Точное и хорошо организованное тестирование максимизирует уверенность в выводах тестирования, облегчая содержательное сравнение с результатами предыдущих / эталонных тестов.Для подтверждения сравнения тесты должны проводиться точно так же и в тех же условиях, что и предыдущие тесты. Отклонения и изменения надежно указывают, следует ли оставить автоматический выключатель в рабочем состоянии или вывести его из эксплуатации для дальнейшего исследования.

Аналитические инструменты для исторического анализа тенденций и сравнения измерений способствуют эффективному тестированию и повышают уверенность в выводах тестирования. Все это отличительные черты решений Megger для тестирования выключателей, таких как испытательные приборы TM1700 и TM1800, испытательный комплект EGIL и программное обеспечение CABA Win.

Наследие инноваций

Решения

Megger для испытаний автоматических выключателей подчеркивают наше наследие инноваций и демонстрируют нашу ориентацию на безопасность, надежность и эффективность испытаний. Например, наш список «первых» включает DCM, DRM и вибрацию.

Динамическое измерение емкости (DCM):

Это запатентованная Megger технология синхронизации DualGround ™, которая дает воспроизводимые и надежные результаты синхронизации с обеими сторонами, заземленными на любой тип выключателя, включая специальные распределительные устройства с газовой изоляцией (GIS).Проверка между заземлением — самый безопасный способ проверки выключателя. Благодаря нашему очень простому подключению для тестирования DCM точные результаты тестов можно получить быстро и безопасно.

Измерение динамического сопротивления (DRM):

Измерения

DRM выполняются для оценки дугогасительных контактов на элегазовых выключателях. Выполнение этого теста добавляет немного времени к уже запланированным испытаниям выключателя и дает картину искрящихся контактов внутри вашего выключателя без необходимости откачивать газ и разрывать прерыватель для их визуального осмотра.Этот быстрый неразрушающий контроль экономит как минимум день или больше работы в зависимости от выключателя. Тестирование DRM — еще одно «первое» Megger. Сегодня наши анализаторы оснащены этой технологией Megger пятого поколения, которая намного превосходит другие попытки измерения DRM благодаря богатому опыту и знаниям Megger в области тестирования DRM.

Комплексные решения для тестирования

От онлайн-тестирования (первое отключение и вибрация) до базового тестирования (время и перемещение) до расширенных приложений, которые поставляются с очень простым ощущением (DCM и DRM, вибрация), Megger предлагает решение для тестирования выключателей, чтобы вы могли подавать питание. с уверенностью.

Подтвержденная надежность

Наследие инноваций

Megger сочетается с нашей историей проверенного качества и постоянства. Мы продали более 11000 анализаторов по всему миру, и многие, например, TM1600, которым уже более 20 лет, по-прежнему надежно используются. Новейшее программное обеспечение Megger не только поддерживает современные предложения анализаторов выключателей, но также может использоваться со старыми приборами, например TM1600.

Устройства электробезопасности — Energy Education

Рис. 1: Блок предохранителей в подвале ^[1] — это один из типов устройств электробезопасности.

Многие из энергетических служб вокруг дома используют электричество. Чрезвычайно важно иметь различные предохранительные устройства для защиты от пожара и поражения электрическим током. Аналогичные проблемы возникают с промышленным использованием электроэнергии. На этой странице рассматриваются эти устройства электробезопасности. А именно предохранители, автоматические выключатели и прерыватели цепи замыкания на землю. Подробности читайте в основных статьях.

Предохранители и автоматические выключатели являются точкой соединения между электросетью и отдельным домом.

Подробнее см. Подключение домов к электросети.

Предохранитель

основной артикул

Предохранитель — это устройство электробезопасности, способное защищать электрическую цепь от чрезмерного электрического тока. Он предназначен для пропускания тока через цепь, но в случае, если ток превышает какое-то максимальное значение, он размыкается, разрывая цепь.

Автоматический выключатель

Рисунок 1: Коробка автоматического выключателя. ^[2]

основной артикул

Автоматические выключатели — это устройства, которые защищают цепи от условий перегрузки по току. Они выполняют ту же работу, что и предохранители, но не разрушаются при активации. Их установка дороже, чем предохранители, но, поскольку компоненты редко нужно заменять, в долгосрочной перспективе это может быть дешевле. Автоматические выключатели часто считаются более безопасными, поскольку пользователь не может так легко отключить их (например, установить предохранитель неправильного размера).

Автоматические выключатели функционально размыкают выключатель, который выключает весь электрический ток до того, как избыточный электрический ток может вызвать пожар.Перед сбросом автоматического выключателя всегда выключайте или отсоединяйте электронные устройства, которые использовались с включенным выключателем.

Прерывание цепи замыкания на землю

Рисунок 1: Штекер GFCI. ^[3]

Прерыватель цепи замыкания на землю

Прерыватель цепи замыкания на землю — это устройство, предназначенное для обнаружения крошечного несоответствия токов (входящих и выходящих из цепи), чтобы предотвратить поражение электрическим током. Они обязательны в ванных комнатах и ​​кухнях, а также в любом другом месте дома, где вода может контактировать с электрической цепью. ^[4]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Это изображение предоставлено кем-то из группы по образованию в области энергетики.
2. ↑ Автор BrokenSphere (собственная работа) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) или CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ], через Wikimedia Commons Wikimedia Commons [Online], доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Eaton_circuit_breaker_panel_open.JPG
3. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GFCIReceptacle.jpg
4. ↑ R.T. Пэйнтер, «Основные электрические компоненты и счетчики», в Введение в электричество , 1-е изд. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2011, гл. 8, сек. 8.2, стр. 341-346.

Произошла ошибка: SQLSTATE [42S22]: Столбец не найден: 1054 Неизвестный столбец «rev_user» в «списке полей»

Автоматический выключатель — обзор

Логика

Как показано в верхней части рис.2, питание CRDM подается от мотор-генераторных установок через две серии автоматических выключателей отключения реактора («Линия A» и «Линия B»). Отключение любого выключателя аварийного отключения реактора обесточивает все CRDM, и реактор отключается, позволяя регулирующим стержням упасть в активную зону под действием силы тяжести. Эта схема отключения является примером логики «один из двух»; для отключения реактора требуется срабатывание только одной цепи защиты и размыкание как минимум одного аварийного выключателя реактора.

Хотя эта логика обеспечивает резервные средства для генерации аварийного отключения реактора, испытание выключателя аварийного отключения реактора приведет к аварийному останову реактора без каких-либо компенсационных мер.Поскольку требуется тестирование, конструкция RPS включает в себя байпасные выключатели для каждой цепи (байпасные выключатели «A» и «B» на рис. 2), которые вручную вкатываются (т. Е. Подключаются к цепи отключения) во время тестирования. Например, если требуется испытание аварийного выключателя реактора линии А, байпасный выключатель «А» вкачивается, чтобы обеспечить путь цепи, параллельный цепи аварийного выключателя линии А, чтобы гарантировать непрерывность подачи питания при размыкании аварийного выключателя. . Обводной выключатель линии A размыкается цепью защиты линии B; поэтому во время тестирования RPS сокращается до логики «один из одного».

Как показано слева на рис. 2, система защиты состоит из ряда аналоговых каналов для заданного параметра. Аналоговая секция принимает входные сигналы от передатчиков в каждом канале, которые определяют параметры процесса. Каждый сигнал процесса для каждого канала сравнивается с уставкой в ​​этом бистабильном (B / S) устройстве. Если входной сигнал контролируемого параметра равен или превышает заданное значение, сигнал отключения для этого канала генерируется бистабильным устройством. Сигнал бистабильного отключения отправляется в резервные логические шкафы (цепи «A» и «B»), где генерируются сигналы срабатывания аварийного отключения реактора.

Каждая функция аварийного отключения реактора (т. Е. Параметр, который может вызвать аварийное отключение реактора) имеет сеть совпадений. Под совпадением понимается условие, при котором должно присутствовать более одного бистабильного сигнала отключения для данного параметра. В центре слева на рис. 2 показана только одна такая сеть совпадений в каждом шкафу защиты. В этих шкафах есть четыре канала, контролирующих параметр объекта, а сеть совпадений имеет логику два из четырех (то есть вход по крайней мере от двух из четырех бистаблей / каналов должен быть нулевым вольт a.c.). Например, предположим, что измерительные преобразователи выдают сигналы давления в компенсаторе давления. Если инструментальный канал 1 (показанный красным) определяет состояние высокого давления (выше уставки отключения по высокому давлению), связанный с ним бистабильный срабатывание (т. Е. Подает нулевое напряжение на шкафы логики). Оба логических шкафа получают этот сигнал и размыкают контакты, связанные с этим каналом. Если никакие другие контакты в этой логической матрице не разомкнуты, катушки минимального напряжения остаются под напряжением, и отключение не происходит.Если другой датчик также указывает на состояние высокого давления, срабатывает связанный с ним бистабильный режим; таким образом, необходимая логика «два из четырех» удовлетворяется. Когда это происходит, жизненно важная энергия прерывается на катушки минимального напряжения, позволяя размыкать аварийные выключатели реактора.

На рис. 3 представлена ​​упрощенная схема типичной системы релейной защиты. Эта система имеет значительное количество реле для каждого входа функции защиты, а также дополнительную сложность из-за функций тестирования. На рис.3 красный канал (Красный I) показан от датчика какого-либо параметра к входам в логические шкафы. Если в этом канале обнаруживается давление, превышающее заданное значение, срабатывает связанный с ним бистабильный режим, в результате чего выходное напряжение бистабильного устройства становится равным нулю. Когда бистабильный выход равен нулю, красные входные реле обесточиваются в логических шкафах линии A и цепи B. Когда входные реле обесточиваются, красный контакт с меткой «1» размыкается в логической матрице линии A, а красный контакт с меткой «A» размыкается в логической матрице линии B.Логическое совпадение для этой конкретной функции отключения — два из четырех. Следовательно, для аварийного отключения реактора необходимо обесточить два канала. Обратите внимание, что даже при разомкнутых контактах 1 и A питание по-прежнему подается от аккумуляторных шин 125 В постоянного тока к катушкам пониженного напряжения (УФ) для выключателей отключения реактора и байпаса аварийного отключения реактора.

Рис. 3. Типовая релейная система защиты реактора Westinghouse PWR.

Взято из Рис. 12.1-1 из NRC (2009a) Westinghouse Technology Systems Manual. Раздел 12.1: Система защиты реактора. Развитие обучения людских ресурсов NRC США (HRTD). Доступно по адресу https://www.nrc.gov/docs/ML1122/ML11223A401.pdf

Отключение реактора не происходит, если хотя бы один из трех других каналов также не обнаруживает такое же состояние, связанные с ним бистабильные отключения и связанный вход реле обесточиваются. Когда любые два набора контактов логической матрицы разомкнуты, питание на катушки минимального напряжения отключающих выключателей реактора прерывается, вызывая их размыкание.

Шкафы логики получают входные сигналы от бистаблей защиты (включены или выключены).Бистабильные выходные сигналы обеспечивают входы системы защиты для всех отключений реактора и срабатываний ESF. Включенные входные реле 1, 2, 3 и 4 (для линии A) или A, B, C и D (для линии B) удерживают свои связанные контакты замкнутыми, тем самым поддерживая непрерывность подачи питания на катушки минимального напряжения выключателей аварийного отключения реактора. . Если катушка пониженного напряжения обесточивается в результате бистабильных отключений, неправильного тестирования или по любой другой причине, один из последовательно соединенных выключателей отключения реактора размыкается, позволяя всем стержням отключения и управления попасть в активную зону.