Автоматичний вимикач

1. Історія і пристрій автоматичних вимикачів
2. Магніто-термічний расцепитель
3. Клас автоматичного вимикача, час-струмові характеристики
4. Різновиди автоматичних вимикачів

Автоматичний вимикач - це пристрій, при виникненні заданих умов обривається ланцюг живлення навантаження. Устаткування територіально входить до складу розподільного щитка. Метою стає відключення навантаження в аварійній ситуації, плюс можливість знеструмлення частини домашньої мережі (наприклад, потрібно при ремонтних або сервісних роботах).

Історія і пристрій автоматичних вимикачів

Перші згадки про вимикачах, здатних виконувати функції автоматично, даються Томасом Едісоном в 1879 році. В задачу пристроїв входило знеструмлення ланцюгів, що складаються з лампочок розжарювання, при виникненні короткого замикання або позаштатних ситуацій. Однак комерційні варіанти технічних рішень виявилися позбавлені цього нововведення, і перші аналоги сучасних моделей запатентовані набагато пізніше. Швейцарська фірма Браун, Бовери & Сі зробила це в 1924 році. Люди і сьогодні користуються продукцією компанії під брендом АВВ.

Спочатку принцип дії автоматичних вимикачів грунтувався на використанні магніто-термічних расцепителей. З перших днів впроваджувалися пристрої гасіння іскор. Необхідний крок - типові контактори при спрацьовуванні продукували дугу. Це створювало перешкоди і призводило до швидкого виходу з ладу власне автоматичних вимикачів. Для блокування ефекту стали застосовувати стиснене повітря і масло. Як середовище для отримання дуги часто використовується вакуум або розріджений газ. У цих умовах горіння не довгі.

конструкція вимикача

Що стосується моделей простіше, складність допомагають вирішити іскрогасящіе камери. Вони складаються з безлічі ізольованих мідних пластин і розташовуються, перетинаючи траєкторію дуги. Таким чином енергія розряду втрачається на цих імпровізованих конденсаторах. Методи гасіння іскри діляться на категорії:

1. Відхилення траєкторії дуги, подовження шляху.
2. Розбиття розряду на кілька частин (наприклад, камера, що обговорювалася вище).
3. Розмикання контактів в момент переходу змінного струму через нуль.
4. Використання конденсаторів великої ємності для запасання енергії іскри.

Магніто-термічний расцепитель

Магніто-термічний расцепитель вважається основною складовою частиною більшості вимикачів, вирішуючи одночасно два завдання:

1. Термічна частина, заснована на біметалічному реле, відповідає за відключення при повільному перегрів протягом тривалого часу. Припустимо, в інструкції написано, що при перевищенні струмом номінального значення на 45% вимикач спрацює через 1 годину. Це термічна (біметалічна) частину пристрою. Повільно і вірно пластина з двох металів гріється до температури спрацьовування.
2. Електромагнітна частина задіюється, коли на лінії виникає сильна перевантаження. Наприклад, коротке замикання. Тоді через вимикач проходить велика потужність, і потрібно швидко розімкнути контакти для блокування виникнення електричної дуги (чим швидше росте відстань між контактами, тим слабкіше негативний ефект). Управління рухомою частиною виконується через електромагнітну котушку. При загрозі виникнення нештатної ситуації вона миттєво отщёлківает вимикач, електрична дуга не виникає.

Зверніть увагу, в першому випадку великого струму немає, а біметалічне реле стає пасивним пристроєм, що не вимагає харчування ззовні. Подібні технічні рішення застосовуються повсюдно. Прямо в аналогічному вигляді: в складі пускозахисна реле холодильників, всередині прасок, обігрівачів. Властивості біметалевих пластин застосовуються в електрочайника. Це температурний датчик, що реагує на зміну умов середовища. Спробуйте сірником підігріти біметалічну пластину, і вона отщелкнётся, немов струм перевищує допустимий на задану величину. Механізм інерційний, ідеально підходить для відстеження повільних змін.

Електромагнітна частина складається з соленоїда, обмотка якого включена послідовно з навантаженням. При різкому підвищенні напруги утворюється потужний магнітний потік між витками, ривком втягує шток з контактом на кінці. Поріг спрацьовування задається класом автоматичного вимикача. Простіше продемонструвати на прикладі. У більшості проспектів, що рекламують властивості захисних автоматів, знайдеться специфічного виду графік. Він характеризується наявністю вертикальної частини, це показаний відрізок дії електромагнітного розчеплювача.

Клас автоматичного вимикача, час-струмові характеристики

По горизонталі на час-струмової характеристики автоматичного вимикача відкладають відношення струму до номінального. По вертикалі проставляється час повного розриву ланцюга. Положення вертикального ділянки графіка дає підставу судити про клас автоматичного вимикача. Наприклад, для В це область від 3 до 5, для С - від 5 до 10, для D - від 10 до 20. Ілюстрацію простіше провести на різнобарвному графіку, а з керівництва розташувався трохи лівіше, в чорно-білих тонах. Якщо придивитися, видно, що приклад запозичений з класу D. По цій характеристиці допустимо судити про призначення пристрою. Наприклад:

• Клас В з порогом спрацьовування 3 - 5 номінальних значень годиться для резистивної навантаження. Освітлення, обігрівачі.
• Для індуктивно-ємнісний навантаження потрібно клас автоматичних вимикачів З з порогом спрацьовування до 10 номінальних значень струму. Сюди входять всі типи двигунів, включаючи асинхронні і колекторні. Задумайтесь про клас С, якщо в будинку пилосос, пральна машина, будівельний інструмент.
• Клас D застосовується для грубих ланцюгів з великим споживанням: виробничі ділянки цехів з великою кількістю двигунів переважно асинхронного типу.
• Клас Z з порогом спрацьовування 2 - 3 застосовується переважно для електроніки.

Класи по ГОСТ Р 50345-2010

Відомі інші специфічні типи. Основними вважаються A, B, C і D. У прайсах букви посилаються на тип миттєвого (електромагнітного) расцепителя, а далі вже кожен вибирає за власними потребами. На єдиний номінальний струм у виробника представлений відразу ряд моделей (у кожної власний клас). Час спрацювання незмінно, варіюється лише поріг. Питання важливе і чомусь рідко обговорюється в межах рекламних кампаній конкретних виробників. На скромну переконання авторів знання про класи відносяться до професійних. Вважається, що замовляє обладнання людина вже в курсі.

Періодично зустрічаються каталоги без вказівок на клас автоматичних вимикачів. В цьому випадку потрібно орієнтуватися на ставлення номінального і викликає спрацьовування пристрою струмів. Вони вказуються в таблицях, виробник вважає, що класність стає зайвим параметром.

Різновиди автоматичних вимикачів

Головне розмежування проводиться за кількістю фаз. Це неактуально для стандартних квартирних моделей, набуває значення в промисловості. Часто, якщо випадає одна фаза, за іншими споживання збільшується. Утворюється перекіс, що веде до виходу обладнання з ладу. Трифазний автоматичний вимикач рве харчування відразу по усіх виходах. Незамінний трьома звичайним на 220 В.

Токи спрацьовування вибираються відповідно до класу расцепителя, але в окремих приладах можливо налаштувати опцію. Припустимо, автоматичні вимикачі 3RV10 / 3RV11 (каталоги Siemens) налаштовуються на струм відключення, в 13 разів перевищує номінальний. Цим свідомо перекриваються потреби запуску більшості двигунів. Якщо споживач незадоволений такими характеристиками, можливо змінити параметри в потрібну сторону.

вимикач електроживлення

Часто серед параметрів автоматичних вимикачів попадається гранична відключає здатність. Пояснимо цю цифру на простому прикладі. Не варто плутати її зі струмом спрацьовування розчеплювача. Відключає здатністю описують страшну аварію, коли струм не просто досяг порогового значення, але багато разів перевищив ліміт. Наприклад, штатної вважається ситуація, коли в ланцюзі тече 10,5 А. Одночасно номінальний струм складає всього лише 2,5 А. Значить, автоматичний вимикач відноситься до класу В (10,5 / 2,5 = 4,2). Здатність, яка відключає може бути, наприклад, 50 кА.

Це ток, при якому прилад ще зможе виконувати обов'язки. Чи не розплавиться, не згорить, чи не закоротити намертво ланцюг. Якщо струм короткого замикання перевищує здатність, що відключає, виробник знімає гарантії. До завдань проектувальника входить уникнути подібної ситуації в принципі. Зробити це просто - потрібно подбати, щоб активний опір кабелів не стало занадто низьким. Воно стає чинником, що обмежує струм. Наприклад, в ланцюзі 220 В десятки тисяч амперів ніколи не з'являться. Інакше потрібно зниження активного опору кабелів 4,4 мОм.

Це вкрай мале значення. Для порівняння, за промисловими стандартами опір ланцюга заземлення не повинен перевищувати 3 - 5 Ом, що на три порядки вище зазначеної цифри. Виробники прилади виготовляють з гігантським запасом. Це стосується і терміну служби. Типовим значенням стає 10000 циклів перемикання - 10000 позаштатних ситуацій. Зрозуміло, що цифра є недосяжною при розумній експлуатації домашньої мережі. Основним параметром автоматичного вимикача зі сказаного стає номінальний струм. Але при перевищенні значення миттєвого відключення не відбувається.

Робочі характеристики вимикача

Автоматичний вимикач продовжить працювати. І щоб простежити подальший хід подій, потрібно користуватися робочими характеристиками. Наприклад, орієнтуючись на наведені на малюнку. Залежно від кривизни виявляється, що при перевищенні номінального струму на 13% автоматичний вимикач працюватиме пару годин. Іноді подібна інформація виноситься в таблицю характеристик, щоб підкреслити вказаний момент. Це обговорюється окремо, дані безпосередньо впливають на поведінку ланцюга.

Зітріть при виборі на характеристики автоматичних вимикачів:

1. Гранична температура експлуатації. Зрозуміло, що для приміщення рамки вже, а вартість нижча, ніж для застосування в вуличних умовах.
2. Іноді потрібно знати ступінь захисту корпусу по класу IP. Це пояснюється приписами стандартів.
3. Зовнішнє виконання типове. Найчастіше корпус під DIN-рейку, що дозволяє поставити прилад в стандартний розподільний щиток.
4. Часто виробник наводить значення внутрішнього опору приладу. Цей параметр побічно ув'язується з граничною відключає здатністю і номінальною напругою (за законом Ома). Опір показує, скільки активної потужності виділяється всередині корпусу при протіканні струму.
5. Набагато рідше роль відіграє частота напруги. У промисловості часто застосовуються 400 Гц і інші значення. Вимикачі, виготовлені за такими вимогами, не завжди годяться для рядовий квартири.