У цій статті ми хочемо розповісти про основні властивості модульних автоматичних вимикачів.
Модульні автоматичні вимикачі, або як прийнято їх називати, автомати, виробляються на одному з заводів АББ, який розташований в м Хайдельберг, Німеччина (рис. 1).
В Україні мініатюрні модульні автоматичні вимикачі поставляються з Німеччини. Купуючи обладнання у офіційних партнерів АББ в Україні Ваи і Ваші партнери застраховані від придбання неякісної продукції.
Для зручності ми розбили цю статтю на чотири глави:
Глава 1. Функції автоматичного вимикача. Основні компоненти автоматичного вимикача. Які функції виконуються тими чи іншими компонентами. Що відбувається під час короткого замикання.
Основні компоненти автоматичного вимикача.
До автоматичного вимикача (рис.2) ставляться такі вимоги:
По-перше, автоматичний вимикач повинен відключати струм перевантаження, але тільки тоді, коли струм і, відповідно, температура перевищує ліміт. Слід пам'ятати, що час спрацьовування при не великих перевантаженнях більше, ніж при значних перевантаженнях.
По-друге, коротке замикання має бути відключено негайно. Енергія, що передається через провідник при к.з., на стільки велика, що для запобігання пошкодження обладнання, яке підлягає, необхідно негайно розірвати ланцюг. Під устаткуванням, яке захищається, ми розуміємо не тільки споживачі, але і провідник, заміна якого може вилитися в значні капітальні витрати і масу незручностей для користувача.
По-третє, після зниження навантаження до розумних меж або усунення причини короткого замикання, електроустановка повинна бути знову готова до включення і експлуатації.
На малюнку 3 показана блок-схема автоматичного вимикача, з контактом, розмикальним ланцюг при короткому замиканні. Зліва розташований біметалічний елемент, який визначає перевантаження. Справа знаходиться електромагнітна котушка, для визначення короткого замикання. Обидва чутливих елемента механічно з'єднані з механізмом перемикання, який розмикає контакти і розриває ланцюг. 
Основні функціональні компоненти, необхідні для функціонування автоматичного вимикача, показані на рис. 4.
- Біметал (теплової расцепитель) для відключення перевантаження.
- Важіль для ручного управління.
- Електромагнітна котушка (миттєвий расцепитель) для відключення при короткому замиканні.
- Механізм расцепителя з силовими контактами, що дозволяють розмикати і замикати ланцюг.
- Система гасіння електричної дуги для зменшення питомої попускати енергії I2t і запобігання можливого пошкодження установки.
В автоматичних вимикачах АББ відключення по перевантаженню, відбувається за допомогою біметалічної пластини (рис. 5) або теплового розчеплювача. Біметалічна пластина складається з двох металевих смуг з різними коефіцієнтами температурного розширення. Смужки пов'язані один з одним по всій довжині за допомогою клепки, пайки або зварювання.
Біметалічна пластина згинається при нагріванні, наприклад, при проходженні електричного струму (рис.6). У разі електричного нагріву, амплітуда вигину біметалічної пластини залежить від величини струму і тривалості його впливу.
Після того, як вигин пластини досягає встановлену величину, вона пускає в хід механізм розчеплення та розмикає ланцюг.
У деяких випадках, крім застосування в автоматичних вимикачах, отклоняющаяся биметаллическая пластина безпосередньо розмикає контакт. Однак в автоматичному вимикачі, біметалічна пластина тільки передає сигнал на механізм перемикання, який потім розмикає контакти. Перевагою такої схеми є те, що характеристики теплового розчеплювача можуть залежати як від конструкції механізму, так і від форми біметалу. Як правило, біметалічна пластина нагрівається безпосередньо струмом навантаження, але у випадку з автоматичними вимикачами з низьким номінальним струмом, нагрів биметалла повинен забезпечуватися додатковою нагрівальної обмоткою в ланцюзі струму навантаження. Це важливо для отримання достатньої кількості теплової енергії, необхідної для відключення автомата за заданий проміжок часу.
Можна сказати, що вигин біметалічної пластини залежить як від величини струму, так і від тривалості його впливу. 
Важіль управління - це пристрій для перемикання автоматичного вимикача вручну, яке використовується для замикання і розмикання контактів без спрацьовування расцепителей. Його основним завданням є відключення і повторне включення, коли це потрібно, наприклад, при обслуговуванні розподільного пристрою або споживачів. Чим даний пристрій відрізняється від вимикачів, якими ми користуємося, щоб включити світло? Різниця полягає в наявності механізму вільного відключення - системи, яка запобігає повторне включення ланцюга при наявності аварії. Іншими словами, якщо спробувати звести важіль спрацював по аварії автоматичного вимикача, механізм перемикання на це не відреагує.
Третім елементом всередині автоматичного вимикача є електромагнітний расцепитель, який по суті є котушкою в контурі струму навантаження (рис. 8).
У котушці є два сердечника з м'якого металу. Перший прикріплений до нижньої частини котушки, а другий є рухомим і механічно з'єднаний з механізмом перемикання. Між двома сердечниками є поворотна пружина, яка створює механічну силу, протилежну електромагнітної силі стягування. Вона задає точку відключення і переміщує електромагнітний расцепитель назад в робоче положення. Таким чином, якщо сила струму перевищує задане значення, рухливий сердечник рухається на зустріч пружині і приводить в дію механізм відключення. Таке функціонування може розглядатися як класичний метод електромагнітного відключення.
Щоб відключити струм короткого замикання, необхідно якомога швидше розімкнути контакти. Відключення ланцюга механізмом перемикання має високий ступінь інерції, оскільки при цьому задіяні механічні елементи з пружинами і грузиками, що робить затримку відключення неприйнятно великий. Компанією АББ STOTZ-KONTAKT було запропоновано зробити обхід механізму перемикання за допомогою так званого расцепителя молоточкового типу. Відключення механізму перемикання повинно виконуватися паралельно з приведенням механізму в стійкий стан «вимкнено» і підготовкою механізму перемикання до повторного замикання ланцюга. Расцепитель молоточкового типу є важливим елементом для обмеження струмів короткого замикання.
Щоб ще більше скоротити час затримки відключення, що виникає між контактами дуга повинна бути погашена якомога швидше. Для цього автоматичні вимикачі АББ забезпечуються системою гасіння дуги, що складається з пускової камери згоряння з металевими пластинами і дугогасильні камери. Магнітні сили і перепади тиску направляють дугу в дугогасительную камеру. Чим довше дуга, тим вище її напруга. Це дозволяє обмежувати струм короткого замикання. Коли дуга досягає камери, вона поділяється. Мінімальна напруга дуги складає 30В. Дугогасильні камери забезпечена 11 металевими пластинами. Ці пластини поділяють дугу на 10 менших дуг і напруги 220 В вже не достатньо для підтримки горіння і дуги гаснуть. Цей спосіб гасіння дуги гарантує швидке і безпечне розмикання дуги. 
Подивимося на внутрішній устрій реального автоматичного вимикача АББ (рис. 11а і 11б). Як ми раніше говорили, автоматичний вимикач складається з:
- Біметалічне пристрій захисту від перевантаження.
- Важіль управління.
- Електромагнітний миттєвий расцепитель.
- Механізм перемикання.
- Система гасіння дуги.
Щоб продемонструвати, як працює струмообмежувальним автомат, інженери АББ, в своїй лабораторії, провели експеримент. Автоматичний вимикач, з віддаленої стінкою, був встановлений за склом. Після цього співробітники АББ викликали коротке замикання і за допомогою високошвидкісної відеокамери зафіксували всі етапи відключення (рис 12а, б, в, г, д, е).
На малюнку 12а, показано, що расцепитель молоточкового типу починає розводити контакти, але як видно на зображенні, розмикання контакту не призводить до переривання ланцюга. Створена дуга також видно між рухливими і не рухомими контактами. На малюнку 12б контакт майже повністю розімкнути і як і раніше видно дуга між рухомою і не рухомий частиною. Дуга створює іонізовані гази. Це сильно стисле повітря в якому міститися метали контактного матеріалу рухомих і не рухомих контактів. Дуга розширюється від розімкнутих контактів в напрямку дугогасильні камери. Це перший обмежуючий фактор, оскільки, чим довше дуга, тим вище її напруга. Через 1,5 мс (рис 12в) дуга залишає контакти і знаходиться в дугогасительной камері, де вона розпадається на менші дуги. Через 2 мс (рис. 12г) дуга в дугогасительной камері. Металеві пластини поділяють дугу. Відбувається фізичний процес, який називається анодним і катодним падінням напруги, при цьому напруга падає, приблизно на 30В. Для поділу на 9 дуг і створення напруги 270 В в дугогасительной камері повинно бути щонайменше 10 пластин. Через 2,5 мс (рис. 12 д) велика дуга повністю розділилася на менші дуги. У цій точці напруга дуги перевищує максимально можливе напруга живлення і ланцюг остаточно відключається. На малюнку 12е пройшло 3мс. Вся операція завершена і несправна ланцюг безпечно відключена. Нижче наводимо коротке відео, яке демонструє гасіння дуги в дугогасительной камері:
Get the Flash Player
to see this player.
url = / files / voltline / flash / test_type_i_vid_o_rapide_.flv iurl = / files / voltline / image / 3_duga_v_avtomate_abb.jpg width = 600 height = 400 loop = false play = false downloadable = false fullscreen = true displayNavigation = true displayDigits = true align = left dispPlaylist = none playlistThumbs = false
Чим даний пристрій відрізняється від вимикачів, якими ми користуємося, щоб включити світло?