Для захисту побутових електричних ланцюгів зазвичай використовуються автоматичні вимикачі модульної конструкції. Компактність, легкість монтажу і заміни, в разі необхідності, пояснює їх широке поширення.
Зовні такий автомат являє собою корпус з термостійкої пластмаси. На лицьовій поверхні розташована рукоятка включення і виключення, ззаду - фіксатор-засувка для кріплення на DIN-рейці, а зверху і знизу - гвинтові клеми. У цій статті розглянемо принцип роботи автоматичного вимикача.
У режимі штатної роботи через автомат протікає струм, менший або рівний номінальному значенню. Напругу живлення від зовнішньої мережі подається на верхню клему, з'єднану з нерухомим контактом. З нерухомого контакту струм надходить на замкнутий з ним рухливий контакт, а від нього, через гнучкий мідний провідник - на котушку соленоїда. Після соленоїда струм подається на теплової расцепитель і вже після нього - на нижню клему, з підключеною до неї мережею навантаження.
В аварійних режимах автоматичний вимикач відключає захищається ланцюг за рахунок спрацьовування механізму вільного розчеплення, що приводиться в дію тепловим або електромагнітним расцепителем. Причиною такого спрацьовування є перевантаження або коротке замикання.
Тепловий расцепитель - це биметаллическая пластина, що складається з двох шарів сплавів з різними коефіцієнтами термічного розширення. При проходженні електричного струму пластина нагрівається і згинається в бік шару з меншим коефіцієнтом термічного розширення. При перевищенні заданого значення сили струму, вигин пластини досягає величини, достатньої для приведення в дію механізму розчеплення, і ланцюг розмикається, відсікаючи захищається навантаження.
Електромагнітний расцепитель складається з соленоїда з рухомим сталевим сердечником, утримуваним пружиною. При перевищенні заданого значення струму, за законом електромагнітної індукції в котушці наводиться електромагнітне поле, під дією якого сердечник втягується всередину котушки соленоїда, долаючи опір пружини, і викликає спрацьовування механізму розчеплення. У нормальному режимі роботи в котушці також наводиться магнітне поле, але його сили недостатньо, щоб подолати опір пружини і втягнути сердечник.
Як працює автомат в режимі перевантаження
Режим перевантаження виникає, коли струм в підключеної до автомата ланцюга перевищує номінальне значення, на яке розрахований автоматичний вимикач . При цьому підвищений струм, що проходить через тепловий расцепитель, викликає підвищення температури біметалічної пластини і, відповідно, збільшення її вигину аж до спрацьовування механізму розчеплення. Автомат відключається і розмикає ланцюг.
Спрацьовування теплового захисту не відбувається миттєво, оскільки на розігрів біметалічної пластини буде потрібно якийсь час. Цей час може варіюватися в залежності від величини перевищення номінального значення струму від декількох секунд до години.
Така затримка дозволяє уникнути відключення живлення при випадкових і нетривалих підвищеннях струму в ланцюзі (наприклад, при включенні електродвигунів які мають великі пускові струми).
Мінімальне значення струму, при якому повинен спрацювати теплової расцепитель, встановлюється за допомогою регулювального гвинта на заводі-виробнику. Зазвичай це значення в 1,13-1,45 разів перевищує номінал, зазначений на маркуванні автомата .
На величину струму, при якому спрацює тепловий захист, впливає і температура навколишнього середовища. У жаркому приміщенні биметаллическая пластина прогріється і зігнеться до спрацьовування при меншому струмі. А в приміщеннях з низькими температурами струм, при якому спрацює тепловий расцепитель, може виявитися вище допустимого.
Причиною перевантаження мережі є підключення до неї споживачів, сумарна потужність яких перевищує розрахункову потужність мережі, що захищається. Одночасне включення різних видів потужної побутової техніки (кондиціонер, електрична плита, пральна і посудомийна машина, праска, електрочайник і т.д.) - цілком може привести до спрацьовування теплового розчеплювача.
В цьому випадку визначитеся, які з споживачів можна відключити. І не поспішайте знову включати автомат. Ви все одно не зможете звести його в робоче положення, поки він не охолоне, а биметаллическая пластина расцепителя не повернеться в свій початковий стан. Тепер ви знаєте як працює автоматичний вимикач при перевантаженнях
Як працює автомат в режимі короткого замикання
У разі короткого замикання принцип роботи автоматичного вимикача інший. При короткому замиканні струм в ланцюзі різко і багаторазово зростає до значень, здатних розплавити проводку, а точніше ізоляцію електропроводки. Для того щоб запобігти такому розвитку подій необхідно миттєво розірвати ланцюг. Електромагнітний расцепитель саме так і спрацьовує.
Електромагнітний расцепитель є котушку соленоїда, всередині якої розташований сталевий сердечник, утримуваний у фіксованому положенні пружиною.
Багаторазове зростання струму в обмотці соленоїда, що відбувається при короткому замиканні в ланцюзі, призводить до пропорційного збільшення магнітного потоку, під дією якого сердечник втягується в котушку соленоїда, долаючи опір пружини, і натискає на спусковий планку механізму розчеплення. Силові контакти автомата розмикаються, перериваючи харчування аварійної ділянки ланцюга.
Таким чином, спрацьовування електромагнітного розчеплювача захищає від загоряння і руйнування електропроводку, який замкнув електроприлад і сам автомат. Час його спрацьовування складає близько 0,02 секунди, і електропроводка не встигає розігрітися до небезпечних температур.
У момент розмикання силових контактів автомата, коли по ним проходить великий струм, між ними виникає електрична дуга, температура якої може досягати 3000 градусів.
Щоб захистити контакти і інші деталі автомата від руйнівного впливу цієї дуги, в конструкції автомата передбачена дугогасильні камери. Дугогасильні камери являє собою грати з набору металевих пластин, які ізольовані один від одного.
Дуга виникає в місці розмикання контакту, а потім один її кінець рухається разом з рухомим контактом, а другий ковзає спочатку по нерухомому контакту, а потім по з'єднаному з ним провідникові, який веде до задньої стінки дугогасильні камери.
Там вона ділиться (дробиться) на пластинах дугогасильні камери, слабшає і гасне. У нижній частині автомата передбачені спеціальні отвори для відводу газів, що утворюються при горінні дуги.
У разі відключення автомата при спрацьовуванні електромагнітного розчеплювача, ви не зможете користуватися електрикою до тих пір поки не знайдете і не усунете причину короткого замикання. Найімовірніше причина в несправності одного з споживачів.
Вимкніть всі споживачі і спробуйте включити автомат. Якщо вам це вдалося і автомат не вибиває, значить, дійсно - винен один з споживачів і вам залишилося з'ясувати який саме. Якщо ж автомат і з відключеними споживачами знову вибиває, значить все набагато складніше, і ми маємо справу з пробоєм ізоляції проводки. Доведеться шукати, де це сталося.
Ось такий принцип роботи автоматичного вимикача в умовах різних аварійних ситуацій.
Якщо відключення автоматичного вимикача стало для вас постійною проблемою, не намагайтеся вирішити її установкою автомата з великим номінальним струмом.
Автомати встановлюються з урахуванням перетину вашої проводки, і, отже, більший струм у вашій мережі просто не допускається. Знайти рішення проблеми можна тільки після повного обстеження системи електропостачання вашого житла професіоналами.
Схожі матеріали на сайті:
