Автомат электрический это – Автоматические выключатели — устройство, характеристики…

Автоматический выключатель — что это, виды и технические характеристики

С самого начала использования электроцепей на бытовом и промышленном уровне, возникла проблема защиты линий от токовых перегрузок. Это необходимо для сохранения приборов, бытовой техники, всех элементов в цепи от разрушения в случае короткого замыкания, в том числе и самих проводов. При токах, превышающих расчетное сечение проводов, изоляция и токопроводящая структура металла плавятся, чтобы этого избежать, цепь надо немедленно отключить от источника питания. К каждому участку цепи дежурного электрика не приставишь, отключения должны происходить в автоматическом режиме. Было придумано много способов: тепловые реле, биметаллические пластины, плавкие предохранители и другие. Последние приборы, которые сейчас эффективно используются в электросетях, — это автоматические выключатели.

Общие понятия и область применения

Конструктивно это обычное устройство коммутации, переключатель, положение которого можно устанавливать вручную (включено или выключено). Но этот прибор предусматривает автоматическое отключение при превышении номинального тока, проходящего через контакты. Повышенный ток может возникнуть при подключении электроприборов, потребляющих большую мощность, или коротком замыкании в цепи неисправных электропотребителей.

В производственных, жилых, административных зданиях и других сооружениях автоматы устанавливаются в распределительных щитах. Но производители бытовой техники, различного электрооборудования на своих изделиях тоже включают в схему автоматические выключатели, это является дополнительной защитой. Бытует ошибочное мнение, что автоматические выключатели защищают обслуживающий персонал от поражения электрическим током. Для этого в цепи устанавливается УЗО (устройство защиты от прикосновения), конструкция и принципы работы которого требуют отдельного более детального рассмотрения. Обычные автоматы защиты выполняют следующие функции:

• коммутацию, подключение и выключение в ручном режиме;
• автоматическое отключение цепи при токах, превышающих установленное значение;
• практически мгновенное отключение при очень высоких токах короткого замыкания.

Получается, что эти приборы выполняют опции управления и защиты электросети, главная задача — исключить перегрев проводов и плавление изоляции, за которыми следует короткое замыкание. В итоге превышения токовых перегрузок может возникнуть возгорание со всеми вытекающими последствиями.

Виды автоматических выключателей

Все автоматические выключатели можно разделить по конструктивному исполнению и величине пропускаемого тока:

• Воздушные автоматические выключатели — способны пропускать в рабочем режиме токи в тысячи ампер, поэтому используются на промышленных объектах с потреблением большой мощности электроэнергии.

Внешний вид и органы управления, индикации воздушного защитного автомата Hyundai_HiAS

• Автоматы в литом корпусе — имеют широкий диапазон рабочего тока от 16 до 1000 А, поэтому они универсальны, широко применяются на бытовых и промышленных объектах.

Один из примеров автоматического выключателя в литом корпусе

• Модульные автоматы выключения — такие изделия наиболее востребованы на бытовом уровне, используются для защиты электрических цепей в квартирах, частных домах и других объектах хозяйственного назначения, где используется электричество.

Установка модульных автоматов защиты на DIN-рейку

Производители делают изделия одного размера со стандартными креплениями на -рейку, но разные по номиналам рабочего тока: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40 А и более.

Кроме разных величин рабочего тока, автоматические выключатели отличаются количеством полюсов, подключаемых к ним:

• Однополюсные автоматы защищают участок цепи от распределительного щита до потребителя электроэнергии (до розетки или лампочки). Однофазный автомат повышает надежность работы, но не гарантирует полной защиты цепи от фазы из РЩ через нагрузку до нулевой шины в РЩ.

Однополюсный панельный автоматический выключатель

Чтобы повысить надежность защиты участка цепи, надо защитные автоматы устанавливать на оба полюса (на фазный и нулевой провод в распределительном щите).

• Двухполюсный защитный автомат осуществляет полное отключение однофазной цепи (разрывается фазный и нулевой провода).

Схема подключения в цепи защитных автоматов

Такие автоматы применяют в сетях, где подключаются нагревательные электроприборы большой мощности, кухонные плиты, кондиционеры и сплит-системы. Используются в трехфазных сетях, где приборы рассчитаны на напряжение 380 В;

• Трехполюсный электрический автомат устанавливается в трехфазной сети четырехпроводного кабеля. При эксплуатации электроприборов, подключаемых по схеме звезда или треугольник (электродвигатели), фазы проходят через автомат защиты, а нулевой провод минует его. При превышении установленного значения тока или температуры на одной из фаз отключаются все три.
• Четырехполюсный электрический автомат чаще всего используется как вводный автомат для защиты сети, к которой подключен электродвигатель большой мощности по схеме звезда.

Четырехполюсные автоматические выключатели

При аварии на одной из фаз сеть полностью обесточивается, защитные автоматы отключают все четыре провода от источника питания.

Основные технические характеристики

Независимо от марки автоматического выключателя важными для всех являются следующие электрические параметры:

• максимально допустимое и рабочее напряжение;
• максимально допустимый рабочий ток;
• допустимая мощность;
• величина тока отключения расцепителя;
• время срабатывания расцепителя при превышении порогового значения тока;
• предельно допустимая температура проводников;
• время срабатывания автоматического выключателя при достижении пороговой температуры на биметаллической пластине и многие другие параметры, которые важны при выборе автоматического выключателя.

Профессионалы хорошо знают основные технические характеристики защитных автоматов различных моделей, у них не возникает вопросов, как выбрать автоматы защиты. Для потребителей на бытовом уровне, чтобы не вдаваться в сложные графики и физические формулы, достаточно знать перечисленные выше значения и следующую классификацию:

В – автоматический выключатель этой категории срабатывает при превышении номинального значения токов в 3–5 раз. Они эффективны при использовании на объектах со старой проводкой;

С – электрические автоматы этой категории срабатывают при превышении рабочей токовой нагрузки в 5–10 раз, их можно применять в новостройках, где установлена новая проводка с медными проводами;

D – автоматический выключатель с минимальным временным интервалом срабатывания при превышении пороговой температуры и тока. Отключение происходит мгновенно, что надежно защищает от перегорания обмоток электродвигателей.

Конструкция, основные элементы и принцип работы

Все рассмотренные виды автоматов имеют различные размеры, конструктивные особенности, технические характеристики, но принцип работы и основные элементы у них одинаковы. Поэтому рассмотрим, как работает панельный однополюсный электрический автомат.

1. Верхняя клемма, на вход которой подключается провод от источника электроэнергии.
2. Нижняя клемма, к которой подключается провод от нагрузки, розеток, освещения и других электропотребителей.
3. Пластиковый корпус, в котором монтируется вся конструкция автоматического выключателя.
4. Рычаг управления ручного переключения, верхнее положение — «включено», нижнее — «выключено».
5. Механизм взвода передвигает и фиксирует подвижный контакт в замкнутое состояние с неподвижным контактом цепи.
6. Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид, катушка с металлическим сердечником внутри. При протекании тока по проводам обмотки сердечник электромагнитным полем выталкивается из центра катушки. Чем сильнее сила тока, тем с большей силой выталкивается сердечник.
7. Металлический сердечник цилиндрической формы под воздействием электромагнитного поля давит на рычаг расцепительного механизма.
8. Гибкая перемычка обеспечивает контакт фиксированной катушки электромагнитного расцепителя с подвижным контактом, замыкающим цепь.
9. Винт регулирует положение подвижного контакта, для настройки более надежного соединения с неподвижным контактом и расцепления при установленной силе тока.
10. Неподвижный контакт подключен к верхней клемме, обеспечивает упор для подвижного контакта и замыкания цепи во взведенном положении расцепительного механизма.
11. Автоматические отключения контактов происходят при больших токах нагрузки, в таких случаях разрыв цепи всегда сопровождается электрической дугой с искрами, которые гасятся в искрогасительной камере. При отключенной нагрузке в режиме ручного переключения эффект дуги отсутствует.
12. Когда автоматический выключатель крепится на DIN-рейку в распределительных шкафах, верхний паз одевается сразу, а нижний освобождается подвижным фиксатором на пружине. После установки фиксатор отпускают, корпус жестко фиксируется на рейке.
13. После гашения искр при отключении, дым и газы отводятся через газоотводный канал;
14. Тепловой расцепитель дублирует действия электромагнитного сердечника, при повышении допустимой температуры биметаллическая пластина выгибается и толкает рычаг расцепителя. 

Конструкция биметаллической пластины

Чем выше ток, больше температура, тем сильнее изгибается пластина, воздействуя на механизм размыкания контактов.

Основные характеристики автоматических выключателей указываются производителями на корпусе.

Пример, как маркируется панельный автоматический выключатель

Если вам сложно ориентироваться, выбирая автоматы защиты, в терминологии технических характеристик, проконсультируйтесь у продавца или попросите грамотного специалиста помочь выбрать нужный автоматический выключатель. 

Похожие статьи:

domelectrik.ru

устройство и принцип работы, расчет номинала и характеристики

Содержание статьи:

При организации электрической подводки в городские квартиры или частные загородные дома на их входе обязательно обустраивается вводно-распределительное устройство. Эта составляющая системы электроснабжения представляет собой отдельный силовой шкаф с размещенными в нем подводящими кабелями и коммутационным оборудованием. Вводной автомат (ВА) – обязательный конструктивный элемент, без которого невозможно организовать полноценное энергоснабжение квартиры, а также любого другого жилого или нежилого объекта.

Устройство и принцип работы вводного автомата

Вводной автомат ограничивает потребляемую пользователями мощность

Монтируемый в распределительном шкафу входной автомат в первую очередь необходим для ограничения пользователя в потребляемой им полезной мощности. При превышении током величины, задаваемой этим прибором, он будет отключаться и полностью обесточивать квартиру или загородный дом. С учетом этого предназначения и надо рассматривать устройство вводного выключателя, а также принцип его работы и место размещения в пределах шкафа.

Он выполняет и основную свою функцию – отключает обслуживаемую линию при превышении током допустимого значения из-за аварийного перегруза или короткого замыкания. Но в этом своем назначении он используется как вторая ступень групповой защиты. Первым должен сработать линейный прибор, установленный непосредственно в поврежденной цепи.

Подобно всем другим автоматическим выключателям (АВ) монтируемое на входе в дом устройство состоит из следующих обязательных узлов и деталей:

• Корпуса с набором контактных соединителей.
• Исполнительных модулей, обеспечивающих его срабатывание.
• Соединительных шин и элементов крепления в распределительном шкафу.

В любых устройствах этого класса (включая приборы, используемые для ввода) в качестве исполнительных модулей применяются два коммутирующих элемента, называемых расцепителями. Один из них, относящийся к механизмам теплового действия, оформлен в виде биметаллической пластины, а другой – как электромагнитное реле максимального тока. Первый отключающий узел срабатывает при длительном превышении током в защищаемой линии своего номинального значения. Электромагнитный расцепитель вступает в действие при появлении короткого замыкания в данной цепи. Величины токов срабатывания, а также присущие этим приборам временные задержки определяются их времятоковыми характеристиками.

Нередко вводные автоматы перед счетчиком выполняют еще одну функцию, являясь разделительным элементом между алюминиевыми жилами подводящего кабеля и медными проводами электропроводки.

Таким образом он обеспечивает совместимость двух разнородных по структуре металлов, непосредственное соединение которых в виде скрутки, например, недопустимо. Оно чревато окислением обеих проводящих материалов и последующим нарушением контакта. А это приводит обычно к нагреву места соединения и постепенному его разрушению.

Вводный автомат традиционно устанавливается непосредственно перед электросчетчиком, что позволяет учитывать все внутренние потребители, а также регистрировать отсутствие подключения к кабелю питающей линии. Второй случай – когда квартира совсем обесточена и счетчик полностью отключен от электросети.

Основные параметры, учитываемые при выборе

К основным параметрам, принимаемым во внимание при выборе вводного устройства, относятся:

• Номинальный ток и мощность.
• Способ крепления в пределах шкафа.
• Число полюсов, имеющихся у данной модели ВА.

В качестве дополнительных характеристик, помогающих выбрать нужный образец автомата, рассматриваются его времятоковые показатели.

Номинальный ток и мощность

Выбор автомата по мощности

Номинальный ток любого автомата указывается в имеющейся на его корпусе маркировке (С40, например). Цифровой показатель означает ту величину токовой составляющей, при которой данный прибор способен работать, не отключаясь, длительное время.

Значение номинала задается при температуре окружающего воздуха в 30 градусов.

В случае ее снижения этот показатель увеличивается, а при повышении – снижается.

Совместно с номинальным током оценивается мощность, которую может коммутировать этот прибор без угрозы выхода из строя. Для вводных автоматов ее значение составляет не более 5,5 кВт – данный показатель выбирается для однофазной цепи. Значительно больший параметр – до 9,5-16 кВт – допускается при включении прибора в трехфазную сеть.

Изменение мощности ВА

Возможны ситуации, когда вводного автомата на 40 Ампер, установленного при запуске системы в эксплуатацию, недостает для нормальной работы – его все время выбивает. В этом случае можно пригласить электрика и заказать более «мощный» прибор. Но прежде чем установить ВА на 63 Ампера, например, нужно согласовать эту процедуру с управляющей компанией (советом кооператива) и службами «Энергосбыта». Лишь в этом случае ни у кого не возникнет претензий, что данный потребитель отбирает мощность больше чем положено по нормативам и что от этого страдают жильцы других квартир. Такая ситуация возможна из-за общего перегруза и постоянного отключения коллективного ввода в дом.

Для частных хозяйств согласование увеличения трехфазной нагрузки по вводным цепям может оказаться еще более сложным. Все зависит от величины затребованной мощности и возможностей местных подстанций.

Способы крепления

Крепление на дин-рейку

Согласно конструктивным особенностям защитных автоматов допускается несколько вариантов их крепления:

• в большинстве случаев вводный прибор устанавливается на DIN рейку, монтируемую на корпусе распределительного щитка;
• если такая рейка отсутствует, его допускается крепить на специальные винты, имеющиеся в комплекте поставки;
• в старых моделях автоматов предусмотрена возможность установки нескольких однотипных приборов на специальных направляющих стержнях (этот способ сейчас практически не применяется).

Предпочтение обычно отдается первому из этих приемов, как самому простому и удобному в исполнении.

Количество полюсов и времятоковая характеристика

Согласно положениям действующих нормативов (ПУЭ, в частности), по числу одновременно коммутируемых цепей все вводные устройства защиты делятся на следующие виды:

• Двухполюсные приборы.
• 4-х полюсные автоматы.

Первые используются в цепях коммутации однофазного ввода, обеспечивающего жилую квартиру типовым электропитанием 220 Вольт.

Согласно требованиям ПУЭ, устанавливать в шкафу вместо одного двухполюсного два однополюсных вводных автомата категорически запрещается.

Расцепители в этом случае не смогут срабатывать синхронно, что является безопасным условием коммутации силовых линий по входу. Устройства второго типа (с 4-мя полюсами) ставятся в линии трехфазного силового питания напряжением 380 Вольт. Трехполюсные разъединители ставить в таких цепях не допускается (согласно ПУЭ), поскольку в них наряду с фазой обязательно должен коммутироваться ноль.

Под времятоковыми характеристиками понимаются величины токов, при которых вводной автомат отключает конкретную силовую цепь, а также возникающие при этом временные задержки. Эти параметры напрямую увязываются со срабатыванием входящих в состав прибора теплового и электромагнитного расцепителей.

Схема включения вводного автомата

Схема подключения

При подключении вводного автомата важно соблюдать правило, согласно которому общий кабель подводится к верхним клеммам, а отводы делаются обязательно снизу. Чтобы определиться с точками подвода жил силового кабеля, потребуется найти контакты с обозначениями Ф1, Ф2, Ф3 и нулевого провода N. При отсутствии специальной маркировки шины подсоединяются к контактам в порядке возрастания их номера при подсчете слева направо по гребенке. В 4-х полюсном приборе фазными будут первые три по счету, а следующая за ними – земляная. В 2-х полюсном аналоге первая с края слева – фазная, а следующая за ней – ноль.

Место включения любого вводного прибора в общую схему электропитания остается неизменным. Он устанавливается на самом входе питающей цепи до опломбированного электросчетчика. После него допускается ставить устройство защитного отключения второй ступени срабатывания, что повышает качество защиты от удара электрическим током. Дополнительные автоматы и УЗО удобнее установить на общей дин рейке, расположенной в распределительном шкафу рядом со счетчиком.

Установка вводного устройства в трехфазных сетях

Монтаж вводного автомата в трехфазных цепях, применяемых только в частном жилом секторе, осуществляется строго в соответствии с положениями действующих нормативов. Во вводно-распределительном шкафу устанавливается 4-х полюсный прибор на разрешенный для частных хозяйств токовый номинал 63 Ампера. По согласованию со службами «Энеросбыта» эта цифра всегда может быть скорректирована в большую сторону.

После получения разрешения на более мощный вводный автомат пользователю останется только поменять старый прибор на новое изделие, которое гарантирует нормальную работу при значительно возросшей нагрузке.

Расчет вводного автомата для бытовой электросети

Чтобы правильно выбрать вводный автомат по величине тока срабатывания, сначала потребуется учесть ряд факторов, влияющих на конкретное его значение.

• Тип питания на данном объекте (двухфазное или трехфазное).
• Суммарная мощность всех подключенных к линии нагрузок.
• Наличие неучтенных утечек и текущее состояние электропроводки (ее изношенность).

После расчета потребуется поставить токовый ограничитель с вполне определенными параметрами по отсечке. Если расчетное значение этого показателя превышает допустимую норму, придется устанавливать прибор с большим номиналом. Но прежде это решение согласовывается с управляющей компанией (местным кооперативом) и службами «Энергосбыта».

Расчет АВ для квартиры

Расчет прибора для отдельной квартиры базируется на следующих общепринятых правилах:

• Для ввода в такое жилье используются только двухфазные силовые линии 220 Вольт.
• Расчет потребляемого тока производится путем суммирования всех подключаемых к розеткам потребителей плюс мощность включаемых одновременно лампочек (осветителей).
• На полученное значение делается поправка с запасом примерно 10 процентов.

Для каждого индивидуального потребителя или квартиры согласно нормативам отводится строго лимитируемая нагрузка по току (не более 40 Ампер).

С учетом ограничений и поправок проводится расчет и выбор тока отсечки вводного автомата. Если потребуется изменить его значение в большую сторону, это обязательно согласуется с местными энергетическими службами и управляющей компанией.

Расчет автомата для частного дома 380 и 220 Вольт

Правильно рассчитать, какие автоматы ставить в частном доме, удается только при учете следующих моментов:

• Какие нагрузки предполагается использовать в подсобном хозяйстве, и имеется ли среди них оборудование, нуждающееся в трехфазном питании.
• Общее количество этих нагрузок и мощность, потребляемая каждой из них.
• При наличии оборудования 380 Вольт (насосов, отопительных котлов, двигателей и тому подобное) выбирается 4-х полюсный автомат, а в их отсутствие – двухполюсный.

Для трехфазной сети величина допустимого тока через расцепители рассчитывается для каждой фазы отдельно.

Выбор конкретного значения номинала автомата возможен лишь после того, как будет получена точная цифра суммарных мощностей подключаемых к линии из однофазных или трехфазных нагрузок. Определившись с тем, на сколько ампер ставится автомат в дом, переходят к непосредственному монтажу этого важного для системы энергоснабжения прибора.

Правильному расчету и грамотному выбору вводного автоматического устройства придается особое значение по следующим причинам:

• От правильности подбора ВА по току зависит работоспособность системы энергоснабжения жилого объекта (квартиры или частного дома).
• Не будет наблюдаться постоянного его срабатывания при малейших отклонениях в подключаемых нагрузках.
• Хороший по характеристикам и проверенный в работе автомат позволит оперативно отключать квартиру или дом при необходимости.

При соблюдении всех этих условий эксплуатация квартирной электрической сети заметно упростится и не превратится со временем в источник постоянных проблем и недоразумений.

strojdvor.ru

что это такое и где они применяются? / Статьи и обзоры / Элек.ру

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (3). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео. Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1. Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2. Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3. Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4. Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратнойполярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.

www.elec.ru

Что такое электрический автомат? | Строительный блог

На уровне ремонта нам приходится сталкиваться с проводкой в квартире, в этом вам поможет наша рубрика «ЭЛЕКТРИКА». Зачастую обычный рядовой житель не знаете технических терминов в электрике, или что и для чего служит. Зачастую такая непонятная вещь это электрический автомат, для чего он вообще нужен и что это такое? Об этом сегодня я вам расскажу …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

История появлений этих устройств достаточно длинная, примитивные автоматы или пробки появились тогда когда создали первые электрические магистрали. Служили они только одной цели …

Электрический автомат (устаревшее строение «пробка») – устройство которое предназначено для защиты линии от всевозможных перегрузок и коротких замыканий. Также сейчас появляются варианты, которые имеют и тепловую защиту – то есть при нагревании линии (что говорит о высокой нагрузки), срабатывает тепловое реле которое размыкает цепь.

Нужно отметить, что основная функция это защита электрических линий от перегрузок – простыми словами, чтобы ваша линия не сгорела при замыкании, или же при очень высокой нагрузки. Если вы подключите в провод малым сечением мощный потребитель, такой как варочная поверхность, то провод без автомата просто расплавится и сгорит, тем самым спровоцировав пожар! Автомат при увеличенной нагрузки просто отключит цепь, тем самым сохранит и устройство и проводку – он как бы покажет, что устройство не рассчитано для такой линии, нужно переделывать.

Немного про историю развития

Пробка

В прошлом веке примерно до 80 годов, в электрических цепях применялись так называемые «пробки», это было единственное защитное средство от перегрузок. Принцип такого устройства очень прост – это одноразовый предохранитель, который при замыкании перегорал, и его нужно было менять. Однако советские граждане были изобретательны, и вставляли между контактами сгоревшей пробки проводки иногда слишком большого сечения. Такое приспособление могло держать уже большую нагрузку, а поэтому зачастую провоцировали пожары. Устройство было если мягко сказать не идеальным.

Автомат на базе пробки

Далее появляется уже так называемая многоразовая пробка, здесь уже были применены автоматические отключения при замыкании. Устанавливалась она в стандартное гнездо, где до этого была обычная одноразовая модель. Поэтому в считанные года, популярность была обеспечена. Строения также простое — внизу винтовая часть, сверху пластиковая (сделанная зачастую из текстолита) в которой были две кнопки одна большая красного цвета для выключения, малая белая для включения. Выдерживали напряжение в 10 или 16 Ампер.

Современные модели автоматов

Сейчас уже нет старого винтового крепления. Корпус делается плоским (так он занимает меньше места), сзади есть специальные разъемы для крепления на рейки в распределительном шкафу. Нужно отметить, что крепление намного облегчилось. Такие устройства делятся по типам: — одно и двухполюсные. Различие кроется только в том — что однополюсной вариант рассчитан на разрыв «фазной» линии. А вот двухполюсной — разрывает сразу и фазу и ноль. Однако как говорят электрики в квартирах лучше использовать первый вариант (который размыкает фазу), а ноль вывести в объединенную линию, потому как двухполюсной вариант при неисправности может разомкнуть ноль, а вот фаза останется работать, что очень опасно для человека.

Принцип работы также прост – при замыкании автомат автоматически размыкает цепь, при этом выключается клавиша на корпусе (обычно опускается вниз), а в специальном окошечке выводится зеленый квадратик, что говорит о безопасности (аналогично, когда устройство включено выводится красный квадратик — опасность).

Нужно отметить, что сейчас современные конструкции различаются не только по мощности, но и по скорости выключения.

Для квартир мощность может быть: — 5, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 Ампера.

По скорости отключения различаются: — A, B, C, D, E.

Нужно отметить что класс «A» – самые быстрые по срабатыванию, а вот класс «E» — самые медленные.

Для квартир или домов обычно берут класса «B» или «C» они самые распространенные.

Устройство

Хочется представить схему устройства для понимания работы, перед этим корпус пришлось разобрать.

1)      Верхний контакт

2)      Нижний контакт

3)      Тепловой разделитель (обычно сейчас делают из биметалла)

4)      Дугогасительная камера

5)      Электромагнитный разъединитель

6)      Механизм взвода

7)      Накладка из специальной газогенерериющей пластмассы

8)      Подвижный контакт

9)      Неподвижный контакт

10)   Ручка включения – отключения

По производителям

Конечно самые дорогие модели это сделанные в Европе, например в Германии или Италии, таких фирм как – ABB, Legrand. Не отстают от них наши Российские, таких фирм как – ДЭК. Из Китайских производителей стоит выделить – IEK, TDM.

Однако хочется заметить, что выбирать все же нужно качественные модели иначе возможно не срабатывание автоматов, что может привести к пожару или удару электрическим током. Небольшое видео с рекомендациями по выбору.

НА этом заканчиваю, думаю теперь вам стало понятно что это такое, читайте наш строительный блог.

remo-blog.ru

УЗО автомат. Работа и устройство. Подключение и особенности

Продолжаем обзор устройств защитного отключения или УЗО автомат. В этой части рассмотрим работу, устройство, параметры и особенности его подключения.

Устройство и работа

Устройство защитного отключения реагирует на малейшие утечки тока, происходящие за короткий промежуток времени. Это является их существенным отличием от автоматических выключателей, действующих только при коротких замыканиях и чрезмерных нагрузках, имеющих повышенную токовую характеристику работы. УЗО реагирует и срабатывает мгновенно при малейшей токовой утечке.

Любое УЗО автомат играет роль быстродействующего выключателя. Принцип действия УЗО заключается в реагировании датчика тока на изменение дифференциального тока, проходящего в проводниках, по которым подается электроэнергия к потребителю, который защищает это защитное устройство. Датчиком тока является дифференциальный трансформатор, намотанный на тороидальный сердечник.

Для выявления порога срабатывания защиты, имеющей некоторое значение тока, используется магнитоэлектрическое реле, обладающее высокой чувствительностью. Релейные конструкции считаются наиболее надежными. Сегодня становятся популярными электронные модели устройств защиты, в которых порог срабатывания определяет электронная схема.

Но простые релейные устройства являются наиболее надежными. Исполнительное устройство приводится в работу посредством реле. В итоге выполняется разрыв цепи питания.

Такой механизм включает в себя две основные части:

1. Группа контактов, рассчитанная на наибольший ток.
2. Пружинный привод, способный разорвать цепь питания в случае аварии.

Для проверки работоспособности защиты внутри имеется тестовая цепь, которая имитирует утечку тока. Это способствует срабатыванию защиты и позволяет время от времени контролировать ее работоспособность, не прибегая к помощи квалифицированных специалистов из измерительной лаборатории.

Устройство защитного отключения действует по определенной схеме. Рассмотрим работу системы снабжения электроэнергией при отсутствии утечки тока в нормальном режиме. Рабочий ток протекает по трансформатору и наводит магнитные потоки, которые имеют противоположное направление между собой, и одинаковых по размеру, поэтому защита не срабатывает.

При возникновении малейшей утечки баланс токов первичной обмотки нарушается, вследствие чего возникает ток во вторичной обмотке.

С помощью такого тока пороговый датчик срабатывает, а исполнительное устройство обесточивает контрольную цепь.

1 — Дифференциальный трансформатор
2 — Вторичная обмотка
3 — Блок отключения
4 — Электромагнит
5 — Нагрузка (потребитель)
I — Ток утечки

УЗО автомат изготавливают в пластиковом корпусе, обладающем повышенной устойчивостью к горению. На его задней стенке есть специальный паз и защелка для монтажа на DIN-рейку в распределительном щите. Кроме вышеперечисленных элементов, в корпусе имеется дугогасительная камера, которая способна нейтрализовать электрическую дугу. Для удобства подключения электропроводки применяются специальные крепежные зажимы.

Параметры работы УЗО автомат

Чтобы правильно настроить уставку на срабатывание защиты, необходимо знать об опасности, создаваемой переменным током для здоровья человека. Под действием электрического тока может возникнуть фибрилляция сердечной мышцы, в то время, как удары сердца совпадают с частотой напряжения 50 герц. Такой эффект способен вызвать ток величиной от 100 мА.

В связи с этим обстоятельством уставки срабатывания УЗО настраивают с запасом величиной от 10 до 30 мА. Наименьшие значения применяются в комнатах с высокой опасностью. Уставки с более высокими показателями от 300 миллиампер используются в помещениях для защиты от пожара вследствие неисправностей электрической проводки и кабелей питания.

Во время подбора и расчета параметров защиты необходимо учитывать номинальную величину тока, необходимую чувствительность и число полюсов, согласно фаз сети питания. Необходимо также убедиться в степени термоустойчивости устройства защиты, работоспособности отключения и включения, руководствуясь сетевыми расчетными параметрами.

Величина тока по номиналу для устройства защиты должно превышать величину номинального тока электрического автомата в виде автоматического выключателя. Это даст возможность предостеречь УЗО автомат от неисправностей при коротком замыкании в электрической цепи.

Правильное подключение 

Клеммы и контакты на корпусе устройства защиты обозначены соответствующими символами. Маркировка N служит для нулевого проводника, L служит для проводника фазы. Поэтому провода нужно подключать согласно маркировки.

Также, не следует забывать определенное положение выхода и входа. Замена их местами запрещается. Вход расположен вверху устройства защиты. К входу подключается кабель питания, приходящий от вводного автомата. В нижней части устройства защиты находится выход, к которому подключается кабель потребителя нагрузки. В случае ошибочного подключения и путаницы между входом и выходом, могут возникнуть ложные срабатывания УЗО, либо оно совсем не будет функционировать.

Установка УЗО автомат выполняется чаще всего в электрический щит совместно с автоматическими выключателями. В результате, устройства и приборы, подключенные совместно, обеспечат защиту от тока утечки, чрезмерной нагрузки и коротких замыканий. Непосредственно само устройство защитного отключения защищено вводным электрическим автоматом.

Существуют некоторые особенности подключения УЗО для частного дома или квартиры. В больших частных строениях схема подключения устройств защиты имеет свои отличия от квартирной схемы, и специфические особенности. В этом случае подключение приборов выполняется в следующем порядке: автомат ввода – счетчик электроэнергии – УЗО с селективным действием на 100-300 миллиампер – автоматы для отдельных видов нагрузки – УЗО на ток 10-30 миллиампер на отдельные группы нагрузки.

Для квартир с применением однофазной бытовой сети, порядок подключения УЗО имеет свою последовательность: автомат ввода – счетчик расхода электрической энергии – непосредственно устройство защиты с током утечки 30 миллиампер – общая электрическая питающая сеть. Для мощных потребителей нагрузки целесообразно применять отдельные линии кабелей с подключением собственных устройств защиты.

Какое необходимо количество

Разобраться самостоятельно, какое необходимо число устройств защитного отключения, довольно трудно. Если вы решили применить такое устройство в собственном жилом помещении, то лучше всего для такого дела вызвать квалифицированного специалиста.

Грубо можно посчитать следующим образом. Если в вашем владении небольшая однокомнатная квартира, то вполне должно хватить одного устройства защиты. А если ваша квартира большая, состоящая из трех или четырех комнат, то целесообразно будет подключить пять устройств защитного отключения.

Еще следует добавить по одному устройству на:

Плюс ко всему, необходимо добавить еще одно устройство защиты на общий вход в распределительном щите. Это входное устройство подключается с условием, что оно будет срабатывать на ток утечки величиной 300 миллиампер.

Перед подключением УЗО, необходимо все взвесить и проанализировать целесообразность его установки. Если в квартире или доме электропроводка старая, то УЗО автомат будет без всякой причины постоянно срабатывать и обесточивать сеть, так как качество старой изоляции низкое. Это будет особенно проявляться при большой нагруженности сети.

В таких случаях целесообразно применять специальные розетки, в которых уже встроены миниатюрные УЗО. Их устанавливают чаще всего в местах с предполагаемой утечкой тока.

Во время ремонтных работ в квартире, при замене электрической проводки с простой схемой целесообразно подключить только дифференциальный автомат. Если в вашем доме сложная разветвленная сеть, то рекомендуется использовать несколько отдельных УЗО с автоматами на отдельные группы потребителей. Если отдельная сеть малой мощности потребления, то можно обойтись без дифавтомата, установив только одно УЗО.

В современных квартирах все больше становится бытовых электрических устройств. Вследствие этого возрастает вероятность тока утечки, который часто становится причиной несчастных случаев поражения человека током. Непосредственно ток утечки имеет незначительную величину, и вряд ли сможет привести к смерти человека, однако он доставляет немало неприятностей для его здоровья. Поэтому нельзя пренебрегать установкой УЗО в своей квартире или доме.

Похожие темы:

electrosam.ru

Виды автоматических выключателей - ElectrikTop.ru

При возникновении аварийной ситуации в электрической сети – короткого замыкания, пожара или поражения человека током, она должна быть немедленно обесточена. Ранее эту функцию выполняли плавкие предохранители. Их основным недостатком является то, что они отключают только одну, и чаще всего только фазную, линию.

А по сегодняшним правилам эксплуатации электроустановок необходим полный разрыв. Кроме того, действуют они недостаточно быстро и после срабатывания подлежат замене. Этих недостатков лишены автоматические предохранители и выключатели.

Типы и виды автоматических выключателей

Семейство электротехнических устройств, которые в повседневном употреблении нередко называют «электрический автомат», очень разнообразно. Если будет позволено такое сравнение, оно состоит из нескольких кланов, различающихся по типу воздействия, на которое они реагируют, а также по конструктивному исполнению.

В зависимости от этого они используются для защиты всей электрической сети в целом, отдельных цепей и устройств, или человека. Есть и внутриклановое деление. Например, по скорости срабатывания.

Типы автоматических выключателей по виду воздействия:

• Срабатывание от сверхтоков (короткое замыкание) и нагрева. Самый распространенный тип. Применяются для защиты всей схемы электроснабжения (вводные автоматы) или отдельных устройств.
• Реагирование на дифференциальный ток. Это так называемые УЗО – устройства защитного отключения, применяющиеся для предотвращения поражения человека электрическим током.
• Тепловые реле. Используются в электрических приводах для защиты электродвигателей от перегрузок.

Различия по конструктивному исполнению:

• Серия АП. Так называемые апэшки – большие черные коробки из электротехнического пластика с двумя кнопками: ВКЛ (белая) и ВЫКЛ (красная). Реагируют на тепло и сверхтоки. Обычно используются в трехфазных сетях для защиты отдельных устройств. Надежная массивная конструкция, считающаяся устаревшей.
• Серия ВА. Современное малогабаритное устройство с рычагом включения-выключения, расположенным горизонтально.
• Автоматические предохранители. Заменили так называемые пробки с резьбовым цоколем Эдисона Е14. Так же устаревшая, но еще широко применяющаяся в бытовых электрических сетях конструкция.

В зависимости от количества точек подключения, которые называют полюсами, выключатели бывают одно-, двух-, трех— и четырехполюсными.

Однополюсные коммутируют только одну линию, обычно фазную. Их используют в малонагруженных электрических цепях. Например, осветительных. Их второе название «модульные автоматические выключатели», поскольку их обычно собирают в пакет (на одну DIN-рейку несколько) и размещают в распределительном щите, по соседству с общей нулевой шиной. К ним же можно отнести и автоматические предохранители, входом которых является центральный контакт, а выходом – кольцо с резьбой.

Двухполюсные используются в однофазных сетях для защиты всей электрической схемы, тогда их называют вводными, или одного устройства.

Трех— и четырехполюсные устройства применяются для работы в трехфазных сетях, в которых может быть три (в случае глухозаземленной нейтрали) или четыре проводника.

Устройство автоматических выключателей

Принцип устройства коммутаторов, реагирующих на сверхтоки и перегрев, одинаково как для устройств типа АП, ВА или автоматических предохранителей. Выключатели типа ВА имеют клеммы с винтовым зажимом. К входной подключен подвижный контакт, который системой рычагов и пружин связан с рычагом управления.

Во включенном состоянии у него есть электрический контакт с электромагнитным расцепителем – соленоидом с подвижным сердечником-штоком. Проводник на его выходе соединен с еще одним элементом управления – биметаллической пластиной, упирающейся в шток. Дополнительным элементом устройства является дугогасительная камера – пакет пластин из электротехнического фибролита.

Расцепитель рассчитан на срабатывание при прохождении через его катушку тока определенного номинала. При достижении этого значения соленоид выталкивает шток и размыкает контакт. Обратите внимание, что биметаллическая пластина подключена к выходной клемме. Поэтому есть существенная разница в том, как поставить автоматический выключатель. Перевернутый вверх ногами, он перестает реагировать на короткое замыкание из-за дополнительного сопротивления пластины.

Автоматы дифференциального тока

Они называются УЗО – устройства защитного отключения. Внешне очень похожи на автоматы ВА, отличаясь только кнопкой «Тест». Принципиальные различия в устройстве электромагнитного расцепителя. Он построен на основе дифференциального трансформатора.

Его первичная обмотка составлена из двух катушек, к которым подключены фазный и нулевой провод. Вторичная обмотка соединена соленоидом. В обычном состоянии токи в фазном и нейтральном проводниках равны по величине, но противоположны по фазе. Они компенсируют друг друга, и в первичной обмотке не наводится электромагнитного поля.

При частичном пробое изоляции и соединении фазной линии с заземляющим контуром, баланс нарушается, в первичной обмотке возникает магнитный поток, порождающий электрический ток во вторичной. Соленоид срабатывает и размыкает контакт.

Так происходит если, например, человек берет рукой электроприбор, корпус которого замкнуло на фазу. Эти приборы не защищают ни от короткого замыкания, ни от перегрева, поэтому их ставят последовательно с автоматами ВА. И обязательно после них. Про правильное подключение читайте тут.

Дифференциальные выключатели

Их еще называют автоматическими выключателями дифференциального тока – аббревиатура АВДТ. В них совмещен автомат ВА и УЗО. Их применение упрощает электрическую схему и ее монтаж – вместо двух приборов можно поставить один.

Отличить АВДТ от УЗО можно по схематическому изображению на лицевой панели, что не всегда возможно из-за недостаточной технической грамотности, или по литере перед цифрой номинала и его величине. Подробнее об этом здесь.

На устройстве защитного отключения может быть написано, например, I_n 16A и I_∆n 10 mA. Первое значение – номинальный ток цепи, в котором может работать устройство. Обратите внимание, что перед ним нет буквенной литеры. Второе – ток срабатывания, он никогда не превышает единицы ампер. АВДТ маркируется иначе: C16 10 mA. Литера С – это времятоковая характеристика.

Времятоковые характеристики автоматических выключателей

В зависимости от конструкции соленоида электромагнитного расцепителя автоматический выключатель может срабатывать с разной скоростью. Это и называется времятоковой характеристикой. Основными из них являются:

• А – максимально быстрое срабатывание. Необходимо для защиты чувствительных к качеству электричества полупроводниковых схем. Прибор может работать только в паре со стабилизатором компенсационного типа. Дома лучше не использовать, поскольку стандарты качества для бытовых сетей невысокие, он будет постоянно срабатывать.
• В – чувствительность повышенная, но время срабатывания снижено. Можно применять для защиты схем электропитания локальных вычислительных сетей.
• С – самый распространенный тип прибора, использующийся в быту. Удовлетворительная чувствительность и средняя скорость срабатывания.
• В – промышленный вариант с пониженной чувствительностью. Используется в сетях с большими амплитудами перепадов напряжения. Например, подключенных к тяговым подстанциям электротранспорта.

Автоматические выключатели – важный элемент электрической цепи. Эксплуатация электроустановок без них может привести техногенной катастрофе локального характера и несет угрозу жизни для обслуживающего персонала.

electriktop.ru

Виды автоматов электрических по току. Типы и виды автоматических выключателей и их характеристики

Автоматические выключатели в настоящее время применяются везде, где используется электричество, и предназначены для разрыва цепи, если сила тока в ней превысила допустимую величину. Таким образом, они защищают электропроводку от перегрева, а помещения от возникновения пожаров при коротких замыканиях и перегрузках.

Каждый автоматический выключатель имеет определенные технические характеристики: величина номинального тока, класс автомата, его отключающая способность и токоограничение. Данные характеристики используются для подбора автоматов применительно к назначению электрической сети и условиям ее эксплуатации.

Номинальный ток 1п - это максимальная величина тока, которую автоматический выключатель может проводить бесконечно долго без потери работоспособности и без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.

Превышение номинального тока на определенную величину приводит к размыканию контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. Согласно стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Однако разрыв контактов автомата происходит не сразу после превышения указанного номинального значения тока. Скорость срабатывания зависит от того, как быстро нарастает ток. Если он резко возрастает до величины, в несколько раз превосходящей номинальное значение, то защита реагирует практически мгновенно. А вот при полуторократном превышении номинала срабатывание может произойти и через час Это допускается с учетом запаса прочности электропроводки. Первая ситуация, как правило, связана с конкретным пробоем изоляции и коротким замыканием.

Вторая возникает при подключении слишком мощных потребителей и перегрузке сети.

Класс автоматического выключателя (В, С и D) - время-токовая характеристика, устанавливаемая в зависимости от чувствительности к сверхтокам. В устройствах класса В электромагнитный расцепитель мгновенно срабатывает в диапазоне от 3 до 5 класса С - в диапазоне от 5 до 10 1п, класса D - в диапазоне от 10 до 50 1п. Таким образом, автомат на 25 А класса В сработает при достижении величины тока короткого замыкания 75-125 А, а класса С - при 125-250 А. Для защиты бытовой электропроводки применяют в основном автоматы класса В и С. Автоматы класса D, срабатывающие при токах от 10 до 20 номиналов, применять для защиты электропроводки жилых помещений крайне нежелательно.

Отключающая способность автоматического выключателя определяет максимальный ток, при котором прибор еще способен разомкнуть контакты без потери работоспособности (без их сплавления). У разных моделей она колеблется в пределах 3000-10000 А. По европейским стандартам автоматы для бытовых сетей должны быть рассчитаны на ток не менее 6000 А. Однако на практике ток короткого замыкания редко превышает 1000 А, поэтому вполне достаточно прибора с характеристикой в 4000 А, хотя на вводе рекомендуется устанавливать автомат с отключающей способностью не менее 6000 А Токоограничение - это характеристика, указывающая на скорость срабатывания автоматического выключателя до полного отключения защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимального значения. Класс токоограничения определяется временем с момента начала размыкания контактов выключателя до момента полного гашения электрической дуги. Существует три класса токоограничения. Время гашения дуги автомата 3-го класса токоограничения (самого высокого) составляет 2,5-6 мс, 2-го класса - 6-10 мс, 1-го класса - более 10 мс. Эта характеристика имеет большое практическое значение, так как при быстром отключении увеличивается срок эксплуатации проводки, поскольку ее изоляция меньше подвергается повышенному нагреву и электродинамическим нагрузкам, возникающим при коротких замыканиях. Соответственно снижается и риск возникновения пожароопасных ситуаций. Класс токоограничения указывается, как правило, в черном квадрате под значением отключающей способности или на боковой стороне корпуса. В маркировке автоматов 1-го класса эта характеристика отсутствует, на что следует обратить внимание при выборе устройства.

Пусковой ток - это ток, который кратковременно возникает в цепи при включении электроприбора. Он может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт создается пусковой ток в 10-12 раз больше рабочего. Это значит, что в течение нескольких секунд в цепи лампочки будет проходить ток не 0,27 А, а 2,7-33 А.

Современные автоматические выключатели оснащены и тепловым, и электромагнитным расщепителями. Это позволяет гарантированно защитить электрическую цепь при любой аварийной ситуации.

В случае возрастания тока до трех номиналов срабатывает тепловая защита. В силу своей некоторой инерционности она не реагирует на кратковременные скачки тока, что позволяет избежать ложных срабатываний из-за возникновения пусковых токов. Электромагнитный расщепитель обладает мгновенным действием. Он представляет собой катушку с подвижным сердечником. Быстрорастущий ток создает сильное магнитное поле, втягивающее сердечник, что обеспечивает разрыв цепи. При сверхтоках (короткое замыкание) контакт разрывается почти мгновенно. При этом электрическая дуга, возникающая между контактами при расцеплении, гасится в специальной камере.

Таким образом, т

skupaem-auto.ru