Автомат электропитания: Автоматические выключатели купить в интрнет-магазине Электродус

Устройство и принцип работы УЗО

Автоматы защиты в электрических цепях представляют собой устройства, автоматически выключающие электропитание путём размыкания контактов. Контакты размыкаются при коротком замыкании, превышении токовой нагрузки сверх расчётной и при появлении ненормированных токов утечки в сети. Автоматы защиты служат также в качестве выключателя для ручного размыкания сети.
В свою очередь, автоматы защиты делятся на следующие группы:

В последнее время появились также комбинированные приборы, совмещающие автомат защиты и УЗО, так называемые диффавтоматы.

В данной статье мы рассмотрим автоматы защиты, особенности их устройства, выбора и монтажа.

разнополюсные автоматические выключатели

• 2.Для размыкания контактов достаточно отодвинуть защёлку, и пружина размыкания, прикреплённая к размыкающему контакту (контактам), разомкнёт цепь. Возникающая при размыкании контактов электрическая дуга гасится специальным устройством гашения. Защёлка отодвигается для размыкания, во-первых, соленоидом, включённым в цепь последовательно при определённом

камера автоматического выключателя

значении протекающего через него тока, и, во-вторых, биметаллической пластиной, тоже включённой последовательно, изгибающейся при нагреве и сдвигающей защёлку для размыкания. Можно так же разомкнуть контакты вручную, нажав на кнопку, которая механически связана с защёлкой.Сверху и снизу расположены контакты (клеммы) для соединения с проводами. Крепится устройство защёлкиванием на так называемой DIN — рейка (DIN – Дойче Индустри Нормен – немецкие стандарты промышленности) DIN – рейка оснащаются входные щитки электросетей, в эти щитки также устанавливаются электросчётчики. Ставится автомат на DIN-рейку простым защёлкиванием, а для снятия необходимо отвёрткой сдвинуть специальную рамку фиксации.

дин-рейка для крепления автоматов защиты

Автомат защиты, защищает электросеть и приборы, подключённые после него.
При коротком замыкании сила тока, протекающего через соленоид, многократно увеличивается, соленоид втягивает сердечник, соединённый с защёлкой и цепь размыкается. Если же токовая нагрузка увеличивается (до срабатывания соленоида) и это вызывает сверхнормативный нагрев проводов, срабатывает биметаллическая пластина. При этом если время срабатывания соленоида составляет около 0,2 сек., то время срабатывания биметаллической пластины – около 4 сек.

автомат защиты

Номинальный ток и ток мгновенного расцепления автомата. Выбор автомата защиты

Основной характеристикой при выборе автомата является номинальный ток, который указывается на маркировке автоматов. Чтобы понять его смысл, нужно знать, что любая электросеть состоит из так называемых групп, каждая группа образует независимую «петлю», все петли подключены к входным проводам параллельно, то есть независимо. Это делается, во-первых, для повышения надёжности работы электросети и уменьшения возможности перегрузок, во-вторых, с помощью групп все токовые нагрузки выравниваются и приводятся к некоторым стандартным значениям, что позволяет экономить на проводах – для каждой группы выбирается своё сечение проводов.
Как правило, одну группу составляют приборы освещения, другую – розетки, третью энергопотребляющие электроплиты, стиральные машины и т.д. По каждой группе при проектировании сети электроснабжения определяется номинальный ток, исходя из которого, рассчитывается поперечное сечение проводов. Нужно заметить, что номинальный ток группы потребителей рассчитывается не простым суммированием мощностей потребителей, а с учётом вероятности одновременного включения нескольких потребителей в сеть. Для этого вводится так называемый коэффициент вероятности, рассчитываемый по специальной методике.

схема подклюючения автоматов защиты

Исходя из расчётных номинальных токов каждой группы потребителей, рассчитывается необходимое сечение проводов, и выбираются автоматы защиты (на каждую группу ставится свой автомат). Выбираются автоматы таким образом, что по известному номинальному току группы выбирается автомат с ближайшим в большую сторону значением номинального тока. Например, при номинальном токе группы 15А, выбираем автомат со значением номинального тока 16А.

номинал автоматических выключателей

Нужно понимать, что автомат защиты срабатывает не при небольшом превышении номинального тока, а при токе в сети, в несколько раз превышающем номинальный. Этот ток называется – ток мгновенного расцепления (в отличие от тока срабатывания биметаллической пластины) автомата защиты. Это второй параметр, который нужно учитывать при выборе автомата. По величине тока мгновенного расцепления, вернее по его отношению к номинальному току, автоматы делятся на три группы, обозначаемые латинскими буквами В; С; и D. (В Европейском Союзе выпускаются автоматы и класса А.) Что означают эти буквы?

Автоматы класса В рассчитаны на мгновенное расцепление при токе выше 3-х и до 5-ти номинальных токов.
Класс С соответственно выше 5-ти и до 10-ти номинальных токов.
Класс D – выше 10-ти и до 20-ти номинальных токов.

классификация автоматических выключателей

Для чего введены эти классы?

Дело в том, что существует такое понятие как пусковой ток нагрузки, который может для некоторых потребителей превышать номинальный рабочий ток в несколько раз. Например, любые электродвигатели в момент пуска (пока ротор двигателя неподвижен) работают практически в режиме короткого замыкания, то есть нагружают сеть только активным сопротивлением медных обмоток, которое невелико. И лишь когда ротор двигателя набирает обороты, появляется реактивное сопротивление, уменьшающее ток. Пусковые токи электродвигателей в 4-5 раз превышают номинальные (рабочие токи). (Правда длительность протекания пусковых токов невелика, биметаллическая пластина автомата защиты сработать не успеет).

Если мы для защиты двигателей применим автоматы класса В, то получим при каждом пуске двигателя ложное срабатывание автомата на пусковой ток. И возможно вообще не сможем запустить двигатель. Именно поэтому для защиты двигателей нужно применять автоматы класса D.

защита автомата от пусковых токов — электродвигатель

Класс В – для защиты осветительных сетей, нагревательных приборов, где пусковые токи минимальны или вообще отсутствуют. Соответственно класс С – для приборов со средними пусковыми токами.

средние пусковые токи — лампы освещения

Естественно для выбора автомата защиты нужно учитывать напряжение, тип тока, рабочую среду и т.д., но всё это в особых комментариях не нуждается.

Установка и монтаж автоматов защиты

Сразу отметим, что работы по установке и монтажу автоматов защиты должны проводиться квалифицированным персоналом, прошедшим соответствующее обучение и имеющим допуск на право проведения подобных работ. Это – требование безопасности, изложенное в ПУЭ.

монтаж электрического щита

Установка и монтаж автоматов производятся на основе принципиальной схемы, которая должна быть прикреплена на видном месте внутри входного щитка электропитания. Принципиальная схема конкретной установки разрабатывается на основе типовых схем. Как правило, во входном щитке располагается следующее оборудование:

электрический щит с автоматами защиты

1. На входе устанавливается выключатель – рубильник, пакетный выключатель или общий автомат защиты (в современных щитках ставятся автоматы защиты). Это делается для того, чтобы можно было проводить электромонтажные работы внутри щитка, просто отключив весь щиток от электропитания.
2. Далее подключается электросчётчик, который пломбируется для защиты от всякого рода «умельцев» «экономить» электроэнергию.
3. После счётчика питающие провода разветвляются на группы, и на входе каждой группы ставится свой автомат защиты, а после него – УЗО (устройство защитного отключения). УЗО выбираются таким образом, чтобы их номинальный ток превышал номинальный ток автомата защиты. Далее провода выходят из щитка к группам потребителей, к каждой группе своим отдельным кабелем.

Автоматы защиты и УЗО крепятся на DIN-рейке. Сам монтаж сложностей не представляет, нужно только заметить, что для облегчения монтажа существуют готовые планки перемычек или перемычки – это для подачи, к примеру, на все автоматы фазного напряжения, входной провод подключается к первому автомату, а к остальным – с помощью перемычек. Также в щитке устанавливаются общие зажимные планки для нулевых проводов и для проводов заземления. Всё это значительно облегчает монтаж.

автоматы защиты для дома и офиса

как правильно выбрать автоматический выключатель тока

Автоматы электрические выполняют функцию защиты проводки от перегрузок, замыканий, аварий, которые могут возникнуть при скачках напряжения. Чтобы не случилась чрезвычайная ситуация, необходимо в квартирах, частных домах, гаражах, дачах и хозяйственных постройках устанавливать электрические автоматические выключатели. Когда случаются перегрузки или скачки, то прибор реагирует и работает неодинаково. В той или иной ситуации происходит срабатывание отдельных частей устройства, в то время как другие части продолжают работать, обеспечивая безопасность жилища.

Принцип работы защитного автомата

Выключатель имеет компактные, небольшие размеры, устройство помещено в пластмассу из термостойких материалов. На одной стороне —лицевой — установлена рукоятка, позволяющая включать и выключать прибор, на другой — сзади — фиксатор-защелка, который крепится на специальную DIN-рейку. Снизу и сверху расположены винтовые клеммы.

Принцип работы выключателей зависит от состояния сети и протекания тока по проводке. Когда прибор электрического выключателя находится в нормальном режиме, то через автомат проходит ток, показатели которого могут быть равны или меньше установленного номинального значения. Напряжение от внешней сети идет на верхнюю клемму с неподвижным контактом. Отсюда ток поступает на замкнутый подвижный контакт, а далее переходит на катушку соленоида, которая является гибким медным проводником. Уже отсюда ток идет на тепловой расцепитель, с которого поступает на нижнюю клемму. Именно она подключена к сети.

Таблица номиналов автоматов по току

Штатный ток, который проходит по проводке, может быть больше или меньше установленных значений. На их основании составлена классификация времятоковых характеристик для расцепителей в устройствах. Каждый вид в государственном стандарте отмечен латинской буквой, а допустимое превышение следует искать по формуле коэффициента — k=I/In.

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

Тип время тока	Значение
А	Допустимое троекратное превышение, которое является максимальным
В	От 3 до 5
С	Превышение больше штатного возможно в 5-10 раз
D	Превышение возможно в 10-20 раз
К	От 8 до 14
Z	Превышение разрешено в пределах 2-4 раз больше нормы

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

Тип	Характеристика	Виды цепей
А	Защита на отрезке АВ активируется, когда коэффициент будет равен 1,3. Отключение тока происходит в течение 60 мин. Если ток будет и дальше увеличиваться, то время отключения сокращается ровно в два раза. Электромагнитная защита со скоростью 0,05 сек. сработает, если номинал превысит в 2 раза.	Не подвержены кратковременным перегрузкам, применяются в промышленных масштабах, а не быту.
В	Штатный номинал может быть превышен в 3-5 раз. Активация соленоида происходит, если перегрузка возрастет в 5 раз. Тогда обесточивание произойдет в течение 0,015 сек. Термоэлемент отключится в течение 4 сек. уже при троекратном превышении.	Характерны для цепей без высоких пусковых токов.
С	Перегрузка происходит чаще, чем при других видах, допустимые показатели выше нормы — в 5 раз. Как только произойдет превышение штатного режима, автоматически отключиться термоэлемент.	В бытовых сетях, где часто присутствует нагрузка разного типа.
D	Превышение штатной нормы происходит в 10 раз, после чего отключается термоэлемент, и в 20 раз — для соленоида.	Используется для того, чтобы защитить пусковые устройства, по которым проходит высокий ток.
К	Отключение соленоида произойдет, если ток превысит показатели в 8 раз.	Такие приборы надо ставить на цепи, имеющие индуктивную нагрузку.
Z	Характерно небольшое превышение — от 2 до 4 раз.	Используется, чтобы подключать электронные приборы.
MA	Термоэлемент не применяется, чтобы отключить нагрузку.	Устанавливается на устройствах с электрическими двигателями.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Одним из главных показателей, по которому осуществляется выбор автоматического выключателя, является мощность нагрузки. Это позволяет рассчитать нужное значение тока для устройства, его защиты от перепадов напряжения. Расчет проводится по номинальному току, поэтому рекомендуется выбирать по мощности отдельных участков. Во внимание стоит принимать меньшие или номинальные показатели расчетных токов. Допустимый ток электропроводки будет больше, чем номинальная мощность выключателя.

Необходимо учитывать и такой показатель, как времятоковая характеристика устройства. Основным параметром для определения номинального показателя мощности является сечение провода. Допустимое значение тока, которое указывается на автоматическом выключателе, должно быть немного меньше, чем максимальный ток для сечения провода. Выбирают устройство по наименьшему сечению провода, который проложен в проводке.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Если автомат не будет соответствовать сетевой мощности и нагрузке, тогда он не будет защищать проводку от того, что сила тока и напряжение резко возрастет или упадет.

Сечение кабеля для сетевой нагрузки должно точно соответствовать мощности аппарата. Если мощность по разным участкам будет по сумме больше, чем номинальная величина, то станет увеличиваться температура. Из-за этого может произойти плавление изоляционного слоя кабеля. В результате чего начнется возгорание электрической проводки. Также, если сечение кабеля не будет отвечать нагрузке, то будут наблюдаться следующие явления:

• Задымление.
• Запах горелой изоляции.
• Возникает пламя.
• Выключатель не будет отключаться от сети, поскольку номинальные показатели тока по проводке не будут превышать допустимые нормы.

Процесс плавления изоляционного слоя через время спровоцирует короткое замыкание. Далее произойдет отключение автоматического выключателя, огонь способен в это время охватить весь дом.

Защита слабого звена электроцепи

Правила устройства электроустановок гласят, что выключатель для электрической сети обязан максимально защитить самый слабый участок или же содержать такой номинал тока, который будет полностью соответствовать параметру установок, которые включены в сеть. Чтобы подключить провода к сети, необходимо, чтобы их поперечные сечения имели суммарную мощность всех подключенных аппаратов.

Соблюдение подобных правил способно защитить квартиру или дом от возникновения аварии из-за слабого участка электропроводки. Игнорировать описанные требования нельзя, поскольку владелец жилья способен потерять не только прибор автоматического выключения тока, но и квартиру.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Данный параметр можно рассчитать по следующей формуле: I=P/U, где:

• I — показатель/величина номинального тока.
• Р — суммарная мощность всех установок, которые включены в цепь. В расчет берутся лампочки и другие устройства, потребляющие электричество.
• U — напряжение тока в сети.

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

Вид подключения	Однофазное в киловаттах	Трехфазное (треугольник) в киловаттах	Трехфазное (звезда) в киловаттах
U, B Автоматическое, в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Используя таблицу 3, можно легко рассчитать, сколько киловатт нагрузки способен выдержать конкретный вид номинального тока. Выбирать надо четко по указанным значениям, чтобы напряжение и вид подключения точно совпадали и соответствовали друг другу. Это поможет избежать превышения нагрузки и возможных аварий.

Недопустимые ошибки при покупке

Покупка автоматического выключателя не проводится каждый день. Поэтому к выбору устройства надо отнестись внимательно, чтобы не устроить дома пожар, замыкание проводки. Во время покупки нельзя допускать следующие виды ошибок:

• Правильно выбрать автомат по мощности электрической проводки в многоквартирном или частном доме. Многие потребители делают совсем все наоборот — ориентируются на мощность эксплуатируемых электроприборов. Это неправильно, поскольку электропроводка может не выдержать, начать плавиться.
• Расчет номинала АВ по номинальному току надо делать по средним показателям. Так проводка точно выдержит нагрузку тока.
• Для дачи или гаража номинал АВ должен быть мощнее, поскольку используемая техника в таких местах имеют большую мощность, чем в квартире.
• Устройства надо покупать только у проверенных производителей, чтобы все технические характеристики были точными и качественными, не угрожали безопасности жилья и жильцов.
• Приобретать автоматические выключатели надо только в специализированных магазинах, не пользоваться услугами посредников. Это исключает риск приобретения подделок и некачественной продукции.

Покупка автоматов электрических — не очень сложная задача. Следует придерживаться вышеперечисленных рекомендаций, чтобы избежать ошибок в выборе такого устройства для дома. Рекомендуется приобретать автоматический выключатель с человеком, который разбирается в электричестве, специальной технике, видах сечения, мощности устройства, напряжениях тока в сети и фазах.

Электрический автомат: контакты, гашение дуги, камеры

Электрический автомат – это некорректное обиходное обозначение защитных устройств для цепей низкого напряжения. Как правило, подразумеваются однофазные сети 220 В. Желающие вправе ознакомиться с разделом про Автоматические выключатели.

Автоматы защиты

Некорректно к указанному типу приборов применять термин электрический автомат. Строже в этом плане отечественная литература времён СССР. Подобные изделия именовали, к примеру, автоматическими воздушными выключателями. Смысл скрыт в каждом слове:

1. Автоматические – работают без участия человека, с возможностью вмешательства последнего.
2. Воздушные – прибор не герметичный, не заполнен средой.
3. Выключатели – устройство для прерывания цепи.

Любой автомат внутри содержит два типа расцепителей: тепловой и электромагнитный. Диапазон токов срабатывания задаётся на заводе, но главное – устройства реагируют на объем протекающего в единицу времени заряда и дополнительно срабатывают на:

• минимальный порог тока;
• возникновение обратного тока;
• минимальный или максимальный порог напряжения;
• скорость нарастания или убывания тока.

Защитный автомат

Аппараты, действующие по ряду критериев, называются универсальными, заменяя группу приборов. Критичным считается время срабатывания, которое складывается из нескольких компонентов, когда ток повышается до конкретного предела по закону экспоненты за считаные доли секунды. Это становится первым слагаемым формулы, а вторым – время действия механизма расцепителя, именуемое собственным. Наконец, дуга не гаснет сразу, становясь третьим слагаемым в формуле общего времени срабатывания. Защитные автоматы с временем срабатывания менее 0,01 с принято называть быстродействующими.

Согласно концепции адекватности автомат защиты позволяет настроить минимум два параметра. К примеру, время срабатывания и величину тока. Необходимые операции выполняются на заводе, а корпус, как правило, не разборный, в процессе эксплуатации изменения параметров не предусматривает. Выделяют классы автоматов защиты по группам значений. К примеру, известно, что пороговый ток срабатывания В ниже, нежели у С, и измеряется пропорционально номинальному. Бесполезно здесь приводить полную классификацию, конкретные цифры зависят от производителя и меняются в широких пределах. В каталогах, как правило, приводятся время-токовые, где указываются пороги и задержки срабатывания.

Контакты автоматов защиты

После срабатывания, то есть нештатной ситуации, прибор способен возвратиться к нормальному режиму функционирования. Потому вводится параметр – максимальный ток расцепления. Это гигантское число, недостижимое в бытовой реальности, показывающее некий предел, ниже которого автомат защиты останется целым, не сгорит и не расплавится. Отмечаются конструктивные особенности:

Конструкция защитного устройства

1. Для номинальных токов ниже 200 А токонесущая часть состоит из одинарных контактов. Сюда уложится даже обладатель небольшого поместья: потребляемая мощность приборов составит 44 кВт. Для административного здания уже маловато, если вспомнить, что созданы электрические котлы на 100 и более кВт.
2. Перекатывающиеся контакты имеют Г или Т-образную форму со скруглённой вершиной. В момент замыкания и размыкания дуга возникает и гаснет на боковине. А рабочая площадь, используемая в штатном режиме, разрушительными процессами не затрагивается. В результате срок службы изделия намного повышается.
3. Типовым решением сбережения поверхности рабочей поверхности от подгорания становится применение дугогасительных контактов. Цепь разрывается в два этапа. Вначале выходят из взаимодействия друг с другом главные контакты. Когда процесс завершён, начинается образование разряда. Но дуга горит между защитными контактами, там образуется нагар. Рабочая поверхность не страдает.
4. Торцевые контакты несимметричные. Один имеет вид трубы, второй напоминает гриб, шляпка которого подпружинена и покачивается для лучшего соприкосновение обеих поверхностей. В результате нивелируются износ и несоосность. Вдобавок увеличивается площадь контакта.

От площади контактов почти не зависит сопротивление, но сильно изменяются условия работы. К примеру, массивные поверхности позволяют пропустить больший ток. Наиболее охотно в качестве проводящих материалов используются медь и сплавы. Для снижения уровня окислительных процессов применяются лужение оловом и защитные серебряные прокладки. Периодически применяются алюминий и сталь. Они защищаются от коррозии, соответственно, слоем цинка и кадмия. Но самыми прочными признаны вольфрамовые контакты, допускающие нагрев до высоких температур.

Контакты на автомате защиты

Тем, где необходима высокая точность, но значительные токи отсутствуют, используют серебро, платину и никель. Плёнка AgO быстро покрывает металл характеризуясь замечательной электропроводностью. Платина не окисляется вовсе.

В момент размыкания и замыкания контактов возникают вибрации вызванные сильными изменения электромагнитного поля. Многочисленные скачки тока вызывают неоднородное искрение. Вибрации заставляют контакты соударяться и приводят в негодность рабочую поверхность, являясь одним из ограничивающих факторов срока службы автомата защиты.

Методы гашения дуги

В различных источниках говорится, что для гашения дуги в защитном автомате применяется специальная камера. Она режет поток ионизированного воздуха, срывая процесс горения. Причём способ не единственный. В промышленности применяют ряд других методов, используемых и для автоматов защиты. Ошибочно считать, что дуга характерна для высоковольтных цепей. Источники утверждают, что ионизация наблюдается уже при 15 – 30 В, если по цепи течёт ток хотя бы 100 мА. Характерной особенностью процесса становится участие в нем зарядов обоих знаков, образующихся из молекул воздуха. Однако положительные ионы намного менее подвижны. Львиная доля тока приходится на перенос электронов. Положительные ионы подходят к катоду и помогают эмиссии с его поверхности отрицательных носителей. Падая на электрод, отдают ему свою энергию. Катод нагревается до высоких температур (до 5000 С). Это усиливает исход электронов. Выходит, положительные ионы способствуют сразу двум схожим процессам:

1. Автоэлектронная эмиссия под действием наружного по отношению к катоду положительного поля.
2. Термоэлектронная эмиссия.

Гашение дуги

Быстро движущиеся электроны становятся носителями тока, выполняя ударную ионизацию молекул воздуха. Обратный процесс выражен намного слабее и называется рекомбинацией. В процессе горения дуги особенно опасен участок отрицательного сопротивления: когда при снижении внешнего напряжения ток возрастает. На гашение влияют, помимо вольт-амперной характеристики, параметры цепи потребителя. Большое индуктивное сопротивление провоцирует возникновение обратной ЭДС.

Основным методом гашения дуги становится увеличение её длины, что закономерно понижает напряжённость поля в искровом промежутке. В низковольтных цепях сложностей не возникает, но у промышленных потребителей критическое расстояние между электродами порой настолько велико, что обычные методики в корне не годятся для решения поставленной задачи. Здесь применяются дугогасительные устройства. Указанная выше методика дополняется способами:

1. Снижение температуры промежутка за счёт принудительного продува воздуха или газа. Фактически – срыв пламени. Возможно встретить конструкции, где плазма выдувается струёй сжатого воздуха. Нехитрая конструкция, учитывая, что баллончики с разнообразными газами сегодня продаются повсеместно.
2. Деление дуги на ряд коротких. Подразумевалось при упоминании российских письменных источников. В этом случае образуется последовательная цепь из дуг, напряжения которых складываются. Причём сумма превышает исходное значение. В результате не всегда выполняется условие горения, потому что приложенной к автомату защиты разницы потенциалов не хватит на поддержание процесса.

Промышленные автоматы защиты часто заполняются маслом. Тогда горение дуги упреждается охлаждающим действием среды, блокируется выделяющимся в этих условиях водородом. Без кислорода взрыва не происходит. Методика применяется исключительно в цепях переменного тока.

На практике методики обычно комбинируются для усиления эффекта тушения дуги.

Контакты с защитными рогами

Срыв пламени происходит быстрее при резком увеличении длины дуги. При кажущейся невозможности, если горизонтальные контакты соприкасаются торцами и от границы разбегаются буквой V два рожка, ситуация выглядит так:

1. Горение дуги при размыкании контактов подогревает окружающий воздух.
2. Поток поднимается вверх, увлекая ионизированный газ на рожки.
3. Расходящиеся поверхности по мере роста высоты дальше друг от друга.
4. Наступает момент, когда условия горения дуги нарушаются.

В значительной мере сберегается поверхность контактов (рожки несложно поменять), вдобавок устройство защитного автомата выходит максимально простым. Играет роль здесь и взаимодействие дуги с магнитным полем контактора, стремящегося вытолкнуть её наружу, становясь дополнительным ускоряющим фактором. Для усиления эффекта в конструкцию включают специальную дугогасительную катушку, магнитное поле которой намного сильнее, нежели у обычного проводника. В результате срыв пламени протекает быстрее.

Дугогасителные камеры

Этот метод гашения дуги часто используется в бытовых автоматах защиты. Суть: пламя выталкивается в изрезанную лабиринтами металлическую конструкцию, где плазма отдаёт температуру и в результате гаснет. Как в предыдущем случае, движущей силой становится поле специальной катушки. Лабиринт иной раз принимает причудливые формы, потому что изгиб дуги становится дополнительным фактором гашения.

Иногда конструкция дополняется деионной решёткой. Это набор стальных пластин, изолированных друг от друга диэлектриком. Принцип действия основан на факте, что полное напряжение дуги складывается из двух компонентов:

1. Разность потенциалов столба плазмы.
2. Падение напряжения на электродах.

При делении дуги на ряд последовательных первый параметр складывается по всем столбам и остаётся без изменений. А второй увеличивается во столько раз, на сколько частей произошло разбиение. В результате приложенного к защитному автомату напряжения уже не хватает для поддержания горения дуги. Особенностью деионной решётки считается её эффективность для постоянного и переменного тока. В последнем случае число пластин удаётся значительно сократить.

Следует говорить правильно

Понятие электрический автомат сегодня не определено ГОСТами. Не существует и похожих терминов. Вместо этого полагается применять устоявшееся словосочетание автоматический выключатель, устройство защитного отключения или автомат защиты. Все это – близкие по смыслу, но не идентичные вещи. В этом случае нет опасности возникновения каких-либо недоразумений и недопонимания: требуется ли возможность реагирования на дифференциальный ток, к примеру.

Автомат электрический pvsservice.ru

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Технические характеристики и принцип действия электрических автоматов

Автоматические выключатели – это устройства, через которые линия электропитания обеспечивается защитой от негативного воздействия мощного тока, что может спровоцировать перегрев проводов, оплавление изоляции и воспламенение.

Зачем нужны автоматические выключатели

Существует множество причин, по которым ток в сети может превысить нормальные показатели. В основном это происходит из-за чрезмерной нагрузки, когда суммарная мощность подключенных приборов превышает величину, которую может выдержать сечение кабеля. В этом случае автомат выключается не сразу, а только после того как температура провода достигнет установленного уровня.

Если в сети происходит короткое замыкание, это приводит к многократному увеличению мощности тока в мгновение, поэтому автоматический выключатель сразу реагирует на ситуацию и блокирует подачу электроэнергии.

Какими бывают автоматы

Существует три категории, к которым может относиться автомат защиты сети. Каждая из них предназначена для конкретной нагрузки, а отличия между видами заключаются в особенностях используемой конструкции.

• Модульные устройства чаще всего можно встретить в бытовых сетях, подключенных к сети электроснабжения с незначительными токами. В преимущественном большинстве случаев отличаются наличием одного или двух полюсов.
• Литые используются в промышленных сетях, где мощность тока достигает 1000 А. Свое название получили потому, что основной их особенностью является использование литого корпуса.
• Воздушные выключатели могут иметь до четырех полюсов, имея возможность выдерживать ток силой до 6300 А. В связи с этим их устанавливают только в электрические цепи, к которым подключаются высокомощные установки.

Также существуют дифференциальные автоматы, это обычные выключатели, имеющие УЗО в своей конструкции.

Расцепители и их разновидности

Расцепитель – это ключевой элемент любого автоматического выключателя. Несет в себе функцию блокировки электропитания, если величина тока превышает допустимое значение. При этом существует две разновидности таких устройств, которыми может быть оснащен автомат-выключатель – тепловые или электромагнитные.

Последние отличаются тем, что с их помощью достигается почти мгновенное срабатывание защитной системы, и участок сразу обесточивается, как только фиксируется возникновение короткого замыкания. В конструкцию входит катушка с сердечником, который под воздействием сильного тока втягивается внутрь, из-за чего постоянно срабатывает отключающий элемент.

В качестве дополнительного прибора часто устанавливаются нулевые расцепители, которые отключают автоматический выключатель, если напряжение имеет показатель ниже допустимого предела.

Встречаются приборы дистанционного типа, которые не только блокируют, но и возвращают подачу энергии без необходимости самостоятельно подходить к электрощиту. Однако эти опции существенно увеличивают общую цену оборудования.

Отличие автоматов по количеству полюсов

Комплектация автоматических выключателей предусматривают наличие до четырех полюсов. Чтобы приобрести подходящий прибор, достаточно разобраться в видах электрических автоматов, назначении и характеристиках каждого и них:

• Один полюс. Предназначены для безопасности в электросети, обеспечивающей питанием обычные розетки и освещение в доме. Устанавливаются на фазный провод, исключая захват нулевого.
• Два полюса. Подключаются к цепи, которой обеспечивается питание бытовых приборов, отличающейся высоким потреблением энергии. В эту категорию входят электроплиты, стиральные машины и другие.
• Три полюса. Устанавливаются в полупромышленные сети, которые обеспечивают питанием мощные устройства наподобие скважинных насосов или установок для автомобильной мастерской.
• Четыре полюса. Обеспечивают безопасность сети от перегрузок и коротких замыканий, позволяя подключать к ней сразу четыре кабеля.

Устройства выбираются только в зависимости от области их применения.

Параметры автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей – это еще один показатель, по которому они отличаются друг от друга. В первую очередь мастера обращают внимание, насколько защитное оборудование чувствительно к перепадам тока. Достаточно посмотреть соответствующую маркировку, чтобы понять, как устройство будет реагировать на возрастание силы тока. Одни сразу отключают доступ к питанию, в то время как другие срабатывают с задержкой.

В зависимости от чувствительности меняется и маркировка:

• А. Самые чувствительные и эффективные устройства, которые мгновенно отключают электроснабжение, как только фиксируется повышенная нагрузка. Их не используют в бытовых сетях. Основной сферой применения являются цепи, обеспечивающие питанием высокоточное оборудование.
• В. Когда фиксируется превышение током номинального значения силы, автомат отключает питание с небольшой задержкой. В преимущественном большинстве случаев сферой применения этих приборов являются линии, в которые подключается дорогая бытовая техника.
• С. Наиболее популярный вариант автоматов для бытового применения. Когда таким оборудованием регистрируется превышение силы тока, они не сразу отключают электропитание, а с некоторой задержкой. Благодаря этому, если перепад является незначительным, нагрузка может нормализоваться сама, не требуя принудительного отключения всего помещения.
• D. Имеют самую низкую чувствительность, из-за чего основной сферой их применения являются электрощиты, находящиеся на подходе к зданию. Другими словами, этими щитами обеспечивается своеобразная подстраховка квартирных устройств: если последние по каким-то причинам не срабатывают после обнаружения критической ситуации, общая сеть отключается этими приборами.

Также существуют специальные автоматы для сетей с нагрузкой выше 1000 вольт. Такие автоматические выключатели представляют собой сложное оборудование, которое производится по индивидуальному заказу под нужный класс напряжения. В большинстве случаев монтируют на трансформаторных подстанциях. Они должны быть надежными, безопасными, удобными в эксплуатации, быстро реагировать на возникающие аварии и быть относительно бесшумными во время работы.

Как выбрать автоматический выключатель

Есть мнение, что самый надежный вариант автоматического выключателя – это устройство, которое может выдержать максимальную нагрузку и обеспечить помещение максимально эффективной защитой. Если следовать такой логике, можно использовать в любых сетях воздушные автоматы, и таким образом избавить себя от большинства проблем, но на практике дело обстоит несколько иначе. В зависимости от параметров конкретной цепи будет зависеть и тип выключателя, который лучше в нее установить. Если ошибиться в выборе автоматического выключателя, в конечном итоге это может обернуться крайне негативно.

Если к обыкновенной бытовой сети электроснабжения будет подключен прибор, который рассчитан на работу в условиях повышенных мощностей, он не будет выключать питание даже тогда, когда сила тока будет существенно превышать все допустимые нормы. При этом температура изоляционного слоя значительно возрастет и станет разрушительной для кабеля, но номинальные показатели выключателя не будут превышены, поэтому автомат будет воспринимать такую ситуацию как рядовую. Отключение произойдет только после того, как вследствие плавления изоляции в сети произойдет короткое замыкание, но эта ситуация уже чревата пожаром.

Если допустимая мощность автомата, наоборот, не будет достигать той, которую выдерживает линия электропитания, нормальной работы цепи добиться практически невозможно. После подключения нескольких приборов электричество сразу выбьет, в итоге из-за постоянного воздействия большого тока он сломается по причине «залипания» контактов.

Автоматический выключатель – это крайне важное устройство, обеспечивающие защиту электроснабжения от риска повреждения под воздействием мощного тока. Работа сетей, в которых не стоят автоматы, запрещена в соответствии с Правилами устройства электроустановок. В связи с этим остается только правильно выбрать тип выключателя, который будет обеспечивать надежную защиту сети.

Характеристики электрических автоматов

Еще на заре появления электричества инженеры стали задумываться над тем, как обезопасить электрические сети и приборы от токов высокой силы. Было изобретено много приборов, которые долго служили верой и правдой. Последние из них – это электрические автоматы. Что они собой представляют?

Это коммутационное устройство, которое пропускает через себя ток номинальной силы и при необходимости отключает цепь при нестандартных ситуациях (короткое замыкание или повышение потребляемой мощности). В настоящее время производители предлагают два основных вида автоматов. Это:

• Однофазный.
• Трехфазный.

Трехфазные автоматы в электрощите

Отличаются они друг от друга количеством разъединяющих элементов. В первом он один, во втором их три. По сути, трехфазный автомат, это три однофазных в одном корпусе.

Главным параметром электрического автомата является все же номинальный ток, который он пропускает. По сути, это сила тока, которая требуется для нормальной работы бытовых электроприборов. В частном домостроении и в городских квартирах чаще всего устанавливаются автоматы от 6 до 63 А. Специалисты рекомендуют разбивать электрическую сеть дома на несколько контуров и устанавливать на каждый из них свой отдельный автоматический выключатель.

Расчетная мощность

С коротким замыканием все понятно. Это соединение фазы и ноль, при котором резко поднимается сила тока. Тут автомат срабатывает быстро, то есть, в действие приводится электромагнитный расцепитель. А чтобы не развился пожар, внутри прибора устраивается дугогасительная камера.

С перегрузкой все по-другому. Во-первых, необходимо решить вопрос, как рассчитать мощность автомата, которая бы соответствовала суммарной мощности электрических приборов, запитанных на сеть, где установлен сам автомат. По сути, ток, выдерживающий автомат, должен быть меньше, чем сила тока в контуре. Существуют определенные показатели, которые зависят друг от друга.

Расчет необходимой мощности автомата

• В контуре освещения обычно используется медный кабель сечением 1,5 мм² и монтируется автомат 16 А.
• На розетки выводится кабель сечением 2,5 мм² и устанавливается автоматический выключатель 25 А.
• Если оба кабеля прокладываются по воздуху, то есть проводится открытая разводка, то для них соответственно устанавливаются автоматы 19 А и 27 А.

Во-вторых, перегрузка может действовать длительное время. Она может расти медленно, поэтому в данных автоматах срабатывает тепловой расцепитель. По сути, это биметаллическая пластина, которая под действием температуры выгибается, тем самым разрывая цепь. В этом случае автомат срабатывает лишь в том случае, если сила тока превышает номинальный минимум в три раза.

Чтобы избежать перегрузки, необходимо подсчитать мощность всех используемых бытовых приборов, к примеру, на кухне. У каждого из них она указана на бирке или в техдокументации. Поэтому сложить все и узнать потребляемую мощность будет несложно. Далее расчет ведется по известному со школьной скамьи закону Ома. Он гласит, что сила тока равна мощности, деленной на напряжение в сети. К примеру, суммарная мощность всех агрегатов равна 5 кВт, напряжение 220 В. В итоге получается, что сила тока должна быть 5000/220=22,7 А. Значит, вам необходим автомат 25 А.

Маркировка

Маркировка автоматов достаточно разнообразна. В ней присутствуют как буквенная маркировка, так и цифровая. Что они обозначают?

• Серия А – используется в цепях, где перегрузки возникнуть не могут или их отклонения от номинала составляет 30%.
• В – устанавливаются в сетях, где номинальный ток может быть ниже фактического в три раза. При таких ситуациях электромагнитный выключатель отключается за 0,015 секунд, а тепловой за 4-5 секунд.
• С – это самый распространенный тип. Он может выдерживать перегруз более пяти номинальных показателей. При этом тепловой расцепитель отключается через 1,5 секунд.

Есть серии «D», «К» и «Z». В жилом секторе они не устанавливаются.

Важно! В жилых и офисных помещениях лучше всего использовать автоматы серии «В» или «С». «А» – устаревшая конструкция, которая постепенно выводится из производства.

Теперь что касается буквенной маркировки. Для этого придется разобрать пример. Маркировка «С32». Что это обозначает?

• «С» – это кратность тока, который кратковременно проходит через прибор. По сути, это и есть серия.
• 32 – это номинальная сила тока, обозначается в амперах. Это долговременный показатель.

Полезные советы

1. Серию автоматов «В» лучше использовать во вторичном фонде, то есть, в старых постройках. «С» лучше устанавливать в новостройках.
2. В российских условиях эксплуатации, имеются в виду бытовые сети, расчет ведется по току срабатывания 4500 А. Специалисты рекомендуют приобретать автоматы 6000 А.
3. Класс токоограничения «3» работает быстрее, чем «2».

Обратите внимание, что быстрота срабатывания электро автомата указывается двумя позициями: как быстро срабатывает электромагнитный расцепитель или тепловой. Последний отключает медленнее. Почему?

Все дело в том, что ток перегрузки может действовать определенное время (часами) и при этом никаких последствий электрической цепи не принести. Поэтому его нет необходимости отключать тут же, как он только возник. Вот почему производители устанавливают пределы от номинала в три, в пять или в десять раз. То есть, перегрузка не несет осложнений, как короткое замыкание.

Но ситуация отягощается тем, что каждый электрический контур имеет свой предел перегрузки. И нередко на одном контуре может возникнуть повышение силы тока и в три раза, и в десять. Есть и так называемые ложные перегрузки, о которых нельзя забывать. И, тем более, если это ложная тревога, то сеть отключать нет никакого смысла.

Получается так, что устанавливаемый на контур автомат, необходимо точно выбирать под фактическую нагрузку. Вот почему так важен грамотно проведенный расчет потребляемой мощности на каждом контуре. Но не забывайте, что приобретаемый в магазине прибор надо проверить на нагрузки, хотя на заводе он проходит многоступенчатый контроль.

Итак, основная цель любого потребителя – это правильно выбрать электрический автомат по номинальному току.

Какие бывают виды и типы автоматических выключателей в электрических сетях

Основное отличие этих коммутационных аппаратов от всех остальных подобных устройств состоит в комплексном сочетании способностей:

1. длительно поддерживать номинальные нагрузки в системе за счет надежного пропускания через свои контакты мощных потоков электроэнергии;

2. защищать работающее оборудование от случайно возникающих неисправностей в электрической схеме за счет быстрого снятия с него питания.

При нормальных условиях эксплуатации оборудования оператор может вручную коммутировать нагрузки автоматическими выключателями, обеспечивая:

разные схемы питания;

изменение конфигурации сети;

вывод оборудования из работы.

Аварийные ситуации в электрических системах возникают мгновенно и стихийно. Человек не способен быстро среагировать на их появление и принять меры к устранению. Эта функция возлагается на автоматические устройства, встроенные в выключатель.

В энергетике принято деление электрических систем по видам тока:

Кроме того, существует классификация оборудования по величине напряжения на:

низковольтное — менее тысячи вольт;

высоковольтное — все остальное.

Для всех типов этих систем создаются свои автоматические выключатели, предназначенные для многократной работы.

Цепи переменного тока

У этой категории выключателей существует огромный ассортимент моделей, выпускаемых современными производителями. Он классифицируется по напряжению сети и токовым нагрузкам.

Электрооборудование до 1000 вольт

По мощности передаваемой электроэнергии автоматические выключатели в цепях переменного тока условно подразделяют на:

2. в литом корпусе;

3. силовые воздушные.

Специфическое исполнение в виде небольших стандартных модулей с шириной кратной 17,5 мм определяет их название и конструкцию с возможностью установки на Din-рейку.

Внутреннее устройство одного из подобных автоматических выключателей показано на картинке. Его корпус полностью изготовлен из прочного диэлектрического материала, исключающего поражение человека электрическим током.

Питающий и отходящий провода подключаются на верхний и нижний клеммный зажим соответственно. Для ручного управления состоянием выключателя установлен рычаг с двумя фиксированными положениями:

верхнее предназначено для подачи тока через замкнутый силовой контакт;

нижнее — обеспечивает разрыв цепи питания.

Каждый из подобных автоматов рассчитан на длительную работу при определенной величине номинального тока (Iн). Если же нагрузка становится больше, то происходит разрыв силового контакта. Для этого внутри корпуса размещено два вида защит:

1. тепловой расцепитель;

2. токовая отсечка.

Принцип их работы позволяет объяснить времятоковая характеристика, выражающая зависимость времени срабатывания защиты от проходящего сквозь нее тока нагрузки или аварии.

Представленный на картинке график приведен для одного конкретного автоматического выключателя, когда зона работы отсечки выбрана в 5÷10 крат номинального тока.

При первоначальной перегрузке работает тепловой расцепитель, выполненный из биметаллической пластины, которая при увеличенном токе постепенно нагревается, изгибается и воздействует на отключающий механизм не сразу, а с определенной задержкой по времени.

Таким способом он позволяет небольшим перегрузкам, связанным с кратковременным подключением потребителей, самоустраниться и исключить излишние отключения. Если же нагрузка обеспечит критический нагрев проводки и изоляции, то происходит разрыв силового контакта.

Когда же в защищаемой цепи возникает аварийный ток, способный своей энергией сжечь оборудование, то в работу вступает электромагнитная катушка. Она импульсом за счет броска возникшей нагрузки выкидывает сердечник на отключающий механизм с целью мгновенного прекращения запредельного режима.

На графике видно, что чем выше токи коротких замыканий, тем быстрее происходит их отключение электромагнитным расцепителем.

По этим же принципам работает бытовой предохранитель автоматический ПАР.

При разрыве больших токов создается электрическая дуга, энергия которой может выжечь контакты. Чтобы исключить ее действие в автоматических выключателях используется дугогасительная камера, разделяющая дуговой разряд на маленькие потоки и гасящая их за счет охлаждения.

Кратность отсечек модульных конструкций

Электромагнитные расцепители настраиваются и подбираются под работу с определенными нагрузками потому, что при запуске они создают разные переходные процессы. Например, во время включения различных светильников кратковременный бросок тока из-за изменяющегося сопротивления нити накала может приближаться к трем кратам номинальной величины.

Поэтому для розеточной группы квартир и цепей освещения принято выбирать автоматические выключатели с времятоковой характеристикой типа «В». Она составляет 3÷5 Iн.

Асинхронные двигатели при раскрутке ротора с приводом вызывают бо́льшие токи перегрузок. Для них подбирают автоматы с характеристикой «С», или — 5÷10 Iн. За счет созданного запаса по времени и току они позволяют двигателю раскрутиться и гарантированно выйти на рабочий режим без излишних отключений.

В промышленных производствах на станках и механизмах встречаются нагруженные привода, подключенные к двигателям, которые создают более увеличенные перегрузки. Для таких целей применяют автоматические выключатели характеристики «D» с номиналом 10÷20 Iн. Они хорошо себя зарекомендовали при работе в схемах с активно-индуктивными нагрузками.

Кроме того, у автоматов есть еще три вида стандартных времятоковых характеристик, которые применяются в специальных целях:

1. «А» — у длинных проводок с активной нагрузкой или защит полупроводниковых устройств с величиной 2÷3 Iн;

2. «K» — для выраженных индуктивных нагрузок;

3. «Z» — у электронных устройств.

В технической документации у разных производителей кратность срабатывания отсечки для последних двух типов может немного отличаться.

Автоматические выключатели в литом корпусе

Этот класс устройств способен коммутировать бо́льшие токи, чем модульные конструкции. Их нагрузка может достигать величины до 3,2 килоампера.

Они изготавливаются по тем же принципам, что и модульные конструкции, но, с учетом повышенных требований к пропусканию увеличенной нагрузки, им стараются придать относительно маленькие габариты и высокое техническое качество.

Эти автоматы предназначены для безопасной работы на промышленных объектах. По величине номинального тока их условно делят на три группы с возможностью коммутации нагрузок до 250, 1000 и 3200 ампер.

Конструктивное исполнение их корпуса: трех- или четырехполюсные модели.

Силовые воздушные выключатели

Они работают в промышленных установках и оперируют токами очень больших нагрузок до 6,3 килоампера.

Это наиболее сложные устройства коммутационных аппаратов низковольтного оборудования. Они используются для работы и защиты электрических систем в качестве вводных и отходящих аппаратов распределительных установок повышенных мощностей и для подключения генераторов, трансформаторов, конденсаторов или мощных электродвигателей.

Схематичное изображение их внутреннего устройства показано на картинке.

Здесь используется уже двойной разрыв силового контакта и установлены дугогасящие камеры с решетками на каждой стороне отключения.

В алгоритме работы участвуют катушка включения, замыкающая пружина, мотор-привод взвода пружины и элементы автоматики. Для контроля протекающих нагрузок встроен трансформатор тока с защитной и измерительной обмоткой.

Электрооборудование выше 1000 вольт

Автоматические выключатели высоковольтного оборудования относятся к очень сложным техническим устройствам и изготавливаются строго индивидуально под каждый класс напряжения. Они используются, как правило, на трансформаторных подстанциях.

К ним предъявляются требования:

относительной бесшумности при работе;

Нагрузки, которые разрывают высоковольтные выключатели при аварийном отключении, сопровождаются очень сильной дугой. Для ее гашения используются различные способы, включая разрыв цепи в специальной среде.

В состав такого выключателя входят:

Один из таких коммутационных аппаратов показан на фотографии.

Для качественной работы схемы в подобных конструкциях, кроме рабочего напряжения, учитывают:

номинальную величину тока нагрузки для надежной ее передачи во включенном состоянии;

максимальный ток короткого замыкания по действующему значению, который способен выдержать отключающий механизм;

допустимую составляющую апериодического тока в момент разрыва схемы;

возможности автоматического повторного включения и обеспечение двух циклов АПВ.

По способам гашения дуги во время отключения выключатели классифицируют на:

Для надежной и удобной работы они снабжаются приводным механизмом, который может использовать один или несколько видов энергий либо их сочетаний:

давления сжатого воздуха;

электромагнитного импульса от соленоида.

В зависимости от условий применения они могут создаваться с возможностью работы под напряжением от одного и до 750 киловольт включительно. Естественно, что они имеют разную конструкцию. габариты, возможности автоматического и дистанционного управления, настройку защит для безопасной эксплуатации.

Вспомогательные системы таких автоматических выключателей могут иметь очень сложную разветвленную структуру и размещаться на дополнительных панелях в специальных технических зданиях.

Цепи постоянного тока

В этих сетях тоже работает огромное число автоматических выключателей, обладающих разными возможностями.

Электрооборудование до 1000 вольт

Здесь массово внедряются современные модульные устройства, имеющие возможность крепления на Din-рейку.

Они успешно дополняют классы старых автоматов типа АП-50, АЕ и других подобных, которые закреплялись на стенках щитов винтовыми соединениями.

Модульные конструкции постоянного тока имеют такое же устройство и принцип работы, как их аналоги на переменном напряжении. Они могут выполняться одним или несколькими блоками и подбираются по нагрузке.

Электрооборудование выше 1000 вольт

Высоковольтные автоматические выключатели для постоянного тока работают на установках электролизного производства, металлургических промышленных объектах, железнодорожном и городском электрифицированном транспорте, предприятиях энергетики.

Основные технические требования к работе подобных устройств соответствуют их аналогам на переменном токе.

Ученым шведско-швейцарской компании ABB удалось разработать высоковольтный выключатель постоянного тока, сочетающий в своем устройстве две силовые конструкции:

Он получил название гибридного (HVDC) и использует технологию последовательного гашения дуги сразу в двух средах: гексафторида серы и вакуума. Для этого собрана следующее устройство.

На верхнюю шину гибридного вакуумного выключателя подводится напряжение, а с нижней шины элегазового — снимается.

Силовые части обоих коммутационных устройств соединены последовательно и управляются своими индивидуальными приводами. Чтобы они одновременно работали создано устройство управления синхронизированных координатных операций, которое передает команды на управляющий механизм с независимым питанием по оптоволоконному каналу.

За счет применения высокоточных технологий разработчикам конструкции удалось достичь согласованности действий исполнительных механизмов обоих приводов, которая укладывается в промежуток времени менее одной микросекунды.

Управление выключателем происходит от блока релейной защиты, встроенного через ретранслятор в линию электропередачи.

Гибридный выключатель позволил значительно повысить эффективность составных элегазовых и вакуумных конструкций за счет использования их совместных характеристик. При этом удалось реализовать преимущества перед другими аналогами:

1. способность надежно отключать токи КЗ при высоковольтном напряжении;

2. возможность небольшого усилия для проведения коммутаций силовых элементов, которая позволила значительно уменьшить габариты и. соответственно, стоимость оборудования;

3. доступность выполнения различных стандартов для создания конструкций, работающих в составе отдельного выключателя или компактных устройств на одной подстанции;

4. способность устранять последствия быстро возрастающего восстанавливающегося напряжения;

5. возможность формирования базового модуля для работы с напряжениями до 145 киловольт и выше.

Отличительная черта конструкции — способность разрывать электрическую цепь за 5 миллисекунд, что практически невозможно выполнять силовыми устройствами других конструкций.

Гибридное устройство выключателя отмечено в числе десяти лучших разработок за год по версии технологического обзора МТИ (Массачусетского технологического института).

Подобными исследованиями занимаются и другие производители электротехнического оборудования. Они тоже добились определенных результатов. Но компания АВВ опережает их в этом вопросе. Ее руководство считает, что при передаче электроэнергии переменного тока происходят ее большие потери. Их значительно можно снизить, используя цепи высоковольтного постоянного напряжения.

безопасность или бесперебойность? / Хабр

Добрый день, друзья! Сегодня у нас будет статья, цель которой — поделиться опытом и показать ключевые особенности и частые ошибки возникающие при проектировании и организации подсистем электроснабжения ИТ-инфраструктуры и ЦОД в целом. Но хотелось бы немного расширить аудиторию и посвятить несколько разделов базовым элементам обеспечения электробезопасности и защиты оборудования и людей. Для тех кто понимает, что такое автомат и УЗО, для чего они необходимы, что и от чего защищают – переходите к разделу

Нужны ли УЗО для IT-оборудования, серверной, ЦОДа?

кроме того, мы разберемся в вопросе- в каких случаях перебоев в сети питания операционная система гарантированно должна работать без сбоев. Итак…

Часть первая

Осень, дождь хлещет почти непрерывно. Идет бурное строительство одного подмосковного коттеджного поселка. Комендант поселка обходя подконтрольную ему территорию видит вопиющий факт «надругательства» над временной воздушной линией 380В.

Не в состоянии сдержать эмоции, он обращается к бригадиру местной строительной бригады:

— Вадим, да ты в своем уме? Твои работяги — смертники? Что это за бордюрный блок висит на электрокабеле?

— Коля, если его снять, то за углом дома не проедет экскаватор!

За спиной у Вадима можно увидеть дорожного рабочего, который нашел в грязи оголенный провод, уходящий куда-то в недра земли, и радостно бегает за коллегой, «пугая» его электричеством.

Тем временем на подстанции поселка уставшие охранники, обжигаясь, в десятый раз пытаются включить ужасно горячий автоматический выключатель, который почему-то выбивает раз в полчаса.

Почему выбивает автоматический выключатель и какие еще бывают варианты защиты электрооборудования? На что смотреть в первую очередь при планировании электробезопасности в серверах и другом ИТ-оборудовании? Для того, чтобы разобраться в этих вопросах подробнее читаем обе части статьи.

Поскольку нормативами предусматривается целый комплекс мер защиты электросетей от тех или иных аварий, то остановимся на самых распространенных в быту и промышленном секторе.

От чего мы хотим и можем защитится в первую очередь?

Конечно, от поражения электрическим током. Во вторую очередь защитить оборудование и кабели от повреждения токами короткого замыкания, а также от возгорания и пожара.

Автоматический выключатель (автомат) – самое распространенное средство защиты электросетей. Конечно, есть еще и плавкие вставки (предохранители), но они используются гораздо меньше в силу своей «одноразовости» и ряду технических отличий по сравнению с автоматом.

А покрупнее? фото кликабельно
«Автомат в разрезе»

В классическом случае автоматический выключатель защищает:

1. От короткого замыкания

Короткое замыкание (КЗ) – это когда при повреждении изоляции фаза замыкается на ноль или на землю, от чего ток в цепи резко увеличивается (в 5-15 раз) и отключает автомат за время не более 0,4 секунды (для групповой сети согласно правилам устройства электроустановок). Если наш автомат неисправен или режимы работы сети не обеспечивают его надежное срабатывание, то в первую очередь страдает оборудование, подключенное к данной группе, которое само может являться источником короткого замыкания. КЗ также несет негативные последствия для проводов и кабелей. Как правило, в случаях несрабатывания автомата в щите происходит локальный разогрев места короткого замыкания, возникновение дуги и отгорание проводящих частей с фейерверком микрочастиц расплавленной меди. И это развитие событий видится достаточно благоприятным, так как в данном случае авария прекращается сама собой. В отдельных случаях в месте короткого замыкания происходит «сваривание» токоведущих частей, и образуется так называемое «металлическое» КЗ, которое куда опаснее, поскольку само собой не прекращается, и должно быть отключено автоматом. После чего специалист должен найти место повреждения и лишь потом пытаться включить аппарат. Но защита может не сработать по разным причинам, тогда (не дай Бог) может случиться

пожар новогодней елки, всего несколько секунд и кислород остается лишь у самого пола

Кроме того, современные автоматы выполняют функцию токоограничения при аварии, то есть не дают токам в цепи достигнуть опасных значений.

Немного подробнее про токоограничение

Что значит токоограничение и чем опасны высокие токи КЗ?

С увеличением мощности сетей в глобальном смысле токи однофазного короткого замыкания могут достигать больших значений, до десятков тысяч Ампер, особенно если наш потребитель, оборудование или розетка установлены достаточно близко к подстанции. А в таких режимах существует понятие «электродинамическое действие токов КЗ». Опять сложный термин, скажет Вы. А вот и нет. Доступным языком можно пояснить этот термин как попытки медных шин в щитах, кабелях и прочей начинки сдвинутся с места под действием больших токов, изогнуться, особенно если монтажники просто накидали кабели в лоток, а закрепили как придется: подручными средствами, остатками проволоки и т.п. И в этой ситуации развитие аварии может быть еще более плачевным – межфазное КЗ, разрушение оборудования и прочее… Таким образом правильно выбранный автомат – залог правильной работы оборудования, и если его по какой-то причине «выбивает», то не надо пытаться его включить, при этом возмущаясь, что он мгновенно отключается снова.

График токоограничения и снижения выделяемой тепловой энергии

2. От перегрузки сети

Перегрузка сети – это когда повреждение изоляции (или повышенная нагрузка в сети) вызывает длительное увеличение токов в цепи сверх расчетных показателей (на 110-300% или 110-500%), что приводит к отключению автомата за время от нескольких минут, до полутора часов в зависимости от ситуации и типа автомата. В данном случае обеспечивается защита от перегрева, разрушения изоляции и возгорания элементов групповой цепи. То есть автомат должен нагреться и отключиться раньше, чем произойдет критический нагрев проводов, кабелей, контактов, розеток, выключателей. Например, самый распространенный автомат характеристики С, и номиналом 16А надежно защитит от перегрузки сети при токах от 20,8А (1,3 номинала) и сработает за время примерно 60 минут, а в случае тока перегрузки в 48А (3 номинала) выключение произойдет от 5 секунд до 20-30 секунд. За это время температура изоляция кабелей, проводов, электроприемников не должна превысить критических температур. Для этого иногда требуется проводить расчеты кабелей на невозгораемость при токах КЗ и обосновывать

пригодность к дальнейшей эксплуатации

… к дальнейшей эксплуатации. Данная тема относится больше к высоковольтным кабелям, однако иногда Заказчик оперируя циркулярами РАО ЕЭС и ведомственными нормативами требует провести расчеты и для кабелей 0,4 кВ (и мелких сечений!) по двум направлениям: проверка не невозгораемость кабеля в режиме КЗ и проверка пригодности кабеля к дальнейшей эксплуатации в послеаварийном режиме. В последнем случае это означает проверить факт «живучести» изоляции после прохождения тока короткого замыкания, факт того, что изоляция не успела нагреться до температур деградации изоляционных материалов

Самым распространённым изоляционным материалом в эпоху «развитого социализма» был карболит. Все помнят черный гладкий пластик из которого делались практически все электротехнические устройства в СССР? Это и розетки, и клеммники, и автоматы, и бытовые электроприборы, электровилки и т.п. Так вот, этот материал имеет нагревостойкость до 150 градусов, что значительно лучше характеристик современной ПВХ изоляции. Однако при достижении температуры свыше 100 градусов данный материал начинает деградировать и выделять опасные ядовитые вещества.

Внешний вид ответвительного сжима с оболочкой из карболита

Внешний вид ответвительного сжима на воздушной линии после прохождения импульса молнии. Фазный сжим просто взорвался, а на фото- нулевой сжим, обуглившийся от теплового импульса сверхтоков(Рис. 1).

Температура изоляции кабелей не должна превысить 70-80 градусов по Цельсию при любом типе аварии в сети. В случае КЗ происходит стремительный нагрев изоляции, в случае перегрузки процесс относительно растянут во времени. Так что же происходило на подстанции поселка, пока бетонный блок висел на электрокабеле?

Оплавление ПВХ-изоляции питающего кабеля в результате перегрузки линии и постоянных попыток включить автомат без устранения причины аварии (Рис. 2).

Кликабельно

На подстанции автомат чувствовал постоянную перегрузку по линии по одной из фаз в результате плохой изоляции. Происходил его нагрев, и он отключался по тепловой защите. Спустя какое-то время приходил охранник, и включал автомат заново. Конечно почти всегда включить автомат сразу после срабатывания тепловой защиты невозможно: он просто «отшибает» при попытке включить. Но за спиной у охранника стояли строители, которые требовали включить линию срочно, так как не работает электроинструмент, нельзя вскипятить чай и прочее и прочее… Ситуация повторялась в течение дня. Попытки устранить перекос фаз, на линии ни к чему не приводили, так как через два-три дня возникала перегрузка по другой фазе… Как видим, повышенные токи нагрузки выбрали самое слабое звено – приходящий сверху на автомат кабель (в данном случае это самонесущий изолированный провод из алюминия). Изоляция поплыла из-за превышения температуры в 100 градусов. И это при слабо-плюсовых температурах воздуха. Что было бы в данной ситуации жарким летним днем?

Безусловно, пожар и выход из строя главного щита подстанции.
Спросите, к чему это я излагаю? Все очень просто – если у вас сработала защита, выбило автомат или УЗО, значит это с чем-то связано и произошло неспроста. Прежде чем включить автомат надо разобраться в причинах аварии. Особенно если автомат при этом явно нагрелся. Кроме того, каждый автомат рассчитан на определенное количество отключений по защите, и не рекомендуется включать автомат на уже имеющееся повреждение линии, это снижает его ресурс.

Теперь рассмотрим УЗО

УЗО — устройства, в первую очередь, предназначены для защиты человека от поражения электрическим током. Если не углубляться в технические детали, то устройство определяет утечку тока с фазного проводника на землю и отключает поврежденную группу за время до 30 мс или 0,03 секунды. Для защиты человека устанавливаются УЗО на ток утечки 30 мА. Данная цифра обусловлена безопасным уровнем тока, который может протекать через тело человека без фибрилляции сердца, то есть не причиняя вреда человеку.

Устройство защитного отключения

Как известно, опасность для человека представляет не напряжение, а ток. Например, можно убить человека 1 вольтом напряжения, при этом важно, какой ток пройдет через человека, по какому пути и за какое время. Так вот, УЗО призвано защитить человека при прикосновении к частям, находящимися под опасным напряжением. Это могут быть корпуса бытовых приборов, промышленного оборудования, любые металлические части. Как правило, УЗО заранее отключает поврежденную линию, а не в тот момент прикосновения человеком. Но не исключены случаи, когда опасный потенциал на оборудовании может появиться именно в момент работы человека с ним.

Историческая справка:

Первое устройство защитного отключения было запатентовано в 1928 году германской фирмой RWE (Rheinisch — Westfälisches Elektrizitätswerk AG).

В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Со. изготовила первое действующее устройство на базе дифференциального трансформатора и поляризованного реле, имевшее чувствительность 0,01 А и быстродействие 0,1 с. В том же году с помощью добровольца (сотрудника фирмы) было проведено испытание УЗО. Эксперимент закончился благополучно, устройство сработало четко, доброволец испытал лишь слабый удар электрическим током, хотя и отказался от участия в дальнейших опытах.

На данный момент существуют УЗО с током утечки 300 мА. Они предназначены для защиты от пожара и выполняют функцию дополнительной защиты вместе с тепловой защитой автомата.

Чем отличается УЗО от тепловой защиты, имеющейся в автоматическом выключателе? Ведь по сути перегрузка линии как раз и может быть из-за утечки тока на землю.

Во-первых, время срабатывания тепловой защиты измеряется в секундах и часах, УЗО – в миллисекундах (как правило до 25 мсек, или 0,025 секунды).

Во-вторых, тепловая защита предназначена для защиты оборудования, но не для защиты человека. При отсутствии УЗО в щитке в момент касания человеком корпуса оборудования режим сети перейдет в стадию короткого замыкания, ток резко увеличится, сработает защита от КЗ в автомате и отключит линию сравнительно быстро. Но этого времени может хватить, чтобы человек получил электротравму, несовместимую с жизнью.

В-третьих, УЗО является дополнительной мерой защиты и устанавливается, как правило, для опасных помещений и для бытовых розеток, в то время как автоматы являются основной мерой защиты и применяется везде и всегда.

В-четвертых, применение УЗО без автоматических выключателей исключено, а вот автоматы без УЗО встречаются довольно часто.

Почему применение УЗО должно быть обеспечено в паре с автоматом?

Поскольку основную защиту обеспечивает автоматический выключатель, то он же и защищает устройство защитного отключения. Для корректной работы схемы номинал контактов УЗО выбирается на шаг выше, чем у автомата. Например, автомат устанавливается на 16А, а УЗО устанавливается на 25А. В этом случае УЗО безопасно пропустит через себя токи короткого замыкания к автомату, который и обеспечит защиту. Со своей стороны, УЗО обеспечит дополнительную защиту человека при утечке на корпус (землю). Существуют комбинированные устройства «автомат+УЗО» в едином корпусе, так называемые дифавтоматы. Их я рассматривать не буду, желающие могут изучить вопрос

Вики об УЗО

,

Вики о дифавтоматах (или АВДТ)

. Скажу лишь, что дифавтоматы экономят место в щите, так как занимают меньше модулей на DIN-рейке.

В промышленном секторе УЗО как правило применяют номиналом на 100 и 300 миллиампер как средство защиты от пожара на линиях уличных светильников, уличного оборудования и т.п.

Нужны ли УЗО для IT-оборудования, серверной, ЦОДа?

Вопрос неоднозначный и, как правило, остается на усмотрение Заказчика.

С одной стороны, безопасность персонала должна превалировать над другими соображениями. Жизнь человека – приоритет. С другой стороны, оборудование информационных систем часто само относится к системам жизнеобеспечения других людей, на них могут «крутиться» сервисы, работа которых должна быть бесперебойной. Например, медицинские учреждения, службы МЧС, аварийные службы и прочие организации жизнеобеспечения. А сами помещения серверных классифицируются, как правило, как помещения без постоянного пребывания людей, без наличия постоянных рабочих мест.

То есть довольно часто информационное оборудование можно отнести к первой категории электроприемников по надежности электроснабжения (ПУЭ п.1.2.18), наряду с противопожарными системами и аварийным освещением. Для этой группы перерыв в электроснабжении недопустим, так как может вести к значительным материальным потерям и быть угрозой для жизни и здоровья людей. Если поглубже изучить действующие нормы, то можно найти указания, что для жизненно важных потребителей допустимо ставить защиту лишь от коротких замыканий, без тепловой защиты.

Например, пожарные насосы должны работать в условиях пожара до тех пор, пока изоляция кабеля не прогорит окончательно и не произойдет

металлическое короткое замыканиеМеталлическое, или глухое короткое замыкание – это сваривание проводников (например, фазы и ноля) в месте пробоя изоляции. Образуется замкнутая цепь короткого замыкания, и в этом случае обязательно должно быть обеспечено срабатывание аппарата защиты. В большинстве случаев глухое короткое замыкание не случается, но вероятность его существует. Для противопожарных систем, в частности систем пожаротушения основная мысль изложенная в нормативах- в случае ЧП противопожарные системы должны работать несмотря ни на что и обеспечить безопасность людей даже в случае повреждения изоляции кабелей. Время работы противопожарных систем определяется временем, необходимым для эвакуации людей и персонала.
Для питания ответственных электроприемников применяют огнестойкие кабели с маркой FRLS, которые обладают свойствами выдерживать нагрев изоляции без возгорания и оплавления. В составе изоляции таких кабелей применяется слюда, которая дает дополнительное время нормальной работы линии без коротких замыканий в условиях пожара.

Испытания огнестойких кабелей завода Спецкабель для систем пожарной сигнализации

Например в п.7.1.81 Правилах устройства электроустановок (ПУЭ) сказано: «установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение которых может привести к ситуациям, опасным для потребителей». Для информационного оборудования сегодня, как правило, применяют стандартные автоматические выключатели, а вот УЗО не ставят с целью исключения ложных срабатываний и внезапного отключения важных серверов и сервисов. Существуют специальные типы УЗО, которые учитывают специфику импульсных блоков питания серверов и прочего IT-оборудования, однако они редко встречаются в продаже, сложны в подборе и ведут к увеличению стоимости проекта в целом. Для серверных и ЦОДов исходят из того, что данные помещения, как правило, оснащаются индивидуальными системами газового пожаротушения, а присутствие персонала – минимально по времени.

В качестве дополнительного уровня защиты персонала серверной, центра обработки данных обязательно требуется организация надежного заземления металлических частей серверных стоек, трубопроводов, любых доступных к прикосновению металлических частей в помещении, включая металлическую противопожарную дверь (двери). При правильной организации Дополнительной Системы Уравнивания Потенциалов (ДСУП) в помещении серверной, ЦОД будет обеспечен должный уровень безопасности персонала и информационного оборудования, несмотря на отсутствие УЗО в цепях распределения питания.

Для технологических нужд в пределах серверных помещений ставятся несколько розеток, которые и обеспечиваются устройствами защитного отключения. К данным розеткам (и только к ним) должен подключаться любой переносной электроинструмент и/или оборудование, не относящееся к непосредственным целям нашей серверной.

Продолжение читайте во второй части статьи, где мы разбераемся в вопросе какие помехи сети могут привести к падению операционных систем? почему не все ИБП, АВР и ATS хороши? и пройдем по цепочке электросеть-серверная стойка-блок питания-электроника ИТ-оборудования — операционная система

Автор: Куликов Олег
Ведущий инженер конструктор
Департамент интеграционных решений «Открытые Технологии»
[email protected]
Регистрация в Национальном Реестре Специалистов «НОПРИЗ» П-045870

Автомат Электрический коды ТН ВЭД (2020): 8418, 8536, 9504

Приборы электрические бытового назначения: автомат для розлива воды,	8418
Автоматы защиты для электрических цепей	8536
Оборудование игровое небытового назначения: автоматы игровые электрические,	9504
Оборудование упаковочное промышленное электрическое: автоматы упаковочные,	8422300008
Аппараты электрические для управления электротехническими установками: реле управления: реле давления-автомат	8536490000
Аппараты электрические для управления электротехническими установками: панели управления упаковочным автоматом	853710
Аппараты электрические для управления электротехническими установками: автомат горения	8537109900
Аппараты электрические: игровые автоматы,	9504302009
Оборудование технологическое для пищевой промышленности: электрический чайник, чайные автоматы, бойлеры для воды, диспенсера для горячих напитков и чая, аппараты для приготовления чая, кофе и напитков, диспенсера для кофе,	8516
Оборудование игровое не бытового назначения, напряжение питания 220 Вольт: автомат игровой электрический,	9508
Оборудование технологическое для предприятий торговли, общественного питания и пищеблоков, не бытового назначения: Электрический чайник, чайные автоматы, бойлеры для воды, диспенсера для горячих напитков и чая, чайные авто	8514
Аппараты электрические бытового назначения: сушильный автомат,	8451210009
Оборудование игровое не бытового назначения: автоматы игровые электрические,	9504
Автоматы электрические по надеванию бахил, модели: BXG-ASC-100	8476890000
НИЗКОПОДЪЕМНЫЕ САМОХОДНЫЕ ТЕЛЕЖКИ С ПРИВОДОМ ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ И ВЫСОТОЙ ПОДЪЕМА ДО 300 ММ МОДЕЛЕЙ EDP 16 C, EDP 20, EDP 2000 INOX, EDP 2001-P, EFP 2000, EHP 2000, EHP 2000-P, ESP 20, ESP 20-N, ESP 2000, АВТОМАТИ	8709119000
Оборудование технологическое для предприятий общественного питания: самовары электрические, автоматы чайные, кофеварки, тостеры, в том числе конвеерные, фритюрницы, вафельницы и блинницы электрические, приборы для приготов	8516710000
Изделия электроустановочные: выключатели, розетки, кнопки звонка, кнопки дверного автомата, кнопки жалюзи, кнопки таймера, вилки электрические,	8536500700
Шнур соединительный для подключения электропитания к терминалам самообслуживания и торговым автоматам в электрических сетях переменного тока с номинальным напряжением 2З0 В, оснащенный соединительными приспособлен	8544429009
Автоматы для защиты электрических цепей на напряжение 250 В	8536
Электрический автомат выключения	8536309000
Аппараты для распределения электрической энергии: автоматы-предохранители	8536201008
Электрические приборы бытового назначения: стиральные машинки-автомат, торговая марка KRAFT	8450111100
Электрические аппараты бытового назначения торговой марки «KRAFT»: стиральные машинки автомат	8450111100
Аппараты электрические для управления электротехническими установками: Топочный автомат	8537109900

Автомат или рубильник?

Автоматический выключатель или рубильник?

Оба аппарата имеют свои особенности и способы применения. Если рубильник, он же выключатель нагрузки (ВН) – это несложное устройство для ручного коммутирования электрической цепи (включение и отключение), то автоматический выключатель (автомат или АВ) в дополнение к возможности ручного коммутирования, предназначен также для автоматического отключения цепи вследствие не нормальных (аварийных) условий работы цепи, таких как короткое замыкание и перегрузка. Выбирайте аппарат, исходя из ваших конкретных задач.

Автоматический выключатель или рубильник. Чем отличаются?

Конструкция рубильника более проста по сравнению с автоматом.
Рубильник не имеет в своем составе двух важных для АВ компонентов:
— теплового расцепителя;
— электромагнитного расцепителя.

Парадокс. Цена на рубильники с небольшими номинальными токами, несмотря на более простую конструкцию, выше, чем на автоматы. Начиная c 250 ампер, рубильники – уже дешевле, чем аналогичные по номиналу АВ.
Важно. Если вам необходим рубильник серии ВР, учтите, что у него отсутствует дугогасительная камера. Без данного элемента отключение под большими нагрузками становится опасной операцией.

Подключение резервного источника питания. Автоматический выключатель или рубильник?

При необходимости подключения резервного источника питания, например генератора, требуется организовать возможность переключения между вводами (сеть и генератор). Наиболее бюджетным решением является использование специализированного реверсивного рубильника. Данный рубильник позволяет в ручном режиме переключать питание с основного ввода на резервный ввод. При этом реверсивный рубильник исключает возможность одновременного (параллельного) включения двух источников питания, что позволяет избежать аварийных ситуаций при переключениях. При необходимости автоматического (дистанционного) переключения, имеется возможность доукомплектовать рубильник моторным приводом.

Организовать переключение между основным и резервным источниками питания возможно также с помощью двух автоматических выключателей. Однако данное решение более затратное, так как для этого необходимо доукомплектовать автоматы механической блокировкой во избежание возможности параллельного включения разных источников питания. При необходимости автоматического переключения между источниками с помощью АВ стоимость увеличивается ещё больше, из-за необходимости оснастить оба выключателя моторными приводами. 

В связи с вышеуказанным, для переключения между различными источниками питания в частном секторе в основном используются реверсивные рубильники.

Автоматический выключатель/таймер питания постоянного тока Powerwerx

Особенности

• Настраиваемая пользователем задержка выключения: 2, 15 или 30 минут и 1, 2, 3, 4, 5, 8 12 часов.
• Прочная водонепроницаемая конструкция. Легко устанавливается в моторных отсеках или в условиях высокой вибрации.
• Сверхнизкое потребление тока в режиме ожидания 4 мАч не приведет к разрядке аккумулятора.
• Смарт! Провод зажигания не требуется.
• Защита от перенапряжения: Автоматически отключается при напряжении 16 В с автоматическим сбросом

Что и как работает
APS-12 представляет собой переключатель, управляемый напряжением.Когда напряжение в автомобиле составляет 13,0 В или выше, реле включается, и питание подается на сторону нагрузки (горит немигающий зеленый светодиод). Когда напряжение падает ниже 12,7 В, APS-12 автоматически запускает таймер на основе заданной пользователем настройки времени от 2 минут до 12 часов (мигает зеленый светодиод). По истечении времени таймера реле APS-12 выключается, и питание со стороны нагрузки отключается (мигает красный светодиод).

АПС-12 включит нагрузку, когда напряжение бортовой сети превысит 13,0 вольт.Обычно это происходит в течение нескольких секунд после запуска автомобиля. Нагрузка остается под напряжением до тех пор, пока транспортное средство включено. Когда двигатель выключен, напряжение автомобиля падает ниже 12,6 В. APS-12 запустит таймер в зависимости от того, какое значение таймера было установлено поворотным переключателем. По истечении времени таймера устройство отключится со стороны нагрузки.

APS-12 идеально подходит для использования с мобильными установками, включая радиоприемники, мобильные компьютеры, видеокамеры и т. д.

Установка
APS-12 устанавливается между аккумуляторной батареей автомобиля и нагрузкой постоянного тока.Как правило, нагрузка представляет собой любительскую радиостанцию, наземную мобильную радиостанцию, мобильный компьютер и другую электронику постоянного тока транспортного средства. Стандартная установка включает в себя установку APS-12 на стороне питания постоянного тока радиостанции. APS-12 предлагается с (4) соединениями кольцевого типа (положительный и отрицательный вход питания постоянного тока и положительный и отрицательный выход постоянного тока).

Настройки поворотного переключателя
Выбираемые пользователем настройки таймера могут быть настроены на одну из следующих настроек (2, 15 или 30 минут и 1, 2, 3, 4, 5, 8 12 часов).

Аварийный выключатель
Дополнительная кольцевая клемма расположена рядом со светодиодным индикатором. Кратковременная подача 12 В на этот разъем автоматически блокирует время ожидания таймера и дает вам дополнительные 15 минут использования для аварийного режима.

Защита от перенапряжения
Защита от перенапряжения включена в блок APS-12. Если на APS-12 когда-либо поступит напряжение 16 вольт или выше, устройство автоматически отключится, защищая электронику, подключенную к стороне нагрузки вашего APS-12.Как только напряжение упадет до 15,9 В или ниже, APS-12 снова включится.

Технические характеристики		Сравнение продукта
Amperage Рейтинг: 25 AMPS MAX MAX @ 12V Непрерывная служба Низкий режим ожидания: 4 мА в режиме ожидания, 100 мА нормальная работа режим Компактный размер: 3½» Д x 2″ Ш x 1½» В Вес: 0,5 фунта (229 грамм) Конструкция: Герметичная водонепроницаемая конструкция.Может быть установлен внутри моторного отсека. Светодиодные индикаторы состояния: Немигающий зеленый светодиод = Таймер ВЫКЛ. питание проходит через Мигающий зеленый светодиод = Таймер включен Мигающий красный светодиод = Таймер истек, нагрузка отключена Состояние перенапряжения Соединения: +/- Питание от батареи. +/- ОТКЛЮЧЕНИЕ питания к электронике (провод зажигания не требуется). Аварийный выключатель.	9 9 11.0, 11.4 VDC 2 4 (PDF) Автоматический контроль питания от четырех различных источников Журнал исследования в Наука, технологии, инженерия и менеджмент (JoRSTEM) ISSN: 2456-0197 Специальный выпуск: Факультет электротехники и электроники, Инженерный колледж Малла Редди (автономный) © Malla Reddy Engineering Colle ge (автономный), Vol.5, выпуск 1, март 2019 г. 11 [8] Б. Бхаргава Редди, Д. Сивакришна и А. В. Судхакара Редди «Моделирование и анализ ветроэнергетики генерации с использованием ПИД-регулятора», Международный журнал научных исследований и разработок (IJSRD), Том 1, № 9, стр. 2045-2049, ноябрь 2013 г. [9] П. Прасад, Б. Бхаргава Редди и А. В. Судхакара Редди «Минимизация потерь мощности в системе распределения с использованием реконфигурации сети с оптимизацией роя частиц». », Международный инженерный журнал Наука и передовые технологии (IJESAT), Vol.5, выпуск 3, стр. 171-178, май 2015 г. [10] К. Сурека и А. В. Судхакара Редди «Новая топология управления для интеллектуальных энергосистем с использованием двунаправленного синхронного VSC », Международный информационный журнал & FuturisticResearch, Vol.2, No.10, PP.3695-3704, , июнь 2015 г. [ 11 ] А. В. Судхакара Редди, проф. М. Дамодар Редди, «Оптимизация реконфигурации распределительной сети с использованием алгоритма Dragonfly» , Журнал электротехники, Vol.16, № 4, № 30, стр. 273-282, 2017 г. [ 12 ] А. В. Судхакара Редди, д-р М. Дамодар Редди, «Реконфигурация сети распределительной системы для максимального снижения потерь с использованием синусно-косинусного алгоритма» , International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), Vol.7, No.10, pp.34-39, October 2017. [13] AV Sudhakara Reddy, Dr. M. Damodar Reddy, «Optimal Capacitor распределение для реконфигурированной сети с использованием алгоритма оптимизации Ant Lion», International Journal of Applied Engineering Research (IJAER), ISSN: 0973-4562, Vol.12, № 12, стр. 3084-3089, июль 2017 г. [ 14 ] А. В. Судхакара Редди, М. Дамодар Редди и Ю. В. Кришна Редди «Реконфигурация фидера распределительных систем для снижения потерь и сокращения выбросов с использованием алгоритма MVO» , Majlesi Journal по электротехнике, том 12, № 2, стр. 1–8, июнь 2018 г. [ 15 ] С. Бхарати, А. В. Судхакара Редди, д-р М. Дамодар Редди, «Оптимальное размещение UPFC и SVC с использованием алгоритма оптимизации Moth-Flame », Международный журнал мягких вычислений и искусственного интеллекта, ISSN: 2321-4046, Vol.5, №1, стр. 41-45, май 2017 г. [16] Кальяни С., А. В. Судхакара Редди и Н. Вара Прасад «Оптимальное размещение конденсаторов в системах распределения для снижения выбросов с использованием алгоритма оптимизации муравьиного льва», International Journal of Current Advanced Research, Vol.7, No. .11, стр. 16339-16343, 2018. [17] Ю. В. Кришна Редди, М. Дамодар Редди и А. В. Судхакара Редди «Алгоритм опыления цветков для Решение экономической диспетчеризации с запрещенными рабочими зонами и ограничениями скорости линейного изменения», Журнал из Новые технологии и инновационные исследования (JETIR), Vol.5, выпуск 10, с. 2018 World Engineering Education Forum — Глобальный совет деканов инженерных наук (WEEF-GEDC), Альбукерке, Нью-Мексико, США, 2018 г., стр. 1-4. (PDF) Автоматический контроль электропитания для обеспечения бесперебойного питания Dr. DVN. Ananth et al Int J Sci Res Sci Eng Technol.март-апрель 2019 г.; 6 (2): 249-255 Selco-India, социального предприятия, которое обеспечивает солнечной энергией в штате Карнатака. «Как нам управлять поставками и убедиться, что мы откладываем деньги на инфраструктуру? Если вы посмотрите на будущее , это то, что нам нужно, — сказал он, — но нет ни одной единственной вещи, которая движется вперед». Оценки показывают что проблемы с электроэнергией в Индии стоили экономике где угодно от 1 до 3 процентов валового внутреннего продукта — препятствие на пути к надеждам Моди на расширение экономики и сделать страну более гостеприимной для производства, согласно Рахул Тонгиа, сотрудник из Brookings India.Эксперты говорят, что спрос на электроэнергию вырастет в семь раз к середине века, поскольку население продолжает расти. Доступ к энергии хуже в сельской местности. Бихар, один из беднейших штатов Индии, имеет население 103 миллиона человек, что составляет почти треть населения Соединенных Штатов. Согласно данным переписи 2011 года, меньше имеют электричество в качестве основного источника освещения , чем в любом другом месте в Индии, чуть более 16 процентов.Семьи до сих пор освещают свои дома керосиновыми лампами и готовят пищу на глиняных печах , используя котлеты из коровьего навоза или растопку. В последние месяцы правительство Индии объявило о планах модернизации своей национальной энергосистемы и готовится к решению финансовых проблем государственных коммунальных предприятий страны, некоторые из которых погрязли в долгах, на сумму 66 миллиардов долларов. План спасения, вероятно, будет включать повышение тарифов на электроэнергию — политически непопулярная концепция в стране, где многие жители привыкли к сильно субсидируемой электроэнергии. В 2010 году, согласно оценке Всемирного банка, 87 процента всей электроэнергии, потребляемой бытовыми потребителями, субсидировалось. Наша система объединяет следующие компоненты в конструкцию : блок питания, Ardiono UNO (ATmega328p), ЖК-дисплей, транзисторы BC547, резистор, конденсаторы . Система была разработана и смоделирована с использованием автоматической системы управления электропитанием. это очень удобная система для потребителей, которые хотят получить бесперебойное электроснабжение от различных источников, таких как солнечная энергия, сеть, генератор и инвертор. Поскольку невозможно обеспечить все 4 различных источника питания , для выполнения той же функции предоставляется один источник с альтернативными переключателями . В этом проекте у нас есть 4 коммутатора, которые рассматриваются как как 4 разных источника питания. Когда мы нажимаем любой из переключателей, это показывает отсутствие конкретного источника , который подключен к микроконтроллеру в качестве входных сигналов . Рис.2 Схема контактов ARDUINO. Плата имеет 14 цифровых контактов и 6 аналоговых контактов. Программируется с помощью Embedded C. На рисунке выше показана схема контактов Arduino. Светодиод: имеется встроенный светодиод, управляемый цифровым контактом 13. Когда на контакте высокое значение, светодиод горит, когда на низком уровне, он выключен. VIN: входное напряжение платы Arduino/Genuino при использовании внешнего источника питания (как , а не 5 вольт от USB-соединения или другого регулируемого источника питания ).Вы можете подавать напряжение через этот контакт или, если подавать напряжение через разъем питания , получить доступ к нему через этот контакт. 5V: Этот контакт выводит регулируемое напряжение 5V от регулятора на плате. Плата может поставляться с Система управления автопитанием от 4-х разных источников с помощью микроконтроллера PIC Система управления автопитанием от 4-х разных источников с помощью микроконтроллера PIC: Система управления автопитанием очень удобная система для этого потребители, которые хотят получить бесперебойное электроснабжение от различных источников, таких как солнечная энергия, сеть, генератор и инвертор .Если мы посмотрим на это на коммерческом уровне, то мы можем оценить, что есть так много потребителей или заказчиков, у которых есть оборудование или машины, чьим требованием является только бесперебойное электропитание. Например, компании базы данных, вся работа которых выполняется на компьютере, требуют постоянного источника бесперебойного питания, иначе их компьютер может быть выключен в то время, когда нагрузка переносится на другой источник, аналогично компаниям, которые имеют данные основные производственные машины, то они также могут быть отключены во время перемещения нагрузки, тогда их производство может быть остановлено или повреждено. Концентрируясь на этих вышеперечисленных проблемах, мы можем рассмотреть важность этой системы управления автоматическим питанием в современном мире. Над этой системой управления автоматическим электропитанием работают разные люди и компании, которые делают эту систему с помощью магнитных контакторов и силовых реле, но их система очень дорогая и не обеспечивает точного бесперебойного питания. Здесь мы собираем эту систему управления электропитанием автомобиля с помощью компонентов силовой электроники , микроконтроллера pic 18F452 и электронных реле . Блок-схема системы управления автоматическим питанием от 4 различных источников с использованием микроконтроллера PIC Ниже представлена ​​блок-схема системы управления автоматическим питанием от 4 различных источников с использованием микроконтроллера pic со всеми необходимыми компонентами. Блок-схема системы управления автопитанием от 4 разных источников с использованием микроконтроллера pic: Список компонентов с подробным описанием системы управления автопитанием от 4 разных источников с использованием микроконтроллера PIC Трансформатор: В данном автоблоке питания система управления, трансформатор используется для подключения этой системы непосредственно к wapda или 220V ac.Он понижает 220 В переменного тока до 12 В переменного тока. Он состоит из двух крыльев и работает по принципу взаимной индукции. Мостовой выпрямитель: В этой системе управления автоматическим источником питания мостовой выпрямитель используется для преобразования переменного напряжения 12 В в постоянное напряжение для питания других электронных компонентов. Регулятор напряжения: В этой системе управления автоматическим источником питания регулятор напряжения используется для преобразования постоянного напряжения 12 В в постоянное напряжение 5 В для подачи питания на ЖК-дисплей, микроконтроллер и микросхему привода реле.В этой системе регулятор напряжения LM 7805 используется для регулирования напряжения мостового выпрямителя. ЖК-дисплей: В этой автоматической системе управления электропитанием ЖК-дисплей используется для отображения источника питания, на который переключилась вся система или нагрузка. Он также отображает напряжение, поступающее от источника тока. Он сопряжен с микроконтроллером и питается от постоянного тока 5 В. Клавиши выбора: В этой системе автоматического управления электропитанием клавиши выбора представляют собой в основном нажимные кнопки, которые используются для проверки рабочих функций этой системы.Они поднимаются один за другим в демонстрационных целях. Микроконтроллер PIC 18F452:  В этой системе автоматического управления источником питания микроконтроллер Pic 18F452 используется для автоматического выбора доступного источника. Он автоматически переключал нагрузку на другой источник питания без каких-либо перерывов. Он запрограммирован на языке C с помощью программного обеспечения mikro C и питается от постоянного напряжения 5 В. Он взаимодействует с ЖК-дисплеем и микросхемой драйвера реле. Драйвер реле: В этой системе управления автоматическим источником питания микросхема драйвера реле используется для управления реле нагрузки.Это реле получает сигнал от микроконтроллера о переключении нагрузки на другой источник питания. Он питается от постоянного тока 5 В и взаимодействует с микроконтроллером. Нагрузка: В этой системе управления автоматическим питанием лампа используется здесь как выходная нагрузка в демонстрационных целях. Работа системы автоматического управления электропитанием от 4 различных источников с использованием микроконтроллера PIC  Эта система автоматического управления электропитанием работает по принципу автоматического переключения нагрузки на другой доступный источник без потери времени или отключения питания. нагрузка.Здесь для демонстрационных целей мы использовали клавиши выбора для отключения любого источника питания. В этой системе микроконтроллер, который является очень важным компонентом этой системы, постоянно контролирует все доступные источники. Когда какой-либо источник отключается с помощью клавиш выбора, микроконтроллер переключает нагрузку на другой источник питания, подавая сигнал на ИС драйвера реле, после чего ИС драйвера реле включает соответствующее реле нагрузки. Вся функция выполняется микроконтроллером за микросекунды, и это сдвинутое время может быть изменено во время программирования микроконтроллера.Здесь используются 4 реле нагрузки, которые подключены параллельно нагрузке, и 4 источника питания также подключены параллельно этим реле нагрузки. Эти реле нагрузки состоят из нормально разомкнутых и замкнутых контактов и управляются через микросхему драйвера реле. Мы проверили эту систему, подключив лампу на стороне выхода в качестве нагрузки, когда в течение сдвинутого времени происходит какое-либо прерывание, тогда лампа мигает, но здесь нет никакого мигания в течение сдвинутого времени, что означает отсутствие прерывания в подача питания на стороне выхода. Применение и преимущества системы управления автоматическим электропитанием от 4 различных источников с использованием микроконтроллера PIC Эта система может использоваться в тех местах, где у нас есть различные источники питания, такие как солнечная энергия, сеть и ветер. Данная система может быть использована в промышленности для обеспечения бесперебойного питания промышленных машин. Данная система может быть использована в учебных заведениях и больницах для обеспечения бесперебойного питания больничного или учебного оборудования. Эта система более компактна и надежна по сравнению с электрическими панелями ATS. Эта система менее затратна по сравнению с другими системами управления питанием. напряжение — автоматический выбор мощности с помощью MOSFET Мне нужна схема, которая будет автоматически отключать аккумулятор от НАГРУЗКИ при доп. Питание постоянного тока подключено так, чтобы аккумулятор не был поврежден. Теоретически пара диодов может решить эту проблему, но поскольку падение напряжения не очень хорошо для портативного устройства, поэтому, прочитав несколько тем об «идеальном» диоде (первый и второй), я придумал просто вращающихся МОП-транзисторов (соединяющих SOURCE к фактическому стоку и DRAIN к фактическому истоку), чтобы корпус-диод блокировал нежелательный обратный ток: Q1 Предотвращает разряд батареи на вход постоянного тока, когда e.г. Источник 5 В подключен и изолирует положительный провод постоянного тока от батареи, поэтому мы можем обнаружить доп. питание подключено. Q2 Предотвращает переход постоянного тока IN 9-24V на аккумулятор и его повреждение. Но, вероятно, небольшое количество тока будет течь через корпус-диод Q1 к аккумулятору в первые моменты после доп. питание подключено (или контакты дребезжат) до того, как сработали ворота Q2, но я не уверен, стоит ли об этом беспокоиться. Во всяком случае, у меня есть сильное чувство, что я заново изобретаю колесо, поэтому мне нужны другие стандартные решения/идеи, пожалуйста.Требования: Автоматическое и быстрое переключение. Собственно 2-х позиционный тумблер может быть хорошим решением здесь, но это потребует ручного выбора источник: Нагрузка до 6 А, диапазон напряжения: 4–30 В Небольшой , но как можно более простой и дешевый (поэтому два реле/твердотельных реле @6A слишком большие и дорогие) Пожалуйста, не используйте диоды при протекании тока нагрузки, поскольку 0,4 В при 6 А — это 2,4 Вт тепла и потеря эффективности ~ 5-6% (что плохо для устройства с батарейным питанием). Или, если кажется, что первая схема работает нормально и я не сделал существенных ошибок, может быть, я могу использовать ее? Спасибо за помощь! О, кажется, я обнаружил проблему — Q1 не открывается после отключения внешнего источника питания, потому что ток от диода Q2 может течь через SOURCE-DRAIN Q1 в Q3 BASE, удерживая Q2 от закрытия и Q1 от открытия . Добавление диода может исправить это. Да, напряжение будет падать, но так как это справедливо только для внешнего источника питания, мы не потеряем портативную эффективность 🙂 Автоматическое переключение источника питания для устройств, работающих от батарей (часть 8/9) В настоящее время большинство электронных устройств портативны и работают от батареек.Аккумуляторы временно сохраняют заряд и разряжаются, подавая питание на подключенное устройство. В то время как одной из проблем с использованием аккумуляторов является перезарядка, другой распространенной проблемой является чрезмерная разрядка. В этом проекте разработана схема, которая будет отслеживать уровень заряда подключенной батареи и автоматически переключать источник питания на цепь нагрузки с батареи на источник постоянного тока.   Также, когда батарея достигнет конца разрядного напряжения, она начнет заряжать батарею, а когда батарея будет полностью заряжена или достигнет своего максимального номинального напряжения на клеммах, она снова переключит источник питания в цепь нагрузки с постоянного тока на батарея.Конечное напряжение разряда — это напряжение, ниже которого батарея может преждевременно выйти из строя и ухудшить свои возможности перезарядки. Любая батарея должна быть заряжена до того, как уровень ее заряда упадет до конечного уровня разрядки.   В этом эксперименте используется свинцово-кислотная батарея на 12 В. Конечное напряжение разряда свинцово-кислотной батареи 12 В зависит от производителя. В этом эксперименте используемая батарея имеет конечное напряжение разряда 11 В, а ее максимальное номинальное напряжение на клеммах равно 13.8 В. При разработке проекта было замечено, что когда напряжение батареи достигало 11,04 В, цепь нагрузки автоматически подключалась к источнику постоянного тока, что спасало батарею от глубокого разряда. Когда аккумулятор был полностью заряжен до 13,9 В, то нагрузка снова подключалась к аккумулятору.   В этой серии уже разработаны схема автоматического отключения аккумуляторной батареи при перезарядке и схема автоматического отключения аккумуляторной батареи при чрезмерной разрядке. Однако невозможно объединить эти цепи вместе для автоматического отключения батареи как в случае переразряда, так и при перезарядке батареи.В этом проекте желательна функция автоматической зарядки аккумулятора при разрядке аккумулятора и повторного переключения аккумулятора на нагрузку, когда он полностью заряжен.   Ранее для защиты от перезаряда и переразряда использовалась схема, показанная ниже —      Рис. 1: Принципиальная схема защиты аккумулятора от перезарядки   В этой цепи, когда напряжение батареи опустится ниже предела разрядного напряжения, т.е.е. приблизительно 10,7 В, реле сработает. Теперь нагрузка отключится от аккумулятора, и аккумулятор начнет заряжаться. Во время зарядки, когда напряжение батареи немного увеличивается по сравнению с конечным напряжением разрядки, реле деактивируется, и батарея подключается к нагрузке до того, как батарея будет полностью заряжена.   Чтобы избежать этой проблемы, необходимо использовать некоторую фиксирующую схему, которая включает или активирует реле, когда батарея разряжена, и отключает реле, только когда батарея полностью заряжена.Итак, основываясь на той же схеме, что и в предыдущих проектах, в этом проекте добавлена ​​схема фиксации. Необходимые компоненты   Рис. 2: Список компонентов, необходимых для автоматического переключения источника питания для устройств с батарейным питанием   Цепные соединения — В этой схеме переключения источник питания цепи нагрузки переключается между батареей и источником постоянного тока. Основными компонентами, играющими важную роль в функционировании этой схемы, являются реле, переключающие транзисторы и стабилитрон. Реле в качестве защелки и коммутационной цепи В этой схеме используются три реле. Первое реле (обозначенное на принципиальной схеме как RL1) является ключевым в этой цепи. Как уже упоминалось, для этого проекта необходима некоторая схема фиксации, поэтому реле RL1 действует как защелка в этой схеме. Эта фиксирующая схема активирует реле RL2 и RL3, когда напряжение батареи падает ниже конечного разрядного напряжения. Оба реле RL2 и RL3 деактивируются только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен.В реле цепи RL2 используется для переключения нагрузки на источник постоянного тока или батарею. Реле RL3 используется для подключения аккумулятора к зарядному устройству, когда напряжение аккумулятора становится ниже разрядного напряжения, и для повторного отключения аккумулятора от зарядного устройства, когда аккумулятор полностью заряжен. Таким образом, использование нескольких реле подтверждает использование блокировки в соответствии с требованиями схемы. Переключающий транзистор для включения и выключения реле Транзисторная схема используется для управления реле.Транзисторы используются в качестве переключателя на стороне высокого напряжения, где транзисторные ступени работают как логические инверторы. Реле сработает, когда его концы подачи питания получат достаточную разность потенциалов, чтобы активировать реле. Когда разность потенциалов питающих контактов равна или превышает номинал реле, срабатывает только оно. В этом эксперименте один вывод питания всех трех реле (RL1, RL2, RL3) подключен к коллектору транзистора Q2. Всякий раз, когда Q2 находится в состоянии ON, весь ток с его коллектора стекает на землю.Таким образом, в этом состоянии коллектор транзистора Q2 обеспечивает заземление одного конца реле.   Другой вывод питания всех реле соединен с эмиттером транзистора Q4. Теперь эта схема, транзистор Q4 обеспечивает некоторый потенциал на другом конце реле для активации реле. Всякий раз, когда транзистор Q4 будет включен, весь ток от его коллектора будет течь к его эмиттеру, и этот эмиттер затем подаст напряжение на запитывающие концы всех реле.   Следовательно, когда оба транзистора Q2 и Q4 будут включены, все реле будут активированы, в противном случае они останутся в неактивном состоянии. Транзисторы Q1 и Q3 управляют базовым напряжением транзисторов Q2 и Q4 соответственно. Зенеровский диод для определения конца разряда и максимального напряжения батареи Стабилитрон соединен последовательно с батареей так, что катод стабилитрона соединен с анодом батареи, а анод стабилитрона соединен с базой переключающего транзистора.Целью такого подключения диода является работа с обратным смещением. Когда стабилитрон подключен в конфигурации с обратным смещением, а его катодное напряжение ниже напряжения пробоя, тогда стабилитрон действует как разомкнутая цепь. Но когда на его катодный вывод подается напряжение выше пробоя стабилитрона, стабилитрон начинает проводить от катода к аноду, в то время как стабилитрон находится в состоянии обратного смещения. Поскольку стабилитрон также может работать в условиях обратного смещения, эта функция стабилитрона используется для определения уровня напряжения отсечки батареи.В этой схеме стабилитрон используется для определения окончания разрядного напряжения и максимального номинального напряжения батареи.   Батарея, использованная в этом эксперименте, имеет конечное разрядное напряжение 11 В и максимальное номинальное напряжение 13,8 В. Таким образом, схема разработана таким образом, что она отключает батарею от нагрузки, когда батарея достигает 11 В, и снова подключает аккумулятор к нагрузке при напряжении на клеммах аккумулятора 14 В. Итак, в схеме используются два стабилитрона один с пиковым обратным напряжением 11 В, а другой стабилитрон с пиковым обратным напряжением 14 В.   Стабилитрон 11 В подключен в обратном направлении к транзистору Q1, а стабилитрон 13,8 В подключен к транзистору Q3 (как показано на принципиальной схеме). Следовательно, всякий раз, когда напряжение на клеммах батареи падает до 11 В, стабилитрон 11 В не проводит, и транзистор Q1 переходит в состояние ВЫКЛ. Когда напряжение батареи превышает 13,8 В, стабилитрон на 13,8 В начинает открываться, и транзистор Q3 переходит в открытое состояние. Таким образом, путем обнаружения состояний включения и выключения транзисторов Q1 и Q3 определяется окончание разрядки и максимальное напряжение батареи.   При выборе стабилитрона необходимо учитывать пороговое напряжение переключающего транзистора, используемого в этой схеме, например, BC547, который включен последовательно со стабилитроном.   Для выбора стабилитрона для напряжения конца разряда батареи –    (напряжение стабилитрона) Vz = 11В – (пороговое напряжение транзистора BC547) (напряжение Зенера) Vz = 11 – 0,7 = 10,3 В   Для выбора стабилитрона для максимального напряжения батареи –   (напряжение стабилитрона) Vz = 13.8V – (пороговое напряжение транзистора BC547) (напряжение стабилитрона)Vz = 13,8 – 0,7 = 13,1 В   Итак, два стабилитрона D1 (5,6 В) и D2 (4,7 В) были взяты, чтобы получить в сумме 10,3 В для определения напряжения окончания разряда батареи. Два стабилитрона D3 (7,5В) и D4 (5,6В) берут в сумме 13,1В для определения максимального напряжения батареи. Как работает схема – Схема основана на работе стабилитрона. Если стабилитрон подключен в конфигурации с обратным смещением и напряжение на его катоде ниже напряжения пробоя, то стабилитрон действует как разомкнутая цепь.Но когда на его катодный вывод подается напряжение выше пробоя стабилитрона, стабилитрон начинает проводить от катода к аноду в условиях обратного смещения. Стабилитроны управляют транзисторными каскадами, которые контролируют состояние реле. Для понимания работы этой схемы рассмотрите различные уровни напряжения батареи следующим образом — . Случай 1: Когда напряжение батареи составляет 12 В Так как суммарное напряжение пробоя стабилитронов Д3 и Д4 составляет 13,1 В, то в этом состоянии стабилитрон не проводит ток.Транзистор Q3 будет в закрытом состоянии, поэтому на базу транзистора Q4 подается положительное напряжение для включения. Следовательно, весь ток от коллектора Q4 идет к его эмиттеру, и в точке «b» на конце реле появится некоторое положительное напряжение.   Суммарное напряжение пробоя стабилитронов D1 и D2 составляет 10,3 В, поэтому в этом состоянии стабилитрон находится в состоянии обратного смещения и начинает проводить ток от катода к аноду. Это включает транзистор Q1. Из-за проводимости транзистора Q1 база транзистора Q2 заземляется, и Q2 переходит в закрытое состояние.Таким образом, в точке «а» конец реле не заземлится и останется в неактивном состоянии. Поскольку все реле не активны, батарея остается подключенной к цепи нагрузки, и это то, что требуется для данного напряжения батареи.     Рис. 3: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 12 В Случай 2: Когда напряжение батареи падает до 11 В (конец разрядного напряжения батареи) Когда аккумулятор начинает разряжаться и его напряжение падает до 11В, стабилитроны D1 и D2 перестают проводить ток.Теперь транзистор Q1 выключается, и на базу транзистора Q2 подается положительное напряжение. Проводимость транзистора Q2 отводит весь ток с его коллектора на землю, и в точке «а» получается нулевая разность напряжений. Это обеспечивает заземление контакта питания реле. Опять же в этом состоянии стабилитроны Д3 и Д4 не проводят ток.   Транзистор Q3 будет в закрытом состоянии, поэтому на базу транзистора Q4 подается положительное напряжение для включения. Следовательно, весь ток с коллектора транзистора Q4 идет на его эмиттер и в точке «b» на конце реле появится некоторое положительное напряжение.Теперь реле получит достаточное напряжение на обоих своих контактах питания, и все три реле сработают. Нагрузка переключится с батареи на источник постоянного тока через реле RL2. Аккумулятор соединится с зарядным устройством через реле RL3 и начнет заряжаться.     Рис. 4: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 11 В Случай 3: Когда напряжение батареи превышает 11 В, но меньше 13,8 В Когда аккумулятор начинает заряжаться и его напряжение превышает предельное напряжение разряда (11 В), но не заряжается полностью, стабилитроны D1 и D2 снова начинают проводить ток и включают транзистор Q1.Это заземлит базу транзистора Q2. Тогда транзистор Q2 будет выключен, поэтому все реле должны быть отключены. Но поскольку реле RL1 используется в качестве защелки, контакт NO (нормально разомкнутый) реле RL1 постоянно подключен к земле. Дополнительный общий вывод реле напрямую соединен с выводом питания RL1, а общий вывод также подключен к выводу NO реле RL1 в активном состоянии. Таким образом, реле, если оно однажды будет активировано, останется в активном состоянии, так как его запитывающий контакт получит непрерывную землю от своего общего контакта.Из-за этого реле получит заземление, несмотря на напряжение в точке «а».     Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая работу реле     В этом случае стабилитроны D3 и D4 не будут проводить ток. Таким образом, другой конец вывода питания реле остается под высоким напряжением из-за проводимости транзистора Q4 и отсутствия проводимости транзистора Q3. Следовательно, все три реле будут в активном состоянии, а аккумулятор останется подключенным к зарядному устройству, а нагрузка — к источнику постоянного тока.     Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи между 11 В и 13,8 В   Случай 4: Когда напряжение батареи превышает 13,8 В (батарея полностью заряжена)   Когда аккумулятор полностью заряжен и достигает своего максимального номинального напряжения 13,8 В, то в этом случае транзисторы Q1 и Q2 останутся в прежнем состоянии. А вот стабилитроны Д3 и Д4 пробьются и начнут проводить.Транзистор Q3 будет включен, и это заземлит базу транзистора Q4. Таким образом, транзистор Q4 не останется в проводящем состоянии и больше не будет тока, протекающего от коллектора транзистора Q4 к его эмиттеру. Таким образом, в точке «b» реле больше не будет получать положительное напряжение на своем выводе питания. Таким образом, все реле будут деактивированы. Затем нагрузка снова переключается с постоянного тока на батарею, и батарея отключается от зарядного устройства.     Рис.7: Принципиальная схема, показывающая работу автоматического переключения питания для напряжения батареи при 13,8 В Использование последовательного сопротивления (R1) со стабилитроном и другими компонентами Для стабилитрона требуется последовательное сопротивление, которое ограничивает протекание через него тока выше его номинального тока, это предотвратит перегрев стабилитрона. С помощью последовательного сопротивления стабилитрон может обеспечить регулируемое напряжение на выходе. Сопротивления, используемые на коллекторе и базе всех транзисторов, предназначены только для ограничения тока на их базе и коллекторе, чтобы они не сдулись из-за большого тока.Сопротивление R4 на базе транзистора Q2 действует как подтягивающий резистор. Поскольку полевой транзистор начинает проводить ток при очень малом значении тока в его базе, используется сопротивление R4, чтобы транзистор Q2 не открывался из-за каких-либо нежелательных внешних помех. Выбор последовательного сопротивления стабилитрона (R1) В этом эксперименте используемый стабилитрон рассчитан на 10,3 В/250 мВт. Последовательное сопротивление стабилитрона можно рассчитать по следующему уравнению:   R1 = (Вс-Вз)/Из   Где,   Vs = максимальное напряжение питания Vz = напряжение стабилитрона Iz = ток стабилитрона   Для расчета R1 ток Зенера необходимо рассчитать следующим образом –    Максимальная рассеиваемая мощность стабилитрона, Pz = 250 мВ Напряжение стабилитрона, Vz = 5.6+4,7= 10,3 В Суммарное напряжение, при котором стабилитрон должен начать проводить, В1 (Vz + типовое пороговое напряжение транзистора BC547 Q1) В1 = 10,3+0,7 В1 = 11 В   Таким образом, максимальный ток стабилитрона Iz можно рассчитать следующим образом –   Пз=В1*Из Из=Пз/В1 Iz = 0,25/11 В Iz = 22 мА (прибл.)   Так как свинцово-кислотный аккумулятор 12 В заряжается до 13,8 В, то максимальное напряжение питания от аккумулятора, Vs = 13.8 В Напряжение стабилитрона, Vs = 13,8 В   Теперь, используя приведенные выше значения, сопротивление R1 можно рассчитать следующим образом –    R1 = (Вс-Вз)/Из R1 = (13,8-11)/0,022 R1 = 127 Ом (прибл.)   В эксперименте для удобства сопротивление R1 взято равным 150 Ом, что является округлением.   Сопротивление стабилитронов D3 и D4 не используется, так как напряжение батареи никогда не превысит 13.8 В. Важно, чтобы подбор последовательного сопротивления стабилитрона был сделан с умом. Он не должен допускать ток выше номинала стабилитрона, так как больший ток необратимо повредит стабилитрон. Теоретическое напряжение отключения при состояниях перезарядки и переразрядки батареи Напряжение отсечки батареи при переразрядке, Voverdis= (Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547) Voverdis= 10,3 + 0,7 = 11 В   Напряжение отключения батареи при переразрядке, Vovercharge=(Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547) Вовердис= 13.1 + 0,7 = 13,8 В   Напряжение источника постоянного тока должно быть выше номинального напряжения реле, иначе реле никогда не сработает. В этом эксперименте источник постоянного тока имеет напряжение 12 В, и, поскольку транзистор Q4 будет подавать напряжение на вывод питания реле, реле не получит точные 12 В (из-за резистивных потерь) на своем выводе, поэтому никогда не активируется. В связи с этим используется реле 5В. Также не заряжайте аккумулятор с помощью зарядного устройства постоянного напряжения, так как в зарядном устройстве постоянного напряжения к аккумулятору прикладывается постоянное напряжение максимального номинального значения аккумулятора.Таким образом, во время зарядки напряжение батареи будет соответствовать максимальному номинальному напряжению батареи, что будет сигнализировать схеме, что батарея полностью заряжена. Поэтому заряжайте аккумулятор только зарядным устройством постоянного тока. Тестирование – При подключении аккумулятора 12 В и снижении напряжения до 11,04 В аккумулятор отключается от нагрузки. Это можно определить следующим образом –    (практически)Voverdis=(Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547 или Vbe) (Практически)Voverdis=10.3 + 0,74 (практически) Voverdis= 11,04 В   Когда напряжение батареи достигает 13,9 В, батарея снова подключается к нагрузке. Это можно определить следующим образом: (практически) перезаряд = Vz + типичное пороговое напряжение транзистора BC547 или Vbe)   (практически)Vovercharge = 13,1 + 0,8 (Практически)Перезаряд =13,9 В   Таким образом, схема отключит батарею от нагрузки, когда напряжение батареи упадет ниже 11.04 В и снова подключить нагрузку к аккумулятору, когда напряжение аккумулятора превысит 13,9 В.     Рис. 8: Прототип схемы автоматического включения питания для защиты аккумулятора на макетной плате     Эту схему можно легко модифицировать для любого другого аккумулятора, просто изменив номиналы стабилитрона. Произойдет автоматическое переключение нагрузки с батареи на постоянный ток, когда батарея достигнет конца напряжения разряда, и будет происходить автоматическая зарядка батареи, и батарея снова подключится к нагрузке, когда батарея будет полностью заряжена.   Из принципиальной схемы видно, что MOSFET используется вместо BJT для транзистора Q2. Так как коллектор транзистора Q2 обеспечивает заземление выводов включения реле. Таким образом, если бы был использован BJT, то в состоянии ON транзистора Q2 реле получит почти нулевое напряжение от коллектора Q2, и реле никогда не сработает.   Это также привело бы к тому, что напряжение между коллектором и эмиттером транзистора Q2 было бы точно равным нулю вольт, поскольку вывод NO реле напрямую соединен с землей.Но во включенном состоянии транзистора BC547 (Q2) Vce составляет 0,2 В. Таким образом, точный нуль вольт может нарушить смещение транзистора Q2. Вот почему MOSFET используется вместо BJT, поскольку состояние MOSFET ON и OFF не будет зависеть от напряжений на стоке и истоке. Это зависит только от напряжения на затворе. Таким образом, смещение MOSFET не нарушается при срабатывании реле. Принципиальные схемы В рубриках: Electronic Projects   Программируемый источник питания постоянного тока HY3030EP 0–30 В 0–30 А с автоматической обратной полярностью Volteq HY3030EP в основном такой же, как HY3030EX, за исключением того, что он поставляется со встроенным управлением и программированием с помощью Arduino Micro.Если вы знакомы с Arduino, написание программного кода для управления этим блоком питания и запуска автоматического тестирования не составит труда. Мы предоставляем пример кода, чтобы вы могли устанавливать и считывать выходное напряжение и ток через USB, вы также можете использовать наше программное обеспечение для калибровки источника питания, создания многоступенчатого линейного нарастания и запуска фиксированной операции в ампер-минутах и ​​т. д. Блок питания идеально подходит для автоматических испытаний, зарядки/обслуживания аккумуляторов, двигателей постоянного тока/серводвигателей, анодирования и гальванопокрытий. В настоящее время используются следующие вводы-выводы, а остальные оставлены для других приложений/элементов управления, которые могут у вас быть: . A6 — чтение напряжения A7 — Текущее чтение D10 — ШИМ для текущего набора D9 — ШИМ для набора напряжения D2 — выход вкл./выкл. Эта модель оснащена возможностью автоматического переключения выходной полярности с настраиваемой продолжительностью прямой и обратной полярности, что делает ее идеальной для применения в электрокоагуляции и гальванике. Характеристики и характеристики: Управление: с передней панели или через Arduino Nano по USB или RS-485 Два уровня управления выходами тока и напряжения: грубый и точный для простоты использования Выходы: 0–30 В и 0–30 А Защита: защита от перенапряжения и обратного напряжения Входное напряжение: 110 В переменного тока Стабилизация напряжения: <=0. Previous Post Нормирование освещения: Нормирование параметров производственного освещения Next Post Азы сварки электродами для начинающих: Страница не найдена — Svaring Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий Имя * Email * Сайт Да Да № Выбираемые настройки таймера 2, 15 или 30 мин, 1, 2, 3, 4, 5, 8 12 ч  2, 15 или 30 мин, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 12 ч Н/Д 10.6, 10.8, 11.0, 11.2, 11.4, 11.6, 11.8, 12.0, 12.1, 12.2 VDC Максимальный amperage Rating 25A 35A 35A Защита напряжения да да Да Да Да Выключатель аварийного переключения Да Да Да