Схема автоматического выключателя
Устройство и принцип работы автоматического выключателя
Для электромонтёра коммутационная аппаратура является одним из основных устройств, с которыми приходится работать. Автоматические выключатели несут как коммутационную, так и защитную роль. Ни один современный электрощит не обходится без автоматов. В этой статье мы рассмотрим, как устроен и работает автоматический выключатель.
Определение
Автоматический выключатель — это коммутационный прибор, предназначенный для защиты кабелей от критических значений токов. Это нужно для того, чтобы избежать повреждений токопроводящих жил проводов и кабелей в случае межфазных замыканий и замыканий на землю.
Важно: Основная задача автоматического выключателя — защитить кабельную линию от последствий протекания токов короткого замыкания.
Основными характеристиками автоматических выключателей являются:
Номинальный ток (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000, 6300);
Время токовая характеристика.
Наибольшее распространение автоматы получили в бытовых и промышленных электросетях с напряжением 220/380 вольт. Напряжения приведены для отечественных электросетей. За рубежом они могут отличаться. В высоковольтных линиях используются релейные схемы и трансформаторы тока. Время-токовая характеристика отражает, через какой промежуток времени и при какой величине тока относительно номинального произойдет размыкание его контактов. Пример её изображен на рисунке ниже:
Принцип работы
Автоматический выключатель (АВ) — это коммутационный аппарат, который содержит два вида защиты:
Каждый из них выполняет одну и ту же работу — размыкание силовых контактов, но при разных условиях. Рассмотрим их подробнее.
При протекании токов через автомат ниже номинального его контакты будут замкнуты бесконечно долго. Но при незначительном превышении тока тепловой расцепитель, представленный биметаллической пластиной, разомкнет их.
Чем больше ток, протекающий через контакты автоматичсекого выключателя, тем быстрее произойдет нагрев биметаллической пластины — это описывается во время токовой характеристике и обозначается быстродействием автомата (буква около номинального тока в маркировке). В зависимости от того насколько перегружен по току автомат зависит время его отключения, это могут быть и десятки минут, а могут быть и единицы секунд.
Электромагнитный расцепитель срабатывает при быстром росте тока. Величина тока его срабатывания на порядки превышает номинальный ток.
Отсюда возникает вопрос: «Так зачем же автомату две защиты, если можно просто сконструировать его так, чтобы он выключался сразу при превышении номинального тока?»
Ответа на этот вопрос два:
1. Наличие двух защит увеличивает надежность системы в целом.
2. При подключении к автоматическому выключателю устройств ток, у которых изменяется в процессе пуска и работы, чтобы не происходило ложных срабатываний. Например, у электродвигателей пусковой ток может в десятки раз превышать номинальный, а также при их работе могут возникать кратковременные перегрузки на валу (допустим, токарный станок). Тогда при затяжном пуске будет также выбивать автомат.
Устройство
Автоматический выключатель состоит из:
Корпуса (на рисунке – 6).
Клемм для подключения токопроводящих жил (на рисунке – 2).
Силовых контактов (на рисунке – 3, 4).
Дугогасительной камеры (на рисунке – 8).
Рычагов соединенных с кнопками или флажками для его включения и отключения (замыкания и размыкания контактов) (на рисунке – 1 и то, с чем он соединен).
Теплового разъединителя (на рисунке – 5).
Электромагнитного разъединителя (на рисунке – 7).
Цифрой 9 обозначена защелка для крепления на дин-рейку.
К клеммам (обычно верхним, на практике не имеет особого значения) подключается питания, к клеммам на противоположной стороне подключается нагрузка. Ток проходит через силовые контакты, катушку электромагнитного разъединителя, тепловой разъединитель.
Электромагнитная защита выполнена в виде катушки из медного провода, она намотана на каркасе, внутри которого расположен подвижный сердечник. Катушке содержит от нескольких единиц до пары десятков витков, в зависимости от её номинального тока. При этом, чем меньше номинальный ток, тем больше витков и меньше сечение провода катушки.
При протекании тока через катушку вокруг неё образуется магнитное поле, которое воздействует на подвижный сердечник внутри. В результате чего он выдвигается и толкает рычаг, в результате чего силовые контакты размыкаются. Если смотреть на рисунке – то рычаг находится ниже катушки, и когда её сердечник опускается – механизм приводится в действие.
Тепловая защита нужна для длительных превышений тока. Она представляет собой биметаллическую пластину, которая при нагреве изгибается в одну из сторон. При достижении критического состояния она толкает рычаг, и контакты разъединяются. Дугогасительная камера нужна для гашения дуги, которая возникает вследствие размыкания цепи под нагрузкой.
Процесс дугообразования зависит от характера нагрузки и её величины. При этом при отключении индуктивной нагрузки (электродвигатель) возникают более сильные дуги, чем при коммутации активной нагрузки. Газы, образовавшиеся в результате её горения, отводятся через специальный канал. Это в разы повышает срок службы силовых контактов.
Дугогасительная камера состоит из набора металлических пластин и диэлектрических крышек. Заключение Раньше автоматические выключатели ремонтировали, и можно было собрать из нескольких один нормально функционирующий. Была возможность отрегулировать и заменить силовые контакты и другие его узлы.
В настоящее время автоматы заключены в неразборный литой или собранный с помощью заклепок корпус. Их ремонт нецелесообразен, сложен и займет много времени. Поэтому автоматы просто заменяют новыми.
Как установить автоматический выключатель: пошаговый инструктаж по установке
Электрические щитки, расположенные на лестничных площадках многоквартирных домов, находятся под контролем электриков из управляющей компании. Однако, согласитесь, знать назначение электроустройств, заключенных в металлическом ящике, обязан каждый домашний мастер.
Предлагаем разобраться, как установить автоматический выключатель, если возникнет срочная необходимость. Мы подскажем вам, как устроен автомат и приведем рекомендации по выбору электромеханического устройства.
Эти знания помогут самостоятельно заменить прибор и предпринять меры в аварийной ситуации, когда автомат сработал.
Почему необходимы знания об электрике
Информации об электрических устройствах, известной со школьных уроков физики, для практического применения недостаточно.
Рядовой потребитель чаще сталкивается с автоматическими выключателями, так как именно они срабатывают в связи с сетевыми перегрузками. Недостаточно просто вернуть рычажок в привычное положение, нужно обязательно разобраться в причинах отключения, иначе в ближайшее время ситуация может повториться.
Нужно ли уметь самостоятельно менять автоматику? Рекомендуем для начала изучить теорию, а при первом же отключении – и практику.
Дело в том, что не всегда существует возможность быстрой помощи профессионалов: в выходной день электрики отдыхают наравне с остальными. А если дом находится на даче или в деревне, лучше познакомиться с электросетью и сопутствующими устройствами досконально.
Конструкция и назначение автомата
Несмотря на название – «автоматический», данный тип выключателя срабатывает только в одну сторону – размыкает электрическую цепь (при превышении номинала или перегрузке, связанной с одновременным включением нескольких мощных электроприборов). Включить, то есть замкнуть цепь, можно только единственным способом – вручную.
В отличие от простого одноклавишного выключателя, автоматический прибор имеет более сложное устройство. Схематически классический вариант (без электронного блока) выглядит следующим образом.
Существует несколько способов запуска процесса расцепления:
- ручное управление – включение/отключение с помощью небольшого рычага;
- воздействие токов короткого замыкания;
- избыточная нагрузка – превышение номинальных токовых параметров.
Чтобы мощное тепловое воздействие не сожгло выключатель, предусмотрена дугогасительная камера (комплект медных изолированных пластин), которая охлаждает и разбивает электрическую дугу.
Выбор электромеханического устройства
Учитывая параметры нагрузки и характеристики кабеля, можно подобрать устройство для монтажа в электрощиток. Вся необходимая информация об электромеханическом приборе находится на его лицевой панели.
Умение расшифровать маркировку выключателя поможет сделать правильный выбор.
Напряжение, частота и номинальный ток
В следующей строке можно найти информацию о двух важных характеристиках – напряжении и частоте. Наиболее распространенный «формат» – 220/400V 50Hz. Это значит, что можно подключить и одну, и три фазы при частоте 50Hz.
Если брать все конструктивные виды, то соответствие полюсов и напряжения будет следующим:
- 1-полюсный – 220 V, (1 провод – фаза);
- 2-полюсный – 220 V (2 провода – фаза/ноль);
- 3-полюсный – 380 V (3 провода – фазы);
- 4-полюсный – 380 V (3 фазы/1 ноль).
Значение номинального тока ограничивает использование некоторых видов кабелей – и это обязательно учтите при выборе автоматики. Следовательно, покупая выключатель для электрощитка, проверьте, какие типы проводов участвуют в построении общей схемы.
Предварительный расчет номинала автовыключателя основывается на данных о суммарной мощности потребителей, наличия пускового тока некоторых электроприборов, силы тока и расчетного коэффициента спроса.
Ни в коем случае не отталкивайтесь от максимального напряжения в сети, иначе может получиться следующее.
Предположим, покупка новых бытовых приборов приводит к перегрузке и постоянному выбиванию автомата. Вы захотите увеличить его мощность и замените новым, у которого величина номинального тока выше.
В результате во время включения в сеть нескольких мощных приборов автомат не сработает, зато перегреются провода, в результате чего произойдет короткое замыкание (оплавится изоляция, случится возгорание).
Цепь должна быть выстроена таким образом, чтобы наиболее слабым звеном являлся именно автоматический выключатель (а не провода), который предназначен для защиты от перегрузки.
Важна ли ВТХ
Буквенное обозначение временно-токовой характеристики предшествует цифровой маркировке, определяющей номинальный ток.
Чтобы разобраться, в чем суть ВТХ, разберем формулу:
k=l/ln, где
- l – ток в сети;
- ln – номинальное значение тока;
- k – кратность.
Категория зависит от кратности:
- B – 3 Полюсность, ПКС и класс токоограничения
Количество полюсов у современных автовыключателей может варьироваться от 1 до 4, причем 1- и 2-полюсные устройства обслуживают однофазные цепи, а 3- и 4-полюсные – трехфазные.
ПКС – это предельная (номинальная) коммутационная (отключающая) способность. Ее показатель обозначает величину максимального тока короткого замыкания (ТКЗ), при котором автомат еще может сработать.
Параметры ТКЗ не должны превышать ПКС, иначе гарантия защиты снимается. Если автоматическое устройство несколько раз обеспечило защиту от ТКЗ, его ресурс, скорее всего, исчерпан и требуется замена.
И последняя характеристика – это класс токоограничения. На этикетке может быть указан 1, 2 или 3 класс, в некоторых случаях данный показатель не присутствует. Если его нет, прибор относится к 1 классу токоограничения. Каждый класс обозначает определенную скорость реакции автомата на возникновение ТКЗ.
Качество и стоимость зависят от класса, так как чем больше показатель – тем дороже устройство.
Время действия автоматов приблизительно следующее:
- 3 класс – 3 мс;
- 2 класс – 5 (6) мс;
- 1 класс – около 10 мс.
Большинство современных выключателей относится к 3 классу.
После того, как вы выберете подходящий автоматический выключатель, можно приступать к его установке или замене.
Каждый элемент представляет собой модуль, который занимает количество мест, равное числу полюсов (на рисунке – образцы однополюсных, т.е. 1 место). Размер одной «ячейки» – 1,75 см, двух – 3,5 см и т.д. Дополнительная информация о выборе выключателей и характеристиках разных моделей представлена в этой статье.
Замена автоматического выключателя в щитке
Если откроете крышку электрического щита, то увидите, что все модули зафиксированы на металлической полосе, которая называется DIN-рейкой. Ширина пластины – 3,5 см, каждый модуль занимает 1,75 см.
Вводной автоматический выключатель: условия выбора и схема подключения
Вводной автоматический выключатель предназначен для механического выключения и отключения электрических цепей, а также контроля состояния этих цепей. Вводной автомат подключает всю электрическую цепь дома или квартиры к питающей сети. Большинство автоматических выключателей, помимо функции коммутирующего устройства, выполняют защитные функции от токов перегрузки и токов короткого замыкания в цепях.
Защитные функции в вводных автоматах выполняют расцепители: тепловой расцепитель – от токов перегрузки (длительное протекание тока, близкого по значению к номинальному току автомата); электромагнитный расцепитель – от токов короткого замыкания (токи, превышающие номинальный ток автомата в несколько раз).
Подключение вводного автомата
На этапе проектирования домашней электрической сети проводят расчет нагрузки, которая определяется количеством и мощностью бытовых приборов и элементов освещения. Исходя из номинальной нагрузки, а точнее номинального потребляемого тока, подбираются кабельная продукция и электроустановочные элементы, в том числе и вводной автоматический выключатель. При выборе вводного автомата необходимо пользоваться стандартным рядом номинальных токовых нагрузок. Если номинальный ток в цепи по расчетам не превышает 12А, то вводной автомат необходимо выбирать как минимум на 16А. Запас по току, а следовательно и по мощности, необходим, т.к. в большинстве случаев нагрузка в жилых домах на бытовую сеть только увеличивается.
Основные параметры при выборе вводного автомата:
— номинальный ток;
— номинальное напряжение;
— тип сети (однофазный ввод или трехфазный ввод);
— степень защиты.
Подключение вводного автомата осуществляется внутри электрического щитка. Вводной автомат располагают таким образом, чтобы его можно было отличить от остальных автоматов, расположенных в щитке. Для этого его закрепляют на отдельной DIN-рейке от остальных автоматов. Схема включения вводного автомата приведена ниже.
При выборе вводного автомата стоит обратить внимание на его стоимость, которая абсолютно во всех случаях определяется его качеством. Стоит помнить, что вводной автоматический выключатель предполагает долгую его эксплуатацию. Кроме того, от него зависит Ваша безопасность и безопасность окружающих. Поэтому не стоит покупать дешевые китайские автоматы, а лучше сразу купить качественный автомат от известного производителя.
Схема автоматического выключателя
Во многих населенных пунктах нередки временные отключения электросети. Они происходят по разному, бывает, что электричество отключают на несколько часов, а бывает, что ток в сети пропадает на несколько секунд. Неприятность в том, что в момент подачи тока после его отключения, частенько происходит выброс напряжения, в сети появляются мощные импульсные помехи и другие неприятности.
Все это отрицательно сказывается на работе сложной бытовой аппаратуры. Например, телевизор «Витязь-54ТЦ-6043» при обыкновенном включении в сеть (просто вставили вилку в розетку), как и положено, устанавливается в ждущий режим. Но, если произошло отключение электроэнергии, то при возобновлении подачи тока, он включается в рабочий режим и работает до тех пор пока его не выключить при помощи пульта или кнопкой. Аналогичные неприятности происходят и с другой аппаратурой, причем, не исключен и выход из строя аппаратуры.
Для предотвращения вышеизложенных неприятностей необходимо устройство, которое будет отключать аппаратуру от электросети в момент отключения электроснабжения, и включать её не сразу при подаче электричества, а спустя некоторый промежуток времени, этак, секунд 20-30, то есть, когда напряжение в сети нормализуется.
Основой для такого устройства послужил старый набор деталей для сборки дистанционного управления телевизора УСЦТ. Этот набор давно лежал без дела, и уже был частично разукомплектован. Для устройства были взяты из этого набора следующие детали : сетевой трансформатор ТП112, детали выпрямителя и стабилизатора, реле КУЦ-1М, микросхема К561КП2 и некоторые другие детали, а так же, печатная плата. Получилась схема, показанная на рисунке в тексте.
Когда есть в сети напряжение, на вторичной обмотке трансформатора Т1 имеется переменное напряжение. На выходе моста, на С1, имеется постоянное напряжение около 20V, которое поступает на обмотку реле Р1 и на стабилизатор А1. На выходе стабилизатора имеется напряжение 12 V, которым питается микросхема D1. Конденсатор С3 заряжен через резистор R4 до 12V, и на один из управляющих входов микросхемы D1 поступает логическая единица. Восьмой канал микросхемы оказывается открытым, и через него (выводы 4-3) напряжение 12V поступает на базовую цепь транзисторного ключа VT1. Ключ, поэтому, открыт и ток через обмотку реле Р1 протекает, контакты реле притянуты и через них поступает напряжение на телевизор.
При отключении электроэнергии вся схема, естественно, обесточивается, включая и обмотку реле Р1. В результате реле Р1 отключает телевизор от сети.В то же время, при отключении сети, конденсатор С3 разряжается через диод VD3.
При возобновлении подачи электроэнергии возникает напряжение 12 V на конденсаторе С2 и конденсатор С3 начинает медленно заряжаться через резистор R4. Пока напряжение на С3 низко, на вывод 9 D1 поступает напряжение, которое микросхема D1 воспринимает как логический ноль. В результате канал между выводами 4 и 3 микросхемы D1 закрыт и .на базу VT1 напряжение равно нулю. Транзистор закрыт и реле выключено, его контакты разомкнуты и напряжение на телевизор не поступает. Спустя некоторое время С3 все же зарядится через R4 и на базу VT1 поступит напряжение. Транзистор откроется и реле подключит телевизор к электросети.
Таким образом, при подаче электроснабжения, телевизор подключается к электросети не сразу, а спустя время, необходимое на зарядку С3 через R4.
В схеме можно использовать и другие детали. Реле КУЦ-1М можно заменить на КУЦ-1, КУЦ-42 или на другое реле, применяемое для коммутации сетевого напряжения в системах ДУ старых телевизоров типа УСЦТ. Транзистор КТ815, в штатной схеме ДУ вообще установлен КТ315Г, но чтобы повысить надежность здесь работает более мощный КТ815. Его можно заменить на ICT604, КТ503 или на КТ315 (при этом надежность снизится). Интегральный стабилизатор КРЕН8Б (КР142ЕН8Б) можно заменить аналогичным импортным или собрать стабилизатор по параметрической схеме на транзисторе КТ815, резисторе и стабилитроне типа Д814Д.
Все конденсаторы — К50-35 или импортные аналоги. Диоды КД522 можно заменить любыми аналогичными. Выпрямительный мост VD1 можно заменить на КЦ402, КЦ405 или собрать его на диодах типа КД522, КД209, КД226, Д226, КД102, КД105 или других. Микросхему К561КП2 можно заменить очень многими микросхемами серии К561 или К1561. Нужно чтобы эта микросхема имела хотя-бы один ключ или хотя-бы два инвертора. Если есть два инвертора, то их включают последовательно, вход (входы) первого инвертора подключают к точке соединения С3 и R4, а выход второго — к резистору R1.
Монтаж выполнен на печатной плате, входящей в набор для сборки системы ДУ телевизором УСЦТ. Монтаж частично объемный, частично печатный, согласно схеме. Налаживание заключается в том, чтобы подобрать сопротивление резистора R3 так, чтобы реле Р1 надежно включалось, но его обмотка не перегревалась при длительной работе.
Схема автоматического выключателя
Описание принципа работы и устройства автоматического выключателя основано на примере модульного автомата (автоматического выключателя), как наиболее часто применяемого быту для управления и защиты от коротких замыканий и перегрузок электропроводки (рисунок 1).
Рисунок 1- Устройство автоматического выключателя
Корпус автоматического выключателя 1 выполнен из термостойкой пластмассы. Пластиковая рукоятка 2 служит для управления автоматом (включение или выключение). Фиксация автоматического выключателя на DIN-рейке производится защёлкой-фиксатором 3.
Принцип работы автоматического выключателя следующий: при включении автомата напряжение, подаваемое на верхнюю винтовую клемму 4 проходит через биметаллическую пластину 6 (тепловое расцепление) и через обмотку соленоида 9, поступая на подвижный контакт 7. Далее, через неподвижный контакт 8, напряжение поступает на нижнюю винтовую клемму, к которой подключается «отходящий» провод — нагрузка. Защитное отключение автоматического выключателя происходит при срабатывании механизма расцепления, приводя к размыканию подвижного контакта 7. Механизм расцепления, в зависимости от силы проходящего тока может быть приведён в действие двумя способами:
1) при значительном резком увеличении тока, проходящего через автомат (короткое замыкание) образуется магнитное поле, которое втягивает сердечник, что приводит в действие механизм расцепления — это магнитное расцепление;
2) при прохождении через автоматический выключатель токов со значениями, превышающими допустимые, происходит нагрев биметаллической пластины 6, что приводит к её изгибу и, как и в первом случае — расцеплению контактов.
Из-за больших токов, в обоих случаях при расцеплении контактов образуется дуга, поэтому для её нейтрализации в устройство автоматического выключателя обязательно входит дугогасительная камера 5, которая представляет собой набор металлических пластин особой формы, закреплённых параллельно. В качестве дополнительной защиты от прогорания корпуса автоматического выключателя применяется специальная металлическая пластина 10.
Рассмотрим устройство наиболее часто применяемых автоматов А-3100 (рисунок 2).
Рисунок 2 — Автомат А-3100 1 — электромагнитный расцепитель; 2 — гибкое соединение; 3 и 4 — подвижный и неподвижный контакты; 5 — основание; 6 — пластины дугогасительной камеры; 7 — кнопка; 8 — тепловой расцепитель
Наиболее часто применяемые автоматы А-3100 имеют контактную систему, состоящую из подвижных 3 и неподвижных 4 контактов с напайками из металлокерамики. Подвижные контакты гибкими связями соединены с шинами электромагнитного 1 и теплового 8 расцепителей. Замыкание и размыкание контактов происходит с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки автомата 7. Чем больше нагрузка, тем быстрее отключает автомат. Так, при перегрузке на 30-40 % автомат срабатывает в течение часа, при перегрузке 200 % — от 20 до 100 с в зависимости от типа автомата. Повторные включения автомата возможны после остывания теплового реле (через 3—4 мин).
Электромагнитный расцепитель автомата служит для защиты сети от токов короткого замыкания и состоит из якоря с возвратной пружиной и сердечника, внутри которого расположена шина рабочего тока. Ток короткого замыкания создает в сердечнике сильное поле, под действием которого якорь перемещается и поворачивает отключающую рейку. Автомат при этом отключается мгновенно. Автоматы серии А-3100 выпускают рассчитанными на токи 50— 600 А.
Автоматические воздушные выключатели имеют разнообразные конструкции и выпускаются с независимым расцепителем для дистанционного управления (А-3100), с расцепитслем минимального напряжения (А-3120), с электродвигательпым приводом для включения (АВМ), селективные с часовым механизмом (АВ), с температурной компенсацией (АЕ, А-3700).
Расцепители могут быть тепловыми, электромагнитными и комбинированными. В тепловых расцепителях для отключения автомата используют биметаллические пластинки. Комбинированный расцепитель состоит из теплового и электромагнитного. Автомат с электромагнитным расцепитслем имеет в каждой фазе электромагнитное реле максимального тока. В случае превышения тока в защищаемой цепи выше тока уставки автомата сердечник реле втягивается и через расцепитель действует как отсечка на отключение автомата. При длительных токах перегрузки, незначительно превышающих номинальные токи расцепителей, время отключения автоматического выключателя возрастает.
Автоматические выключатели могут быть регулируемыми и нерегулируемыми и характеризуются номинальным напряжением и поминальным током, а их тепловые расцепители — номинальным током расцепителя и током уставки. К нерегулируемым автоматам относят выключатели серий А-3100, АЕ-1000, АЕ-2000, АК-68, АБ-25. Выключатели серий АП-50, А-3700, АВ, АВМ относят к регулируемым и они имеют регулировочные устройства, с помощью которых можно изменять значение тока уставки.
Схема подключения автоматического выключателя
Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.
В продолжение серии публикаций по автоматическим выключателям очередная статья цикла — схема подключения автоматического выключателя.
Мы уже подробно изучили конструкцию и основные технические характеристики автоматов, давайте рассмотрим схемы их подключения.
В зависимости от количества коммутируемых полюсов (или иначе модулей), автоматы подразделяются на одно-, двух-, трех-, четырехполюсные (три фазы и ноль). В случае возникновения аварийной ситуации все полюса автоматического выключателя отключаются одновременно.
Один полюс — это часть автомата, в которую входит две винтовые клеммы для присоединения проводов (со стороны питания и со стороны нагрузки). Ширина однополюсного автомата, устанавливаемого на DIN-рейку стандартна — 17,5 мм, многополюсные автоматы кратны этой ширине.
Одно- и двухполюсные используются в однофазной электросети. Чаще всего применяются однополюсные автоматы, они устанавливаются в разрыв фазного провода и в случае возникновения аварийной ситуации отключают питающую фазу от нагрузки.
Двухполюсные автоматы позволяют одновременно отключить и ноль, и фазу. Применяются чаще всего, как вводные автоматы, либо если необходимо полностью отсоединить потребителя от электрической сети, например бойлер, душевую кабину. Они отключают ноль и фазу от защищаемого участка цепи и позволяют проводить работы по ремонту, обслуживанию или замене автоматических выключателей.
Нельзя устанавливать два однополюсных автомата отдельно для защиты фазного и нулевого провода. Для этих целей применяют двухполюсные автоматы, которые отключают ноль и фазу одновременно.
Трех- и четырехполюсные автоматические выключатели используются в трехфазной электросети. Трехполюсные автоматы устанавливаются в разрыв фаз (L1,L2,L3) трехфазной сети и служат для подключения к ней трехфазной нагрузки (электродвигателей, трехфазных электроплит и т.д.). В случае возникновения аварийной ситуации они отключают одновременно все три фазы от нагрузки.
Четырехполюсные автоматы позволяют одновременно отключить и ноль, и все три фазы, и используются как вводные автоматы в трехфазной электросети.
Вводной автомат позволяет отключить всю электропроводку квартиры и отключить питающую линию от групповых электрических цепей квартиры.
В зависимости от системы заземления применяются следующие вводные автоматы:
Вводной автомат для системы TN-S (где нулевой рабочий N и нулевой защитный PE проводники разделены) должен быть:
— однополюсный с нулем или двухполюсный;
— трехполюсный с нейтралью или четырехполюсный.
Система TN-S используется в современных домах.
Это необходимо для одновременного отключения электросети квартиры от нулевого рабочего и фазных проводников со стороны ввода электропитания, так как нулевой и защитный проводники разделены на всем протяжении.
Для системы TN-C (где нулевой рабочий и нулевой защитный проводники объединены в один PEN-проводник) вводной автомат защиты устанавливается однополюсный (при электропитании 220 В) или трехполюсный (при питании 380В). Устанавливаются они в разрыв фазных рабочих проводников.
Система TN- C используется в домах советской постройки (так называемая «двухпроводка»).
По правилам устройства электроустановок (п.1.7.145) не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и РЕN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.
Это требование ПУЭ обусловлено тем, что возможна ситуация, когда двухполюсные автоматические выключатели не смогут одновременно отключить фазный и РЕN-проводник. А отключая РЕN-проводник, мы тем самым инициируем его обрыв.
При включении под нагрузкой внутри автомата может произойти залипание или обгорание фазных контактов (например, может попасть песчинка на контактную группу автомата), в этом случае при отключении автомата от питающей сети произойдет обрыв РЕN-проводника и вынос на зануленные корпуса электрооборудования опасного потенциала. Т.е. нет гарантии, что коммутационные аппараты одновременно отключат и фазный и РЕN-проводник.
Подключение проводов к автоматическим выключателям осуществляется по схеме: «питание сверху», а «нагрузка снизу». Т.е. провод с питающим напряжением подводится к верхней винтовой клемме, а отходящий провод нагрузки к нижней винтовой клемме.
Смотрите подробное видео Схемы подключения автоматических выключателей
Конструкцию, основные характеристики, схемы подключения автоматических выключателей мы рассмотрели и вплотную подошли к вопросу их выбора.
Подписывайтесь на новости, впереди самое интересное!
Рекомендую материалы по теме:
Схема автоматических выключателей тока, устройство автоматических выключателей
Автоматический выключатель тока – это механический аппарат, который в нормальном состоянии способен включать, отключать и проводить токи, а при аномальных состояниях цепи (короткое замыкание, нагрев линии) автоматически отключать токи или проводить в течении заданного времени, в зависимости от характеристики тока мгновенного расцепления.
При рассмотрении автоматического выключателя снаружи можно отметить, что выполнен он в диэлектрическом корпусе для защиты от поражения электрическим током. Снаружи виден рычаг выключателя (1) — служит для ручного включения или выключения. Клеммы расположенные в нижней и верхней части автоматического выключателя (2) служат для подключения кабеля. На задней части «автомата» расположена защелка (9) для установки автомата на DIN-рейку. Такими защелками оснащено большинство автоматических выключателей на небольшие токи (до 125 А).
Коммутацию цепи (другими словами замыкание и размыкание) выполняют два контакта. Подвижный (3) и неподвижный (4). Подвижный контакт для быстрого расцепления оснащен пружиной.
Теперь перейдем к наиболее интересному – к механизму расцепления. Практически все автоматические выключатели оснащены двумя типами расцепителей: тепловым и магнитным.
Магнитный расцепитель (он же мгновенный расцепить) представлен соленоидом (7), подвижный сердечник которого способен приводить в движение механизм расцепителя. Когда через соленоид протекает электрический ток выше номинального, электромагнитный поток, действуя на сердечник выталкивает его. Последний, в свою очередь, действует на подвижный контакт и размыкает цепь протеканиятока.
Тепловой расцепитель представлен биметаллической пластиной (5), через которую протекает электрический ток, за счет которого она нагревается. Если через пластинку протекает ток выше номинального, она начинает изгибаться, чем приводит в действие механизм расцепителя. Ток срабатывания теплового расцепителя настраивается в процессе производства регулировочным винтом (6). После остывания, пластина приходит в исходное положение и автоматический выключатель снова готов к использованию.
Магнитный расцепитель способен отключать токи при резком возростании тока (на практике – при коротком замыкании). Тепловой расцепитель способен отключать ток при плавном росте (на практике – нагрев проводников). Во время расцепления может возникнуть электрическая дуга, для того чтобы её погасить, а автомат устанавливают дугогасительную решетку (8).
