Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности конструкции модульных автоматических выключателей, определяющие отключающую способность (2010)

Особенности конструкции модульных автоматических выключателей, определяющие отключающую способность (2010)

«Вы достаточно подробно рассказывали о предельной отключающей способности аппаратов защиты от сверхтоков на напряжение до 1000 В; были показаны способы измерения этой величины и какими требованиями они регламентированы. Хотелось бы узнать, какими конструктивными особенностями модульных аппаратов определяется величина предельной отключающей способности, а также какие процессы происходят при протекании сверхтоков?»

Руслан ТРЯПКИН, Казань

Давайте для начала вспомним, что определяет термин «предельная отключающая способность». ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) гласит:

3.5.5 Наибольшая включающая и отключающая способность: переменная составляющая ожидаемого тока, выраженная его действующим значением, которую выключатель может включать, проводить в течение времени отключения и отключать при указанных условиях.

3.5.5.1 Предельная наибольшая отключающая способность: отключающая способность, для которой предписанные условия соответственно указанному циклу испытаний не предусматривают способности выключателя проводить в течение условного времени ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.

3.5.5.2 Рабочая наибольшая отключающая способность: отключающая способность, для которой предписанные условия соответственно указанному циклу испытаний предусматривают способность выключателя проводить в течение условного времени ток, равный 0,85 тока нерасцепления.

Т.е. отключающая способность (далее по тексту — ПКС) определяет способность защитного аппарата произвести отключение линии питающей сети от нагрузки при возникновении в ней вследствие какой-либо аварии тока, превышающего допустимый расчетный ток.

Рассмотрим величину предельной отключающей способности на примере модульных аппаратов ТМ IEK с ПКС 4,5 и 6 кА.

Для автоматических выключателей ТМ IEK предельная и рабочая наибольшая отключающая способности считаются одинаковыми и применительно к аппаратам серии ВА47-ХХ рассматриваются только как номинальная отключающая способность, обозначаемая как Inc.

Что происходит при протекании сверхтока, в частности при испытаниях? В процессе испытаний формируется импульс тока, амплитудное значение которого соответствует действующему значению тока 1ампл ПКС (рис. 1).

На графике толстая линия обозначает реально протекающий через автоматический выключатель испытательный ток; тонкая

— калиброванный импульс тока через перемычку при калибровке.

Постепенно нарастая, величина протекающего через автоматический выключатель тока достигает значения срабатывания электромагнитной защиты. Начинается перемещение сердечника сброса; начался процесс расцепления контактов, возникновения дуги, стекания ее в дугогасительную камеру, разбиения ее на мелкие очаги и гашение.

В процессе нарастания величина тока становится достаточной для втягивания сердечника электромагнитного расцепите-ля. Сбрасывается блокировка пружины расцепления. Контактная группа начинает размыкаться. В процессе размыкания между контактами зажигается дуга. Окончанием процесса отключения считается полное прекращение протекания тока.

На рис. 1 это 1расц. С момента возникновения импульса до момента окончания протекания тока проходит время 1:расц, и по сути это то время, которое определяет скорость отключения аппарата, а в итоге — надежность автоматического выключателя в процессе отключения при сверхтоке. Чем быстрее произойдет размыкание контактов и закончатся процессы горения дуги, тем быстрее прекратится протекание электрического тока в защищаемой цепи и меньше будет разрушена поверхность контактов. Соответственно возрастет продолжительность работы автоматического выключателя.

Делаем вывод, что ПКС — это, по сути, характеристика автоматического выключателя, определяющая скорость прекращения протекания тока в процессе расцепления контактов, и стойкость конструкции автомата к процессам горения дуги в зоне размыкания.

Конструктивные особенности, влияющие на увеличение ПКС при размыкании контактов автоматического выключателя

Для начала рассмотрим требования к конструкции автоматического выключателя, а именно к собственно контактам контактной пары.

Во-первых, это материал контактной пары в зоне соприкосновения. Материалы должны быть подобраны так, чтобы переходное сопротивление контактной пары было минимальным.

Во-вторых, конструкция должна препятствовать «залипанию» (привариванию) контактов в замкнутом состоянии при протекании сверхтоков. Основной причиной такого неприятного процесса является взаимная диффузия (проникновение) частиц металла. Особенно ярко этот эффект проявляется для металлов, близких по составу, не имеющих защиты от «приваривания». Материалы контактной пары должны быть подобраны так, чтобы минимизировать этот эффект.

В-третьих, материалы контактной пары должны обладать минимальной способностью к эмиссии заряженных частиц в процессе размыкания. Это способствует подавлению процесса поддержания электрической дуги.

Рассмотрим другие элементы конструкции, влияющие на надежность конструкции и скорость расцепления.

Одним из важнейших конструктивных элементов — узлом, производящим собственно размыкание, является механизм свободного расцепления. Это система пружин и рычагов, производящая размыкание контактов на максимальное расстояние. Также очень важным является усилие прижатия контактов при включении аппарата, а также расцепления при его отклю чении.

Считая, что при разработке конструкции были учтены требования к материалам контактов, определять условия гашения дуги будет время размыкания контактов на максимальное расстояние, определяемое данным вариантом конструкции. Так, если размыкание произойдет на 3,5 мм за 1 мс, то условия для поддержания дуги будут более благоприятны по сравнению с механизмом, раствор контактов которого составит 5,5 мм за 1,5 мс. Основным фактором, влияющим на поддержание дуги, является приложенное к разрядному промежутку напряжение, и чем ниже напряжение на единицу расстояния между ближайшими точками контактов, тем быстрее произойдет гашение дуги. А время определит продолжительность благоприятных условий горения. И если размыкание будет происходить достаточно медленно, разрушение контактов будет значительным, вплоть до полного разрушения.

Также для ускорения гашения дуги в электротехнических аппаратах используют так называемый механизм «транспортировки» дуги. В автоматических выключателях это имеющая определенную форму стальная пластина с защитным покрытием, механически соединенная с одним из контактов для упрощения затягивания зоны горения дуги в так называемую дугогасительную камеру. Это производится посредством так называемого «магнитного дутья». При протекании тока в дуге формируется магнитное поле определенной формы, которое направляет область горения дуги от контактов вдоль пластин «транспортера» в дугогасительную камеру. В более современных моделях функцию «транспортера» дуги выполняет также особым образом изогнутый подвижный контакт, а в отдельных случаях — и дополнительные металлические пластины, подключенные к другому контакту.

Читайте так же:
Автоматический выключатель legrand c40

Дугогасительная камера состоит из нескольких стальных, параллельно расположенных пластин сложного профиля, закрепленных в термостойких диэлектрических боковых пластинах. В модульных аппаратах обычно это специальный вид электротехнического картона, имеющего особую пропитку, усиливающую подавление процессов горения дуги. Из такого же материала выполнена задняя стенка дугогасительной камеры, необходимая для ограничения прохождения дуги сквозь дугогасительную камеру.

Рассмотрим конструкцию двух автоматических выключателей из ассортимента ТМ IEK, имеющих разное значение ПКС. Это автоматические выключатели ВА47-29 (ПКС 4500 А) и ВА47-60 (ПКС 6000 А) (рис. 2). Оба выключателя настроены на номинальный ток 16 А и имеют характеристику электромагнитного расцепителя «С».

На рис. 2 бросается в глаза различная компоновка аппаратов. В конструкции ВА47-29 подвижный контакт расположен «слева», со стороны дугогасительной камеры. У ВА47-60 — подвижный контакт «справа», с противоположной стороны от дугогасительной камеры, которые сильно отличаются размерами, что говорит о различных свойствах дугогашения. Известно, что чем больше пластин при равном расстоянии между ними, тем более эффективно электрическая дуга будет рассекаться.

У ВА47-29 девять пластин, а у ВА47-60 их тринадцать (рис. 3)!

Механизм свободного расцепления у ВА47-60 конструктивно проще и легче, зацепление более «мягкое», рабочая пружина размыкания — одна и достаточно мощная. Все это говорит о том, что размыкание контактов по сравнению с ВА47-29 произойдет быстрее. О большой износостойкости контактной пары при процессах горения говорит контактная напайка неподвижного контакта, в обоих случаях (ВА47-29 и ВА47-60) выполненная из серебросодержащего композита, а также специальная форма контактной зоны подвижного контакта. Этому же способствует то, что у ВА47-60 подвижный контакт замыкается дугоотводящей пластиной, тогда как у ВА47-29 не замыкается.

Помимо описанных различий и сходства есть еще одно немаловажное отличие: дугоотводящая пластина подвижного контакта ВА47-60 выполнена в виде гладкой кривой (что значительно облегчает затягивание дуги в дугогасительную камеру), в то время как у ВА47-29 это ломаная линия с зоной критического состояния в зоне перелома. Также необходимо отметить, что у ВА47-60 есть дугоотводящая пластина двойной толщины в зоне неподвижного контакта (у ВА47-29 дугоотводящая пластина есть только в зоне неподвижного контакта). Двойная толщина необходима для увеличения ресурса при горении дуги. Еще одна особенность: подвижный контакт ВА47-60 при размыкании касается дугоотводящей пластины, что резко повышает эффективность дугогасительной камеры.

Все вышеперечисленное говорит о том, что ВА47-60 действительно имеет большее значение ПКС по сравнению с ВА47-29. Этот факт подтверждают и результаты проведенных испытаний в испытательном центре НИИ «Электроаппарат», г. Ставрополь. Специалисты НИИ документально подтвердили: конструкция ВА47-60 действительно соответствует значению ПКС 6000А. Причем с запасом.

Модульные автоматические выключатели. Устройство и принцип работы

Модульные автоматические выключатели (далее автоматы) нашли широкое применение в различных электроустановках, от промышленных до бытовых, благодаря своей компактности, простоте конструкции (следовательно надёжности) и невысокой стоимости. Производители выпускают достаточно широкую линейку модульных автоматов с различным числом полюсов (от 1-го до 4-х) на различные номинальные токи, до 125А включительно. Модульными их называют потому, что производятся они в виде одинаковых, по габаритным размерам и принципу устройства, однополюсных модулей, из которых собираются 2-х, 3-х и 4-х полюсные автоматы (т.е. многополюсные автоматы не имеют цельного корпуса, а состоят из соответствующего количества однополюсных модулей). Ширина модуля стандартизирована и равна 17,5 мм. Некоторые модели автоматов имеют ширину корпуса большую, чем ширина стандартного модуля, но, как правило, производители стремятся соблюдать кратность стандартной ширины, что облегчает проектирование внутренней компоновки щитов и шкафов. Кратность при этом может быть дробной с шагом 0,5, например, 1,5, что означает ширину корпуса равную 26,25 мм (на практике 26,5 мм, что несущественно):

Увеличенная ширина корпуса обусловлена, в первую очередь, повышенной отключающей способностью таких автоматов.
Независимо от номинального тока, на который рассчитан автомат, от его отключающей способности, время-токовой характеристики, а так же рода тока (переменный или постоянный), принцип его работы и принцип устройства его узлов одинаков. Все вышеперечисленные параметры определяются конструктивными особенностями отдельных функциональных узлов автомата, которые не оказывают никакого влияния на сам принцип их работы. Фото ниже демонстрирует сказанное:

У представленных автоматов конструктивно отличаются лишь электромагниты (разное число витков и сечение провода), тепловая защита (биметаллическая пластина), устройство гашения дуги (форма дугогасительной камеры, дугогасительная решётка, взаимное расположение проводящих элементов). Остальные элементы конструкции автомата идентичны друг другу, что позволяет существенно упростить (удешевить) их производство за счёт унификации отдельных узлов и деталей.

В модульных автоматах одновременно реализовано два вида защиты: тепловая и электромагнитная.

Тепловая защита (её принято называть тепловым расцепителем) выполнена на биметаллической пластине:

Её свойства таковы, что при нагреве, за счёт разного коэффициента линейного расширения входящих в неё металлов, одна сторона пластины удлиняется больше чем другая. Как следствие, это приводит к её изгибу. Изгиб тем больше, чем выше степень нагрева пластины. Поскольку один конец пластины жёстко зафиксирован, то благодаря тому, что другой конец пластины свободен, при достаточной степени изгиба, она способна воздействовать посредством подвижной скобы на механизм расцепителя:

Нагрев биметаллической пластины обусловлен током, который протекает либо непосредственно через неё, либо, как в случае на фото выше, через опоясывающий её змеевидный проводник. Тем самым подчеркнём, что, несмотря на то, что именно электрический ток вызывает нагрев пластины, степень её нагрева определяется не только величиной тока, но и теплообменом с окружающей средой, и временем, в течение которого протекает этот ток. Очевидно, что часть тепла пластина успевает отдавать в окружающее пространство и скорость теплообмена тем выше, чем больше разница температур окружающей среды и самой пластины. Т.е., при одной и той же величине тока, но при различной температуре окружающей среды, за один и тот же промежуток времени, пластина получит неодинаковую степень нагрева, а следовательно, и степень изгиба. Или, для того чтобы пластина одним и тем же током, но при различной температуре окружающей среды получила одинаковую степень изгиба (например, такую, при которой сможет оказать воздействие на механизм расцепителя), потребуется разное время, однако, при определённых величинах тока и температуры, этого может вовсе не случиться. В качестве аналогии можно представить процесс кипячения воды на морозе, если мощность, скажем кипятильника, недостаточна, вода не закипит никогда, хотя и будет продолжать греться. В связи с этими обстоятельствами, производители оговаривают, что тепловой расцепитель рассчитан на определённый номинальный ток при том условии, что температура окружающей среды равна 30С (иногда эта цифра может быть иной и поэтому всегда будет не лишним посмотреть техническую документации на конкретную модель). Кроме того, из-за разброса различных параметров элементов теплового расцепителя при их производстве, невозможно получить тепловые расцепители с абсолютно одинаковыми характеристиками их работы и, для более точной подстройки, на производстве используют винт юстировки, с помощью которого возможно в некоторой степени сузить разброс, но не свести его к нулю.

Читайте так же:
Как снять трехклавишный выключатель со стены

На основании изложенного можно сделать вывод:

работа теплового расцепителя зависит от температуры окружающей среды и может иметь достаточно продолжительное время реакции с момента возникновения тока, превышающего номинальный, до момента срабатывания механизма расцепления, от секунд до десятков минут, в зависимости от величины этого тока.

Электромагнитная защита (её принято называть электромагнитным расцепителем или мгновенным расцепителем) реализована с помощью катушки с подпружиненным сердечником:

Известно, что вокруг катушки с током возникает магнитное поле. Под действием сил этого поля сердечник, преодолевая усилие сжатия пружины, втягивается внутрь катушки. Величина смещения сердечника внутрь катушки зависит от упругости пружины и сил магнитного поля, которые, в свою очередь, зависят от количества витков катушки, наличия или отсутствия магнитопровода, усиливающего магнитное поле, и силы тока, протекающего через катушку. Т.е., при определённой величине сил магнитного поля (когда протекающий через катушку ток достиг расчётного значения срабатывания), сердечник втянется настолько, что сможет оказать воздействие на механизм расцепления и он сработает. Скорость втягивания сердечника также зависит от силы тока, но всегда достаточно высока настолько, что в большинстве случаев недоступна для наблюдения человеческим глазом.
Из сказанного можно сделать следующий вывод:

работа электромагнитного расцепителя не зависит от температуры окружающей среды, зависит только от величины, протекающего через него, тока и имеет незначительное время реакции (доли секунд) с момента возникновения тока отключения до момента срабатывания механизма расцепления, именно поэтому его также называют мгновенным расцепителем.

Механизм расцепителя сконструирован таким образом, что при переводе ручки автомата в положение ВКЛ, подвижные части механизма сцепляют подвижный контакт с неподвижным, замыкая электрическую цепь, и одновременно взводят пружину расцепителя. В таком взведенном состоянии расцепитель находится до тех пор, пока не получит спускового воздействия от любого из следующих источников: сердечник электромагнита (мгновенный расцепитель), биметаллическая пластина (тепловой расцепитель), ручка автомата (при переводе её в положение ВЫКЛ), внешнее, по отношению к корпусу автомата, воздействие. Под внешним воздействием подразумевается, в первую очередь, случай многополюсных автоматов. При сборке многополюсных автоматов, не только фиксируют между собой корпуса однополюсных модулей, но и соединяют общей скобой или штифтом ручки автоматов, а также, через отверстия в корпусе, устанавливают специальные штифты, планки или скобы, для передачи спускового воздействия от любого из сработавших модулей остальным:

Т.е. при срабатывании расцепителя одного из однополюсных модулей, входящих в состав многополюсного автомата, посредством такой скобы, спусковое воздействие передаётся на другие модули многополюсного автомата, что гарантирует его надёжное срабатывание, как единого целого.

Здесь можно сделать ещё один важный вывод:

самостоятельно собрать из однополюсных автоматов надёжно работающий многополюсный, не имея соответствующих комплектующих и понимания тонкостей устройства конкретной модели автомата, невозможно! Заклеивание, заматывание и любые другие способы фиксации ручки автомата в положении ВКЛ ничего не дают – механизм расцепителя, при возникновении аварийной ситуации, сработает в любом случае!

Для тех, кому любопытно, фото деталей механизма расцепителя:

Обобщая сказанное, работу автомата можно представить следующим образом (см. все фото выше). При переводе ручки автомата в положение ВКЛ взводится пружина расцепителя и сцепляются подвижный и неподвижный контакты, образуя замкнутую цепь (если, конечно, автомат подключен к сети, а к автомату подключены потребители). Через автомат, по цепи: винтовой зажим, соединённый с тепловым расцепителем – тепловой расцепитель – гибкий проводник – подвижный контакт – неподвижный контакт – электромагнитный расцепитель – винтовой зажим, соединённый с электромагнитным расцепителем (или в обратном направлении, безразлично), начинает протекать электрический ток. При возникновении любого, из перечисленных выше, спускового воздействия, энергия, запасённая взведённой пружиной расцепителя, высвобождается, возвращая весь механизм в исходное состояние и расцепляет подвижный и неподвижный контакты, разрывая, тем самым, электрическую цепь. Но на этом работа автомата не закончена!

Дело в том, что при разрыве электрической цепи с током, между подвижным и неподвижным контактами, ещё в момент начала их расцепления, возникает электрическая дуга. И несмотря на то, что, когда подвижный контакт полностью отойдёт в исходное положение и между подвижным и неподвижным контактами будет полностью отсутствовать металлическая связь (а будет всего лишь воздушный зазор), дуга продолжит горение. И задача автомата, как можно скорее погасить дугу, порождающую своим существованием два вредных фактора.

Читайте так же:
Выключатель скрытой установки одинарный

Первый. Ток, в защищаемой автоматом цепи (а значит, и через нагрузку или место повреждения, например, при КЗ), продолжает протекать до тех пор, пока горит дуга.
Второй. Температура горения дуги достаточно высока, что негативным образом сказывается на целостности автомата и возможности его дальнейшего применения.

Устройство гашения дуги состоит из дугогасительной камеры, дугогасительной решётки, проводящих частей, показанных на предыдущих фото и имеющих красиво изогнутую форму (форма этих элементов подобрана вовсе не ради красоты), а также специальных вкладышей, размещённых на боковых стенках камеры и защищающих эти стенки от прогорания в результате термического действия дуги. Так же, в корпусе автомата предусмотрены отверстия для отвода газов, образующихся во время горения дуги.
Дугу, в некотором приближении, можно представить в виде очень лёгкого нитиевидного проводника с током, который очень легко деформируется и перемещается (приводится в движение в пространстве) под воздействием магнитных сил. Поскольку вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле, то, очевидно, эти поля взаимодействуют друг с другом. При этом, направление результирующей силы такого взаимодействия определяется векторным сложением направлений магнитных сил от каждого проводника в отдельности и, разумеется, зависит от взаимной ориентации (геометрии) проводников. Т.е., ток в красиво изогнутых проводящих частях устройства гашения дуги, создаёт, при взаимодействии с магнитным полем тока дуги, такое результирующее направление магнитных сил, которое заставляет дугу двигаться в направлении дугогасительной решётки. Под действием этой результирующей магнитной силы, дуга, с большим ускорением, как бы сдувается в сторону дугогасительной решётки (т.н. метод «магнитного дутья»). Во время ускоренного движения частично охлаждается, теряя энергию. Вблизи решётки также возникают дополнительные магнитные силы (обусловленные специальной формой пластин решётки), которые втягивают дугу внутрь, где она разбивается пластинами решётки на множество маленьких дуг, очень быстро теряющих свою энергию и, в следствие чего, угасающих:

На этом, можно считать, что автомат полностью разорвал электрическую цепь и выполнил свою функцию.
Стоит отметить, что конструкция дугогасительных решёток автоматов, предназначенных для разных родов тока (постоянный или переменный), различна:

Также различны конструкции проводников устройства гашения дуги (см. второе фото в начале статьи) и в конструкцию автомата для постоянного тока добавлен магнит. Связано это, конечно же, с тем, что постоянный ток не изменяет своего направления. Поэтому формирование направления сил «магнитного дутья» иное. В связи с чем, можно сделать вывод:

максимальная эффективность гашения дуги постоянного или переменного тока достигается только при использовании соответствующего автомата, рассчитанного для работы именно с определённым родом тока.

В заключение, можно добавить, что на наш взгляд, визуальная оценка качества автоматов, заключающаяся только лишь в прочтении названия бренда, определении «на зуб» материалов, из которых он изготовлен, или по принципу «аккуратно не аккуратно собран» – это совершенная профанация. Понастоящему оценить качество, с некоторой долей ответственности, не вызывающей сомнений, возможно лишь с помощью специальных приборов. Или на основе долгосрочной статистики, которая, впрочем, мало что даёт, так как даже самые дешёвые производители постоянно вносят изменения в свою продукцию. Для разнообразия фото всеми нелюбимого ИЭК, как говорится, найдите десять отличий :

Устройство автоматического выключателя: конструкция, принцип работы

Автоматический выключатель – это защитное устройство, предохраняющее электропроводку потребителя от действия коротких замыканий и перегрузок. Используется он и для нечастых включений или отключений нагрузки.

Автомат пришел на смену предохранителям с плавкими вставками однократного действия. Их защитное действие заключалось в перегорании плавкой вставки после короткого замыкания. После устранения замыкания вставку приходилось менять. Если причина замыкания не была обнаружена, вставка перегорала вновь. В этом – неудобство предохранителей. Второй их недостаток – отсутствие защиты от перегрузок по току.

Автоматические выключатели имеют коммутационный ресурс, но он исчисляется сотнями тысяч включений. Производителями выпускаются автоматы различных видов и назначения, но мы рассмотрим бытовую серию этих изделий. Это – модульные автоматические выключатели. Они имеют компактные размеры, устанавливаются на DIN-рейку и позволяют подключить провода и кабели сечением 16-25 мм 2 .

Устройство автоматического выключателя: модульная конструкция

Слово «модульный» означает, что все элементы электрооборудования собираются из модулей стандартного размера. Ширина одного модуля – около 17 мм. Такую ширину имеет один полюс автоматического выключателя, рубильника, реле и других элементов, из которых собирается электрическая схема распределительного щитка.

Рассмотрим конструкцию одного полюса автоматического выключателя. Для изготовления корпуса используется материал, не поддерживающий горение, с высокой температурой плавления и стойкостью к действию электрической дуги.

Устройство автоматического выключателя: конструкция модульного автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя: конструкция модульного автоматического выключателя

Внутри корпуса размещены подвижный и неподвижный контакты выключателя. При повороте рычага управления через механизм взвода и расцепления они соединяются и пропускают ток нагрузки. Для подключения проводов служат клеммы. Ток через выключатель идет по цепи:

При возникновении короткого замыкания срабатывает катушка электромагнитного расцепителя и штоком выбивает защелку механизма расцепления. Контакты размыкаются под действием пружины. При отключении между ними возникает дуга, и в месте ее возникновения резко повышается давление. Автомат устроен так, что место возникновения дуги связано с окружающим пространством только через канал для отвода газов и дугогасительную камеру. Поэтому дугу между контактами вытягивает в камеру, где она дробится о металлические пластинки и гаснет.

Некоторые производители для лучшего гашения дуги устанавливают два контакта, соединенных последовательно.

Читайте так же:
Карточный выключатель для гостиниц принцип работы

При перегрузке ток, проходя по нагревательному элементу, заставляет изгибаться биметаллическую пластину. С выдержкой времени, зависящей от кратности тока перегрузки по отношению к номинальному току автомата, пластина вызывает срабатывание механизма свободного расцепления.

Трехполюсный выключатель получается из трех одинаковых корпусов, собранных вместе. Их рычаги управления объединяются, а между корпусами устанавливаются тяги, расцепляющие механизмы соседних фаз при срабатывании защиты.

Модульные автоматические выключатели выпускаются на номинальный ток от 0,5 до 125 А. При выборе их также учитывается характеристика электромагнитного расцепителя: С или D.

Конструкция модульного автоматического выключателя

В настоящее время вряд ли возможно представить себе электроустановку, независимо от ее вида и назначения, в которой бы не использовались автоматические выключатели. Действительно, «автомат» — непременный атрибут любой электроустановки, будь-то крупное промышленное предприятие, частный дом или квартира.

Назначение автоматических выключателей. Автоматический выключатель — устройство, функция которого — защита электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания — сверхтоков. Автоматические выключатели могут быть использованы для защиты сетей с самой разной электрической нагрузкой — в осветительных, силовых, цепях с электроприводом. При нарушении нормального режима работы в электрических цепях (при возникновении в них сверхтоков), защита реализуется автоматическим отключением этих цепи.

Помимо защиты, «автоматы» могут использоваться для нечастых оперативных отключений и включений, например, когда необходимо снять напряжение на участке электрической цепи. Для постоянного подобного оперирования, автоматические выключатели применять не рекомендуется, необходимо помнить, что, все-таки любой «автомат» — коммутационный аппарат защиты и его основная функция — защита цепей от различных перегрузок.

Подключение автоматических выключателейПодключение автоматических выключателей. Согласно требованиям к аппаратам защиты, п. 3.1.6 Правил Устройства Электроустановок , «присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам». В большинстве автоматических выключателей такой контакт расположен сверху (в качестве примера, на фото представлен модульный однополюсный «автомат»). Как видно из выдержки ПУЭ, это требование носит, скорее, рекомендательный характер и связано с увеличением эффективности дугогашения. Номинальная отключающая способность автоматического выключателя при подаче питания на его неподвижный, нижний контакт никак не изменится.

Несмотря на отсутствие каких-то определенных жестких требований по поводу подключения автоматических выключателей в нормативной и сопроводительной документации, все-же лучше воспользоваться и обойтись без экспериментов, подав питание на «автомат» сверху — на его неподвижный контакт или контакты (если автоматический выключатель имеет несколько полюсов).

Этот негласный стандарт подключения автоматических выключателей, ставший сегодня, уже наверное, аксиомой при подключении «автоматов» гораздо предпочтительней в плане безопасности в их дальнейшей эксплуатации и ремонте обслуживающим персоналом.

Понятно, что квалифицированный электрик перед началом работ обязательно проверит отсутствие напряжения на выходе вводного «автомата», тем не менее, всегда лучше придерживаться привычной всем «классической» схемы подключения автоматических выключателей: питающий провод сверху, на неподвижный контакт, «отходящий» на нагрузку — снизу, на неподвижный.

Автоматический выключательПо настоящему, правильный выбор устройств защиты предполагает учет всех характеристик автоматических выключателей, только в это случае можно гарантировать, действительно, надежную и качественную защиту цепей переменного тока от перегрузок и сверхтоков (коротких замыканий).

Автоматические выключатели (АВ) принято классифицировать по следующим параметрам:

  • Количество полюсов. Существуют одно- и двухполюсные АВ, используемые для защиты однофазных электрических цепей и трех- и четырехполюсные — для защиты трехфазных
  • Наличие или отсутствие токоограничения. Токоограничение в автоматах предотвращает достижение максимальных значений сверхтоков, прерывание замкнутой цепи происходит быстрее
  • Вид расцепителя. Тепловые или полупроводниковые расцепители — для защиты цепей от токов перегрузки и электромагнитные для защиты цепей при возникновении в них сверхтоков — токов коротких замыканий
  • Вид привода. Ручной или электрический, позволяющий на расстоянии производить включение и отключение АВ
  • Селективность и неселективность. В селективных АВ реализована возможность регулирования времени срабатывания в замкнутых электроцепях
  • Исполнение. Стационарное исполнение автомата предполагает их монтаж с неподвижным креплением на панели электрощите или выдвижной, с креплением в раме (установка на DIN-рейку), позволяющий перемещать сам автомат без прерывания электроцепи, что упрощает процесс обслуживания при эксплуатации и ремонта

Нормируемые технические характеристики АВ:

  • Номинальное напряжение. Величина номинального напряжения, значение которой устанавливается изготовителем АВ
  • Номинальный ток АВ. Здесь, под номинальным током следует понимать максимальное значение электрического тока, продолжительно проходящего через автоматический выключатель, не приводящее к срабатыванию автомата, при котором последний будет функционировать в пределах эксплуатационной нормы
  • Номинальный рабочий ток расцепителя(Iрн). Значение тока в электрической цепи, не вызывающее срабатывание АВ, оно происходит при превышении этого тока в цепи (1,05·Iрн-1,2·Iрн) в течении определенного промежутка времени. Существует стандартный ряд значений Iрн, из которых выбирается значение Iрн автомата, однако, оно не может быть более номинального напряжения АВ (см. выше)
  • Время срабатывания АВ при возникновении сверхтоков. Нормируется для селективных АВ и определяет время выдержки до прерывания цепи в случае достижения проходящего через автомат тока, величина которого превышает или равна току в зоне КЗ
  • Предельная коммутационная способность. Этот параметр технической характеристики применим не только к автоматам, но и к другим коммутационным устройствам, означающий максимальное значение сверхтоков в цепи, при прохождении которых через АВ, работоспособность его сохраняется
  • Уставка по току срабатывания в зоне токов КЗ. Значение токов в электрической цепи, вызывающих мгновенное срабатывание АВ и прерывание этой цепи. В нашей стране, согласно ГОСТ Р 50345-99 для АВ, выполненных по стандарту DIN, эта уставка имеет следующие обозначения:

B — ток электромагнитного расцепителя находиться в диапазоне 3-5 Iнр теплового расцепителя включительно. Их целесообразно использовать для защиты цепей, имеющих большую протяженность

C — диапазоне 5-10 Iнр теплового расцепителя включительно. Используются для защиты осветительных сетей

Читайте так же:
Корзина для автоматического выключателя

D — диапазоне 10-20 Iнр теплового расцепителя включительно. Применяются для защиты цепей с нагрузкой, имеющей высокие пусковые токи — электродвигатели, трансформаторы, лампы с ПРА

В качестве примера, для описания конструкции и принципа действия автоматического выключателя в этой статье был использован модульный «автомат». Вот главные элементы конструкции любого автоматического выключателя:

  • Система контактов
  • Система дугогашения
  • Тепловой и (или) электромагнитный расцепители
  • Механизм управления

Перечисленные элементы конструкции размещаются в термостойком пластиковом корпусе, состоящем их двух половин:

Конструкция и принцип действия автоматического выключателя

Система контактов. Ее функция, здесь – коммутация (замыкание и размыкание) защищаемой цепи. Представляет собой две группы контактов – подвижный, связанный с рычагом системы управления и неподвижный, вмонтированный в корпус автоматического выключателя. Быстрое размыкание цепи реализуется подпружиниванием подвижного контакта, обеспечивающим нужное усилие.

Система дугогашения. Часть конструкции автоматического выключателя, необходимая для нейтрализации (гашения) электрической дуги – результата размыкания цепи с проходящим в ней током. Состоит из параллельно друг-другу закрепленных металлических пластин, которые дробят, нейтрализуя, таким образом, электрическую дугу.

Расцепители. Элемент конструкции, приводящий в действие механизм системы подвижных контактов для расцепления (размыкания электрической цепи). По своему принципу действия, различают расцепители электромагнитные и тепловые:

тепловые расцепители представляют собой биметаллическую пластину, которая, нагреваясь под действием тока, превышающего допустимое значение, изгибается, приводя в действие механизм расцепления «автомата». На небольшие кратковременные увеличения тока в цепи этот расцепитель не реагирует, являясь инерционным

электромагнитные или мгновенные расцепители отличаются высокой скоростью срабатывания (доли секунды) и используется в автоматических выключателях для привода в действие механизм расцепления при появлении в цепи сверхтоков – токов короткого замыкания, превышающий номинальный в разы. При возникновении таких токов в электроцепи, подвижный сердечник соленоида мгновенно втягивается вместе с рычагом, запуская механизм свободного расцепления

Как видно, защита цепей от перегрузок и сверхтоков обеспечивается размыканием подвижного и неподвижного контактов автоматического выключателя механизмом расцепления, на который воздействуют расцепители; в случае перегрузок в линии – тепловые, при возникновении сверхтоков – электромагнитные.

Механизм управления осуществляет управление «автоматом» в ручном режиме. Это рычаг (если говорить о модульных автоматических выключателях) или кнопка, имеющая связь с системой подвижных контактов. Механизм свободного расцепления реализует возможность размыкания контактов и в ручном (при помощи привода), и в автоматическом (в случае возникновения сверхтоков в защищаемой цепи) режимах

Модульные автоматические выключатели 30 кА и 50 кА

Модульные автоматические выключатели Hager 30 кА и 50 кА – ассортимент приборов с номиналами до 125 А, предназначенные для электрозащиты от сверхтоков и токов короткого замыкания.

Автоматические выключатели совмещают в себе массу технических преимуществ: небольшие габаритные размеры и возможность установки на DIN – рейку, оптимальную линейку по номинальным токам и отключающим способностям.

Все это позволяет построить современную надежную, компактную и экономичную систему электрозащиты.

Ассортимент модульных автоматических выключателей

Отключающая способность:
30 кА

Отключающая способность:
50 кА

Основные преимущества автоматических выключателей Hager

Все приборы этой серии снабжены клеммами с зажимами новой конструкции, где предусмотрена система компенсации зажима, усиленная конструкция зажима и зубчатые контакты.
Конструкция автоматического выключателя включает в себя специальный дополнительный контакт. Это сделано для обеспечения максимального удобства при подключении электропитания к маломощным вторичным цепям (устройство экстренной остановки, устройство сигнализации неполадок и т.д.)
Специальное выдвижное стопорное устройство позволяет заблокировать рабочий орган автоматического выключателя 80-125 А в выключенном положении, чтобы на время на 100% исключить возможность подачи электропитания, например, в процессе проведения монтажа или ремонта.
Повышенная электрическая безопасность благодаря конструкции с защитой от прикосновения (токоведущие части защищены от непреднамеренного прикосновения).
Долговечная и четкая маркировка благодаря наличию отдельных полей для выполнения надписей (места на передней поверхности аппарата рядной установки для обозначения защищаемой электрической цепи) с прозрачной защитной крышкой.
Установка дополнительных контактов без применения специальных инструментов

Технические характеристики

Дополнительный вывод – плоская клемма от 2,5 до 3,5 мм; для кабеля от 1,5 до 6 мм² (мах. 6А)

Количество полюсов – 1, 2, 3, 4
Количество модулей по 17,5 мм – 1,5; 3; 4,5; 6
Степень защиты IP20
Номинальное напряжение –240 / 415 В
Сечение подключаемого провода
многопроволочный — 35 мм²
однопроволочный – 70 мм²

Дополнительный вывод – плоская клемма от 2,5 до 3,5 мм; для кабеля от 1,5 до 6 мм² (мах. 6А)

Автоматические выключатели 50 кА, кривая C, серия HMХ

Номинальный ток, АКоличество полюсов
1P2P3P4P
10HMX110HMX210HMX310HMX410
16HMX116HMX216HMX316HMX416
20HMX120HMX220HMX320HMX420
25HMX125HMX225HMX325HMX425
32HMX132HMX232HMX332HMX432
40HMX140HMX240HMX340HMX440
50HMX150HMX250HMX350HMX450
63HMX163HMX263HMX363HMX463
Количество модулей по 17,5 мм:
1 полюсные – 1,5 модуля;
2 полюсные – 3 модуля;
3 полюсные – 4,5 модуля,
4 полюсные – 6 модулей

Автоматические выключатели 30 кА, кривая C, серия HMK

Номинальный ток, АКоличество полюсов
1P2P3P4P
80HMK180HMK280HMK380HMK480
100HMK190HMK290HMK390HMK490
125HMK199HMK299HMK399HMK499
Количество модулей по 17,5 мм:
1 полюсные – 1,5 модуля;
2 полюсные – 3 модуля;
3 полюсные – 4,5 модуля,
4 полюсные – 6 модулей

Дополнительные принадлежности для автоматических выключателей

ФотоАртикулНаименование
MZN130Клеммная крышка 1 — полюсная
MZN131Межфазные перегородки (набор из 3 штук)

Автоматические выключатели HAGER серий HMX, HMK приспособлены для последующей установки дополнительных контактов серии MZ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector