Автоматични превключватели - устройство и принцип на действие. Принципът на работа на прекъсвача: видове и предназначение на устройството, функционалността на прекъсвачите По какъв принцип са инсталирани прекъсвачите?

• въздух;
• масло;
• вакуум

Анулиране електрическа дъгав масло или вакуум, той се използва главно в прекъсвачи за високо напрежение. Гасенето на дъгата във въздуха може да се използва както в прекъсвачи за ниско напрежение, така и при високо напрежение.

Верижни прекъсвачиможе да се включва ръчно, с помощта на вграден електродвигател или електромагнитно задвижване. Електрически задвижванияизползва се главно за дистанционноавтоматични машини. Повечето прекъсвачи за ниско напрежение, предназначени за относително малки токове, обикновено са оборудвани с ръчно задвижване.

Трябва да се отбележи, че въпреки че прекъсвачите са превключващи устройства, техният живот при включване и изключване е значително по-нисък от този на магнитните стартери или контактори.

В този материал ще разгледаме широко използвани машини, предназначени за монтаж на DIN шина.

Предназначение и принцип на действие на защитите на прекъсвачите

Както беше отбелязано по-горе, прекъсвачите са оборудвани с два вида токова защита, защита срещу токове на късо съединение и термична защита.

В модулните прекъсвачи защитата срещу токове на късо съединение се осъществява с помощта на електромагнитни освобождавания, инсталирани на всяка фаза. Електромагнитното освобождаване е намотка от няколко навивки дебела тел, през която протича ток. Вътре в бобината има сърцевина, изработена от феромагнитен материал. Когато токът достигне прагова стойност, сърцевината се изтегля в намотката и се задейства електромагнитното освобождаване. Токът, при който се задейства електромагнитното освобождаване, се нарича настройка на прекъсване. Трябва да се отбележи, че прекъсването настъпва много бързо. Следователно прекъсването е токова защита без времезакъснение. Работният праг на изключване на тока обикновено се избира да бъде по-голям от 4. Множеството на работния ток на освобождаванията е посочено върху корпуса на машината.

Защитата срещу токове на претоварване в прекъсвачите се осъществява с помощта на термични релета, монтирани на всяка фаза. Термичното реле е биметална плоча, върху която е навит проводник, през който протича ток. Когато тече ток, надвишаващ номиналния ток на превключвателя, биметалът се нагрява и се деформира. Деформиращата плоча засяга прекъсвача и той се изключва. Настройката на термичните освобождавания на прекъсвачите обикновено е 1,2I ном. Времето за реакция на защитата зависи от текущата стойност. Колкото по-висок е токът, толкова по-бързо работи защитата. По този начин с помощта на термично реле се контролира не само текущата стойност, но и се извършва забавяне във времето. Трябва да се отбележи, че работата на термичната защита зависи пряко от температурата на околната среда. Поради това може да се гарантира, че защитата от претоварване на прекъсвачите поддържа характеристиките си само в температурния диапазон, определен от производителя.

Зависимостта на времето за реакция на защитата на прекъсвача от тока се нарича характеристика време-ток. Типична графика на характеристиките време-ток на машината е показана на фигурата.

Графиката показва, че времето за реакция на термичната защита, в зависимост от тока, може да варира от един час до една секунда. Скоростта на реакция на прекъсване зависи в много по-малка степен от текущата стойност.

Проектиране на модулни прекъсвачи

Основните части на модулния прекъсвач са показани на фигурата.

Модулните прекъсвачи са предназначени за монтаж на DIN шина. За тази цел има специален жлеб на задната страна на машините и ключалка, която сигурно фиксира ключа върху релсата. Прекъсвачите могат да имат от един до четири полюса. IN еднофазна мрежаНай-често се използват еднополюсни прекъсвачи, а в трифазните прекъсвачи се използват триполюсни прекъсвачи.

Основните компоненти на машините са:

• Контактна система;
• Изпускатели, термични и електромагнитни;
• Дъгогасителна система;
• Механизъм за вдигане и освобождаване.

Контактната система се състои от подвижни и неподвижни контакти. За да се осигури ниско контактно съпротивление, контактните повърхности са покрити с металокерамика на сребърна основа. Подвижният контакт е свързан към електромагнитното освобождаване чрез гъвкава метална връзка.

Гасенето на дъгата в прекъсвачите се извършва в дъгогасителни камери. За гасене на дъгата в камерата са монтирани серия от метални пластини, които смачкват и охлаждат дъгата. Камерата е изработена от влакна, които при нагряване отделят газове, които спомагат за гасенето на дъгата. Прекомерното налягане на газа се отстранява от тялото на машината чрез специален канал.

Механизмът за включване и изключване на прекъсвача е проектиран по такъв начин, че включването и изключването на прекъсвача става бързо, независимо от скоростта на движение на лоста за управление.

Критерии за избор на прекъсвачи

Номиналният ток на прекъсвача трябва да съответства на максимума допустим токзащитена линия. Обикновено максималният ток се определя от напречното сечение и материала на проводниците или кабелите.

Множеството на тока на електромагнитното освобождаване на машината се избира въз основа на пусковите токове на електродвигателите, защитени от прекъсвача. Това се дължи на факта, че пусковите токове на двигателя могат да надвишават номиналните токове четири или повече пъти.

Прекъсвачите обикновено се използват за защита на битови електрически вериги. модулен дизайн. Компактността, лекотата на инсталиране и подмяна, ако е необходимо, обяснява широкото им разпространение.

Външно такава машина е тяло, изработено от топлоустойчива пластмаса. На предна повърхностИма дръжка за включване и изключване, отзад има резе за монтаж на DIN шина, а отгоре и отдолу има винтови клеми. В тази статия ще разгледаме.

Как работи прекъсвачът?

В нормален режим на работа през машината протича ток, който е по-малък или равен на номиналната стойност. Захранващото напрежение от външната мрежа се подава към горната клема, свързана към неподвижния контакт. От неподвижния контакт протича ток към затворения с него подвижен контакт и от него през гъвкав меден проводник към соленоидната бобина. След соленоида токът се подава към термичния освобождавач и след него към долната клема, като към нея е свързана товарната мрежа.

В аварийни режими прекъсвачът изключва защитената верига чрез задействане на механизъм за свободно изключване, задвижван от термично или електромагнитно освобождаване. Причината за това действие е претоварване или късо съединение.

Термично освобождаванее биметална плоча, състояща се от два слоя сплави с различни коефициенти на топлинно разширение. При преминаване електрически токплочата се нагрява и се огъва към слоя с по-нисък коефициент на топлинно разширение. Когато определената стойност на тока бъде превишена, огъването на плочата достига стойност, достатъчна за активиране на освобождаващия механизъм и веригата се отваря, прекъсвайки защитения товар.

Електромагнитно освобождаванесе състои от соленоид с подвижна стоманена сърцевина, държана от пружина. При надвишаване на определената стойност на тока, съгласно закона електромагнитна индукцияВ намотката се индуцира електромагнитно поле, под въздействието на което сърцевината се изтегля в намотката на соленоида, преодолявайки съпротивлението на пружината, и задейства освобождаващия механизъм. При нормална работа в бобината също се индуцира магнитно поле, но силата му не е достатъчна, за да преодолее съпротивлението на пружината и да прибере сърцевината.

Как работи машината в режим на претоварване?

Режим на претоварване възниква, когато токът във веригата, свързана към прекъсвача, превиши номиналната стойност, за която е проектиран прекъсвачът. При което повишен ток, преминавайки през термичното освобождаване, предизвиква повишаване на температурата на биметалната плоча и съответно увеличаване на нейното огъване до задействане на освобождаващия механизъм. Машината се изключва и отваря веригата.

Термичната защита не работи мигновено, тъй като ще отнеме известно време, докато биметалната лента се загрее. Това време може да варира в зависимост от големината на излишния ток от няколко секунди до един час.

Това забавяне ви позволява да избегнете прекъсвания на захранването по време на случайни и краткотрайни увеличения на тока във веригата (например при включване на електрически двигатели, които имат високи стартови токове).

Минималната стойност на тока, при която термичното освобождаване трябва да работи, се задава с помощта на регулиращ винт от производителя. Обикновено тази стойност е 1,13-1,45 пъти по-висока от деноминацията, посочена на етикета на машината.

Количеството ток, при което ще работи термична защита, температурата също влияе заобикаляща среда. В гореща стая биметалната лента ще се затопли и ще се огъне, докато се задейства при по-нисък ток. И в стаи с ниски температуритокът, при който ще работи термичното освобождаване, може да бъде по-висок от допустимия.

Причината за претоварването на мрежата е свързаността на потребителите към нея, обща мощносткоето надвишава проектна мощностзащитена мрежа. Едновременно активиране различни видовемощен домакински уреди(климатик, ел. печка, пералня и Съдомиялна, ютия, електрическа кана и др.) - може да доведе до работа на термичното освобождаване.

В този случай решете кои потребители могат да бъдат деактивирани. И не бързайте да включвате машината отново. Все още няма да можете да го вкарате работна позициядокато се охлади и биметалната пластина на освобождаването се върне в първоначалното си състояние. Сега знаеш по време на претоварвания

Как работи машината в режим на късо съединение?

При късо съединение е друго. По време на късо съединение токът във веригата се увеличава рязко и многократно до стойности, които могат да разтопят окабеляването или по-скоро изолацията на електрическото окабеляване. За да се предотврати подобно развитие на събитията, е необходимо незабавно да се прекъсне веригата. Точно така работи електромагнитното освобождаване.

Електромагнитното освобождаване е соленоидна намотка, съдържаща стоманена сърцевина, поддържана във фиксирана позиция от пружина.

Многократното увеличаване на тока в намотката на соленоида, което възниква по време на късо съединение във веригата, води до пропорционално увеличаване на магнитния поток, под въздействието на който сърцевината се изтегля в намотката на соленоида, преодолявайки съпротивлението на пружина и натиска освобождаващата лента на освобождаващия механизъм. Захранващите контакти на машината се отварят, прекъсвайки захранването на аварийната част на веригата.

По този начин работата на електромагнитното освобождаване предпазва електрическата инсталация, затворения електроуред и самата машина от пожар и разрушаване. Времето му за реакция е около 0,02 секунди, а електрическото окабеляване няма време да се загрее до опасни температури.

В момента, в който силовите контакти на машината се отварят, когато през тях преминава голям ток, между тях възниква електрическа дъга, чиято температура може да достигне 3000 градуса.

За да се предпазят контактите и другите части на машината от разрушителните ефекти на тази дъга, в конструкцията на машината е предвидена дъгогасителна камера. Дъговата камера е решетка от набор от метални пластини, които са изолирани една от друга.

Възниква дъга в точката, където контактът се отваря, след което единият му край се движи заедно с подвижния контакт, а вторият се плъзга първо по фиксирания контакт, а след това по проводника, свързан към него, което води до задна стенадъгогасителна камера.

Там се разделя (разцепва) върху плочите на дъгогасителната камера, отслабва и угасва. В долната част на машината има специални отвори за отстраняване на газовете, образувани при изгаряне на дъгата.

Ако машината се изключи, когато се задейства електромагнитното освобождаване, няма да можете да използвате електричество, докато не откриете и отстраните причината за късото съединение. Най-вероятно причината е неизправност на някой от консуматорите.

Изключете всички консуматори и опитайте да включите машината. Ако успеете и машината не изрита, това означава, че някой от потребителите наистина е виновен и просто трябва да разберете кой. Ако машината отново се повреди дори и при изключени консуматори, тогава всичко е много по-сложно и имаме работа с повреда на изолацията на проводниците. Ще трябва да потърсим къде се е случило това.

Така е в различни извънредни ситуации.

Ако изключването на вашия прекъсвач се е превърнало в постоянен проблем за вас, не се опитвайте да го решите, като инсталирате прекъсвач с по-висок номинален ток.

Машините са инсталирани, като се вземе предвид напречното сечение на вашето окабеляване и следователно повече ток във вашата мрежа просто не е разрешено. Решението на проблема може да бъде намерено само след цялостна проверка на електрическата система на вашия дом от професионалисти.

По-лесно и по-евтино е да се предотвратят пожароопасните последици от разрушението, отколкото горчиво да се оплаквате от невзетите мерки. Предотвратяването на електрически пожари включва инсталиране на защитно оборудване. През миналия век функцията за защита от късо съединение и опасност от претоварване беше поверена на порцеланови предпазители със сменяеми предпазители, след това на автоматични щепсели. Въпреки това, поради значително увеличаване на натоварването на електропроводите, ситуацията се промени. Време е да заменим остарелите устройства с надеждни машини. За да може изборът на прекъсвач да доведе до закупуване на устройство с подходящи характеристики, е необходима информация за редица електрически технически нюанси.

Защо имаме нужда от картечници?

Прекъсвачите са устройства, предназначени да предпазват захранващ кабел, по-точно изолирането му от стопяване и загуба на цялост. Машините не предпазват собствениците на оборудването от удари и не защитават самото оборудване. За тези цели е оборудван RCD. Задачата на машините е да предотвратят прегряване, което придружава потока на свръхток към поверената част от веригата. Благодарение на тяхното използване, изолацията няма да се стопи или повреди, което означава, че окабеляването ще работи нормално без риск от пожар.

Прекъсвачите работят чрез отваряне електрическа веригакога:

• появата на токове на късо съединение (по-нататък токове на късо съединение);
• претоварване, т.е. преминаването на токове през защитения участък от мрежата, чиято сила надвишава допустимата експлоатационна стойност, но не се счита за TKZ;
• забележимо намаляване или пълно изчезване на напрежението.

Машините пазят участъка от веригата, който ги следва. Просто казано, те са инсталирани на входа. Защитават осветителни линии и контакти, съединителни линии домакинско оборудванеи електрически двигатели в частни домове. Тези линии са положени с кабели с различни секции, тъй като от тях се захранва оборудване с различна мощност. Следователно, за защита на мрежови участъци с различни параметри са необходими защитни устройства с различни възможности.

Ако искате да научите как да инсталирате кутии за гнезда, препоръчваме ви да прочетете статията

Изглежда, че можете без излишни караници да закупите най-мощните устройства за автоматично изключване за инсталиране на всяка от линиите. Стъпката е напълно грешна! И резултатът ще проправи директен „път“ към огъня. Защитата от капризите на електрическия ток е деликатен въпрос. Ето защо е по-добре да се научите как да избирате прекъсвач и да инсталирате устройство, което прекъсва веригата, когато има реална нужда от това.

внимание. Надценен прекъсвач ще носи токове, които са критични за окабеляването. Той няма да изключи своевременно защитения участък от веригата, което ще доведе до стопяване или изгаряне на изолацията на кабела.

Автоматичните машини с намалени характеристики също ще поднесат много изненади. Те безкрайно ще прекъсват линията при стартиране на оборудването и в крайна сметка ще се счупят поради многократно излагане на твърде силен ток. Контактите са запоени заедно, което се нарича "залепени".

Устройство и принцип на действие на машината

Ще бъде трудно да направите избор, без да разберете дизайна на прекъсвача. Нека да видим какво се крие в миниатюрна кутия от огнеупорна диелектрична пластмаса.

Изпускания: техните видове и предназначение

Основните работни части на автоматичните прекъсвачи са освобождавания, които прекъсват веригата, ако стандартните работни параметри са превишени. Изпускателите се различават по спецификата на тяхното действие и по обхвата на токове, на които трябва да реагират. Сред техните редици са:

• електромагнитни освобождавания, които реагират почти мигновено при поява на повреда и „отрязват” защитения участък от мрежата за стотни или хилядни от секундата. Те се състоят от намотка с пружина и сърцевина, която се прибира от въздействието на свръхток. Чрез прибиране сърцевината напряга пружината и кара освобождаващото устройство да работи;
• термични биметални освобождавания, действайки като бариера срещу претоварване. Те несъмнено също отговарят на TKZ, но от тях се изисква да изпълняват малко по-различна функция. Задачата на термичните колеги е да прекъснат мрежата, ако токовете, преминаващи през нея, надвишават максималните работни параметри на кабела. Например, ако ток от 35A протича през окабеляването, предназначено да транспортира 16A, плочата, състояща се от два метала, ще се огъне и машината ще се изключи. Освен това, 19A тя смело ще "държи" повече от час. Но 23A няма да може да "толерира" за един час, ще работи по-рано;
• полупроводникови изпусканиярядко се използват в домакински машини. Те обаче могат да служат като работно тяло на защитен превключвател на входа частна къщаили на линията на мощен електродвигател. Измерването и записването на ненормален ток в тях се извършва от трансформатори, ако устройството е инсталирано в мрежата променлив ток, или дроселни усилватели, ако устройството е свързано към DC линия. Разединяването се осъществява от блок полупроводникови релета.

Има и нулеви или минимални издания, най-често използвани като добавка. Те изключват мрежата, когато напрежението падне до всяка гранична стойност, посочена в информационния лист. Добър вариант са дистанционните освобождавания, които ви позволяват да изключвате и включвате машината, без да отваряте контролния шкаф, и ключалките, които заключват положението „изключено“. Струва си да се има предвид, че оборудването с тези полезни допълнения значително влияе върху цената на устройството.

Автоматичните машини, използвани в ежедневието, най-често са оборудвани с гладко работеща комбинация от електромагнитно и термично освобождаване. Устройствата с едно от тези устройства са много по-рядко срещани и използвани. Все още прекъсвачи комбиниран типпо-практично: две в едно е по-изгодно във всеки смисъл.

Изключително важни допълнения

В конструкцията на прекъсвача няма безполезни компоненти. Всички компоненти работят усърдно в името на цялостната безопасност, това са:

• устройство за гасене на дъга, монтирано на всеки полюс на машината, от които има от един до четири броя. Това е камера, в която, по дефиниция, електрическата дъга, която възниква, когато силовите контакти са принудени да се отворят, се гаси. Помеднените стоманени пластини са разположени паралелно в камерата, разделяйки дъгата на малки части. Фрагментираната заплаха за стопяемите части на машината в системата за гасене на дъгата се охлажда и напълно изчезва. Продуктите от горенето се отстраняват през изходните канали за газ. Допълнение е искрогасител;
• система от контакти, разделени на неподвижни, монтирани в корпуса, и подвижни, шарнирно закрепени към осите на лостовете на отварящите механизми;
• винт за калибриране, с който фабрично се настройва термичното освобождаване;
• механизъм с традиционен надпис “on/off” със съответна функция и с дръжка, предназначена за изпълнение;
• съединителни клеми и други устройства за свързване и монтаж.

Ето как изглежда процесът на гасене на дъгата:

Нека се спрем малко на контактите за захранване. Фиксираната версия е запоена с електромеханично сребро, което оптимизира устойчивостта на електрическо износване на превключвателя. Когато безскрупулен производител използва евтина сребърна сплав, теглото на продукта намалява. Понякога се използва посребрен месинг. „Заместителите“ са по-леки от стандартния метал, поради което висококачествено устройство от реномирана марка тежи малко повече от неговия „ляв“ аналог. Важно е да се отбележи, че при замяна на сребърно запояване на неподвижни контакти с евтини сплави, експлоатационният живот на машината се намалява. Той ще издържи на по-малко цикли на изключване и след това включване.

Нека вземем решение за броя на полюсите

Вече беше споменато, че това защитно устройство може да има от 1 до 4 полюса. Изборът на броя на стълбовете на машината е лесен като белене на круши, т.к всичко зависи от предназначението му:

• Еднополюсен прекъсвач ще свърши отлична работа за защита на осветителни линии и контакти. Монтира се само на фаза, без нули!;
• двуполюсен ключ ще защити кабела, захранващ електрическите печки, перални машинии бойлери. Ако в къщата няма мощни домакински уреди, те се поставят на линия от панела до входа на апартамента;
• за оборудване с трифазно окабеляване е необходимо триполюсно устройство. Това вече е в полуиндустриален мащаб. В ежедневието може да има работилница линия или помпа за кладенец. Триполюсно устройство не трябва да се свързва към заземяващия проводник. Винаги трябва да е в пълна бойна готовност;
• Четириполюсните прекъсвачи се използват за защита на четирипроводните кабели от пожар.

Ако планирате да защитите окабеляването на апартамент, баня или къща с помощта на двуполюсни и еднополюсни прекъсвачи, първо инсталирайте двуполюсно устройство, след това еднополюсно устройство с максимална мощност, след това в низходящ ред. Принципът на „класиране“: от по-мощния компонент към по-слабия, но чувствителен.

Етикетиране – храна за размисъл

Разбрахме структурата и принципа на работа на машините. Разбрахме какво и защо. Сега нека смело започнем да анализираме маркировките, поставени върху всеки прекъсвач, независимо от логото и страната на произход.

Основната отправна точка е деноминацията

защото Целта на закупуването и инсталирането на машина е да защитите окабеляването, така че преди всичко трябва да се съсредоточите върху неговите характеристики. Токът, протичащ през проводниците, загрява кабела пропорционално на съпротивлението на неговата тоководеща сърцевина. Накратко, колкото по-дебела е сърцевината, толкова по-голям е токът, който може да премине през нея, без да се стопи изолацията.

В съответствие с максималната стойност на тока, пренасян от кабела, се избира мощността на устройството за автоматично изключване. Няма нужда да изчислявате нищо; взаимозависимите стойности на електрическите инсталационни устройства и окабеляването са обобщени в таблицата:

Табличната информация трябва да бъде леко коригирана според домашни реалности. Преобладаващият брой битови контакти са предназначени за свързване на проводник с жило от 2,5 mm², което според таблицата предполага възможността за инсталиране на машина с номинален ток 25A. Действителният номинален ток на самия контакт е само 16A, което означава, че трябва да закупите прекъсвач с номинална стойност, равна на номиналната стойност на контакта.

Подобна настройка трябва да се направи, ако има съмнения относно качеството на съществуващото окабеляване. Ако има съмнения, че напречното сечение на кабела може да не съответства на размера, посочен от производителя, по-добре е да играете на сигурно и да вземете машина, чиято номинална стойност е една позиция по-ниска от стойността на таблицата. Например: според таблицата машина от 18А е подходяща за защита на кабела, но ние ще вземем 16А, защото купихме жицата от Вася на пазара.

Калибрирана характеристика на рейтинга на устройството

Тази характеристика е работните параметри на термично освобождаване или неговия полупроводников аналог. Това е коефициент, по който умножаваме, за да получим тока на претоварване, който устройството може или не може да издържи за определен период от време. Стойността на калибрираната характеристика се установява по време на производствения процес и не може да се коригира в домашни условия. Те го избират от стандартната гама.

Калибрираната характеристика показва колко дълго и какъв вид претоварване може да издържи машината, без да изключва участъка от веригата от захранването. Обикновено това са две числа:

• най-ниската стойност показва, че машината ще премине ток с параметри, надвишаващи стандарта, за повече от час. Например: прекъсвач от 25A ще пропусне ток от 33A за повече от час, без да изключва защитената част от окабеляването;
• най-високата стойност е границата, след която спирането ще настъпи след по-малко от час. Устройството, посочено в примера, бързо ще се изключи при ток от 37 ампера или повече.

Ако окабеляването минава в жлеб, оформен в стена с впечатляваща изолация, кабелът практически няма да се охлади при претоварване и съпътстващото го прегряване. Това означава, че за един час окабеляването може да пострада доста. Може би никой няма да забележи веднага резултата от излишъка, но експлоатационният живот на проводниците ще бъде значително намален. Следователно, за скрито окабеляванеЩе търсим превключвател с минимални калибрационни характеристики. За отворената версия не е нужно да се фокусирате твърде много върху тази стойност.

Настройка – индикатор за моментална реакция

Този номер на тялото е характеристика на работата на електромагнитното освобождаване. Това означава гранична стойностнеобичайна сила на тока, която по време на повтарящи се изключвания няма да повлияе на работата на устройството. Той е стандартизиран в единици за ток и се обозначава с цифри или латински букви. С числата всичко е изключително просто: това е номиналната стойност. Ето го скрития смисъл буквени обозначенияСтрува си да разберете.

Буквите се щамповат на машини, изработени по стандарт DIN. Те показват кратното на максималния ток, който възниква, когато оборудването е включено. Ток, който е няколко пъти по-голям от работните характеристики на веригата, но не предизвиква изключване и не прави устройството неизползваемо. Просто колко пъти токът на превключване на оборудването може да надвиши номиналната стойност на устройството и кабела без опасни последствия.

За прекъсвачи, използвани в ежедневието, това са:

• IN– обозначение на машини, способни да реагират без самоповреждане на токове, превишаващи номиналната стойност в диапазона от 3 до 5 пъти. Много подходящ за оборудване на стари сгради и селски райони. Те не се използват често, т.к търговска мрежанай-често са артикул по поръчка;
• СЪС– обозначение на тези защитни средства, чийто диапазон на реакция е от 5 до 10 пъти. Най-често срещаният вариант, търсен в нови сгради и нови селски къщис автономни комуникации;
• д- обозначение на превключватели, които незабавно прекъсват мрежата, когато се подава ток със сила, надвишаваща номиналната стойност от 10 до 14, понякога до 20 пъти. Устройства с такива характеристики са необходими само за защита на окабеляването на мощни електродвигатели.

В чужбина има вариации, както по-високи, така и по-ниски, но средният собственик на родни имоти не трябва да се интересува от тях.

Клас на ограничаване на тока и неговото значение

Нека поговорим за това накратко, защото повечето от устройствата, предлагани от търговията, принадлежат към 3-ти клас на ограничение на тока. Понякога има и втори. Това е индикатор за скоростта на устройството. Колкото по-високо е, толкова по-бързо устройството ще реагира на TKZ.

Има много информация, но без нея ще бъде трудно да изберете правилния прекъсвач и да защитите имуществото от нежелани пожари. Необходима е информация и за тези, които ще поръчват монтаж на защитни устройства. В крайна сметка не всеки електротехник, който се позиционира като голям специалист, трябва да се вярва безусловно.

Как работи прекъсвачът?

Автоматичните превключватели (превключватели, автомати) са електрически превключващи устройства, предназначени да провеждат ток на веригата в нормални режими и за автоматична защита електрически мрежии оборудване от аварийни условия (токове на късо съединение, токове на претоварване, намаляване или изчезване на напрежение, промени в посоката на тока, поява магнитно полемощни генератори в извънредни условияи др.), както и за рядко превключване на номинални токове (6-30 пъти на ден).

Поради простотата, удобството, безопасността на поддръжката и надеждността на защитата срещу токове на късо съединение, тези устройства се използват широко в електрически инсталацииниска и висока мощност.

Прекъсвачите се класифицират като превключващи устройства ръчно управление, но много видове имат електромагнитно или електрическо задвижване, което прави възможно управлението им от разстояние.

Принцип на действие

Автоматичните машини обикновено се изключват ръчно (чрез задвижване или дистанционно), а в случай на нарушаване на нормалния режим на работа (поява на свръхток или намаляване на напрежението) - автоматично. Освен това всяка машина е оборудвана с освобождаване на максимално напрежение, а при някои типове и с освобождаване на минимално напрежение.

Според защитните функции, които изпълняват, автоматичните прекъсвачи се делят на прекъсвачи: свръхтокови, нисконапреженови и обратна мощност.

Прекъсвачите за свръхток се използват за автоматично отваряне на електрическа верига, когато в нея възникнат токове на късо съединение и претоварвания над установената граница. Сменяйки превключвател и предпазител, те осигуряват по-надеждна и селективна защита при необичайни условия.

Ако условията на околната среда са различни от нормалните (влажността на въздуха е над 85% и съдържа примеси от вредни пари), прекъсвачите трябва да се поставят в прахоустойчиви и химически устойчиви кутии и шкафове.

Класификация

Автоматичните превключватели са разделени на:

• инсталация прекъсвачите имат защитен изолационен (пластмасов) корпус и могат да се монтират на обществено достъпни места;

• универсален - нямат такъв корпус и са предназначени за монтаж в разпределителни уредби;

• действащ бързо (собствено времеоперация не надвишава 5 ms);

• бавно действащ(от 10 до 100 ms);

Скоростта на работа се осигурява от самия принцип на действие (поляризирани електромагнитни или индукционно-динамични принципи и др.), както и от условията за бързо гасене на електрическата дъга. Подобен принцип се използва в токоограничаващи прекъсвачи;

• селективен , имащи регулируемо време за реакция в зоната на токове на късо съединение;

• прекъсвачи за обратен ток, задейства се само при промяна на посоката на тока в защитаваната верига;

• Поляризирани машини изключват веригата само когато токът се увеличава в посока напред, неполяризирани - във всяка посока на тока.

Дизайн

Конструктивните характеристики и принципът на работа на машината се определят от нейното предназначение и обхват на приложение.

Машината може да се включва и изключва ръчно, с електродвигател или електромагнитно задвижване.

Ръчното задвижване се използва при номинални токове до 1000 A и осигурява гарантиран максимален капацитет на превключване, независимо от скоростта на движение на превключващата ръкохватка (операторът трябва да извърши превключващата операция решително: след като е започнал, изведете я до края).

Електромагнитните и електродвигателните задвижвания се захранват от източници на напрежение. Веригата за управление на задвижването трябва да има защита срещу повторно включване на късо съединение, а процесът на включване на машината до максималните токове на късо съединение трябва да спре при захранващо напрежение 85 - 110% от номиналното.

При претоварване и токове на късо съединение прекъсвачът се изключва, независимо дали ръкохватката за управление се държи във включено положение.

важно интегрална частмашина е освобождаване, което контролира даден параметър на защитената верига и действа върху изключващото устройство, което изключва машината. Освен това освобождаването позволява дистанционно изключване на машината. Най-широко използваните видове освобождавания са:

• електромагнитни за защита срещу токове на късо съединение;

• термична за защита от претоварване;

• комбиниран;

• полупроводник, с висока стабилност на параметрите на реакция и лекота на конфигуриране.

За превключване на верига без ток или за рядко превключване на номиналния ток могат да се използват автоматични прекъсвачи без освобождаване.

Произвежданите от индустрията серии прекъсвачи са предназначени за използване в различни климатични зони, поставяне на места с различни условияработа, за работа в условия, които се различават по механично напрежение и експлозивност на околната среда и имат различни характеристики.

Информация за конкретни видове устройства, техните видове и размери е дадена в нормативните и технически документи. Обикновено такъв документ е Спецификации(TU) на завода. В някои случаи, с цел унификация, за продукти, които се използват широко и се произвеждат от няколко предприятия, нивото на документа се повишава (понякога до нивото на държавния стандарт).

Прекъсвачите се състоят от следните основни компоненти:

• контактна система;

• дъгогасителна система;

• освобождавания;

• контролен механизъм;

• механизъм за свободно освобождаване.

Контактна системасе състои от неподвижни контакти, фиксирани в корпуса, и подвижни контакти, шарнирно закрепени на оста на лоста на механизма за управление, и обикновено осигурява прекъсване на една верига.

Дъгово устройствое монтиран във всеки полюс на ключа и е предназначен за локализиране на електрическата дъга в ограничен обем. Това е дъгогасителна камера с деионна решетка от стоманени плочи. Могат да бъдат осигурени и искрогасители под формата на влакнести плочи.

Механизъм за свободно освобождаванепредставлява шарнирен 3- или 4-лентов механизъм, който осигурява разцепване и разединяване на контактната система както за автоматично, така и за ръчно управление.

Електромагнитно освобождаване на свръхток, който е електромагнит с котва, осигурява автоматично изключване на прекъсвача при токове на късо съединение, надвишаващи настройката на тока. Електромагнитните токови освобождавания с хидравлично забавящо устройство имат инверсно забавяне на тока за защита от токове на претоварване.

Освобождаване от термично претоварванее термобиметална плоча. По време на токове на претоварване, деформацията и силите на тази пластина осигуряват автоматично изключване на прекъсвача. Времезакъснението намалява с увеличаване на тока.

Полупроводникови изпусканиясе състои от измервателен елемент, блок от полупроводникови релета и изходен електромагнит, който действа върху механизма за свободно освобождаване на машината. Като измервателен елемент се използва токов трансформатор (AC) или дросел магнитен усилвател (DC).

Полупроводниковото освобождаване на ток позволява да се регулират следните параметри:

• номинален ток на освобождаването;

• настройки на работния ток в зоната на токове на късо съединение (ток на прекъсване);

• настройки за време за реакция в зоната на тока на претоварване;

• настройки за време за реакция в зоната на токове на късо съединение (за селективни превключватели).

Много машини използват комбинирани освобождавания, които използват термични елементи за защита срещу токове на претоварване и електромагнитни елементи за защита срещу токове на късо съединение без забавяне във времето (прекъсване).

Превключвателят има и допълнителни монтажни единици, които са вградени в превключвателя или са прикрепени към него външно. Те могат да бъдат независими, нулеви и минимални освобождавания, свободни и спомагателни контакти, ръчни и електромагнитни дистанционни задвижвания, автоматична сигнализация за изключване, устройство за заключване на прекъсвача в положение "изключено".

Независимото освобождаване е електромагнит, захранван от външен източник на напрежение. Минимални и нулеви освобождавания могат да бъдат направени със или без забавяне във времето. С помощта на независимо или минимално освобождаване е възможно дистанционно да изключите машината.

условия за ползване

Автоматичните превключватели се предлагат във версии с различна степен на защита от допир и външни въздействия (IPOO, IP20, IP30, IP54). В този случай степента на защита на клемите за свързване на външни проводници може да бъде по-ниска от степента на защита на корпуса на превключвателя.

Превключвателите се произвеждат в 5 климатични изпълнения и 5 категории на разположение, които се кодират с букви U, UHL, T, M, OM и цифри 1,2,3,4,5.

Превключвателите са проектирани за продължителна работа при следните условия:

• монтаж на надморска височина не повече от 1000 m (превключватели от серията AP50 и AE1000 - на надморска височина не повече от 2000 m);

• температура на околния въздух от -40 (без роса и скреж) до +40°C (за ключове от серия AE1000 - от +5 до +40°C);

• относителна влажност на околната среда не повече от 90% при 20°C и не повече от 50% при 40°C;
  

• околна среда - невзривоопасна, несъдържаща прах (включително проводящ прах) в количества, нарушаващи работата на ключа, и агресивни газове и пари в концентрации, разрушаващи металите и изолацията;

• мястото за монтаж на превключвателя е защитено от вода, масло, емулсия и др.;

• липса на пряко излагане на слънчева и радиоактивна радиация;

• липса на резки удари (удари) и силно разклащане; Допуска се вибрация на точките на монтаж на превключватели с честота до 100 Hz с ускорение не повече от 0,7 g.

Групи работни условия за електрически продукти по отношение на излагане на механични фактори външна средаопределени от GOST 17516.1-90. В съответствие с каталожните данни прекъсвачите са предназначени за работа в групи Ml, M2, MZ, M4, Mb, M9, M19, M25.

По отношение на безопасността прекъсвачите отговарят на GOST 12.2.007.0-75 и GOST 12.2.007.6-75, изискванията на „Правилата за електрически инсталации“ и осигуряват условията на работа, установени от „Правилата техническа експлоатацияинсталации от потребителя" и "Правила за безопасност при експлоатация на електрически инсталации от потребителя", одобрени от Gosenergonadzor на 21 декември 1994 г. По отношение на защитата срещу токове на утечка, ключовете отговарят на изискванията на GOST 12.1.038-82 .

Работата в неработно състояние (съхранение и транспортиране по време на прекъсване на работа) отговаря на GOST 15543-70 и GOST 15150-69.

В статията ще научите за устройството и принципа на работа Такива средства за защита срещу късо съединение и претоварване днес могат да бъдат намерени във всеки дом и работно място. Изчезнаха така наречените задръствания, които всъщност се правят по същия начин като прекъсвачите. И дори принципът им на работа е подобен, но не е много удобен за използване - не можете да поставите такъв щепсел на DIN шина.

И какво можем да кажем за предпазителите - предпазители, в които тънък проводник изгаря по време на късо съединение. Те могат да бъдат намерени само в И тогава те използват стопими вложки, които са пълни с пясък. Във веригите с нисък ток се използват, така да се каже, изключително автоматични превключватели. Видовете и устройството ще бъдат обсъдени в статията. И нека започнем с описание на работата на машините, които се използват най-често в ежедневието.

Нормален режим на работа

Така че, нека да разгледаме дизайна и принципа на работа на прекъсвача. Има няколко режима на работа, всеки от които ще бъде разгледан отделно. В нормален режим през прекъсвача протича ток, който е по-малък или равен на номиналния ток. В този случай захранващото напрежение се подава към горния терминал, който е свързан към фиксирания контакт. От последния токът тече към подвижния контакт, след това през гъвкав меден проводник към соленоида. След това токът от соленоида преминава към освобождаването (термично реле) и след това към терминала, разположен отдолу. Именно тя се свързва с потребителите на електроенергия.

Аварийни режими на работа

Принципът на действие на променливия ток е такъв, че когато извънредна ситуация(претоварване или късо съединение) защитената верига е изключена. Механизмът за свободно освобождаване започва да работи; активира се чрез специално освобождаване (обикновено се използват електромагнитни или термични). Нека да разгледаме характеристиките на двата типа издания.

Thermal е биметална плоча, която се състои от два слоя сплави, които имат различни коефициенти на топлинно разширение. Когато токът преминава през пластината, тя се нагрява и се огъва в посоката, в която се намира металът с най-нисък коефициент. Когато токът надвишава допустимите стойности, огъването става такова, че е достатъчно за задействане на целия механизъм за задействане. Това отваря веригата.

Електромагнитните освобождавания се състоят от соленоид със сърцевина (подвижна), която се задържа от пружина. При превишаване на максималния ток в бобината започва да се индуцира поле. Под действието си ядрото започва да се изтегля в соленоида и пружината се компресира. В същия момент освобождаването започва да работи. В нормален режим също се индуцира поле в бобината, но има малка сила, не е достатъчно, за да компресира пружината.

Режим на претоварване

Режим на претоварване е, когато токът, консумиран от товара, свързан към машината, стане по-висок от номиналната стойност на устройството. В този случай токът, който преминава през освобождаването, причинява нагряване на биметалната плоча, което води до увеличаване на нейното огъване. Това кара освобождаващия механизъм да работи. В този момент машината се изключва и веригата се отваря.

Не действа моментално, тъй като загряването на плочата отнема известно време. И варира в зависимост от това колко е превишен номиналният ток. Периодът от време може да варира от няколко секунди до час. Забавянето ще ви позволи да се отървете от прекъсвания на захранването по време на кратко и произволно увеличение на тока. Често такива ексцесии могат да се наблюдават при стартиране на електрическия мотор.

Работен ток

Минималната стойност на тока, при която термичното освобождаване трябва да работи, се регулира от производителя със специален винт. Стойността е приблизително един и половина пъти по-висока от стойността, посочена върху тялото на превключвателя. Както можете да видите, принципът на действие на освобождаването не е много сложен. Но силата на тока, при която се задейства термичната защита, е силно повлияна от температурата на околната среда.

Ако стаята е гореща, тогава нагряването и огъването на биметалната плоча ще започне да се извършва при ниска стойност на тока. И ако стаята е студена, термичното освобождаване ще започне да работи при по-висок ток. Следователно един и същ прекъсвач с биметална лента ще работи по различен начин през зимата и лятото. Това не се отнася за машини с електромагнитно освобождаване.

Претоварване в електрическата верига

Струва си да се отбележи, че принципът на работа на DC прекъсвач е приблизително същият като този на подобно устройство, работещо с променлив ток. Долната линия е, че когато допустимото натоварване е превишено, плочата се нагрява и веригата се изключва. Какво може да е причината за претоварването? Повечето обща причина- това е връзката голямо числоконсуматори, чиято мощност е по-голяма от изчислената.

Ако към машината свържете едновременно няколко консуматора - електрическа кана, хладилник, ютия, пералня, климатик, електрическа печка - тогава е напълно възможно освобождаването да работи. Дори ако използвате прекъсвач с мощност 16 ампера, той може да се изключи. Всичко зависи от мощността на консуматорите.

Ако възникнат чести прекъсвания, тогава трябва да решите кои електрически уреди могат да бъдат изоставени за известно време. Да включа ли електрическата печка и пералнята едновременно? Познавайки предназначението и дизайна на прекъсвачите, можете, разбира се, да инсталирате устройството с страхотна ценаноминален ток. Но тук трябва да очакваме уловка от електрическото окабеляване и входа на къщата - ще издържат ли голямо натоварване?

Режим на късо съединение

Сега нека разгледаме един от „основните“ режими на работа - по време на късо съединение. Ти знаеш общо устройствои принципа на работа на прекъсвач в режим на претоварване. Но специален случай- това е режимът на късо съединение. Машината работи малко по-различно. Токът се увеличава неограничено и изолацията на електрическото окабеляване може да се стопи. За да предотвратите това, трябва незабавно да отворите веригата.

Електромагнитното освобождаване предпазва от късо съединение. Малко по-рано говорихме за това от какви елементи се състои този монтаж на прекъсвача. Когато токът се увеличи няколко пъти, магнитният поток в намотката започва да се увеличава. Под действието му ядрото се прибира и пружината се компресира. В този случай се натиска спусъкът, който се намира в освобождаващия механизъм. И захранването се прекъсва, тъй като захранващите контакти моментално се отварят.

Електромагнитното освобождаване е устройство, което може да защити електрическото окабеляване от късо съединение и пожар. Защитата се активира буквално за стотни от секундата, следователно окабеляването няма време да се загрее до опасна температура.

Отваряне на захранващи контакти

Трябва да се отбележи, че през силовите контакти протича много голям ток. И когато се отворят, се образува дъга, тя има много топлина- около 3000 градуса. За да се предпазят контактите и другите компоненти от повреда, в дизайна е въведен един малък елемент - дъгогасителна камера. Това е решетка от няколко метални пластини, изолирани една от друга.

На мястото, където се отварят контактите, се появява дъга. И единият му ръб започва да се движи заедно с контакта, който се освобождава. И вторият ръб на дъгата изглежда се плъзга по фиксирания контакт, след което преминава към свързания с него проводник. Този проводник е свързан към дъговия улей. Тогава дъгата започва да се фрагментира върху плочите, постепенно отслабва и след това изгасва напълно.

Ако се вгледате внимателно в прекъсвача VK-45 (принципът на неговата работа е обсъден в нашия материал), можете да видите, че на дъното има малки дупки, през които излизат газовете, които се появяват по време на горенето. Ако машината е изключена поради работата на електромагнитно освобождаване, тогава няма да можете да я включите, докато не отстраните причината за късото съединение. Що се отнася до термичното освобождаване, можете да включите машината отново, след като биметалната плоча се охлади.

Как работят въздушните прекъсвачи?

По-горе разгледахме устройства, които се използват в ежедневието и в производството. Но си струва да се разгледа принципът на работа на автоматичните въздушни превключватели - това е напълно различна категория устройства. Те се класифицират според вида на движението на въздуха:

1. Напречен.
2. Надлъжно.

Въздушните прекъсвачи могат да имат голям брой контактни прекъсвания, всичко зависи от това за какво напрежение са предназначени. За да се улесни гасенето на дъгата, към контактите е свързан резистор като шунт.

Дъговият улей е набор от прегради, които разделят дъгата на малки компоненти. Ето защо дъгата не може да пламне и угасва достатъчно бързо. Прекъсвачите за високо напрежение, работещи със сгъстен въздух, се различават по това, че имат сепаратор или не. Ако дизайнът има сепаратор, тогава захранващите контакти са свързани към буталата. Резултатът е единен механизъм. Разделителят е свързан последователно с контактите на дъгогасителя.

Контактите на сепаратора и дъгогасителя са първият полюс на машината. При подаване на сигнал за изключване се активира механичен пневматичен клапан. Той се отваря и въздухът започва да действа върху контактите на дъгогасителя. Контактите се отварят и дъгата се гаси с помощта на сгъстен въздух. След това сепараторът също се изключва. Струва си да се отбележи, че е необходимо ясно да се регулира подаването на въздух, така че да е достатъчно за гасене на дъгата.

Класификация на въздушните машини

Всички високо напрежение въздушни прекъсвачимогат да бъдат разделени на няколко групи:

1. Мрежови - работят при напрежение над 6 kV, могат да се използват във вериги за променлив ток за изключване и включване на консуматори в нормални режими (неаварийни). И също така да изключите товара, когато възникне късо съединение.
2. Генератори - работят в електрически мрежи с напрежение 6-24 kV за свързване на генераторни комплекти. Може да издържи на значителни пускови токове. Има режим на работа при късо съединение.
3. За използване в електротермични инсталации - имат диапазон на напрежение 6-220 kV. Те работят както в нормален, така и в авариен режим.
4. Машини със специално предназначение - такива устройства се произвеждат само по поръчка, няма серийни проби. Те са направени, като се вземат предвид всички експлоатационни характеристики.

Класификация по тип и местоположение на механизма за впръскване на въздух:

1. Конструкции от опорен тип.
2. Висящи.
3. Вградена пълна разпределителни устройства.
4. Изтеглящ се тип.

Плюсове и минуси на въздушните машини

Сред предимствата са следните:

1. Такива устройства се използват отдавна, така че има много опит в тяхната експлоатация и ремонт.
2. По-модерните устройства (например газ SF6) не могат да бъдат ремонтирани.

Но има и недостатъци, например:

1. Необходимо е наличието на допълнително пневматично оборудване или компресор.
2. Когато е изключен (особено при авария) вдига много шум.
3. Инсталацията изисква голямо пространство - устройството има доста големи размери.
4. Не инсталирайте в прашни или мокри зони. Следователно трябва да се вземат допълнителни мерки за намаляване на праха и влажността.

Автоматичен диференциал - какво е това?

И накрая, нека да разгледаме принципа на работа на диференциалния прекъсвач. Това е защитно устройство, което в случай на авария незабавно изключва както нулата, така и фазата. Функциите на устройството включват:

1. Следене на тока на късо съединение, както и изключване на веригата при възникване.
2. Изключване на веригата при превишаване на допустимото натоварване.
3. Има ли токове на утечка? Ако някой докосне оголените проводници, изтича ток. Автоматичният диференциал е изключен.

Всъщност това устройство съчетава две устройства - обикновен прекъсвач и RCD. Основното предимство е, че вашата безопасност и електрическото окабеляване са винаги защитени (разбира се, ако всичко е направено според правилата). Има и още един плюс - няма нужда да инсталирате RCD. Освен това устройството заема малко място в таблото. И свързването на устройството към електрическата мрежа не е трудно.

Но има и недостатъци. По-специално, при някои модели няма флагове, така че е трудно веднага да се определи причината за операцията. Вторият недостатък е, че ако половината от устройството се повреди, ще трябва да смените цялото устройство. Не може да се ремонтира. И основният недостатък е цената. Тя е значително по-висока от тази на RCD и конвенционалната машина. Ето защо, преди да инсталирате диференциални превключватели, решете дали имате нужда от него. Напълно възможно е да инсталирате RCD и обикновена машина по-лесно.