Автоматичний вимикач

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Модульний однофазний автоматичний вимикач на 16 А, з додатковим контактом розмикання нульового проводу
Модульний триполюсний автоматичний вимикач на 20 А

Автомати́чний вимика́ч — це контактний комутаційний апарат, що спроможний вмикати, проводити та вимикати струм, коли електричне коло у нормальному стані, а також вмикати, проводити протягом певного встановленого часу і вимикати струм при певному аномальному стані електричного кола. Автоматичний вимикач призначено для нечастих вмикань (хоча вимикачі провідних фірм можуть мати комутаційну витривалість до 20 000 циклів увімкнено/вимкнено), а також для захисту кабелів та кінцевих споживачів від перевантаження і короткого замикання.

Функція[ред.ред. код]

Автоматичні вимикачі виконують одночасно функції захисту та управління. Незалежно від виконуваних функції, автоматичні вимикачі поділяються за власним часом спрацьовування tс (час з моменту подачі команди до початку розмикання контактів) на:

  • швидкодіючі, що володіють струмообмежувальним ефектом (tс ≤ 0,005 с);
  • нормальні (tc = 0,02-0,1 с);
  • селективні (tc регулюється і може становити до 1 с).

Будова[ред.ред. код]

Circuit breaker structure ON.JPG

1
2
2
3
4
5
6
7
8
9

Автоматичний вимикач для монтажу на DIN-рейку конструктивно виконаний у діелектричному корпусі. Включення-відключення проводиться важелем (1 на малюнку), проводи приєднуються до гвинтових клем (2). Засувка (9) фіксує корпус вимикача на DIN-рейці і дозволяє при необхідності легко його зняти (для цього потрібно відтягнути засувку, вставивши викрутку в петлю засувки). Комутацію ланцюга здійснюють рухомий (3) і нерухомий (4) контакти. Рухомий контакт підпружинений, пружина забезпечує зусилля для швидкого розчеплення контактів. Механізм розчеплення приводиться в дію одним з двох розчеплювачів: тепловим або магнітним.

  • Тепловий роз'єднувач являє собою біметалеву пластину (5), що нагрівається струмом, що протікає. Під час протікання струму вище допустимого значення, біметалічна пластина вигинається і приводить в дію механізм розчеплення. Час спрацьовування залежить від струму, що протікає через автоматичний вимикач (часострумова характеристика) і може змінюватися від секунд до години. Мінімальний струм, при якому тепловий роз'єднувач має спрацьовувати за час не більше 1 години (при In ≤ 63 А) або 2 годин (при In > 63 А) становить (згідно ГОСТ Р 50345-99, розділ 8.6.1.) 1,45 від номінального струму запобіжника. Налаштування струму спрацьовування виконується в процесі виготовлення регулюючим гвинтом (6). На відміну від плавкого запобіжника, автоматичний вимикач готовий до наступного використання після охолодження пластини.
  • Магнітний (миттєвий) роз'єднувач являє собою соленоїд (7), рухоме осердя якого, також може приводити в дію механізм розчеплення. Струм, що проходить через запобіжник, тече по обмотці соленоїда і викликає втягування осердя при перевищенні заданого порогу. Миттєвий роз'єднувач, на відміну від теплового, спрацьовує дуже швидко (частки секунди), але за значно більшого перевищення струму: в 2÷10 разів від номіналу (автоматичні вимикачі поділяються на типи A, B, C і D, залежно від чутливості миттєвого розчеплювача).

Під час розчеплення контактів може виникнути електрична дуга, тому контакти мають особливу форму і знаходяться поряд з дугогасною камерою (8).

Класифікація[ред.ред. код]

Існують такі способи класифікації автоматичних вимикачів:

  1. За родом струму головного ланцюга: постійного струму; змінного струму; постійного і змінного струму.
  2. За кількістю полюсів головного ланцюга: однополюсні; двополюсні; триполюсні; чотириполюсні.
  3. За наявністю струмообмеження: струмообмежуючі; струмонеобмежуючі.
  4. За видами розчеплювача: з максимальним розчеплювачем струму; з незалежним розчеплювачем; з мінімальним або нульовим розчеплювачем напруги.
  5. За характеристикою витримки часу розчеплювачем струму: без витримки часу; з витримкою часу, незалежною від струму; з витримкою часу, залежною від струму; з поєднанням зазначених характеристик.
  6. За наявністю вільних контактів («блок-контактів» для вторинних ланцюгів): з контактами; без контактів.
  7. За способом приєднання зовнішніх провідників: з заднім приєднанням; з переднім приєднанням; з комбінованим приєднанням (верхні затискачі із заднім приєднанням, а нижні — з переднім приєднанням або навпаки); з універсальним приєднанням (переднім і заднім).
  8. По виду приводу: з ручним; з моторним; з пружинним.
  9. За наявністю і ступенем захисту вимикача від впливу навколишнього середовища та від дотику з частинами вимикача, що рухаються та (або) знаходяться під напругою, розташованими всередині оболонки.

Номінальні струми головних ланцюгів вимикачів, призначених для роботи за температури навколишнього повітря 40 °C, повинні відповідати ГОСТ 6827. Номінальні струми для головних ланцюгів вимикача вибирають з ряду: 6,3; 10, 16, 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Додатково можуть випускатися вимикачі на номінальні струми головних ланцюгів вимикачів: 1500; 3000; 3200 А.

Номінальні уставки максимальних розщіплювачів струму вимикачів, призначених для роботи при температурі навколишнього повітря 40 °C, повинні відповідати ГОСТ 6827.

Характеристики[ред.ред. код]

Струм миттєвого розчеплення[ред.ред. код]

Згідно з ГОСТ Р 50345-99, автоматичні вимикачі поділяються на такі типи по струму миттєвого розчеплення:

  • Тип B: понад 3In до 5In включно (деIn — номінальний струм)
  • Тип C: понад 5In до 10In включно
  • Тип D: понад 10In до 50In включно

У європейських виробників класифікація може дещо відрізнятися. Зокрема, є додатковий тип A (понад 2In до 3In) і тип D (верхня межа становить 20In).

Варіанти виконання[ред.ред. код]

Двополюсна шина для з'єднання електричних апаратів, що встановлюються на DIN-рейку
Автоматичний вимикач АВ3000

Автоматичні вимикачі виконуються одно-, дво-, три-, та чотириполюсні і мають такі конструктивні вузли: головна контактна система, система дугогасіння, привод, розмикаючий пристрій, розчеплювач і допоміжні контакти.[1]

Контактна система може бути триступеневою (з головними, проміжними і дугогасильними контактами), двоступеневою (з головними і дугогасильними контактами) і при використанні металокераміки одноступеневою. Дугогасильна система може складатися з камер з вузькими щілинами або з камер з дугогасильними ґратками. Комбіновані дугогасильні пристрої — щілинні камери в поєднанні з дугогасильними ґратками застосовують для гасіння дуги при великих струмах.

Для кожного виконання автоматичного вимикача, існує граничний струм короткого замикання, який гарантовано не призводить до виходу з ладу автомата. Перевищення цього струму може викликати підгорання або зварювання контактів. Наприклад, у популярних серіях побутових автоматів при струмі спрацьовування 6–100 А граничний струм зазвичай становить 4500–10000 А.

Автоматичні вимикачі виготовляють з ручним і моторним приводом, в стаціонарному або висувному виконанні.

Привод автоматичного вимикача служить для включення, автоматичного відключення і може бути ручним безпосередньої дії і дистанційним (електромагнітним, пневматичним та ін.).

Автоматичні вимикачі мають реле прямої дії, які називаються розчеплювачем.

Розчеплювач[ред.ред. код]

Розчеплювач — це електромагнітні або термобіметалеві елементи, що служать для відключення автоматичного вимикача, через механізм вільного розчеплення, при КЗ, перевантаженнях і зникненні напруги в первинному колі. Механізм вільного розчеплення складається з важелів, засувок, коромисел і відключаючих пружин, і призначений для відключення автоматичного вимикача, а також для усунення повторного включення автоматичного вимикача на коротке замикання, за наявності довгостроково наявної команди на включення.

Відключення[ред.ред. код]

Відключення може відбуватися без витримки часу або з витримкою. З власного часу відключення tс (проміжок від моменту, коли контрольований параметр перевершив встановлене для нього значення, до моменту початку розмикання контактів) розрізняють нормальні вимикачі (tс = 0,02–0,1 с), вимикачі з витримкою часу (селективні) і швидкодіючі вимикачі (tс < 0,005 с).

Нормальні і селективні автоматичні вимикачі струмообмежувальною дією не володіють. Швидкодіючі вимикачі, так само як запобіжники, володіють струмообмежувальною дією, тому що відключають електричне коло до того, як струм у ньому досягне значення Іу.

Селективні автоматичні вимикачі дозволяють здійснити селективний захист мереж, шляхом установлення автоматичних вимикачів з різними витримками часу: найменшою у споживача і поступово зростаючою до джерела живлення.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]