Расцепитель автоматического выключателя и его виды: тепловой, электромагнитный, комбинированный, полупроводниковый, электронный или независимый

Технические характеристики расцепителя

Внутри автомата находятся два типа устройств расцепления. Каждый из них работает в своем токовом диапазоне. Если оба устройства начинают работать одновременно, то это приводит к отключению автомата, когда через него проходит сверхток.

Тепловой расцепительный механизм функционирует за счет нагревания биметаллической пластинки. Она калибрована, при определенной силе тока нагревается до определенных показателей. Это становится причиной появления критического изгиба и деактивации автомата.

Второй агрегат, электромагнитный, работает на более высокой скорости, чем тепловой. Он функционирует на основе электромагнита, который выключает нагрузку при возникновении короткого замыкания. Ток электромагнитного выключателя в 3 раза выше напряжения теплового устройства. Также он может быть выше в 20 раз.

Автоматический расцепитель оснащен диодным выпрямителем. Системные динисторы применяются разной проводимости. В устройствах для фазовых выключателей предусматривается использование трансивера. Реле устанавливают в нижней части системы. Катушка электромагнита обычно рассчитана на напряжение 12-60 V переменного тока.

Вам это будет интересно Промышленные концевые выключатели: описание и применение

Компактный автоматический выключатель

Обратите внимание! В некоторых агрегатах напряжение держится на отметке 110-415 V

Конструкция и принцип работы автомата

Сложно будет определиться с выбором, не разобравшись с устройством автоматического выключателя. Давайте посмотрим, что скрыто в миниатюрной коробочке из тугоплавкого диэлектрического пластика.

Расцепители: их типы и назначение.

Основные рабочие органы автоматических выключателей – расцепители, осуществляющие разрыв цепи в случае превышения нормативных эксплуатационных параметров. Расцепители различаются по специфике действия и по диапазону токов, на поступление которых они обязаны реагировать. В их рядах числятся:

Есть еще нулевые или минимальные расцепители, применяемые чаще всего в качестве дополнения. Они разъединяют сеть при снижении напряжения до какого-либо предельного значения, указанного в техпаспорте. Неплохой опцией бывают дистанционные расцепители, позволяющие отключать и включать автомат, не открывая шкаф управления, и замки, фиксирующие позицию «выкл». Стоит учесть, что оснащение данными полезными дополнениями, ощутимо отражается на цене аппарата.

Применяемые в быту автоматы чаще всего оснащаются слаженно работающей комбинацией электромагнитного и теплового расцепителя. Значительно реже встречаются и используются аппараты с одним из данных устройств. Все же автоматические выключатели комбинированного типа практичней: два в одном во всех смыслах выгоднее.

Область применения и назначение

Воздушные автоматы применяются для промышленных нужд, в сфере энергетики, частном секторе. На сегодняшний день разработаны разнообразные по величине и габаритам защитные устройства. От квартирных автоматических выключателей и до силового защитно-коммутационного оборудования выкатного типа, со встроенным контроллером параметров.

Теперь поговорим о том, для чего используются автоматы данного типа. Основное назначение воздушных автоматических выключателей — это защита электрооборудования и линий электропередач от токов короткого замыкания, а также от завышенной мощности потребления путем контроля величины количества тока, проходящего через контакты автомата.

Требования, предъявляемые к современным воздушным выключателям:

неограниченное время пропуска номинального тока;
многократное отключение токов короткого замыкания;
малое время срабатывания;
устойчивость к многократным термодинамическим нагрузкам;
наличие внутренних защитных механизмов;
селективность.

Благодаря относительной простоте конструкции они прочно заняли свое место под солнцем и к тому же продолжают совершенствоваться в техническом плане.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показывается, из чего состоит воздушный автомат:

Вот мы и рассмотрели назначение, принцип действия и устройство автоматического воздушного выключателя. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Также рекомендуем прочитать:

Почему срабатывает автомат в щитке
Устройство и принцип действия элегазового выключателя
Как найти место повреждения кабеля

Режимы работы

Находясь в обычном режиме работы, выключатель пропускает ток с той силой, которая соответствует нормальному уровню. Электроэнергия, используемая для функционирования устройства, поступает на верхнюю клемму. В свою очередь, эта клемма взаимодействует со статичным контактом, который передает ток на динамичный контакт, металлический проводник и непосредственно на катушку соленоида.

Оказываясь в этой катушке, электричество начинает проходить по термическому расцепителю, а затем проникать на клемму в нижней части защитного оборудования. При существенном скачке напряжения или повышении риска замыкания выключатель автоматически останавливает работу сети.

Если появляется перегруз цепи, элемент работает по другому принципу. Такое явление замечается при сильном повышении силы тока в конкретном участке, которая превышает допустимое значение в несколько раз. При контакте с тепловым расцепителем этот ток начинает деформировать его, что становится сигналом для отключения автомата.

Такой тип защиты не способен срабатывать моментально, так как процесс деформации пластинки занимает какое-то время и требует достаточного прогревания. Скорость отключения определяется избыточной силой тока в защищаемой зоне и занимает временной промежуток от нескольких секунд до часа. За счет такой задержки лишние отключения автомата из-за минимальных и непродолжительных скачков практически исключаются. В большинстве случаев эти скачки происходят при запуске электроприборов с высоким пусковым током.

Что касается показателей, при которых термический элемент начинает работать, то они регулируются специальной деталью и настраиваются еще во время производства элемента. Оптимальным вариантом является значение, превышающее нормальное число в 1,1−1,5 раза.

Также нужно учитывать тот факт, что в зданиях с повышенной температурой автомат защиты сети может функционировать со сбоями, так как в подобных условиях металлическая пластина поддается деформации гораздо быстрее. В холодной среде все происходит в обратном порядке — выключатель слишком долго не реагирует на скачки напряжения электрического тока.

Проверка работоспособности расцепителей

Довольно часто электрики-любители интересуются, можно ли самостоятельно проверить исправность расцепителей автоматических выключателей. Следует сказать, что своими силами проводить такое тестирование нельзя, и если им занимается начинающий монтажник, то работу должен контролировать опытный специалист. Приводим пошаговую инструкцию по выполнению этой процедуры:

В первую очередь поверхность коробки следует осмотреть визуально, чтобы удостовериться в целостности корпусной части.
Затем нужно несколько раз пощелкать рычажком выключателя. Он должен легко устанавливаться ка во включенное, так и в выключенное положение.
После этого производится прогрузка устройства. Так называется проверка качества работы оборудования в неблагоприятных условиях. Этот этап предусматривает наличие специализированной аппаратуры, и при его выполнении должен обязательно присутствовать квалифицированный электрик. Во время тестирования фиксируется время, которое проходит с момента начала возрастания силы тока до отключения расцепителя.

Наконец, аналогичное испытание производится на устройстве, с которого снят корпус.
В ходе проверки на срабатывание теплового расцепителя фиксируется время, требующееся для отключения устройства под воздействием электротока повышенной силы.

Проверка исправности защитных устройств в соответствии с требованиями ПУЭ выполняется только в спецодежде. Как было сказано выше, эту процедуру должен контролировать опытный специалист.

На видео процесс установки независимого расцепителя в автоматический выключатель:

Реакция на короткое замыкание

Современные выключатели способны обезопасить сеть не только от скачков напряжения и перегруза, но и от частых замыканий. Как известно, подобные происшествия повышают интенсивность тока до той температуры, при которой начинается процесс расплавления изоляции проводки. А ведь подобное происшествие влечет за собой опасные последствия и может привести к пожарной ситуации. Чтобы избежать образования коротких замыканий, нужно вовремя выключить электричество. Именно для этих целей и используется выключатель.

Устройство состоит из катушки соленоида и сердечника, который фиксируется посредством небольшой пружины. При возникновении непредвиденного скачка напряжения начинает расти магнитная индукция. В связи с этим происходит моментальное размыкание контактов, а подача электротока в защищаемый участок приостанавливается. Электромагнитная деталь включается за несколько миллисекунд и препятствует воспламенению изоляции.

При отключении контактов между ними образуется дуга с температурой до 3 тыс. градусов. Естественно, бытовые приборы не способны перенести воздействие такого температурного режима, поэтому защитные автоматы дополнительно оснащают элементом гашения дуги, которые напоминают собой коробку из металлических пластинок.

Принцип действия

Внешне аппарат имеет термостойкий пластмассовый корпус с рукояткой, ответственной за начало и окончание работы. Имеет в себе фиксатор-защелку сзади и винтовые виды клемм снизу.

Главным в автоматическом выключателе является конструктивный узел, а именно главная контактная система, дугогасительная система, привод с расцепителем и вспомогательным контактом. Контактная система бывает одно-, двух- или трехступенчатая. Дугогасительная система включает в себя камеры, имеющие дугогасительные решетки или узкие щели.

Независимо от исполнения, есть предельный ток действия, который не ломает автомат, поскольку из-за превышения напряжения подгорают или свариваются контакты.

Выполняется автоматический выключатель с дополнением ручного или двигательного привода. Бывает стационарным или передвижным. Привод нужен, чтобы включатель и автоматически отключать систему. Также в системе присутствует реле, имеющее прямое действие. Это электронный расцепитель, который включает в себя рычаги, защелки, коромысла и отключающие пружины.

Конструкция

Работает аппарат очень просто. Напряжение от сети идет к верхней клемме, которая соединена с неподвижным контактом. От него идет энергия на подвижный контакт. Он уже передает ее к медному проводнику и тепловому расцепителю. В конце ток подается в нижнюю клемму. При аварии, к примеру, при перегрузке или коротком замыкании, отключается защищаемая электроцепь за счет того, что начинает работать электромагнитный расцепитель.

Обратите внимание! Важно отметить, что электромагнитным расцепителем называется элемент с соленоидом, имеющий подвижный стальной сердечник, который удерживает пружина. Во время превышения токового напряжения, в катушке появляется электрополе. Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление

В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления

Сердечник попадает внутрь катушки и преодолевает пружинное сопротивление. В результате срабатывает расцепление. Без аварии силы электрополя недостаточно для наступления расцепления.

Принцип действия

Устройство и принцип работы

Независимо от устройства автоматического включения резерва, принципиальной его задачей считается наблюдение за параметрами электрической сети. Для этого могут использоваться реле контроля напряжения или блоки, оборудованные микропроцессорами. Существуют два основных вида устройства:

Одностороннее (ОАВР) — один ввод работает в качестве основного и применяется, пока в электрической магистрали не возникнут проблемы. Другой выполняет роль запасного и включается в аварийных ситуациях.
Двухстороннее (ДАВР) — оба ввода выполняют основную работу и используются, как резерв.

Сама конструкция представляет собой шкаф или щит АВР с контакторами или автоматами. Часто на практике используются конструкции с восстановлением, то есть как только в основной сети возвращается подача электроэнергии, то резервное питание отключается.

В случае падения напряжения на контролируемом участке цепи, реле подает сигнал на схему АВР. Отсутствие в сети одного напряжения недостаточно, чтобы сработало устройство переключения. Для этого необходимо присутствие еще ряда условий:

На проверяемом участке не должно быть короткого замыкания, так как включение резервного питания будет невозможно и недопустимо.
Выключатель ввода обязательно должен быть включен, чтобы при отсутствии напряжения не произошло случайного запуска АВР.
На участке, от которого будет происходить питание резерва, обязательно наличие напряжения.

Независимый расцепитель

Сегодня речь пойдет о независимом расцепителе — что это за устройство, для чего применяется и что из себя представляет.

Я думаю домашние мастера вряд ли сталкивались с этим устройством, так как в квартирах и частных домах расцепители практически не используются в связи с тем, что в них просто нет необходимости, а вот в промышленных щитах они встречаются нередко. Особенно в щитах вентиляции, для их дистанционного отключения при пожаре.

Итак независимый расцепитель — это устройство предназначенное для дистанционного отключения защитных аппаратов, в частности одно- , двух- , трех- или четырехполюсных автоматических выключателей. Чаще всего он соединяется с вводным автоматом, чтобы в случае нештатной ситуации полностью обесточить весь щит. Кстати помимо независимых расцепителей могут применяться расцепители минимального и максимального напряжения, сигнальные контакты состояния, контакты аварийной сигнализации, но об этом как нибудь в другой раз.

Конструктивно независимый расцепитель представляет из себя электромагнит, который при подаче на него кратковременного импульса, воздействует с помощью рычага на механизм отключения автоматического выключателя. Катушка электромагнита может быть рассчитана на напряжение от 12 до 60V переменного или постоянного тока, или от 110 до 415V, в зависимости от модели. Также в зависимости от модели расцепители могут крепиться к автомату как с правой стороны, так и с левой.

Независимый расцепитель

Для четкого срабатывания необходимо правильно присоединить расцепитель к автоматическому выключателю. У различных моделей разных фирм может быть разное техническое исполнение, поэтому здесь надо ориентироваться на конкретную модель.

Независимый расцепитель с автоматическим выключателем

На рисунке представлена типичная схема подключения независимого расцепителя

Здесь стоит обратить внимание, что если питание приходит на автомат на верхние клеммы, то на расцепитель фаза должна подаваться с нижней клеммы автоматического выключателя. Иначе расцепитель просто выйдет из строя

Для дистанционного отключения в данной схеме применяется кнопка с НО контактами.

Схема подключения независимого расцепителя

Собрал быстренько схему подключения. От питающего провода с вилкой один конец (коричневый) приходит на верхний контакт выключателя. С нижнего контакта идет перемычка коричневым проводом на контакт расцепителя А2. С верхнего контакта А1 синий провод подходит на один из нормально разомкнутых контактов кнопки. Ко второму контакту кнопки подключен второй конец питающего провода. Теперь осталось только проверить схему. Взводим автоматический выключатель и при кратковременном нажатии кнопки выключатель отключается.

Также вместо кнопки можно использовать какой-нибудь замыкающий контакт прибора пожарной сигнализации.

Как работает и чем отличается

Через устройство проходит электричество, замыкая целую сеть. Отличительная черта фидерной модели – наличие ограничителя, считывающего предельную нагрузку.

В случае всплеска в сети или замыкании, срабатывает автомат, который блокирует перемещение тока по сети.

В первую очередь под защиту попадают провода. Протекание тока в хаотичном порядке по ним чревато испорченной проводкой и высок риск пожара в помещении. Поэтому к выбору фидерного выключателя необходимо отнестись ответственно.

Принцип работы:

Конструкция предполагает наличие специальной биметаллической пластины, по которой идет ток.
Если показатель тока резко превышает номинальный показатель, пластина выгибается и толкает рычаг.
Результат – моментальное отключение.

Чем быстрее растет напряжение, тем быстрее прогибается пластина – происходит отключение.

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.

Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.

Электронное

Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.

Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.

Селективное

Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.

Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).

Противопожарное

Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.

Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:

защита вводного кабеля;
защиты линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена;
как дополнительная ступень защиты (если стоящий ниже него аппарат вдруг не сработал).

Количество полюсов

Так как УЗО работает на сравнении токов, которые проникают сквозь дифференциальный орган, то численность полюсов у агрегата совпадает с числом токоведущих проводников. В некоторых случаях УЗО дозволено использовать с 4-мя полюсами для работы в двух- или трехпроводной сети.

При этом не забудьте оставить в запасе свободные полюса фаз. Агрегат будет благополучно делать свое дело не полностью, а частично, что, в общем-то, невыгодно с финансовой точки зрения, но возможно.

Watch this video on YouTube

Зачем нужен автоматический выключатель?

Автоматический выключатель – аппарат, предназначенный для защиты силового кабеля, точнее, его изоляции от оплавления и нарушения целостности. Автоматы не защищают владельцев техники от ударов и не оберегают само оборудование. Для этих целей электросеть оснащают УЗО. Задача автоматов предотвратить перегрев, сопровождающий поступление сверхтоков на вверенный участок цепи. Благодаря их использованию не будет оплавлена и повреждена изоляция, значит, проводка будет действовать в нормальном режиме без угроз возгорания.

Работа автоматических выключателей заключается в размыкании электрической цепи в случае:

Автоматический выключатель охраняет следующий за ними участок цепи. Проще говоря, устанавливается на вводе. Несколько автоматов в сборе, оберегают линии освещения и розеток, магистрали подключения бытового оборудования и электродвигателей в частных домах. Линии эти прокладываются кабелем различного сечения, ведь питается от них техника разной мощности. Следовательно, для защиты участков сети с неравнозначными параметрами нужны устройства защиты с неравнозначными возможностями.

Казалось бы, можно без лишней мороки приобрести самые мощный автоматический выключатель для установки на каждую из линий. Шаг в корне неверный! А результат его проложит прямую «тропинку» к пожару. Защита от причуд электротока – дело тонкое. Потому лучше узнать, как выбрать автоматический выключатель, и установить аппарат, разрывающий цепь, когда в этом возникает реальная потребность.

Внимание. Автоматический выключатель с завышенными характеристиками будет пропускать токи, критические для проводки

Он своевременно не отключит защищаемый участок цепи, из-за чего будет плавиться или гореть изоляция кабеля.

Автоматы с заниженными характеристиками тоже преподнесут немало сюрпризов. Будут бесконечно разрывать линию при запуске техники и в итоге сломаются из-за многократного воздействия на них слишком больших токов. Контакты спаяются, что называется «залипнут».