Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Электрические автоматы

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

  • Пожаров.
  • Ударов человека током.
  • Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
  • Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
  • На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
  • На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Elektricheski avtomat markirovka

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Elektricheski avtomat ustroistvo

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Elektricheskie avtomaty odnopoliusnye

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Elektricheskie avtomaty dvukhpoliusnye

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Читайте так же:
Что такое вентилятор с тяговым выключателем

Elektricheskie avtomaty trekhpoliusnye

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Elektricheskie avtomaty chetyrekhpoliusnye

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Elektricheskie avtomaty tablitsa

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Читайте так же:
Условия эксплуатации автоматического выключателя
Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

Правила выбора автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.

При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.

Типы автоматов

Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель – это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.

  • Электромагнитные расцепители – моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
  • Тепловые биметаллические расцепители – разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
  • Полупроводниковые расцепители – используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора

Характеристики чувствительности к перегрузкам

Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:

  • Характеристика А – для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
  • Характеристика В – для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
  • Характеристика С – для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках – увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
  • Характеристика D – для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения
Читайте так же:
Расчет электродинамической стойкости автоматического выключателя

Выбор автомата по количеству полюсов

В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:

  • Однополюсный – для защиты освещения и розеток
  • Двухполюсный – для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
  • Трехполюсный – для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
  • Четырехполюсный – для защиты четырехпроводной сети

Выбор автомата по мощности

Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:

Где: I – это величина тока

P – мощность всех электроприборов в Вт

U – напряжение в сети в В (обычно 220В)

Чтобы рассчитать мощность электроприборов, показатель кВт нужно перевести в Вт.

Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.

В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:

  • Для алюминиевых проводов – до 6А на 1 квадратный миллиметр
  • Для медных проводов – до 10А на 1 квадратный миллиметр

При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:

  • Количество потребителей 2 -0,8
  • Количество потребителей 3 – 0,75
  • Больше 5 потребителей – 0,7

Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 – для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 – если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.

После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:

Автоматический выключатель: определение, принцип работы

Автоматический выключатель — электрический аппарат, предназначенный для нечастых операций включения и отключения токов нагрузки в номинальном режиме, а также автоматического отключения питающей цепи в аварийном режиме: при перегрузке или коротком замыкании.

автоматический выключатель

Так называемые автоматы приобрели широкое применение в щитках зданий, где они выполняют роль защиты линий электропроводки от перегруза или к.з.

В электроустановках автоматический выключатель играет очень важную роль. Он применяется в распределительных щитах переменного и постоянного тока собственных нужд подстанций, шкафах и отсеках релейной защиты и автоматики.

Конструктивно автоматы бывают одно- двух- трех- и четырехполюсные.

Защитные функции аппарата выполняют специальные расцепители, которые, в зависимости от выпоняемой функции делятся на:

  • тепловые;
  • электромагнитные;
  • независимые;
  • обратного тока;
  • минимального и максимального напряжения.

Тепловой расцепитель обеспечивает отключение автоматического выключателя при прохождении через него тока значением выше номинального, то есть при перегрузке. Основа расцепителя теплового типа – биметаллическая пластина, которая состоит из двух слоев разного металла. В результате нагрева данной пластины до определенной величины происходит ее изгиб. Пластина, изгибаясь, воздействует на механизм отключения аппарата.

Читайте так же:
Электрический автоматический выключатель tdm

Электромагнитный расцепитель предназначен для мгновенного отключения автомата при коротком замыкании на линии, а также при превышении номинального тока в несколько раз. Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, можно определить по классу автомата. Например, класс B – 3-5 номинальных значений тока, C – 5-10, а D – 10-12. Расцепитель данного типа являет собой электромагнит, по которому течет ток нагрузки. В номинальном режиме сердечник электромагнита находится в неподвижном состоянии. В случает короткого замыкания по обмотке электромагнита течет очень большой ток, в результате сердечник втягивается и воздействует на механизм отключения автоматического выключателя.

Расцепители независимые обеспечивают отключение автоматов дистанционно.

Механизмы обратного тока обеспечивают отключение автомата при прохождении через него постоянного ток обратной полярности.

Расцепители минимального и максимального напряжений срабатывают при достижения значения напряжения определенной уставки. Например, если установить уставку минимального напряжения в 210 вольт, то при понижении напряжения до 210 и менее вольт произойдет отключение автомата.

При отключении автомата образуется электрическая дуга, которая может повредить аппарат. Для того чтобы погасить возникшую дугу в выключателе предусмотрено дугогасительное устройство.

Конструкция автоматического выключателя

Рассмотрим основные конструктивные элементы автоматического выключателя:

Использование автоматических выключателей ВА47-29

Ва47 29 автомат

Жилой дом невозможно сдать в эксплуатацию, если квартирная электропроводка не будет защищена автоматическими выключателями, в просторечии автоматами. Чаще всего на щитках можно увидеть устройства серии ВА47−29. Сфера их применения гораздо шире, что обусловлено универсальными техническими характеристиками, позволяющими подобрать любые параметры под требуемые условия не только в быту, но и на производстве.

Назначение и описание автоматики

Определить, что защитное устройство является автоматом ВА 47−29, можно по внешним признакам: серый цвет корпуса характерной формы с жёлтым переключателем. По мощности и номинальной токовой нагрузке различают 19 вариантов моделей — от 0,5 до 63 А. Назначение прибора:

  • предохранение электрических сетей от перегрузок;
  • защита от токов короткого замыкания;
  • производство оперативного управления отдельными участками цепей питания.

Исполнятся автоматические выключатели ВА47−29 в трёх защитных характеристиках по короткому замыканию.

Подбирают необходимый вид по типу нагрузки, которая может быть различного назначения.

Характеристики автоматического выключателя ва 47 29

Символ В — автоматы предназначены для протяжённых осветительных коммуникаций и активных нагрузок вроде водонагревателей и чайников. Работают с системами заземления TN и IT.

Вид С разработан с целью защиты цепей с низким импульсным током, индуктивной и активной мощностью: вентиляторы, компрессоры, приводы бытовой техники. В 90% случаев устанавливается в квартиры.

D — прибор используется при нагрузках с высоким пусковым моментом. Это насосы и подъёмные механизмы, лампы-разрядники и низковольтные трансформаторы.

Маркировка и условия эксплуатации

Часть характеристик ВА47−29 содержится в обозначении модели выключателя. Используются следующие знаки, которые составляют маркировку после сокращения ВА:

    47 — серийный номер изделия;
  • ХХХ — цифровой код модификации;
  • Х — буквенный указатель защитной характеристики: перегрузочная способность B, C, D;
  • ХХ — номинальный ток автомата, ампер;
  • Х — количество полюсов (1, 2, 3, 4).
Читайте так же:
Сименс автоматические выключатели 3va

Основными достоинствами выключателя являются: серебро на контактах, насечки на зажимах — они не допускают перегрева и оплавления жил в местах их присоединения.

Прибор способен работать на высоте до 2 тысяч метров над уровнем моря в атмосфере от -40 до 50ºС не менее 15 лет, его можно располагать в любом положении.

Влажность в помещении не должна превышать 80% при 25ºС и 40% при 50ºС. Установку автоматов выполняют на монтажную DIN-рейку шириной 35 мм.

Технические данные ВА47−29

Все модели этой линейки стоят недорого, но отлично справляются с защитными функциями, предусмотренными конструкцией, и уже давно эксплуатируются в жилых и производственных зданиях. В таблице приведены технические характеристики автоматического выключателя ВА 47−29:

ПоказателиЗначения
Напряжение в сети (переменное), В230; 400
Рабочий ток — номинал, АЦелозначные: 1―6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40,50, 63 Дробные: 0,5; 1,6; 2,5
Частота, герц50
Предельная отключающая способность, А4500
Степень защиты от прикосновений — ГОСТ 14254IP20
Износостойкость, циклов: коммутационная/общая4000/10000
Площадь сечения подключаемых к зажимам проводов, мм21,5÷25
Время срабатывания электромагнитного разъединителя B, C, D, секунд<0,1
Размеры одинарного автомата ДхШхВ, мм84х18х75
Масса единичного полюса, кг0,1

Существуют некоторые отличия в технических характеристиках ВА 47−29 и аналогичной модифицированной модели ВА47−29М: у последних автоматов имеется защёлка на установочную рейку DIN в исполнении двойного фиксированного состояния. Рукоятка переключателя шире и имеет большую площадь, а корпус с повышенной теплоотдачей способствует росту предельной величины тока на 10%.

Применение и устройство выключателей

Автоматы серии ВА используются не только в жилищном строительстве, но и на заводах, электростанциях, шахтах и других промышленных объектах. Основные элементы и блоки защитного устройства:

  • корпус с маркировкой и указателем направлений включения; рукоятка управления;
  • контакты из сплава, включающего серебро;
  • зажимы с насечкой для закрепления внешних проводов;
  • катушка электромагнитного расцепителя и его биметаллическая пластина;
  • камера для гашения электрической дуги;
  • основа монтажная с замком под рейку.

Принцип действия: от перегрузки в сети деталь из двойного металла изгибается и воздействует на рычаг свободного расцепления — защита срабатывает. Когда случается короткое замыкание, многократно возрастающий ток в катушке сдвигает сердечник, и цепь размыкается. В обоих случаях на контактах возникает электрическая дуга — именно для неё и предусмотрена в конструкции автомата дугогасительная камера.

Для того чтобы рассчитать, сможет ли выключатель справиться с нагрузкой, надо знать его рабочий ток и определить мощность, перемножив амперы на вольты. На этажных щитках чаще всего ставят автоматы на 16 А, а напряжение в сети 220 В, значит, посильная нагрузка будет 16*220=3520 Вт.

Очевидно, что при одновременном включении стиральной машины, обогревателя и утюга произойдёт перегрузка и сработает защита, отключая всю квартирную цепь с приборами от питающей электросети. Для рассредоточения мощности проводку в помещениях делят на две или три группы с подключением каждой из них к своему автомату с определённым номиналом тока.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector