Устройство автоматического выключателя. Устройство автоматического выключателя

Автоматический выключатель: устройство и назначение

Автоматический выключатель представляет собой специальное приспособление, которое предназначено для защиты электроустановок от перегрузки, коротких замыканий, резкого снижения напряжения. В сравнении с плавкими предохранителями данный тип выключателя позволяет обеспечить более высокий уровень эффективности защиты, в особенности в цепях с тремя фазами. В таком случае предохранители, как правило, отключают не более двух фаз, из-за чего создается неполнофазный режим, также являющийся аварийным.

В состав автоматического выключателя входит несколько основных элементов, среди которых корпус, механизм управления, дугогастиельная камера, коммутирующее устройство и расцепители.

Для включения автоматического выключателя, который находится в разъединенном положении, нужно взвести механизм при помощи перемещения рукоятки до упора в сторону знака «О». Во время этого процесса осуществляется зацепление рычага с защелкой, после чего последняя цепляется с отключающей рейкой. Контактное сжатие во время включения обеспечивает смещение подвижных контактов.

Автоматическое отключение устройство происходит, когда отключающая рейка поворачивается в сторону. Рукоятка при этом занимает промежуточное положение, находясь между знаками «О» и «1». Это является своеобразным указанием того, что автомат отключился. В каждом полюсе прибора находятся дугогасительные камеры. Они являются деионными решетками, в состав которых входит ряд стальных пластин.

Искрогасители, в которых содержатся специальные пластины, закрепляются в крышке выключателя. Если в цепи, которую нужно защитить, ток превышает допустимое значение, то начинает работать соответствующий расцепитель, что и выключает цепь. Расцепитель выполняет функцию моментальной защиты от коротких замыканий.

Дугогасительные устройства являются очень важной частью такого прибора, потому что во время разрыва тока появляется электрическая дуга, которая может вызвать подгорание контактов. В выключателях автоматического типа используются специальные камеры с деионным гашением дуги. В данном случае над контактами, которые расположены внутри камеры, находится решетка из стальных пластин. Когда контакты размыкаются, образовывается дуга, которая затем выдувается воздухом вверх. Таким образом, она очень быстро гасится.

Устройство автоматического выключателя включает в себя несколько важных компонентов. Механизм управления используется для обеспечения включения и выключения устройства в ручном режиме с помощью рукоятки или же кнопок.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя включает в свой состав подвижные и неподвижные контакты. Пара контактов образуют полюс выключателя. Их число может варьироваться в пределах от одного до четырех. Все полюса комплектуются отдельными камерами для гашения дуги.

Механизм, отключающий автоматический выключатель в аварийной ситуации, является расцепителем. Существует несколько основных видов такого элемента, среди которых тепловой, электромагнитный максимального тока, комбинированный, минимального напряжения, независимый, а также специальный.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с обмоткой и сердечником.. происходит последовательное включение обмотки в сеть с контактами. Если появляется короткое замыкание, ток резко увеличивается. Сердечник начинает перемещаться и происходит размыкание силовых контактов.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, в состав которой входит пара металлов. Пластина не является сплавом, а соединение происходит при помощи прессования. Пластина включается в цепь последовательно. Если происходит нагрев, то она изгибается и вызывает отключение выключателя. Время срабатывания такого расцепителя находится в зависимости не только лишь от показателей величины тона, но также и от температуры окружающей среды.

Независимый расцепитель минимального напряжения обладает примерно такой же конструкцией, как и электромагнитный. Отличие заключается в условиях срабатывания. Автомат отключается при подачи напряжения вне зависимости от наличия аварийных режимов.

electrikagid.ru

Устройство автоматического выключателя | ehto.ru

Устройство автоматического выключателя или автомата защиты вряд ли вам понадобиться на практике, даже если вы своими руками делаете электрику в квартире. Но для общего понимания процессов в электрической сети квартиры и отдельный групповых цепях квартиры эта информации имеет определенную ценность.

Напомню, автоматический выключатель это электротехническое устройство, устанавливаемое между энергопотребителями квартиры и распределительными цепями дома, а также на входе групповых цепей квартиры.

Назначение автоматов защиты в квартире это защита электропроводки квартиры от перегрузок и короткого замыкания, а также для механического отключения электрических цепей от электропитания. Косвенным образом автоматы защиты защищают и человека, так как отключает подачу электротока при аварийных ситуациях и защищает квартиру от пожаров из-за перегрузок.

Устройство автоматического выключателя устроено таким образом, чтобы решать обе свои задачи защиты.

Устройство автоматического выключателя в выключенном состоянии

Автоматический выключатель имеет пластиковый корпус. На передней части автомата защиты расположен рычаг управления автоматом. С его помощью можно механически отключить электропитание, а также включить электропитание после его автоматического отключения после аварийных ситуаций.

Во внутреннее устройство автоматического выключателя входят:

Два расцепителя, тепловой и электромагнитный. Первый обеспечивает отключение при перегрузки цепи, второй расцепитель обеспечивает отключение при коротком замыкании.

Тепловой расцепитель это биметаллическая пластина, которая при перегрузке прогибается и бьет по системе отключения. Получается своеобразный удар по спусковому курку.

Электромагнитный расцепитель это катушка с сердечником. При коротком замыкании ток в цепи возрастает многократно, соответственно ток, протекающий по катушке, возрастает, соответственно возрастает магнитный поток, который и втягивает сердечник. Так как сердечник связан с подвижным контактом, а контакт находится в цепи контакт вход — электромагнитный расцепитель-тепловой расцепитель — контакт выход, то контакт размыкает эту цепь. Все защита сработала.

При аварийном отключении между контактами образуется мощная электрическая дуга. Для ее подавления, а вернее ее гашения в автомате предусмотрена дуговая камера. Это ряд металлических пластин, ударяясь в которые дуга «рассыпается».

Контакты входа (вверху) и выхода (внизу) имеют мощные прижимные контакты для проводов. Зажимаются контакты либо винтами под отвертку, либо под шестигранный ключ.
На тыльной стороне, Устройство автоматического выключателя предусматривает специальный зажим. Это крепление автомата защиты на ДИН – рейку.

©Ehto.ru

Статьи по теме

Устройство автоматического выключателя - Статьи по электротехнике - Каталог статей

Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электрических цепей и защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, а также недопустимого снижения напряжения. По сравнению с плавкими предохранителями автоматический выключатель обеспечивает более эффективную защиту, особенно в трёхфазных цепях, так как в случае, например, короткого замыкания производится отключение всех фаз сети. Предохранители в этом случае, как правило, отключают одну или две фазы, что создаёт неполнофазный режим, который также является аварийным.

Автоматический выключатель (рис. 1) состоит из следующих элементов: корпуса, дугогасительных камер, механизма управления, коммутирующего устройства, расцепителей.

Рис. 1. Автоматический выключатель, серия ВА 04-36 (устройство выключателя): 1- основание, 2- камера дугогасительная, 3, 4-пластины искрогасительные, 5-крышка, 6-пластины. 7-звено, 8-звено, 9-рукоятка, 10-рычаг опорный, 11-защелка, 12- рейка отключающая, 13- пластина термобиметаллическая, 14-расцепитель элетромагнитный, проводник гибкий, 16-токопровод, 17- контактодержатель, 18-контакты подвижные

Для включения автоматического выключателя, находящегося в расцепленном положении (положение «Отключено автоматически»), механизм должен быть взведен путем перемещения рукоятки 9 выключателя в направлении знака «О» до упора. При этом происходит зацепление рычага 10 с защелкой 11, а защелки – с отключающей рейкой 12. Последующее включение осуществляется перемещением рукоятки 9 в направление знака «1» до упора. Провал контактов и контактное сжатие при включении обеспечивается за счет смещения подвижных контактов 18 относительно контактодержателя 17.

Автоматическое отключение автомата происходит при повороте отключающей рейки 12 любым расцепителем независимо от положения рукоятки 9 выключателя. При этом рукоятка занимает промежуточное положение между знаками «О» и «1», указывая, что выключатель отключен автоматически. Дугогасительные камеры 2 установлены в каждом полюсе выключателя и представляют собой деионные решетки, состоящие из ряда стальных пластин 6.

Искрогасители, содержащие искрогасительные пластины 3 и 4, закреплены в крышке 5 выключателя перед отверстиями для выхода газов в каждом полюсе автоматического выключателя. Если в защищаемой цепи, хотя бы одного полюса ток достигает величины равной или превышающей значение уставки по току, срабатывает соответствующий расцепитель и выключатель отключает защищаемую цепь независимо от того, удерживается ли рукоятка во включенном положении или нет. Электромагнитный максимальный расцепитель тока 14 устанавливается в каждом полюсе выключателя. Расцепитель выполняет функцию мгновенной защиты от короткого замыкания.

Дугогасительные устройства необходимы в электрических аппаратах, коммутирующих большие токи, так как возникающая при разрыве тока электрическая дуга вызывает подгорание контактов. В автоматических выключателях применяются дугогасительные камеры с деионным гашением дуги. При деионном гашении дуги (рис. 2.) над контактами 1, помещенными внутри дугогасительной камеры 2, располагается решетка из стальных пластин 3. При размыкании контактов образовавшаяся между ними дуга потоком воздуха выдувается вверх, попадает в зону металлической решетки и быстро гасится.

Рис. 2. Устройство дугогасительной камеры автоматического выключателя: 1- контакты, 2- корпус дугогасительной камеры, 3 - пластины.

Схема и основные элементы автоматического выключателя представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Устройство автоматического выключателя: 1 - максимальный расцепитель, минимальный расцепитель, независимый расцепитель, 4 - механическая связь с расцепителем, 5- рукоятка ручного включения, 6- электромагнитный привод, 7,8- рычаги механизма свободного расцепления, 9- отключающая пружина, 10- дугогасительная камера, 11- неподвижный контакт, 12- подвижный контакт, 13- защищаемая цепь, 14- гибкая связь, 15- контактный рычагу, 16- тепловой расцепитель, 17- добавочное сопротивление, 18- нагреватель.

Механизм управления предназначен для обеспечения ручного включения и выключения аппарата при помощи кнопок или рукоятки.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя состоит из подвижных и неподвижных контактов (силовых и вспомогательных). Пара контактов (подвижный и неподвижный) образуют полюс автоматического выключателя, количество полюсов бывает от 1 до 4. Каждый полюс комплектуется отдельной дугогасительной камерой.

Механизм, который отключает автоматический выключатель при аварийных режимах, называется расцепителем. Различают следующие виды расцепителей:

- электромагнитный максимального тока (для защиты электроустановок от токов короткого замыкания),

- тепловой (для защиты от перегрузок),

- комбинированный, имеющий электромагнитный и тепловой элементы,

- минимального напряжения (для защиты от недопустимого снижения напряжения),

- независимый (для дистанционного управления автоматическим выключателем),

- специальный (для реализации сложных алгоритмов защиты).

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой небольшую катушку с обмоткой из медного изолированного провода и сердечником. Обмотка включается в цепь последовательно с контактами, то есть по ней проходит ток нагрузки.

В случае возникновения короткого замыкания ток в цепи резко возрастает, в результате создаваемое катушкой магнитное поле вызывает перемещение сердечника (втягивание в катушку или выталкивание из неё). Сердечник при перемещении действует на отключающий механизм, который вызывает размыкание силовых контактов автоматического выключателя. Существуют автоматические выключатели с полупроводниковыми расцепителями, реагирующими на максимальный ток.

Тепловой расцепитель автоматического выкючателя представляет собой биметаллическую пластину, изготовленную из двух металлов с различными коэффициентами линейного расширения, жестко соединенных между собой. Пластина не является сплавом металлов, их соединение производится обычно прессованием. Биметаллическая пластина включается в электрическую цепь последовательно с нагрузкой и нагревается электрическим током.

В результате нагрева происходит изгибание пластины в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае возникновения перегрузки, то есть при небольшом (в несколько раз) увеличении тока в цепи по сравнению с номинальным, биметаллическая пластина, изгибаясь, вызывает отключение автоматического выключателя.

Время срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя зависит не только от величины тока, но и от температуры окружающей среды, поэтому в ряде конструкций предусмотрена температурная компенсация, которая обеспечивает корректировку времени срабатывания в соответствии с температурой воздуха.

Независимый расцепитель минимального напряжения по конструкции аналогичны электромагнитному и отличаются от него условиями срабатывания. В частности, независимый расцепитель обеспечивает отключение автомата при подаче напряжения на расцепитель независимо от наличия аварийных режимов.

Указанные расцепители являются дополнительными и могут отсутствовать в конструкции автоматического выключателя. Имеются также выключатели без каких-либо расцепителей, в этом случае они называются выключателями- разъединителями.

В настоящее время распространены автоматические выключатели типов АП50Б, АЕ10, АЕ20, АЕ20М, ВА04-36, ВА-47, ВА-51, ВА-201, ВА88 и др. Автоматические выключатели АП50Б выпускают на номинальные токи до 63А, АЕ20, АЕ20М – до 160А, ВА-47 и ВА-201 – до 100А, ВА04-36 – до 400 А, ВА88 – до 1600А.

elektromehanika.org

Устройство автоматического выключателя | Онлайн журнал электрика

Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электронных цепей и защиты электроустановок от перегрузки и маленьких замыканий, также недопустимого понижения напряжения. По сопоставлению с плавкими предохранителями автоматический выключатель обеспечивает более эффективную защиту, в особенности в трёхфазных цепях, потому что в случае, к примеру, недлинного замыкания делается отключение всех фаз сети. Предохранители в данном случае, обычно, отключают одну либо две фазы, что создаёт неполнофазный режим, который также является аварийным.

Автоматический выключатель (рис. 1) состоит из последующих частей: корпуса, дугогасительных камер, механизма управления, коммутирующего устройства, расцепителей.

Рис. 1. Автоматический выключатель, серия ВА 04-36 (устройство выключателя): 1- основание, 2- камера дугогасительная, 3, 4-пластины искрогасительные, 5-крышка, 6-пластины. 7-звено, 8-звено, 9-рукоятка, 10-рычаг опорный, 11-защелка, 12- рейка отключающая, 13- пластинка термобиметаллическая, 14-расцепитель элетромагнитный, проводник гибкий, 16-токопровод, 17- контактодержатель, 18-контакты подвижные

Для включения автоматического выключателя, находящегося в расцепленном положении (положение «Отключено автоматически»), механизм должен быть взведен методом перемещения ручки 9 выключателя в направлении знака «О» до упора. При всем этом происходит зацепление рычага 10 с защелкой 11, а защелки – с отключающей рейкой 12. Следующее включение осуществляется перемещением ручки 9 в направление знака «1» до упора. Провал контактов и контактное сжатие при включении обеспечивается за счет смещения подвижных контактов 18 относительно контактодержателя 17.

Автоматическое отключение автомата происходит при повороте отключающей рейки 12 хоть каким расцепителем независимо от положения ручки 9 выключателя. При всем этом ручка занимает среднее положение меж знаками «О» и «1», указывая, что выключатель отключен автоматом. Дугогасительные камеры 2 установлены в каждом полюсе выключателя и представляют собой деионные решетки, состоящие из ряда железных пластинок 6.

Искрогасители, содержащие искрогасительные пластинки 3 и 4, закреплены в крышке 5 выключателя перед отверстиями для выхода газов в каждом полюсе автоматического выключателя. Если в защищаемой цепи, хотя бы 1-го полюса ток добивается величины равной либо превосходящей значение уставки по току, срабатывает соответственный расцепитель и выключатель отключает защищаемую цепь независимо от того, удерживается ли ручка во включенном положении либо нет. Электрический наибольший расцепитель тока 14 устанавливается в каждом полюсе выключателя. Расцепитель делает функцию моментальной защиты от недлинного замыкания.

Дугогасительные устройства нужны в электронных аппаратах, коммутирующих огромные токи, потому что возникающая при разрыве тока электронная дуга вызывает подгорание контактов. В автоматических выключателях используются дугогасительные камеры с деионным гашением дуги. При деионном гашении дуги (рис. 2.) над контактами 1, помещенными снутри дугогасительной камеры 2, размещается решетка из железных пластинок 3. При размыкании контактов образовавшаяся меж ними дуга потоком воздуха выдувается ввысь, попадает в зону железной решетки и стремительно гасится.

Рис. 2. Устройство дугогасительной камеры автоматического выключателя: 1- контакты, 2- корпус дугогасительной камеры, 3 — пластинки.

Схема и главные элементы автоматического выключателя представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Устройство автоматического выключателя: 1 — наибольший расцепитель, малый расцепитель, независящий расцепитель, 4 — механическая связь с расцепителем, 5- ручка ручного включения, 6- электрический привод, 7,8- рычаги механизма свободного расцепления, 9- отключающая пружина, 10- дугогасительная камера, 11- недвижный контакт, 12- подвижный контакт, 13- защищаемая цепь, 14- эластичная связь, 15- контактный рычагу, 16- термический расцепитель, 17- дополнительное сопротивление, 18- нагреватель.

Механизм управления предназначен для обеспечения ручного включения и выключения аппарата с помощью кнопок либо ручки.

Коммутирующее устройство автоматического выключателя состоит из подвижных и недвижных контактов (силовых и вспомогательных). Пара контактов (подвижный и недвижный) образуют полюс автоматического выключателя, количество полюсов бывает от 1 до 4. Каждый полюс оснащается отдельной дугогасительной камерой.

Механизм, который отключает автоматический выключатель при аварийных режимах, именуется расцепителем. Различают последующие виды расцепителей:

— электрический наибольшего тока (для защиты электроустановок от токов недлинного замыкания),

— термический (для защиты от перегрузок),

— комбинированный, имеющий электрический и термический элементы,

— малого напряжения (для защиты от недопустимого понижения напряжения),

— независящий (для дистанционного управления автоматическим выключателем),

— особый (для реализации сложных алгоритмов защиты).

Электрический расцепитель автоматического выключателя представляет собой маленькую катушку с обмоткой из медного изолированного провода и сердечником. Обмотка врубается в цепь поочередно с контактами, другими словами по ней проходит ток нагрузки.

В случае появления недлинного замыкания ток в цепи резко растет, в итоге создаваемое катушкой магнитное поле вызывает перемещение сердечника (втягивание в катушку либо выталкивание из неё). Сердечник при перемещении действует на отключающий механизм, который вызывает размыкание силовых контактов автоматического выключателя. Есть автоматические выключатели с полупроводниковыми расцепителями, реагирующими на наибольший ток.

Термический расцепитель автоматического выкючателя представляет собой биметаллическую пластинку, изготовленную из 2-ух металлов с разными коэффициентами линейного расширения, агрессивно соединенных меж собой. Пластинка не является сплавом металлов, их соединение делается обычно прессованием. Биметаллическая пластинка врубается в электронную цепь поочередно с нагрузкой и греется электронным током.

В итоге нагрева происходит изгибание пластинки в сторону металла с наименьшим коэффициентом линейного расширения. В случае появления перегрузки, другими словами при маленьком (в пару раз) увеличении тока в цепи по сопоставлению с номинальным, биметаллическая пластинка, изгибаясь, вызывает отключение автоматического выключателя.

Время срабатывания термического расцепителя автоматического выключателя зависит не только лишь от величины тока, да и от температуры среды, потому в ряде конструкций предусмотрена температурная компенсация, которая обеспечивает корректировку времени срабатывания в согласовании с температурой воздуха.

Независящий расцепитель малого напряжения по конструкции подобны электрическому и отличаются от него критериями срабатывания. А именно, независящий расцепитель обеспечивает отключение автомата при подаче напряжения на расцепитель независимо от наличия аварийных режимов.

Обозначенные расцепители являются дополнительными и могут отсутствовать в конструкции автоматического выключателя. Имеются также выключатели без каких-то расцепителей, в данном случае они именуются выключателями- разъединителями.

В текущее время всераспространены автоматические выключатели типов АП50Б, АЕ10, АЕ20, АЕ20М, ВА04-36, ВА-47, ВА-51, ВА-201, ВА88 и др. Автоматические выключатели АП50Б выпускают на номинальные токи до 63А, АЕ20, АЕ20М – до 160А, ВА-47 и ВА-201 – до 100А, ВА04-36 – до 400 А, ВА88 – до 1600А.

Школа для электрика

elektrica.info

Выключатели автоматического типа

Уважаемые посетители!!!

Всем нам известные автоматические выключатели, состоящие в электрических схемах:

квартир;
учреждений;
предприятий

и далее, предназначены как Вы знаете, для:

включения;
отключения

электрических цепей при нормальных режимах работы, а так-же, в случае аварийной, сложившейся ситуации, — когда возникает необходимость в отключении той или иной электрической цепи. Разновидности данных выключателей обеспечивают автоматическое отключение электрических цепей при:

коротком замыкании;
перегрузке

и перепадах напряжения при подключенной нагрузке, когда сила тока в цепи принимает превышающее значение для того или иного типа автоматического выключателя состоящего в цепи.

Типы автоматических выключателей

На фотоснимках показаны более распространеные автоматические выключатели:

однополюсный;
двухполюсный;
трехполюсный.

Однополюсный автоматический выключатель служит для подключения к фазному проводу, двухполюсный — для подключения к фазе и нейтрали, трехполюсный — к трем фазам А, В, С. Кроме перечисленных автоматов защитного отключения нашли широкое применение дифференциальные автоматические выключатели, используемые при большой нагрузке.

автоматический выключатель LR 2P 40 A тип «С»

выключатель автоматический, однополюсный, тип «С»

трехполюсный автоматический выключатель

Из своей практики, по обслуживанию автоматических выключателей, сталкивался со следующими неисправностями:

Однополюсный автоматический выключатель полностью соответствовал потребляемой нагрузке, но при его включении — автоматически отключался по истечению где-то пяти минут, то-есть, во включенном режиме автомат постепенно нагревался и по мере нагревания — отключался. В этом примере, чтобы убедиться в исправности автоматического выключателя, достаточно прикаснуться к его корпусу. Если автоматический выключатель подвергается нагреванию во включенном режиме, его просто следует заменить на новый. Это говорит о том, что автоматические выключатели как и любые электроустановочные изделия подлежат своему износу в процессе эксплуатации.

Следующий пример. При обслуживании столовой по вызову, не работала электроплита для пищеблока, сработал дифференциальный автомат защитного отключения. При включении дифференциального автомата он тут-же отключался. В этом примере, причина неисправности заключалась в электроплите. Была нарушена изоляция проводов, что привело в последствии к короткому замыканию.

Устройство автоматического выключателя

Выполоняя работу по обслуживанию электрических цепей:

учреждений;
квартир

и далее, не будут лишними знания об устройстве автоматических выключателей. То-есть, нужно знать принцип работы автоматов защитного отключения и их конструктивную схему.

рис.1 Устройство автоматического выключателя

Принцип работы автоматических выключателей заключается в срабатывании электромагнита при возникновении в цепи превышающего значения силы тока, электромагнит в свою очередь воздействует на механизм, который разъединяет эти контакты.

Конструкция автоматического выключателя. Схематическое изображение автоматического выключателя

По данной конструктивной схеме можно проследить, — какие элементы \детали\ входят в конструкцию автоматического выключателя \рис.2\:

рис.2

Включение и отключение автоматического выключателя выполняется поворотом рукоятки управления. При прохождении по обмотке тока короткого замыкания \в катушке электромагнитного расцепителя\ образовывается электромагнитное поле, которое воздействует на боек сердечника. Тем самым, боек сердечника притягивается и приводит в движение рычаги. В результате происходит размыкание подвижного и неподвижного контактов, то-есть, происходит автоматическое отключение автомата защиты.

Выбор автоматического выключателя

Прежде чем выбрать автоматический выключатель, предварительно необходимо расчитать потребляемую мощность электроприборов. Данная таблица Вам очень пригодится при Ваших расчетах.

Чтобы расчитать номинальный ток автоматического выключателя, нужно будет воспользоваться следующими формулами:

Зная значения мощности и напряжения, можно уже будет расчитать номинальный ток автомата защитного отключения.

Запомнив данные обозначения, Вы сможете самостоятельно подобрать автоматический выключатель, — без посторонней помощи.

В следующих темах будет дано разъяснение по схемам распределительных сетей и так далее.

Следите за рубрикой друзья.

zapiski-elektrika.ru