Принцип работы автоматического выключателя – советы электрика

Характеристика срабатывания автоматического выключателя — принцип работы в различных ситуациях – Можно ли самому сделать

В электропроводке квартиры или дома обязательно имеется элемент, который называется автоматическим выключателем, или, чаще, автоматом.

Такой прибор предназначен для автоматической защиты электрической сети от неприятностей, которые могут возникнуть при перегрузке или коротком замыкании. Кроме того, с его помощью можно вручную включать и выключать электрическую цепь.

Содержание

Особенности внутреннего устройства автоматического выключателя

Существует много различных конструкций автоматов, которые предназначены для защиты электросетей как индивидуальных квартир или домов, так и промышленных предприятий или торговых залов.

В состав автомата защиты от короткого замыкания входят и перегрузки электросети следующие блоки:

• корпус;
• механизм управления;
• устройство коммутации;
• расцепители;
• дугогасительная камера.

Корпус устройства представляет собой пластмассовую коробку, размеры которой стандартизированы. На передней стороне имеется рычаг для включения и выключения автомата, сзади имеется защелка для крепления на DIN-планке, а сверху и снизу – клеммы для подключения проводов.

Одной из отличительных характеристик электрического автомата есть механизм управления, который предназначен для ручного включения и выключения. Он состоит из рукоятки или кнопок.

Устройство коммутации – это набор силовых и вспомогательных контактов. Эти контакты могут быть подвижными или неподвижными.

Расцепители — устройства, предназначенные для размыкания электроцепи в случае, если ток в цепи превышает заданные значения. В автомате имеются электромагнитный и тепловой расцепители.

Электромагнитный — это катушка индуктивности с металлическим сердечником, связанным системой рычагов с подвижным силовым контактом автомата.

В тепловом — используется биметаллическая пластина, которая под действием протекающего по ней тока изгибается и через рычаги воздействует на подвижной контакт автомата.

Перед эксплуатацией устройства необходимо сделать проверку действия расцепителей автоматических выключателей.

Принцип работы автомата при перегрузке

При включении в цепь питания слишком большого числа потребителей электроэнергии в цепи может появиться ток, величина которого может превышать максимальную для данной электросети величину. На практике это может возникнуть, например, когда в квартире включаются стиральная машина, утюг, чайник, бойлер, микроволновка и другие мощные потребители электроэнергии.

В случае, когда фактический ток цепи превышает номинальный у автомата, в последнем срабатывает тепловой расцепитель. Состоящая из двух слоев металлов биметаллическая пластина при прохождении через нее тока нагревается. Под действием тепла эта пластина изгибается, воздействует на подвижный контакт автомата и размыкает цепь.

Перед тем, как выбрать выключатель автоматический, необходимо определиться с нагрузкой и типом проводки, для которой устанавливается защита. В результате этого обозначается требуемая полюсность автомата.

Правильную установку автоматического выключателя нужно делать согласно соответствующих схем подключения. О нюансах этого процесса можно прочитать тут.

Эта величина может меняться с помощью регулировочного винта при заводской регулировке в довольно широких пределах.

Временная задержка выключения автомата при перегрузке необходима для того, чтобы не было лишних отключений при непродолжительном увеличении тока, что, например, бывает при пуске электродвигателя.

Действие устройства при коротком замыкании цепи

При появлении в цепи короткого замыкания происходит быстрое и резкое увеличение тока во всей сети, в том числе — в катушке электромагнитного расцепителя.

Под действием резко возросшего электромагнитного поля происходит втягивание сердечника внутрь катушки.

Воздействие токов короткого замыкания может пагубно сказаться на состоянии подключенных приборов, проводки и даже вызвать пожар. Для уменьшения воздействия таких токов время срабатывания расцепителя должно быть минимальным. Современные автоматы при воздействии токов короткого замыкания срабатывают за время не более 0,02 секунды.

Повторное включение автомата — что необходимо сделать?

При срабатывании автомата из-за перегрузки повторное включение цепи возможно только после остывания биметаллической пластины. В этом случае перед тем, как повторно включить автоматический выключатель, необходимо проанализировать нагрузку цепи и постараться ее уменьшить путем отключения лишних приборов.

Перед повторным включением цепи после срабатывания автомата по короткому замыканию необходимо попытаться найти причину этого явления и устранить ее. Например, путем отключения всех потребителей электроэнергии можно проверить на короткое замыкание саму электропроводку. Затем проверить потребителей электричества и найти виновника короткого замыкания.

Современные LED технологии существенно расширили возможности в оформлении жилых и офисных помещений. Например — светодиодные люстры с пультом управления станут эффективным решением для домашнего освещения.

Подключение диодной ленты подразумевает использование блока питания на 12 Вольт, который можно купить или собрать самостоятельно. Как с помощью LED освещения украсить свой автомобиль — отдельная статья.

Выводы:

Для защиты электрической цепи от перегрузки и короткого замыкания применяется автоматический выключатель.

В автомате размыкание цепи при перегрузке тепловым расцепителем осуществляется с временной задержкой, а при коротком замыкании — электромагнитным расцепителем мгновенно.

Перед повторным включением после срабатывания автомата по перегрузке необходимо уменьшить число потребителей.

Перед повторным включением после срабатывания автомата по короткому замыканию необходимо вначале устранить причину короткого замыкания.

Принцип работы электрического автомата на видео

Источник

Источник: http://groteskstroy.ru/elektrika/harakteristika-srabatyvaniia-avtomaticheskogo-vykluchatelia-princip-raboty-v-razlichnyh-sityaciiah.html

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель (его еще иногда называют “автомат защиты”) предназначен для отключения, оборудованной им, электрической цепи при коротком замыкании или превышении тока более определенной величины.

Работа автоматического выключателя может быть основана на тепловом или электромагнитном принципах. Стоит отметить, что большинство современных выключателей одновременно используют оба эти принципа. Как это работает поясняет рисунок 1.

Ток, протекающий между точками подключения автомата (А-В), проходит через катушку электромагнита L и биметаллическую пластину 2.

При превышении предельно допустимого значения тока происходит нагрев биметаллической пластины (тепловой принцип), она деформируется, приводя в действие расцепитель S – устройство, размыкающее электрическую цепь.

Однако, здесь имеет место достаточно высокая инерционность, определяющая большое время срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при значительном превышении тока через катушку L, что вызывает перемещение сердечника 1, который также воздействует на контакт S, вызывая срабатывание выключателя, причем происходит это очень быстро.

Таким образом, комбинация перечисленных принципов работы автоматического выключателя позволяет отслеживать достаточно длительные, но не мгновенные превышения тока (тепловой) и резкое значительное возрастание тока, например, при коротком замыкании (электромагнитный).

Выбор автоматического выключателя

Перед тем как выбрать автоматический выключатель стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Предлагаю сделать это на конкретном примере (рисунок 2).

Если посмотреть на выключатель, то на его корпусе можно увидеть ряд маркировок.

1. Торговая марка (производитель), ниже каталожный или серийный номер.

   Производитель нам может быть интересен с точки зрения репутации, соответственно качества.

   Серийный номер указывает на ряд таких технических характеристик выключателя как количество рабочих циклов, класс защиты, устойчивость к вибрационным нагрузкам и пр., то есть достаточно специфическая справочная информация.

   Однако, он характеризует еще отключающую способность выключателя, которую по-хорошему учесть следует.

2. Находящийся вверху буквенно цифровой индекс определяет номинальный ток (In) – здесь 10 Ампер и тип (класс), определяющий ток мгновенного расцепления (выключения) (Ic):
   • B (Ic=свыше 3*In до 5*In) – применяется при достаточно длинных силовых линиях, собственное сопротивление которых может существенно ограничить ток короткого замыкания,
   • C (Ic=свыше 5*In до 10*In) – наиболее распространенный тип, подходит для бытовых линий с низкой индуктивной нагрузкой,
   • D (Ic=свыше 10*In до 20*In) – рекомендован для защиты цепей питания мощных электродвигателей, других устройств, имеющих большие значения пусковых токов (индуктивная нагрузка).

   Под ним указаны пределы рабочих напряжений, их тип – переменное (~) или постоянное (-).

3. Это схема выключателя, она похожа на ту, что я приводил выше. На ней видно, что данный выключатель имеет электромагнитный (а) и тепловой (в) автоматические расцепители.

Таким образом, выбор автоматического выключателя следует производить с учетом токовой нагрузки, которая определяется мощностью потребителей электроэнергии (про это можно посмотреть здесь) и описанных выше условий его эксплуатации.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/princip_raboty_avtomat.html

Автоматический выключатель: устройство, принцип действия

Несмотря на многообразие типов автоматических выключателей (автоматов), многие работают по схожим принципам и построены на базе стандартного набора функциональных элементов.

В связи с широким применением автоматов модульного типа (особенно, в бытовых и низковольтных электросетях), изучать работу автоматического выключателя резонно на их примере.

В качестве подопытного образца будет выступать недорогого однополюсный автомат марки ДЭК типа ВА-101-1 C3.

На передней панели автомата находится рычаг управления, с помощью которого осуществляется включение и отключение автомата (нагрузки) вручную.

По бокам корпуса имеются технологические отверстия для установки дополнительных устройств, например, контактов состояния автомата, независимого расцепителя и некоторых других.

Сверху автомат имеет отверстия для доступа к регулировочному винту теплового расцепителя и выхода продуктов горения дугового разряда. Монтаж (крепление) модульного автомата в электрошкафу осуществляется на так называемую DIN-рейку – металлический или пластмассовый профиль определенной формы.

Крепление автомата на DIN-Рейку и снятие в неё.

Окна для подсоединений дополнительных устройств к автомату.

Автомат ДЭК. Вид сверху.
1 – отверстие выхода продуктов горения дуги; 2 – отверстие с регулировочным винтом теплового расцепителя.

В электрическую цепь автомат подключается последовательно – в разрыв цепи питания нагрузки (потребителей).

Принцип действия автоматического выключателя состоит в контроле силы электрического тока через автомат и, в случае необходимости, разрыве цепи (отключении нагрузки) с той или иной скоростью (задержкой), начиная с момента превышения тока и в зависимости от «серьезности» (кратности) этого превышения.

Схема подключения однополюсного автомата в цепь питания лампы накаливания.

Корпус модульного автомата, в большинстве случаев, неразборный. Для его вскрытия, с целью изучения, потребуется удалить (высверлить и извлечь) все заклепки и разделить корпус на две части.

Элементы корпуса выполнены из пластмассы, не поддерживающей горение, с достаточной (расчетной) электроизоляционной способностью.

Процесс вскрытия автомата.

Автоматический выключатель ДЭК внутри.

Автомат полностью разобран.

Устройство автоматического выключателя с подписями его функциональных элементов.

Механизм взвода и расцепления – механическая система из пружин и рычажков, выполняющая две основные функции: удержание контактов в сомкнутом состоянии при штатном режиме работы, и, при возникновении аварийной ситуации, по командам расцепителей или оператора (ручное отключение) быстро отвести подвижный контакт от неподвижного.

Автомат включен, механизм взведен.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с подвижным сердечником (якорем), который работает как толкатель.

Когда ток через обмотку достигает определенного значения, якорь надавливает на рычажок спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки.

Число витков катушки и сечение обмоточной проволоки электромагнита рассчитано так, чтобы срабатывать только при относительно больших превышениях номинального тока автомата (например, при коротком замыкании), а так же чтобы выдерживать такие превышения неоднократно.

Нижняя клемма, катушка электромагнитного расцепителя и биметаллическая пластина соединены сваркой.

Якорь электромагнитного расцепителя в собранном (слева) и разобранном (справа) виде.

При движении якоря вниз в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

При движении якоря вниз, он увлекает за собой подвижный контакт, чем помогает механизму расцепления развести контакты.

Тепловой расцепитель – биметаллическая пластина, изгибающаяся в определенную сторону при нагреве в результате прохождения тока через специальный проводник повышенного сопротивления, намотанный поверх неё (биметаллическая пластина косвенного нагрева).

При определенном угле изгиба пластины, её кончик надавливает на рычажок спискового механизма – автомат отключается.

При изгибании кончика биметаллической пластины в направлении красной стрелки, курок спускового механизма выходит из зацепления (красный кружок).

Дугогасительная камера, имеющаяся в устройстве автоматического выключателя, обеспечивает быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов.

Она представляет собой набор металлических пластин, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Попадая на пластины, дуга разделяется, завлекается внутрь дугогасительной камеры и тухнет.

Продукты горения дуги и избыточное давление сбрасываются наружу через специальный канал в корпусе автомата.

Автоматический выключатель устроен и работает по принципу постоянного слежения за силой электрического тока, использует сразу два детектора-расцепителя: электромагнитный и тепловой.

Первый обладает высокой скоростью реакции, которая необходима для защиты от быстрорастущих сверхтоков, вторая – точностью и определенной задержкой в срабатывании, что позволяет исключить ложные отключения нагрузки при кратковременном и небольшом превышении силы тока.

Источник: http://zakatayrukava.ru/stroitelstvoiremont/elektrosnabzhenie/86-ustroystvo-avtomata.html

Что такое автоматический выключатель

Современные технологии позволяют человеку жить максимально комфортно и удобно. Многие изобретатели, в первую очередь, попытались усовершенствовать электроприборы и электросистемы, это удалось им более чем.

Самым ярким примером здесь является автоматический выключатель. Что такое выключатель знает каждый человек, ведь это простой замыкающий механизм, который включает что-нибудь, замыкая электрический круг и размыкает (выключает) с помощью обычного механического щелчка.

Автоматический выключатель позволяет защитить электросистему от замыканий, то есть кроме функции ручного отключения чего-либо, автомат самостоятельно размыкает электрическую цепочку при превышении уровня напряжения или при замыкании. Купить разные виды автоматических выключателей вы сможете, пройдя по ссылке http://electrotehnica.ru/catalog/.

Особенности работы автоматических выключателей

Главной задачей всех автоматических выключателей является защита электросистемы или электрооборудования от перегорания из-за критических повышений напряжения. Современные автоматические выключатели совмещают в себе три принципа расцепления:

• механическое расцепление, то есть ручное выключение питания с помощью язычка выключателя;
• соленоидное или электромагнитное – такой принцип задействуется без механических вмешательств, при коротком замыкании (электрическая цепь размыкается самостоятельно). Срабатывает в течении доли секунды, не допуская выгорания электрических устройств при замыкании в сети;
• тепловой принцип расцепления защищает прибор или отдельную часть электрической системы при перегрузке.

Преимущества автоматических выключателей

Учитывая дополнительные защитные возможности автоматических выключателей, стоит отметить их практичность и актуальность при повседневном пользовании.

Теоретически, человек не может знать, когда случится замыкание или перегрузка электрической системы, по этой причине он не может перестраховать себя от перегорания и даже возгорания электрических приборов под воздействием вышеупомянутых факторов. Но такую защитную функцию прекрасно выполняют автоматические выключатели.

Если вы цените безопасность и надежность, установите выключатели-автоматы, которые подарят вам спокойствие и не допустят электрических возгораний и поломок электроприборов из-за неполадок сети.

Источник: http://postroyka.org/chto-takoe-avtomaticheskiy-vyiklyuchatel/

Выбор автоматического выключателя

Автор: admin, 14 Фев 2014

В статье рассказывается об электрических автоматах (автоматических выключателях), основных правилах подбора этих устройств с учетом особенностей помещения, его оснащенностью электроприборами и нагрузки сети. Описан процесс установки и замены электрического автомата, его внутреннее устройство, принцип действия, отличительные черты автоматических выключателей.

На стадии проектирования инженерных сетей дома, в процессе составления схемы электрических щитков офиса или квартиры перед людьми встает вопрос – «Как выбрать автоматический выключатель: электрический автомат, который поможет защитить провода от перегрузок?».

Для того чтобы дать исчерпывающий ответ на этот вопрос, нужно подробно разобраться с особенностями автоматов и их предназначением.

Электрический автомат настолько популярен, что ни одна электрическая схема не в состоянии обойтись без него. Несомненным преимуществом прибора является принцип возобновления работоспособности, для которого его нужно просто «взвести».

Электрический автомат появился, заменив собой автоматические пробки. А им предшествовали пробки традиционные.

Все перечисленные приборы призваны защитить электропроводку от коротких замыканий, отвечают за включение и выключение питания, предотвращают перегрузки питающей линии, тем самым, исключая вероятность возгорания. Говоря более понятным языком, эти приборы имеют функции токовой защиты и выключателя.

Домашняя электросеть в основном подразумевает использование автоматов серии ВА. Эти приборы имеют 2 метода защиты:

1.  Электромагнитная.
2.  Тепловая.

Модульные автоматы, применяемые чаще всего в быту, имеют аккуратный внешний вид, малогабаритны и компактны. Монтаж проводится без лишних трудностей и заключается в защелкивании на DIN-рейке. С задней стороны устройство имеет углубление с защелкой.

DIN-рейка

На место крепления привинчивается металлическая рейка, а ее прикручивают к требуемой поверхности винтами или саморезами. Затем крепят и сам автомат. Замена производится таким же образом.

Автоматы современного типа имеют схожее устройство, основу которого составляют:

Устройство автоматического выключателя

1.  электромагнитный расцепитель;
2.  биметаллическая пластина (тепловой расцепитель);
3.  дугогасительная камера;
4.  рычажный механизм;
5.  контактная группа;
6. клеммы;
7. защёлка.

Электромагнитная защита контролирует сверхтоки, возникающие при коротком замыкании: электромагнит приводит в действие отключающий механизм. Биметаллическая пластина обеспечивает тепловую защиту: когда ток, проходящий по пластине, превышает допустимый предел, происходит ее нагрев и изгиб, после чего пластина выталкивает нужный рычаг, тем самым обеспечивая его отключение.

При соблюдении условий правильного подбора автоматического выключателя, он сработает в нужный момент, отключит проводку и технику от сети, сохранит имущество, а, возможно, и жизнь.

Критерии подбора автоматических выключателей

Для того чтобы правильно выбрать прибор, необходимо провести подсчет суммарной мощности потребления всех электроприборов, которые будут подключаться  к этому автомату. Для этого можно воспользоваться их техническими паспортами.

Расчет производится путем деления общей мощности, выраженной в ваттах на напряжение сети, которое составляет приблизительно 220 вольт.

I = P/U, где

I- ток, А;   P — мощность, Вт;   U — напряжение, В.

Стоит учесть, что нагрузка в сети носит реактивный характер, следовательно, пусковой ток для приборов, имеющих двигатели (пылесос, фен, дрель, миксер и пр.), значительно превышает потребляемый.

Поэтому рассчитывать выключатель стоит так, чтобы он допускал кратковременные большие токи, но реагировал на кратковременные замыкания.

Розеточную группу жилых помещений часто оборудуют автоматами номиналом 25 Ампер, осветительную группу – номиналом 16 Ампер. Устройства со 100% гарантией прореагируют на большие токи длительного действия (короткие замыкания), и в то же время имеют «запас ампеража», для выдерживания кратковременных пусковых токов.

Вариант подбора

Остановить выбор на приборе с оптимальными параметрами не так сложно, как может показаться. Нужно вспомнить закон Ома и следовать ему.
Приблизительно зная мощность и напряжение сети, расчет для кухни будет таким.

Для примера, возьмем мощность приборов 3000 Ватт, ее нужно разделить на 220 Вольт напряжения, в итоге выходит 13,6 Ампер. Ближайший номинал – автомат 16 А, который и следует установить.

При этом проводка должна быть медной, а провода иметь сечение не менее 2 мм кв. Все нюансы имеют значение.

Не стоит покупать и устанавливать автомат по амперажу превышающий предельно допустимый ток вашей проводки, иначе при перегрузке автомат не сработает и проводка может загореться.

Отличия автоматов

Отличий у этих устройств довольно много. К ним можно отнести силу тока, скорость срабатывания, количество фаз, конструкция, условия эксплуатации и др.

У разных производителей приборы рассчитаны на разное количество срабатываний, поэтому не стоит злоупотреблять функциями включения и отключения. В противном случае, может быстро износиться механизм, а контактная группа выйти из строя.

Для таких целей больше подходят специализированные устройства – магнитные пускатели или реле.

Второе отличие состоит в вариативности дизайна корпусов, при этом посадочное место DIN-рейки и место крепления проводника различны. Поэтому, если автомат, который находится в щитке вышел из строя и нужно купить новый – лучше выбирать модель того же производителя.

При покупке стоит придерживаться общих правил:

• Приобретать нужно качественные автоматы от известных производителей и желательно в специализированных магазинах.
• Не нужно устанавливать автоматы, имеющие большой номинал.
• В роли выключателя автомат использовать не стоит.
• Приобретая прибор, нужно внимательно его рассмотреть на предмет наличия сколов, трещин и прочих дефектов.

Отдавая предпочтение товару известного производителя, покупатель в любом случае выигрывает. Даже если купить подделку, то она, как правило, оказывается приемлемого качества.

Источник: https://elektricvdome.ru/vybor-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya/