Главными функциями автоматических выключателей является коммутационная и защитная. Во всех современных электрощитах есть автомат, который представляет собой электротехническое коммутационное устройство, предназначенное для защиты кабелей от токов, превышающих пороговое значение. Благодаря такой защите удается предотвратить повреждение жил кабелей при возникновении короткого замыкания (КЗ).
Главной задачей автомата является защита кабельной линии от последствий, возникающих в результате протекания токов КЗ.
Главные характеристики автоматического выключателя:
- номинальный ток;
- коммутационное напряжение;
- время-токовая характеристика.
Автомат обеспечивает 2 вида защиты благодаря тому, что в него входит электромагнитный и тепловой расцепитель. Несмотря на то, что оба эти устройства выполняют одну и ту же работу – размыкают контакты, делают ее они при разных условиях.
Устройство автоматического выключателя
Автомат включает в себя такие конструктивные элементы:
- корпус;
- клеммы, необходимые для подсоединения токопроводящих жил;
- дугогасительные камеры;
- тепловой разъединитель;
- электромагнитный разъединитель;
- рычаги (для включения и отключения автомата).
Электромагнитную защиту обеспечивает катушка, выполненная из медного провода. Наматывается он на каркас, внутри которого установлен сердечник. Количество витков в катушке может быть разным – от единиц до нескольких десятков. Здесь есть такая зависимость: витков будет больше в случае, если номинальный ток меньше.
Если токовая нагрузка характеризуется длительным превышением, тогда включается тепловая защита. Ее обеспечивает биметаллическая пластина, изгибающаяся в процессе нагревания. Когда она достигает своего предельного положения, то толкает рычаг, размыкающий контакты. Когда цепь размыкается под действием нагрузки, то возникает дуга. Именно для ее гашения и используется дугогасительная камера. В нее входит несколько пластин, изготовленных из металла.
Сзади автомата находится крепление под DIN-рейку. Устанавливается автомат на нее с помощью защелки. Сам корпус автоматического выключателя включает в себя 2 части, которые соединены между собой при помощи 4 заклепок.
Виды автоматических выключателей
В зависимости от своего конструктивного исполнения автоматы делятся на такие группы:
- В литом корпусе.
- Воздушные.
- Модульные.
Автоматы с литом корпусе могут эксплуатироваться при большом диапазоне рабочих токов: от16 до 1000 А. Воздушные автоматы используются в основном в промышленной сфере, где цепи характеризуются очень большими токами. Бытовыми и широко распространенными устройствами являются модульные автоматические выключатели, которые используются в домах и квартирах. Они имеют стандартные размеры и характеристики.
Как работает автоматический выключатель
Различают 2 режима работы автомата: обычный и аварийный. При обычном режиме рычаг управления взведен вверх. При таком его положении подается ток. Если ток начнет превышать допустимое значение, то автомат перейдет в режим аварийной работы. Биметаллическая пластина нагреется и изогнется, в результате чего толкнет рычаг и цепь разомкнется. Но такая пластина нагревается не моментально. Время ее нагрева зависит от того, какую величину имеет проходящий через нее ток. Чем он будет выше, тем быстрее она нагреется, а это значит, что время срабатывания механизма защиты будет меньше.
Автомат может быть снова включен в работу сразу после остывания пластины. Стоит понимать, что температура пластины зависит также и от температуры окружающей среды. Чем теплее будет в квартире, тем быстрее нагреется пластина, поэтому при высокой температуре внутри помещения пластина может изогнуться при меньших значениях тока. Причиной перегрузки в электросети может стать подключение в линию мощных электрических приборов, которые в совокупности характеризуются мощностью, превышающей расчетную для защиты цепи.
В случае КЗ значение тока в цепи возрастает молниеносно. В таком случае срабатывает электромагнитная защита в виде специального расцепителя. Благодаря ему электропроводка и сам автомат защищены от возгорания. Срабатывание электромагнитного расцепителя является мгновенным (время срабатывания не превышает 0,02 с).
