Автоматический выключатель — это прибор, который обеспечивает защиту оборудования и электрических цепей от аварийных ситуаций. В случае их возникновения, срабатывает автоматический выключатель и размыкает цепь. В обратной ситуации, когда автомат не срабатывает, изоляция кабеля может начать плавиться и привести к пожару. Поэтому очень важно относиться к выбору этого устройства ответственно.
Из чего состоит автоматический выключатель
- Рычаг выключателя
- Механизм управления
- Контакты
- Клеммы для подключения
- Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина)
- Калибровочный винт
- Электромагнитный расцепитель (катушка с сердечником)
- Дугогасительная камера
Принцип работы
Напряжение сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток проходит на подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.
В случае перегрузки, когда ток начинает превышать номинальный, биметаллическая пластина начинает нагреваться за счет проходящего через нее повышенного тока, изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания тепловой защиты зависит от величины проходящего через пластину тока. Минимальное значение тока устанавливается регулировочным винтом на заводе-изготовителе. Обычно это значение устанавливается в 1,13-1,45 раз больше номинального значения автомата, указанного в его характеристиках.
В случае срабатывания автоматического выключателя по тепловой защите биметаллическая пластина будет остывать какое-то время, поэтому стоит немного подождать, прежде чем снова включать автомат.
В случае короткого замыкания, когда ток в сети резко возрастает, срабатывает электромагнитный расцепитель, который представляет из себя катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый пружиной.
При мгновенном возрастании электрического тока, происходящим при коротком замыкании, сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины и давит на спусковой механизм расцепления, вследствии чего контакты автомата размыкаются обесточивая сеть. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет примерно 0,02 секунды, поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления.
При размыкании контактов автомата образуется электрическая дуга, температура которой может доходить до 3000 градусов. Это может вызвать разрушение контактов. Для защиты от разрушительного воздействия в автоматах предусмотрена дугогасительная камера.
Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга. Дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру, где она распадается на мелкие части, остывает и гаснет
Основные характеристики при выборе автоматического выключателя
- Количество полюсов
- Рабочее напряжение
- Номинальный ток
- Время-токовая характеристика
- Отключающая способность (ток короткого замыкания)
Количество полюсов
В случае однофазной сети устанавливаются автоматы однополюсной или двухполюсной. Для трехфазной сети применяют трех и четырехполюсные автоматы.
Рабочее напряжение
Этот параметр должен быть равным или больше номинального напряжения сети.
Номинальный ток
Этот параметр показывает значение допустимого тока автомата, при превышении которого он отключится и разомкнет цепь. Номинальный ток автомата выбирается в зависимости от сечения кабеля и мощности потребителей.
Например нам надо подобрать автоматический выключатель для комнаты. Для начала определим общую суммарную мощность. Для этого необходимо суммировать мощность всех электроприборов, которые находятся в комнате. Предположим общая мощность составляет 4000 Вт. Далее рассчитаем силу тока по формуле:
I = P/U
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт; U — напряжение сети.
В нашем случае, разделив 4000 на 220 получим 18,18 А. Зная величину тока, подбираем сечение провода. Для 18,18 А выбираем сечение провода 1,5 кв.мм. Для данного сечения подбираем ближайшее значение номинального тока автомата и округляем в меньшую сторону. Значение номинального тока автомата будет составлять 16 А.
Время-токовая характеристика
Этот параметр показывает за какой промежуток времени автомат отключится при прохождении через него тока, превышающего номинальный ток.
Самыми распространенными типами время-токовых характеристик являются:
- Тип B (кратковременное увеличение тока в 3-5 раз от номинального) применяются для защиты потребителей с преимущественно активной нагрузкой (цепи освещения, обогреватели, печи). Применяются в основном в квартирах и жилых помещениях.
- Тип C (кратковременное увеличение тока в 5-10 раз от номинального) наиболее широко применяемые. Предназначены для защиты цепей установок с небольшими пусковыми токами — розетки, холодильники, кондиционеры,газоразрядные лампы.
- Тип D (кратковременное увеличение тока в 10-50 раз от номинального) применяются в основном для защиты электродвигателей с частым запуском и большим пусковым током. Используются чаще всего на промышленных производствах.
- Помимо этих типов существуют еще типы A, K и Z, но так как применяются они очень редко, в данной статье рассматривать их не будем.
Отключающая способность
Данная характеристика показывает величину максимального тока, при протекании которого, автомат отключится, не потеряв свою работоспособность т.е подвижные контакты автомата не приварятся к неподвижным вследствие возникновения и гашения дуги при размыкании. Чем выше будет отключающая способность автомата, тем больше вероятность, что он прослужит дольше. Но тут не надо впадать в крайности учитывая, что чем больше будет максимальный ток срабатывания автомата, тем выше его цена. Для жилых помещений вполне подойдут автоматы с током срабатывания 4,5 или 6 кА.
Подводя итог, еще раз отметим, что выбор автоматического выключателя — дело ответственное. Это поможет избежать аварийных ситуаций, которые могут привести к пожарам. Потратить время на выбор этого устройства стоит, так как правильно выбранный выключатель защитит и вас и ваше имущество.
