Автоматичні вимикачі

1. У даній статті ми розглянемо такі питання: Що таке автоматичний вимикач? Пристрій і принцип роботи...
2. Пристрій і принцип роботи автоматичного вимикача.
3. 3. Маркування та характеристики автоматичних вимикачів.
4. 4. Вибір автоматичного вимикача

У даній статті ми розглянемо такі питання:

1. Що таке автоматичний вимикач?
2. Пристрій і принцип роботи автоматичного вимикача.
3. Маркування та характеристики автоматичних вимикачів.
4. Вибір автоматичного вимикача.

1. Що таке автоматичний вимикач?

Автоматичний вимикач (автомат) - це комутаційний апарат призначений для захисту електричної мережі від надструмів, тобто від коротких замикань і перевантажень.

Визначення «комутаційний» означає, що даний апарат може включати і відключати електричні ланцюги, іншими словами виробляти їх комутацію.

Автоматичні вимикачі бувають з електромагнітним расцепителем захищає електричний ланцюг від короткого замикання і комбінованим расцепителем - коли додатково з електромагнітним расцепителем застосовується теплової расцепитель захищає ланцюг від перевантаження.

Примітка: Відповідно до вимог ПУЕ побутові електромережі повинні бути захищені як від коротких замикань, так і від перевантаження, тому для захисту домашньої електропроводки слід застосовувати автомати саме з комбінованим расцепителем.

Автоматичні вимикачі діляться на однополюсні (застосовуються в однофазних мережах), двополюсні (застосовуються в однофазних і двофазних мережах) і триполюсні (застосовуються в трифазних мережах), так само бувають чотириполюсні автоматичні вимикачі (можуть застосовуватися в трифазних мережах з системою заземлення TN-S).

1. Пристрій і принцип роботи автоматичного вимикача.

На малюнку нижче представлено пристрій автоматичного вимикача з комбінованим расцепителем, тобто має і електромагнітний і теплової расцепитель.

1,2 - відповідно нижня і верхня гвинтові клеми для підключення проводу

3 - рухливий контакт; 4 - дугогасильні камери; 5 - гнучкий провідник (застосовується для з'єднання рухомих частин автоматичного вимикача); 6 - котушка електромагнітного розчеплювача; 7 - сердечник електромагнітного розчеплювача; 8 - теплової расцепитель (біметалічна пластина); 9 - механізм розчеплювача; 10 - рукоятка управління; 11 - фіксатор (для кріплення автомата на DIN-рейці).

Синіми стрілками на малюнку показано напрямок протікання струму через автоматичний вимикач.

Основними елементами автоматичного вимикача є електромагнітний і теплової расцепители:

Електромагнітний расцепитель забезпечує захист електричного кола від струмів короткого замикання. Він представляє з себе котушку (6) з перебувають в її центрі сердечником (7) який встановлений на спеціальній пружині, ток в нормальному режимі роботи проходячи по котушці відповідно до закону електромагнітної індукції створює електромагнітне поле яке притягує осердя всередину котушки, проте сили цього електромагнітного поля НЕ вистачає що б подолати опір пружини на якій встановлений сердечник.

При короткому замиканні струм в електричному ланцюзі миттєво зростає до величини в кілька разів перевищує номінальний струм автоматичного вимикача, цей струм короткого замикання проходячи по котушці електромагнітного розчеплювача збільшує електромагнітне поле впливає на сердечник до такої величини, що його сили втягування вистачає на те що б подолати опір пружини, переміщаючись всередину котушки сердечник розмикає рухливий контакт автоматичного вимикача знеструмлюючи ланцюг:

При короткому замиканні (тобто при миттєвому зростанні струму в кілька разів) електромагнітний расцепитель відключає електричне коло за частки секунди.

Тепловий расцепитель забезпечує захист електричного кола від струмів перевантаження. Перевантаження може виникнути при включенні в мережу електроустаткування загальною потужністю перевищує допустиму навантаження даної мережі, що в свою чергу може привести до перегріву проводів руйнування ізоляції електропроводки і виходу її з ладу.

Тепловий расцепитель вдає із себе біметалічну пластину (8). Біметалічна пластина - ця пластина спаяна з двох пластин різних металів (метал «А» і метал «В» на малюнку нижче) мають різний коефіцієнт розширення при нагріванні.

При проходженні по біметалічною пластині струму перевищує номінальний струм автоматичного вимикача пластина починає нагріватися, при цьому метал «B» має більший коефіцієнт розширення при нагріванні, тобто при нагріванні він розширюється швидше ніж метал «A», що призводить до викривлення біметалічної пластини, викривляючись вона впливає на механізм розчеплювача (9), який розмикає рухливий контакт (3).

Час спрацювання теплового розчеплювача залежить від величини перевищення струму електромережі номінального струму автомата, чим більше це перевищення тим швидше спрацює расцепитель.

Як правило теплової расцепитель спрацьовує при токах в 1,13-1,45 разів перевищують номінальний струм автоматичного вимикача, при цьому при струмі перевищує номінальний в 1,45 рази теплової расцепитель відключить автомат через 45хв - 1 година.

При будь-якому відключення автоматичного вимикача під навантаженням на рухомому контакті (3) утворюється електрична дуга яка надає руйнівний вплив на сам контакт, причому чим вище відключається струм, тим потужніше електрична дуга і тим більше її руйнівну возде йствіе. Для зведення до мінімуму шкоди від електричної дуги в автоматичному вимикачі вона направляється в дугогасительную камеру (4), яка складається з окремих, паралельно встановлених пластин, потрапляючи між цих пластин електрична дуга дробиться і загасає.

3. Маркування та характеристики автоматичних вимикачів.

ВА47-29 - тип і серія автоматичного вимикача

Номінальний струм - максимальний струм електричної мережі при якому автоматичний вимикач здатний тривалий час працювати без аварійного відключення ланцюга.

Номінальна напруга - максимальне напруження мережі на яке розрахований автоматичний вимикач.

ПКС - гранична відключає здатність автоматичного вимикача. Дана цифра показує максимальний струм короткого замикання який здатний відключити даний автоматичний вимикач зберігши при цьому свою працездатність.

У нашому випадку ПКС вказано 4500 А (Ампер), це означає що при струмі короткого замикання (к.з.) меншому, або рівному 4500 А автоматичний вимикач здатний розімкнути електричну і залишитися в справному стані, в разі якщо струм к.з. перевищить цю цифру виникає можливість оплавлення рухомих контактів автомата і їх приварювання один до одного.

Характеристика спрацьовування - визначає діапазон спрацьовування захисту автоматичного вимикача а так же час за яке це спрацьовування відбувається.

Наприклад в нашому випадку представлений автомат з характеристикою «C» його діапазон спрацьовування від 5 · Iн до 10 · Iн включно. (Iн- номінальний струм автомата), тобто від 5 * 32 = 160А до 10 * 32 + 320, це означає що наш автомат забезпечить миттєве відключення ланцюга вже при токах 160 - 320 А.

4. Вибір автоматичного вимикача

Вибір автомата здійснюється за наступними критеріями:

- За кількістю полюсів: одно- і двополюсні застосовуються для однофазної мережі, трьох- і чотириполюсні - в трифазній мережі.

- По номінальній напрузі: Номінальна напруга автоматичного вимикача повинно бути більше або дорівнює номінальній напрузі захищається їм ланцюга:

U ном. АВ ⩾ U ном. мережі

- По номінальному струму: Визначити необхідний номінальний струм автоматичного вимикача можна одним з чотирьох наступних способів:

1. За допомогою нашого калькулятора розрахунку автомата по потужності .
2. За допомогою нашого калькулятора розрахунку автомата по перетину кабелю .
3. За допомогою такої таблиці:

1. Розрахувати самостійно за такою методикою:

Номінальний струм автоматичного вимикача повинен бути більше або дорівнює розрахунковому току захищається їм ланцюга, тобто тому току на який розрахована дана електрична мережа:

I ном. АВ ⩾ I розр. мережі

Розрахунковий струм електричної мережі (Iрасч. Мережі) можна визначити за допомогою нашого онлайн калькулятора , Або розрахувати його самостійно за формулою:

I розр. мережі = P мережі / (Uсети * K)

де: Pсеті - потужність мережі, Ватт; Uсети - напруга мережі (220В або 380В); K - коефіцієнт (Для однофазної мережі: K = 1; Для трифазної мережі: K = 1,73).

Потужність мережі визначається як сума потужностей всіх електроприймачів в будинку:

P мережі = (P 1 + P 2 ... + Pn) * Кс

де: P1, P2, Pn - потужності окремих електроприймачів; Кс - коефіцієнт попиту (Кс = від 0,65 до 0,8) у разі якщо в мережу підключається всього 1 електроприймач або група електроприймачів які включаються в мережу одночасно кс = 1.

Як потужності мережі так само можна взяти максимальну дозволену до використання потужність, наприклад з технічних умов, проекту або договору електропостачання при їх наявності.

Після розрахунку струму електромережі приймаємо найближче більше стандартне значення номінального струму автомата: 4А, 5А, 6А, 8А, 10А, 13А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А і т.д.

ПРИМІТКА: Крім описаного вище способу існує можливість спрощеного розрахунку автоматичного вимикача, для цього необхідно:

1. Визначити потужність мережі в кіловат (1 кіловат = 1000Ватт) за формулою наведеною вище:

Pсеті = (P1 + P2 ... + Pn) * Кс, кВт

2. Визначити струм мережі помноживши розраховану потужність мережі на коефіцієнт переведення (Кп) рівний: 1,52 -для мережі 380 Вольт або 4,55 - для мережі 220 Вольт:

I мережі = P мережі * Кп, Ампер

3. На цьому все. Тепер як і в попередньому випадку отримане значення струму мережі округляємо до найближчого більшого стандартного значення номінального струму автомата.

І в завершенні вибираємо характеристику спрацьовування (див. Таблицю характеристик вище). Наприклад якщо нам потрібно поставити автомат для захисту електропроводки всього будинку вибираємо характеристику «C», якщо електроосвітлення та розеткова група розділені на два різних автомата, то для освітлення можна встановити автомат з характеристикою «B», а на розетки - з характеристикою «C», якщо необхідний автомат для захисту електродвигуна - вибираємо характеристику «D».

Наведемо приклад розрахунку: Є будинок в якому є такі струмоприймачі:

• Пральна машина потужністю 800 Ватт (Вт) (що дорівнює 0,8 кВт)
• Мікрохвильова піч - 1200Вт
• Електродуховка - 1500 Вт
• Холодильник - 300 Вт
• Комп'ютер - 400 Вт
• Електрочайник - 1200Вт
• Телевізор - 250Вт
• Електроосвітлення - 360 Вт

Напруга мережі: 220 Вольт

Коефіцієнт попиту приймемо рівним 0,8

Тоді потужність мережі буде дорівнює:

Pсеті = (800 + 1200 + 1500 + 300 + 400 + 1200 + 250 + 360) * 0,8 = 4808Вт

Переводимо Pсеті з Ватт в кіловат, для цього отримане значення потужності ділимо на 1000:

Pсеті = 4808/1000 = 4,81

Визначаємо струм мережі за спрощеною схемою за допомогою коефіцієнта перекладу:

Iсеті = Pсеті * Кп = 4,81 * 4,55 = 21,9 А

Округляем отримане значення струму до найближчого більшого стандартного значення номінального струму автомата. Вибираємо автоматичний вимикач з номінальним струмом 25 Ампер і характеристикою «C».

Чи була Вам корисна ця стаття Або може бути у Вас залишилися питання? Пишіть в коментарях!

Чи не знайшли на сайті статті на Ваше питання стосується електрики? Напишіть нам тут . Ми обов'язково Вам відповімо.

↑ Вгору

https://elektroshkola.ru/apparaty-zashhity/avtomaticheskie-vyklyuchateli/