Com-ip.ru

КОМ IP
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что означает расцепитель автоматического выключателя

Расцепители для модульных автоматических выключателей

Расцепитель – это функциональный элемент автоматического выключателя, отключающее устройство, приводящее в движение его контакты.

Обычно, используется два типа расцепителя: электромагнитный расцепитель короткого замыкания (моментального действия) и расцепитель перегрузки (тепловой расцепитель), скорость срабатывания которого зависит от величины превышения номинального тока.

Расцепитель – это функциональный элемент автоматического выключателя, отключающее устройство, приводящее в движение его контакты.
О конструкции модульного автоматического выключателя читайте в статье.

Обычно, используется два типа расцепителя: электромагнитный расцепитель короткого замыкания (моментального действия) и расцепитель перегрузки (тепловой расцепитель), скорость срабатывания которого зависит от величины превышения номинального тока.

Тепловой расцепитель всегда срабатывает с определенной выдержкой времени, которая обратно пропорциональна величине превышения номинального тока (см. рис. 2). Выдержка времени позволяет избежать нежелательных ложных срабатываний при подключении или отключении нагрузки (т.е. при переходных процессах), или при кратковременном подключении мощной нагрузки. Так, при подключении к сети импульсных блоков питания или включении электродвигателей происходит резкое увеличение тока, который превышает номинальный, что нормально и не имеет отрицательного влияния на электрическую линию, поэтому автомат не должен отключаться при кратковременных скачках тока.

С электромагнитным расцепителем все просто, он должен за доли секунды разомкнуть контакты при коротком замыкании.

Комбинация электромагнитного и теплового расцепителей задают время срабатывания автоматического выключателя в зависимости от величины превышения тока относительно номинала. Эта время-токовая зависимость определяет один из важнейших параметров автоматического выключателя – характеристику отключения (кривую срабатывания). Наиболее распространены характеристики отключения B, C и D. Наибольшая выдержка времени у характеристики D, автоматы с такой характеристикой применяются для защиты линий, к которым подключены электротвигатели и другая сильно-индуктивная нагрузка.

Рисунок 2. Графики кривых срабатывания модульных автоматических выключателей

Рассмотрим график кривой типа B. Автомат с характеристикой отключения B при превышении тока на 13% от номинала сработает больше, чем через 20 минут, а при превышении на 50% сработает примерно через 20 секунд. Работа электромагнитного расцепителя показана на графике зеленым цветом – за 0,1 сек. Он отключит автомат при токе большем от номинального в 3 – 5 раз.

Пример: автомат с номиналом 16 А и характеристикой отключения B может спокойно проработать 20 минут, не отключая нагрузку, если ток в линии будет 18 А; при 24 А срабатывание произойдет через 20 секунд, а при 40 А – через 1 секунду. Электромагнитный расцепитель разомкнет контакты при токе от 48 А до 80 А.

Рассмотрим график кривой типа C. Автомат с характеристикой отключения C гарантировано начинает срабатывать только при превышении тока на 45% от номинала, так при превышении на 50% он сработает примерно через 20 минут или даже больше, а при превышении в 2,5 раза сработает примерно через 75 секунд. Работа электромагнитного расцепителя показана на графике голубым цветом – за 0,1 сек. он отключит автомат при токе большем от номинального в 5 – 10 раз.

Пример: автомат с номиналом 16 А и характеристикой отключения C при токе 23 А может не отключиться и через 20 минут; при 40 А срабатывание произойдет примерно через 75 секунд. Электромагнитный расцепитель разомкнет контакты при токе от 80 А до 160 А.

Расцепитель автоматического выключателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Электрическую цепь от возникающих при перегрузке и коротком замыкании сверхтоков защищает автоматический выключатель: при возникновении аварийного режима встроенный в него расцепитель реагирует на превышение номинального тока и приводит в действие механизм взвода-расцепления, в результате срабатывания которого отключается питание цепи.

За номинальный ток расцепителя автоматического выключателя принимается бесконечно долго протекающий в защищаемой цепи ток, не вызывающий срабатывание расцепителя при температуре 30° С.

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя

Электромагнитный расцепитель – это катушка индуктивности (соленоид) с подвижным сердечником: при многократном мгновенном возрастании проходящего по обмотке катушки тока образуется мощное магнитное поле, под воздействием которого сердечник перемещается внутри катушки и нажимает на рычаг механизма взвода-расцепления, выключая аварийный участок цепи.

Минимальный ток отключения автоматического выключателя определяет тип мгновенного расцепления, зависящий от чувствительности электромагнитного расцепителя (ток мгновенного расцепления кратен номинальному току):

  • от 3 до 5 In – тип В;
  • от 5 до 10 In – тип С;
  • от 10 до 20 In –тип D;
  • от 2 до 4 In – тип Z;
  • от 10 до 14 In – тип K.
Читать еще:  Выключатель 5 клавишный паз

Представленные на графике кривые наглядно показывают пределы токов мгновенного отключения для типа B, C, D и время срабатывания расцепителей, зависящее от величины превышения фактического тока над номинальным.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, один конец которой закреплен в токопроводящем кронштейне, к другому концу присоединен гибкий медный проводник. При прохождении тока полосы металла с разным линейным коэффициентом теплового расширения неравномерно нагреваются, вызывая изгибание пластины. При воздействии тока, превышающего номинальный в 1,13–1,45 раз, незакрепленный конец биметаллической пластины изгибается достаточно сильно, чтобы достичь рычага механизма взвода-расцепления и вызвать срабатывание выключателя.

Нагрев биметаллической пластины происходит не мгновенно – тепловой расцепитель автоматического выключателя срабатывает с некоторой задержкой.

Чаще всего в автоматических выключателях используются два вида расцепителей. Наличие двух видов расцепления обозначается буквенно-числовой маркировкой (В16 или С32), нанесенной на автоматические выключатели, характеристики срабатывания расцепителя разного типа определяют времятоковую характеристику:

  • латинская буква – тип электромагнитного расцепителя по току мгновенного расцепления;
  • цифра – номинальный ток, при превышении которого сработает тепловой.

Электронный расцепитель автоматического выключателя

Принцип действия электронного расцепителя основан на обработке информации от датчиков (в сети переменного тока – измерительные трансформаторы тока, в сети постоянного тока – магнитные усилители) электронной частью (аналоговой или цифровой схемами). Если параметры контролируемой сети отличаются от заданных, на отключающую катушку расцепителя подается сигнал, активирующий срабатывание механизма расцепления.

Электронный расцепитель позволяет регулировать параметры автоматического выключателя в процессе эксплуатации в соответствии с требованиями защищаемой цепи.

Регулировка автоматических выключателей с тепловым и электромагнитным расцепителями, которые настраиваются на определенную величину тока срабатывания (уставку) на заводе-изготовителе, потребителями не производится.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя

Частью конструкции автоматического выключателя (автомата) является тепловой расцепитель. Дело в том, что внутри автоматического выключателя реализовано сразу два пути защиты от токовой перегрузки:

электромагнитный расцепитель, размыкающий цепь при превышении номинального тока в разы (при коротком замыкании) ;

тепловой расцепитель, срабатывающий при меньших токах перегрузки, но обладающий, однако, меньшим быстродействием чем его электромагнитный соратник.

Разумеется, при прохождении по проводке тока немного большего, чем ее расчетный ток, проводка не перегорит, поэтому быстродействия теплового расцепителя обычно достаточно.

Кинематическая схема автоматического выключателя:

1 – тепловой расцепитель; 2 – электромагнитный расцепитель; 3 – минимальный расцепитель; 4 – независимый расцепитель; 5 – электромагнитный привод; 6 – рукоятка управления; 7 – пружина, ускоряющая отключение; 8, 9, 10 – механизм свободного расцепления; 11 – подвижный контакт; 12 – неподвижный контакт; 13 – контактная пружина.

Расцепители – устройства, обеспечивающие автоматическое размыкание контактов посредством воздействия на механизм свободного расцепления в аварийном режиме работы цепи или служащие для дистанционного отключения выключателя.

Устройство автоматического выключателя:

Время-токовая характеристика — зависимость времени срабатывания аппарата защиты (времени плавкой перегорания вставки предохранителя) от значения тока, протекающего через его измерительный элемент (плавкую вставку предохранителя), нагревательный элемент электротеплового реле. Иногда можно встретить другие названия время-токовой характеристики — ампер-секундная характеристика или просто — защитная характеристика.

Время-токовая характеристика – это основная характеристика автоматического выключателя отражающая зависимость времени срабатывания автоматического выключателя при возникновении аварийного режима от величины тока цепи. Она имеет вид гиперболы, поэтому чем больше протекающий через аппарат защиты ток, тем меньше время его срабатывания. Однако данное время не может быть меньше собственного времени срабатывания.

В зависимости от типа установленных в автоматическом выключателе расцепителей, он может иметь такие времятоковые характеристики, как:

зависимая от тока характеристика времени срабатывания. Такую характеристику имеет тепловой расцепитель. Она характеризуется током срабатывания при перегрузке, а время срабатывания зависит от величины тока.

независимая от тока характеристика времени срабатывания. Такую характеристику имеет электромагнитный расцепитель. Она характеризуется током срабатывания отсечки. Срабатывание может быть мгновенным или с выдержкой времени;

ограниченно зависимая от тока (двухступенчатая) характеристика времени срабатывания. Такую характеристику имеет комбинированный расцепитель (тепловой и электромагнитный).

Время-токовая характеристика, для упрощения, может изображаться одной линией, проходящей в середине оны срабатывания.

Тепловой расцепитель построен на основе биметаллической пластины, которая разогревается от проходящего через нее тока, при этом постепенно изгибается, если ток становится все выше и выше относительно номинального для данного автомата (типового, который значится в маркировке), что в конце концов приводит к размыканию защищаемой этим автоматом цепи. Когда пластина изгибается, усилие ее изгиба передается на тягу, которая в свою очередь давит на курок механизма расцепления.

Читать еще:  Распечатать схему подключения проходного выключателя

Минимальный ток срабатывания для конкретного теплового расцепителя составляет 1,45 его номинального тока (уставки), а время срабатывания зависит от время-токовой характеристики рассматриваемого автомата, и в зависимости от величины тока перегрузки и от начальной температуры биметаллической пластины, — может составлять от нескольких секунд до часа и даже двух в зависимости от типа автомата.

Устройство теплового расцепителя автоматического выключателя:

Работа теплового расцепителя:

Холодный автомат при токе в 2,55 раза больше номинального разомкнет цепь максимум через одну минуту, а в горячем состоянии — через несколько секунд (это справедливо для автоматов номиналом до 32А). Поэтому выбирая автомат для своего щитка необходимо понимать, что номинальный ток автомата — это не ток его срабатывания.

Предельно допустимый ток для проводки, при котором должно происходить отключение автомата, желательно сопоставлять с время-токовой характеристикой выбираемого автомата, ориентируясь на его тип (B, C, D).

Биметаллическая пластина автоматического выключателя представляет собой две плотно прижатые друг к другу, но не сплавленные, металлические полосы, изготовленные из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. Две полосы скреплены друг с другом с одного конца пайкой или сваркой. Другие их концы закреплены в корпусе выключателя неподвижно.

Когда автоматический выключатель установлен в цепь, биметаллическая пластина оказывается включена в эту цепь последовательно с нагрузкой. В результате её нагревания проходящим электрическим током, пластина изгибается в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. В случае перегрузки изгиб пластины обеспечивает отключение автоматического выключателя путем активации механизма разъединения.

Обозначение теплового расцепителя на корпусе выключателя Hager:

Когда автоматический выключатель только пребывает на стадии изготовления, ток срабатывания теплового расцепителя настраивается при помощи специального регулировочного (юстировочного) винта, который скрыт внутри автомата и находится возле одной из его клемм.

Как только автомат сработал, его биметаллическая пластина начинает остывать и выпрямляться, так что через некоторое время автомат снова готов к полноценной работе, стоит только заново взвести его рычаг. Подобными способностями плавкий предохранитель не похвастается.

Расцепитель автоматического выключателя

Автоматический выключатель устанавливается в электрических цепях. Он спасает бытовые приборы от скачков напряжения, перегрузок сети и коротких замыканий. Отключает подачу напряжения расцепитель автоматического выключателя, которым сейчас оборудован каждый автомат. Роль этого приспособления очень велика, поэтому используется оно повсеместно – от простых щитков многоквартирных домов до электрощитового оборудования, обеспечивающего функционирование крупных заводов.

Из-за чего срабатывает расцепляющий элемент независимого типа

Срабатывает автоматический выключатель с независимым расцепителем обычно при неисправности автомата, например, если не фиксируется переключатель. Также срабатывание происходит при резком превышении предела нагрузки силы тока, на которую рассчитан кабель, при резком снижении или увеличении напряжения и коротких замыканиях, порождающих сверхтоки. Расщепляющий элемент срабатывает и при утечке тока в корпус подключенного к сети прибора или на «землю» при его неисправности.

Независимый расцепитель для автоматических выключателей

Элементы, обеспечивающие дополнительную защиту электрической цепи — это независимые расцепители. Именно благодаря им происходит самостоятельное выключение автоматов или нагрузочных выключателей.

Наибольшее распространение они получили при создании вентиляционных шахт, обеспечивая выключение вентиляционной системы при задымлении или пожаре. Они подключаются к автоматам в щитах, обеспечивающих функционирование вентиляции. При возникновении внештатной ситуации устройства централизованно блокируют поступление электропитания на распределительные щиты вентиляции, предотвращая распространение задымления и угарного газа по этажам здания.

Общее устройство расцепителя и схема его подключения

Любой расцепитель — это приспособление для отключения защитного аппарата цепи. Используются же расцепители в основе всех автоматических выключателей.

При поступлении импульса на конструкцию автомата рычаг давит на механизм, обеспечивающий выключение автоматического защитного устройства и тем самым прерывает подачу электричества, предохраняя линии от выгорания.

Стандартная схема подключения расцепителя проста — его подсоединяют к вводному автомату, чтобы при возникновении внештатной ситуации имелась возможность моментально обесточить щиток полностью и предохранить питаемые им устройства от выгорания.

Расцепители, их типы и назначения

В автоматическом выключателе устанавливаются разные типы расцепителей. Обычно используют электромагнитный и тепловой. Еще применяются автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, отличающиеся повышенной надежностью и долговечностью.

Читать еще:  Силовые выключатели для лебедки

Тепловой расцепитель хорошо справляется с перегрузами энергосети, электромагнитный – моментально реагирует на сверхтоки, а комбинированный расцепитель объединяет в себе оба свойства, но все выполняют одну функцию – аварийное отключение напряжения в системе.

Также существуют расцепители минимального напряжения, принцип работы которых основан на отключении автомата при понижении тока ниже нормы.

Тепловой расцепитель автоматического защитного выключателя

Главным элементом данного расцепителя является пластинка, сплавленная из нескольких металлов с разным термическим расширением.

При нагреве пластины металлы, из которых она сплавлена, расширяются с различной скоростью. Это ведет к деформации пластинки, и если ток не выравнивается после определенного времени, пластина искривляется настолько серьезно, что касается контактов, разрывая цепь и прекращая подачу электричества.

Самая частая причина нагрева – высокая нагрузка на линию, защищаемую выключателем, например, одновременное подключение микроволновки, кофемашины, чайника и холодильника в одну цепь.

Огромный минус теплового расцепителя в том, что он срабатывает не мгновенно, так как требуется время на нагрев пластинки. Из-за этого он не спасет от сверхтока, однако хорошо справляется с перегрузом сети.

Автоматы с электромагнитным расцепителем

Чтобы оперативно отключить сразу несколько линий при образовании короткого замыкания, применяется электромагнитный расцепитель, представляющий собой индукционную катушку. Внутри этой катушки находится сердечник. При работе системы в стандартном режиме, ток в катушке не создает сильного магнитного поля и никак не влияет на положение сердечника. Но когда происходит короткое замыкание, сила тока многократно возрастает за миллисекунды, и под влиянием увеличившейся силы магнитного поля сердечник моментально двигается в сторону, оказывая давление на механизм выключения автомата.

Сила тока при замыкании возрастает мгновенно, что ведет к такому же моментальному срабатыванию приспособления. Быстрое отключение энергосети дает возможность избежать тяжелых повреждений от сверхтоков.

Проверка работоспособности расцепителя

Тестирование расцепителей всех трех типов проводится с помощью воздействия первичного тока от независимого источника, как при установке автомата, так и регулярно на всем сроке его эксплуатации. Выключатели проверяются в одно и то же время с другим защитным оборудованием.

Основным параметром при проверке является соответствие заявленных параметров механизма с его техническими показателями в момент испытания. Первое, что проверяют при оценке работоспособности, — время, прошедшее от начала подачи критической нагрузки на автомат до расцепления цепи. Параметры нормального временного диапазона указываются производителем в приложенных к устройству технических документах. В случае несоответствия нормам выключатели заменяются на новые.

Такие проверки необходимы, для того чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу устройства, и пренебрежение ими может стать фатальным.

Как проверить работоспособность и исправность расцепителя

Тестирование расцепителя должен проводить только опытный специалист с применением специального оборудования. Не стоит ее делать в домашних условиях – это может быть опасно. При неверной оценке работоспособности расцепителя существует риск замыкания, которое может обернуться пожаром.

  1. При проверке для начала осматривается корпус устройства. На нем не должно быть дефектов, таких как сколы, трещины, вмятины и так далее.
  2. Затем проверяют исправность рычажка — он должен свободно ходить и фиксироваться во всех положениях. Для этого делают несколько щелчков выключателем.
  3. Только после тщательной визуальной оценки механизм нагружают, искусственно создавая с помощью специального прибора условия, при которых выключатель должен сработать, и засекают время его срабатывания независимого расцепителя.
  4. После этого точно такую же процедуру производят с прибором после снятия с него корпуса.

Главным критерием при тестировании работоспособности расцепителя является время от нагрузки автомата до отключения. Оно не должно превышать значение, указанное производителем.

При выборе автомата нужно обязательно обратить внимание на вид расцепителя, который в нем установлен. Хоть они и выполняют одну функцию, им требуется разное время на ее выполнение.

Чтобы быстро и безошибочно выбрать выключатель для дома необходимо:

  1. Покупать автомат с комбинированным расцепителем.
  2. Убедиться, что номинальный ток расцепителя был равен напряжению в сети.
  3. Сопротивление автомата должно быть равно сопротивлению, на которое рассчитана сеть.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector