Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Защита от короткого замыкания

Предохранители – самые простые устройства защиты. Раньше для ликвидации аварийных режимов в бытовых электропроводках применяли только их. В некоторых устройствах предохранители применяются и по сей день. Причина – они обладают высоким быстродействием и незаменимы для защиты полупроводниковых устройств.

После срабатывания предохранитель либо заменяется на новый, либо внутри него меняется плавкая вставка. Вставки для одного и того же корпуса предохранителя выпускаются на разные номиналы токов. Но необходимость держать на объекте или в квартире запас плавких вставок для оперативной замены является недостатком предохранителей.

Самым распространенным предохранителем в советское время была «пробка».

Предохранитель - "пробка"Предохранитель — «пробка»

На смену им пришли автоматические пробки типа ПАР, выпускавшиеся на токи 10, 16 и 25 А. Они вворачивались на место пробок, были многоразового использования и имели два защитных элемента, называемых расцепителями. Один защищал от коротких замыканий и срабатывал мгновенно, второй – от перегрузок и срабатывал с выдержкой времени.

ПАР-10ПАР-10

Такие же расцепители имеют и все автоматические выключатели, пришедшие на смену предохранителям. Мгновенный расцепитель называют электромагнитным, потому что в основу его работу положен принцип втягивания штока катушки при превышении номинального тока. Шток ударяет по защелке и пружина размыкает контактную систему выключателя.

Расцепитель, действующий с выдержкой по времени называют тепловым. Работает он по принципу терморегулятора в утюге или электронагревателе. Биметаллическая пластина при прохождении по ней тока нагревается и медленно изгибается в сторону. Чем больше ток через нее, тем быстрее происходит изгиб. Затем она действует на ту же защелку, и автомат отключается. Если воздействие тока прекратилось, пластина остывает, возвращается в исходное положение, и отключения не происходит.

В старых электрощитах еще сохранились автоматические выключатели в карболитовом корпусе типов А-63, А3161, или более современные АЕ1030. Но все они уже не удовлетворяют современным требованиям.

Автоматический выключатель А-63Автоматический выключатель А-63 автоматические выключатели серии А3161автоматические выключатели серии А3161 Автоматический выключатель АЕ 1031Автоматический выключатель АЕ 1031

Они изношены, и их механическая часть либо заржавела, либо утратила быстродействие. И не в каждом из них есть мгновенная защита от короткого замыкания. В некоторых аппаратах устанавливался только тепловой расцепитель. Да и скорость срабатывания электромагнитного расцепителя у автоматов этих серий ниже, чем у модульных.

Поэтому такие защитные устройства нужно менять на современные, пока они своим бездействием не натворили дел.

Читайте так же:
Схема работы вакуумного выключателя

Принцип действия

автоматический выключатель однофазной сети

Несмотря на внешний простой вид, автоматический выключатель однофазной сети является сложным устройством. Оно может быть электронным, но наиболее распространена классическая электромеханическая конструкция.

Клемма входа всегда находится сверху прибора. Она соединена с неподвижным контактом. Нижняя выходная клемма связана с верхней через подвижный контакт и тепловой расцепитель в виде биметаллической пластины. К ним подключено также электромагнитное отключающее устройство.

Подвижный контакт фиксируется пружиной в двух устойчивых положениях — во включенном и отключенном состояниях. Автомат устанавливается в рабочее состояние только вручную через рычаг. Отключение производится автоматически. Аппаратом также можно пользоваться как выключателем.

В нормальном режиме электрический ток поступает через замкнутую контактную группу автомата. При превышении номинала цепь перегружается. Если это происходит долго, биметаллическая пластина постепенно нагревается и изгибается, толкая рычаг механизма расцепления. Автомат при этом срабатывает, контакты размыкаются и цепь разрывается.

Если происходит короткое замыкание, срабатывает электромагнитный механизм расцепления, мгновенно отключая питание. При этом между контактами возникает искровой разряд, образующий электрическую дугу, которая гасится между пластинами в специальной камере.

Со временем контакты начинают подгорать. Автомат предназначен преимущественно для защиты проводки и часто применять его в качестве выключателя не рекомендуется. Для коммутации применяются рубильники.

Как работает диф автомат

В диф автомате, как и в устройстве защитного отключения, в качестве датчика утечки тока применяется специальный трансформатор. Работа этого трансформатора основана на изменении дифференциального тока в проводниках, подающих электрическую энергию на электроустановку, на которой обеспечивается защита.

Ток утечки отсутствует, если нет повреждений изоляции электропроводки или к токоведущим частям установки никто не прикасается. В этом случае в нулевом и фазном проводе нагрузки будут протекать равные токи.

принцип работы дифференциального автомата

Этими токами в магнитном сердечнике трансформатора тока наводятся встречно направленные равные магнитные потоки. В результате этого ток вторичной обмотки равен нулю и чувствительный элемент – магнитоэлектрическая защелка не срабатывает.

В случае возникновения утечки, к примеру, если человек случайно прикоснется к фазному проводнику или при нарушении изоляционных свойств диэлектрика, происходит нарушение баланса тока и магнитных потоков.

работа диф автомата при возникновении утечки

Во вторичной обмотке возникает электрический ток, который приводит в действие магнитоэлектрическую защелку. Сработавшая защелка воздействует на механизм, расцепляющий автомат и контактную систему.

Где применяются диф автоматы

Дифференциальный автомат может с успехом применяться в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Эти устройства способствуют значительному повышению уровня безопасности в процессе постоянной эксплуатации различных электроприборов.

Читайте так же:
Устройство привода масляного выключателя

четырех полюсный дифференциальный автомат

Кроме этого, дифференциальные автоматические выключатели способствуют предотвращению пожаров, вызванных возгоранием изоляции токоведущих частей некоторых электрических приборов.

От каких явлений в электросети спасает защитное оборудование?

Прежде чем переходить к разбору двух модификаций защитных устройств, нужно определить, от каких именно происшествий оно может спасти. К таким происшествиям относятся:

  • перегрузка электросети – возникает, когда мощность подключенных электроприборов превышает пропускную способность проводов, в результате перегрузки цепи перегреваются провода, повреждается изоляция и возникает риск возгорания;
  • короткое замыкание – при контакте инородных предметов из металла с цепью сопротивление электронагрузки падает до минимума;
  • токи утечки – появляются при повреждении изолирующей оболочки проводов.

Таким образом, элементы защиты способны защитить цепь от наиболее опасных явлений.

Отличительные особенности

Чтобы более четко выявить отличия таких устройств, разделим их на несколько групп.

Отличия по внешним признакам

Автоматические выключатели по размерам несколько превосходят дифференциальные автоматы, так как изготавливаются в разных корпусах. Из-за этой особенности их приходится монтировать отдельно. С дифавтоматами такая необходимость отсутствует, так как они устанавливаются одним модулем. Благодаря более компактным габаритам дифавтомат может устанавливаться на Din-рейку. На лицевой стороне корпуса изделия пропечатывается основная информация, которая тоже дает понять, какой тип устройства перед вами находится.

Отличия в назначении приборов

Функциональность приборов – гораздо более важный отличительный признак, так как от него напрямую зависит уровень защищенности цепи. Автоматический выключатель в этом смысле – более простое устройство, так как он способен защитить электрическую сеть только от короткого замыкания и токов утечек. Ограниченная функциональность объясняется конструкцией, в состав которой входит электромагнитная катушка и тепловой расцепитель. Существует несколько модификаций такого оборудования, однако их возможности не имеют принципиальных отличий.

Для обеспечения максимального эффекта целесообразнее использовать диффавтомат, поскольку он обеспечивает защиту цепи от любых типов неисправностей. В нем используется как тепловой, так и электромагнитный расцепитель, что гарантирует надежную защиту от превышения максимально допустимой температуры проводов и коротких замыканий. Таким образом, дифавтоматы объединяют в себе возможности автоматических выключателей и УЗО.

Еще одним отличительным признаком двух приборов является стоимость: дифференциальные автоматы обойдутся дороже автоматических выключателей, но в итоге такое оборудование способно обеспечить большую экономию. За счет использования дифавтомата уменьшается вероятность поломок на электросети, а значит, и расходов, связанных с их устранением. Кроме того, экономичность дифавтомата обеспечивается более простой установкой оборудования. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо учитывать нагрузки на сеть, тип объекта и наиболее вероятные неисправности электросети.

Читайте так же:
Привод выключателя магнитная защелка принцип работы

Принцип действия автоматического выключателя

Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.

Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.

Прохождение тока через автоматический включатель

Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.

Особенности работы теплового расцепителя

При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.

Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.

Биметаллическая пластина и магнитный расцепитель

Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.

Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.

Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.

Читайте так же:
Технические требования фск выключатель

Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.

Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.

Перегруженные розетки

Нюансы электромагнитной защиты

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.

Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Дугогасительная камера

Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.

Дугогасительная камера

При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.

Дифференциальный автомат УЗО это защита от тока

Дифференциальный автомат — это устройство, которое совмещает в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока, то есть обычный автоматический выключатель. Оно удобно при обслуживании и значительно сокращает время монтажа. Дифференциальные автоматы УЗО различаются по регуляции номинального порогового тока, задержке времени и т. д.

Многие автоматы дифференциального тока имеют специальную индикацию, которая при срабатывании показывает, от чего именно (короткого замыкания или утечки) произошел разрыв цепи. АД отличается от УЗО только маркировкой. Продукция российского производства имеет надпись «АД» и числовые значения после.

Автоматический выключатель ВА 69-35, ВА 69-37, ВА 69-39

Автоматический выключатель ВА 69-35, ВА 69-37, ВА 69-3922 августа 2014

Читайте так же:
Подключение одноклавишного выключателя с тремя контактами

Назначение и область применения автоматического
выключателя ВА 69:

Автоматический выключатель можно разделить на несколько категорий:

  • установочный автоматический выключатель, который имеет защитный изоляционный (пластмассовый) корпус и может устанавливаться в общедоступных местах;
  • универсальные автоматические выключатели — не имеют такого корпуса и предназначены для установки в распределительных устройствах;
  • быстродействующий выключатель автоматический (собственное время срабатывания не превышает 5 мс);
  • не быстродействующие выключатели (от 10 до 100 мс);

Для справки:

Особенности автоматических выключателей ВА

Выключатель автоматический универсален и способен одновременно выполнять функции защиты и управления: защита кабеля, провода, электрическую сеть и потребителя от перегрузки и короткого замыкания (сверхтоков короткого замыкания), а также обеспечивает нормальный режим протекания электротока в цепи и осуществляет управление участками электроцепей.
Бывают выключатели однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные.

Выключатели автоматические производства TEXENERGO изготовлены в соответствии с IEC 60947-2 (ГОСТ Р 50030.2). Область применения: защита распределительных сетей, защита электродвигателей.

Структура условного обозначения автоматического выключателя ВА 69

ВА-69ХХ
123

1. Обозначение серии автоматического выключателя.

2. Цифра обозначения числа полюсов:
2 — два полюса (2Р)
3 — три полюса (3Р)
4 — четыре полюса (4Р)

3. Цифра обозначения номинального тока:
5 — 250 А
7 — 400 А
9 — 630 А

Характеристики автоматического выключателя ВА 69

Номинальный режим работы независимого расцепителя – кратковременный.

Электрические характеристики расцепителя минимального напряжения
Номинальное напряжение переменного тока частотой 50Гц: 230В
Отключение автоматического выключателя происходит при напряжении на выводах его катушки (0,35 – 0,7) Ue.
Включение автоматического выключателя возможно только при напряжении на выводах его катушки 0,85 Ue и выше.

Электрические характеристики вспомогательных контактов
Условный тепловой ток: 6 А
Минимальная нагрузка при 24В: 100мА
Рабочий ток при АС-12 и напряжении 24 – 690В: 6 А

Электрический привод дистанционного управления (мотор-редуктор)
Номинальное напряжение переменного тока частотой 50Гц : 230В, 400В
Допустимые отклонения напряжения: (0,85-1,1) Ue.

Номинальный режим работы выключателей – продолжительный.

Выключатель выполняет функцию разъединения.

Кнопка «Push of trip» обеспечивает проверку механизма отключения выключателя.

Степень защиты от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с токоведущими частями по ГОСТ 14254-96:
IP 20 – оболочки выключателей;
IP 00 – зажимов для присоединения внешних проводников.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector