Ufass.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой расцепитель автоматического выключателя

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.

Автоматические выключатели

Кинематическая схема автоматического выключателя:

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:

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.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

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.

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:

Устройство теплового расцепителя автоматического выключателя

Работа теплового расцепителя:

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:

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.

Методическая разработка открытого занятия «Автоматические выключатели»

Функциональное назначение электромагнитного расцепителя — обеспечение практически мгновенного срабатывания автоматического выключателя при возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания.

Конструкция электромагнитного расцепителя представляет собой соленоид с подпружиненным сердечником, который связан с подвижным силовым контактом.

Электрически катушка соленоида включена последовательно в цепочку, состоящую из силовых контактов и теплового расцепителя. При включенном автомате и номинальном значении тока, через катушку соленоида протекает ток, однако, величина магнитного потока мала для втягивания сердечника. Силовые контакты замкнуты и это обеспечивает нормальное функционирование защищаемой установки.

При коротком замыкании резкое увеличение тока в соленоиде приводит к пропорциональному увеличению магнитного потока, способного преодолеть действие пружины и переместить сердечник и связанный с ним подвижный контакт. Перемещение сердечника вызывает размыкание силовых контактов и обесточивание защищаемой линии.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты при превышении допустимого значения тока. Но он не реагирует на кратковременные броски тока.

Конструктивно тепловой расцепитель представляет консольно закрепленную в корпусе биметаллическую пластину, свободный конец которой через рычаг взаимодействует с механизмом расцепления.

Электрически биметаллическая пластина включена последовательно с катушкой электромагнитного расцепителя. При включенном автомате в последовательной цепочке протекает ток, нагревая биметаллическую пластину. Это приводит к перемещению ее свободного конца в непосредственную близость к рычагу механизма расцепления.

При достижении значений тока, указанных во временно-токовых характеристиках и по истечении определенного времени пластина нагреваясь изгибается, контактирует с рычагом. Последний через механизм расцепления размыкает силовые контакты — сеть оказывается защищенной от перегрузки.

Дугогасительная камера

Размыкание силовых контактов при протекании через них тока приводит к возникновению электрической дуги. Мощность дуги обычно пропорциональна току в коммутируемой цепи. Чем мощнее дуга, тем сильнее она разрушает силовые контакты, повреждает пластмассовые детали корпуса.

В устройстве автоматического выключателя дугогасительная камера ограничивает действие электрической дуги в локальном объеме. Она располагается в зоне силовых контактов и выполнена из покрытых медью параллельных пластин.

В камере дуга распадается на мелкие части, попадая на пластины, остывает и прекращает свое существование. Выделяющиеся при горении дуги газы выводятся через отверстия в дне камеры и корпусе автомата.

Устройство автоматического выключателя и конструкция дугогасительной камеры обуславливают подключение питания на верхние неподвижные силовые контакты.

hello_html_m15f966f9.jpg

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ АВ

Устройство и принцип работы автоматических выключателей

Главная

Автоматические выключатели предназначены для защиты разветвленной или линейной электрической цепи от перегрузок и короткого замыкания. Устанавливаются выключатели сразу же после счетчика электроэнергии. Если в цепи повысилась допустимая сила тока, то срабатывает тепловой или электромагнитный контур и подача тока прекращается. Устройство автоматического выключателя не предусматривает автоматического включения, только выключение. Возобновить подачу тока можно только вручную, после обнаружения и ликвидации причины неисправности.

Электрическая схема автоматического выключателя

Принципиальная схема автоматического выключателя очень простая — ток проходит по проводнику, который последовательно подключен к биметаллической пластине, индукционной катушке и расцепителю. Под термином «расцепитель» подразумевается контактное устройство с подвижной перемычкой. Под действием определенных усилий перемычка отодвигается от проводника, и ток прекращает поступать в цепь.

Типовое устройство электрического автоматического выключателя предполагает использование в качестве источника расцепляющего усилия биметаллическую пластину или электромагнит. В первом случае пластина реагирует на нагревание и изгибается. Изгиб происходит за счет того, что одна часть пластины сделана из металла с низким коэффициентом терморасширения, а другая — с высоким. Неравномерное увеличение длины приводит к деформации пластины, которая тянет за собой перемычку размыкателя и отключает ток.

Нагрев и деформация пластины происходит достаточно медленно. Это сделано преднамеренно, если в сети незначительно повысилась допустимая сила тока, то автомат среагирует не сразу. Возможно, в этот момент запустился двигатель холодильника или включился насос подпитки. Если перегрузка не превышает 3–5 номиналов на протяжении нескольких секунд, автомат не сработает. После отключения потребителей, ток возвращается к предыдущим параметрам, и сеть функционирует в заданном режиме. Но при длительной перегрузке автомат отключит подачу тока. Это может произойти, например, если в домашнюю сеть включается сварочный аппарат или мощный компрессор.

По-другому происходит, если возникает короткое замыкание. В этом случае биметаллическая пластина слишком медленная, чтобы справиться с нагрузкой. Выручает электромагнитная катушка. Сильное изменение силы тока порождает мощное электромагнитное поле вокруг катушки. Специальный стальной стержень, связанный с расцепителем, притягивается к сердечнику катушки и цепь размыкается. Время срабатывания электромагнита измеряется долями секунды.

Но возникает другая опасность — угроза появления электрической дуги, которая может попросту сжечь автоматический выключатель. Для защиты в схеме устройства автоматического выключателя предусмотрен узел гашения дуги. Он состоит из нескольких металлических пластин, которые рассекают дугу на мелкие потоки и поглощают часть тепла.

В описании устройство и принцип действия автоматического выключателя несколько упрощены, но процессы внутри АВ протекают именно в таком порядке. Типовой автоматический выключатель оснащен двумя контурами — электромагнитным и тепловым. Но есть и модели АВ, которые работают только по одной схеме защиты. Например, автоматы для электродвигателей не оснащаются тепловой защитой, только электромагнитной от КЗ. По уровню чувствительности автоматы подразделяются на несколько типов:

  • В — ток размыкания в диапазоне 3–5 номинала;
  • С — 5–10 от номинала;
  • D — 10–20 номинала.

Сам номинал конкретного АВ указан на корпусе после буквенного индекса, например, С16. Для бытового использования лучше всего подходят именно автоматы класса С.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Как включить двухкнопочный выключатель
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector