Автоматический выключатель

Автоматические выключатели служат для проведения, включения и автоматического размыкания электрических цепей при аномальных явлениях (например при токах перегрузки, КЗ, недопустимых снижения напряжения), а также для нечастого включения цепей вручную.

Защиту от токов коротких замыканий выполняет электромагнитный расцепитель. Срабатывание электромагнитного расцепителя обеспечивает электромагнит, якорь которого при срабатывании давит на расцепитель, обеспечивая отключение автомата. Электромагнитный расцепитель имеет свой ток отключения при КЗ (уставка КЗ). Этот ток выражается в амперах, или чаще, — в кратности к номинальному току.

Время срабатывания электромагнитного расцепителя при токе КЗ мгновенное (собственное время срабатывания расцепителя — сотые доли секунды).

Электродинамический расцепитель используется для защиты от коротких замыканий в автоматах с большими номинальными токами. Срабатывание обеспечивается электродинамическими силами, размыкающими силовые контакты.

Защиту от токов перегрузок выполняет тепловой расцепитель. Основа теплового расцепителя — биметаллическая (в последнее время триметаллическая) пластина, которая при нагреве изменяет свою форму, и этим обеспечивает срабатывание расцепителя. Тепловой расцепитель не имеет постоянного времени отключения автомата, его время срабатывания зависит от величины тока перегрузки.

Полупроводниковый расцепитель осуществляет защиту от токов коротких замыканий и перегрузок в цепи. В отличие от электромагнитного и теплового расцепителей полупроводниковый расцепитель допускает ступенчатый выбор параметров:

• номинального тока расцепителя;
• уставки по току срабатывания в зоне токов короткого замыкания;
• уставки по времени срабатывания в зоне токов перегрузки;
• уставки по времени срабатывания в зоне токов короткого замыкания;
• уставки по току срабатываний при однофазном коротком замыкании.

Для расцепителя в зоне токов перегрузки сигнал на срабатывание выдается с обратно зависимой от тока выдержкой времени (чем больше ток, тем меньше выдержка времени на отключение). Для расцепителя в зоне токов короткого замыкания, при значениях тока меньше предельного тока селективности, сигнал на срабатывание выдается с выдержкой времени. При значениях тока больше предельных токов селективности сигнал на отключение подаётся мгновенно. Также сигнал на отключение подается мгновенно, при не установленной выдержке времени. Автоматы на основе таких расцепителей получают сигнал от измерительного устройства и формируют соответствующую защитную характеристику, выдающую сигнал через промежуточное реле на независимый расцепитель.

Отключающая способность

Её синонимы: номинальная наибольшая отключающая способность Icn, номинальная рабочая наибольшая отключающая способность Ics, номинальная предельная наибольшая отключающая способность Icu. Является основным параметром для выбора и замены автоматического выключателя.

Для бытового применения (ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898)) автомат должен обладать номинальной наибольшей отключающей способностью Icn, перекрывающей максимальный ток КЗ в данной цепи.

Для промышленного применения, имеющего доступ обученного персонала (ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947.2), ГОСТ 9098-78, автомат должен обладать номинальной предельной наибольшей отключающей способностью Icu, перекрывающей максимальный ток КЗ в данной цепи. Автоматический выключатель, работавший при токе равном Icu в соответствии с установленным циклом, не обязан длительно проводить ток.

Категория применения

По ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК60947.2) выключатели с категорией А не предназначены, а с категорией В предназначены для обеспечения селективности при КЗ. Выключатели категории В имеют номинальный кратковременно выдерживаемый ток Icw, и время прохождения этого тока (обычно 0.25, 0.5 или 1с).

Если категория не оговаривается, имеется в виду категория А.

Токоограничение

Выключатель с токоограничением не позволяет току КЗ принять его максимальное значение и быстрее производит отключение. Класс токоограничения -2 ограничивает по времени КЗ в пределах ½ полу периода, класс -3 ограничивает КЗ в пределах 1/3 полу периода. Если автомат с токоограничением, но не указан класс, предоставляется интегральная характеристика I²t.

Выключатели изготавливаются со следующими дополнительными сборочными единицами (только те марки, для которых это предусмотрено):

• свободными контактами (СК), (определяют положение автомата (вкл / выкл.);
• вспомогательными контактами сигнализации автоматического отключения (ВСК), (сигнализируют срабатывание защиты автомата);
• электромагнитным приводом (ЭП);
• независимым расцепителем (НР), (обеспечивает отключение выключателя при подаче на катушку независимого расцепителя напряжения);
• нулевым расцепителем (РНН), (обеспечивает отключение выключателя без выдержки времени при напряжении на выводах его катушки ниже 0.1-0.35 номинального (в зависимости от марки автомата) и препятствует включению выключателя при напряжениях на выводах катушки 0.1 номинального и ниже);
• минимальным расцепителем (РМН), (обеспечивает отключение выключателя без выдержки времени при напряжении на выводах его катушки ниже 0.35-0.7 номинального (в зависимости от марки автомата) и препятствует включению выключателя при напряжениях на выводах катушки 0.35 номинального и ниже).
• дополнительным кожухом (для увеличения степени защиты автомата от окружающей среды);
• блокировкой положения «включено» и «отключено» замком.

По способу присоединения автоматы делятся на стационарные и выдвижные. Стационарные автоматы по способу монтажа могут быть как переднего присоединения, так и заднего. Переднее присоединение бывает как с креплением на din-рейке, так и с креплением винтами или болтами.

Буквенные характеристики расцепителей модульных выключателей

В — применяется для осветительных сетей.
С — применяется для осветительных сетей с удаленным потребителем.
D — обеспечивают защиту установок с высокими значениями пусковых токов (двигатели, иногда лампы с пуско-ругулируещем устройством, трансформаторы).

Испытание расцепителей автоматических выключателей

Собирается схема проверок срабатывания расцепителей автоматических выключателей (АВ) согласно руководству по эксплуатации испытательного оборудования (нагрузочного устройства). Устанавливается испытательный ток соответствующий уставке тока данного типа расцепителей АВ. Установившееся превышение температуры для контактов автомата при нагрузке всех полюсов номинальным током расцепителя и температуре окружающей среды 25 градусов С не должно превышать 80 градусов С. Электромагнитный расцепитель срабатывает без выдержки времени. Комбинированный расцепитель должен срабатывать с обратнозависимой от тока выдержкой времени при перегрузке и без выдержки времени при коротких замыканиях. Ток уставки расцепителей не регулируют. В каждом полюсе автомата смонтирован свой тепловой элемент, воздействующий на общий расцепитель автомата. Чтобы убедиться в правильности действия всех тепловых элементов, необходимо проверить каждый из них в отдельности. При одновременной проверке большого количества, автоматов испытание тепловых элементов по начальному току срабатывания нецелесообразно, т.к. на проверку каждого автомата затрачивается несколько часов. В связи с этим тепловые элементы рекомендуется проверять испытательным током, равным двух- и трехкратному номинальному току расцепителя при одновременной нагрузке испытательным током всех полюсов автоматов.

Если тепловой элемент не срабатывает, то автомат к эксплуатации не пригоден и дальнейшим испытаниям не подлежит. У всех тепловых элементов, должны быть проверены тепловые характеристики при одновременной нагрузке испытательным током всех полюсов автомата. Для этого все полюса автомата соединяют последовательно. При проверке электромагнитных расцепителей, не имеющих тепловых элементов, автомат включают вручную, присоединяя к одному из полюсов нагрузочное устройство. Устанавливается такая величина испытательного тока, при которой автомат отключится. После отключения автомата ток снижают до нуля и в указанном порядке проверяют электромагнитные элементы в остальных полюсах автомата.

Время срабатывания автомата определяется по шкале секундомера. Время — токовые характеристики срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны соответствовать калибровкам и паспортным данным завода изготовителя. Проверка срабатывания электромагнитных и тепловых расцепителей АВ в объеме 30%, из них 15% наиболее удаленных от ВРУ квартир. При несрабатывании 10% проверяемых АВ, производится проверка срабатывания всех 100% АВ.