Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

Электроэнергия – это тепло, освещение, бытовая техника, электрооборудование на производствах и многое другое, что упрощает жизнь современного человека. И в то же время – это опасность. Возникла перегрузка в сети, короткое замыкание, утечка – и уже есть риск повреждения оборудования, поражения человека током и даже пожара. Чтобы снизить потенциальные риски, в электрическую цепь обязательно включаются защитные устройства. Одно из них – автоматический выключатель, или, как его еще называют, автомат. Что это такое, как работает, и какие его основные функции – рассмотрим подробней.

Назначение и сфера применения

Автоматический выключатель – это устройство, которое предназначено для коммутации (включения и отключения) электрической цепи и защиты ее при возникновении аварийных ситуаций. Он оперативно отключает участок цепи, в котором:

• Протекает ток, превышающий номинальный (например, если подключен слишком мощный прибор). В таком случае проводка может нагреваться, произойти расправление изоляции, корпуса розетки и даже возгорание.
• Произошло короткое замыкание.
• Возник перепад напряжения.

В прошлом эти функции выполняли плавкие предохранители в пробках. Преимущество современных автоматов в многократном использовании и стабильных характеристиках срабатывания.

Такие защитные устройства необходимы в любых сферах электроэнергетики – в быту (в квартирах и домах) и в промышленности (на предприятиях).

Автоматический выключатель не защитит человека при случайном прикосновении к оголенному проводу под напряжением. В этом случае не возникает тока перегрузки, от которого произойдет срабатывание. А защитить от поражения при контакте с токоведущими частями поможет другое оборудование – устройство защитного отключения (УЗО).

Конструкция и принцип работы

Существуют несколько конструкций автоматических выключателей, каждая из которых рассчитана на разную нагрузку и имеет свои особенности использования. Основные типы автоматов:

• Модульный – основной тип автоматов для применения в быту. Рассчитан на сравнительно небольшие токи, а название получил из-за стандартной ширины блока, кратной расстоянию в 1,75 см (в зависимости от количества полюсов). Устанавливается в распределительный щиток.
• Литой – заключен в литой корпус, рассчитан на ток до 1000 А, в основном применяется в промышленности.
• Воздушный – используются в промышленности, в электросетях с большими токами – до 6300 А.

Рассмотрим конструкцию наиболее распространенных автоматов – модульных. Они состоят из:

• Корпуса из диэлектрического материала, где предусмотрено крепление (защелка) для монтажа на DIN-рейку.
• Механизм управления с рукояткой или кнопкой.
• Тепловой и электромагнитный расцепитель. Тепловой размыкает контакты и цепь при нагреве биметаллической пластины от действия тока больше номинального значения. Электромагнитный – это катушка с сердечником и пружиной. Если произошло короткое замыкание, то ток быстро возрастает, в катушке появляется магнитное поле, которое перемещает сердечник, размыкая цепь.
• Контакты – подвижный и нет для коммутации цепи.
• Дугогасительная камера из ряда параллельных пластин, где гасится дуга, которая возникает при разрыве цепи от КЗ.

Технические характеристики

При выборе автоматического выключателя руководствуются требованиями «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ) и параметрами. Основные:

• Номинальный ток Iн – величина тока, при котором автомат не будет срабатывать.
• Класс срабатывания – автоматы типов B (для протяженных линий электропередач, сработает в диапазоне 3-5 Ipн), C (работает при 5-10 Ipн, для цепей освещения) и D (ток срабатывания 10-20 Ipн для трансформаторов и мощных двигателей).

Эти параметры указаны на корпусе. Например, С6 – это автомат с характеристикой срабатывания типа С, который рассчитан на ток 6 А. При подборе защитного устройства, учитывается сечение, материал проводки и общую мощность подключаемых приборов.

Другие параметры:

• Ток расцепителя Ipн – ток в переделах до 1,2*Iн, при котором автомат сработает спустя некоторое время.
• Номинальное напряжение Uн.
• Время срабатывания в режиме КЗ.
• Значение предельного тока КЗ.

Классификация автоматов

Автоматические выключатели классифицируются по многим признакам. Основные:

• Количество полюсов – от 1 до 4.
• Вид привода – ручной или электрический.
• Селективность - возможность подстроить время срабатывания.
• Способ крепления – на DIN-рейке или в электрический щит.
• Защищенность (и ее степень) автомата от воздействия окружающей среды и попадания внутрь пыли и влаги.
• Наличие или отсутствие токоограничения.
• Работающие с переменным или постоянным током.

Зная, возможные варианты изготовления автоматических выключателей и предназначение каждого из них, можно выбрать необходимый автомат. А зачем он нужен, как работает – вы теперь знаете!