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.
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!