В допомогу електрику:"Загальний огляд автоматичних вимикачів"
Автоматичні вимикачі (автомати) низької напруги (до 1500) призначені для автоматичного захисту електричних мереж і обладнання від аварійних режимів (струмів короткого замикання, струмів перевантаження, зниження або зникнення напруги, зміни напрямку струму, виникнення магнітного поля потужних генераторів в аварійних умовах і ін), а також для рідкої комутації номінальних струмів (6-30 разів на добу). Іноді автоматом можна робити рідкісний запуск і зупинка асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором. Для забезпечення селективної (вибіркової) захисту в автоматах передбачається можливість регулювання уставок по струму і по часу. Швидкодіючі автомати знижують час спрацьовування і обмежують струм, що відключається опором виникає електричної дуги в автоматі.
Автоматичні вимикачі поділяються на:
установчі автоматичні вимикачі мають захисний ізоляційний (пластмасовий) корпус і можуть встановлюватися в загальнодоступних місцях;
універсальні - не мають такого корпусу і призначені для встановлення в розподільних пристроях;
швидкодіючі (власний час спрацьовування не перевищує 5 мс);
небыстродействующие (від 10 до 100 мс);
Швидкодія забезпечується самим принципом дії (поляризований електромагнітний або індукційно-динамічний принципи і ін), а також умовами для швидкого гасіння електричної дуги.
Подібний принцип використовується в токоограничивающих автоматах:
селективні, мають регульований час спрацьовування в зоні струмів короткого замикання;
автомати зворотного струму, що спрацьовують тільки при зміні напрямку струму в захищається ланцюга;
Поляризовані автомати відключають ланцюг тільки при наростанні струму в прямому напрямку, неполяризованные - при будь-якому напрямку струму.
Особливості конструкції та принцип дії автомата визначаються його призначенням і сферою застосування.
Включення і вимикання автомата може проводитися вручну, електродвигунні або електромагнітним приводом.
Ручний привід застосовується при номінальних струмах до 200 А й забезпечує гарантовану граничну комутаційну здатність незалежно від швидкості руху включає рукоятки (оператор повинен робити операцію включення рішуче: почавши — доводити до кінця).
Електромагнітний і електродвигунні приводи живляться від джерел напруги. Схема управління приводу повинна мати захист від повторного включення на короткозамкнену ланцюг, при цьому процес включення автомата на граничні струми короткого замикання повинен припинитися при напрузі живлення 85 - 110% від номінального.
При перевантаженнях і струмах короткого замикання відключення вимикача проводиться незалежно від того, чи утримується рукоятка управління у включеному положенні.
Важливою складовою частиною автомата є розчепитель, який контролює заданий параметр захищається ланцюга і впливає на расцепляющее пристрій, отключающее автомат. Крім того, розчепитель дозволяє проводити дистанційне відключення автомата. Найбільш широке поширення одержали розчеплювача наступних типів:
електромагнітні для захисту від струмів короткого замикання;
теплові для захисту від перевантажень;
об'єднані;
напівпровідникові, що володіють великою стабільністю параметрів спрацювання і зручністю в налаштуванні.
Для комутації ланцюга без струму або для рідкісних комутацій номінального струму можуть застосовуватися автомати без розщеплювачів.
Випускаються промисловістю серії автоматичних вимикачів розраховані на застосування в різних кліматичних поясах, розміщення в місцях з різними умовами експлуатації, на роботу в умовах, різних за механічним впливам і по вибухонебезпечності середовища, і володіють різним ступенем захисту від дотику та від зовнішніх впливів.
Інформація про конкретних типах апаратів, їх типоисполнениях і типорозмірах наведено в нормативно-технічних документах. Як правило, таким документом є Технічні умови (ТУ) заводу. У деяких випадках з метою уніфікації для виробів, що мають широке застосування і вироблених кількома підприємствами, рівень документа підвищується (іноді до рівня Державного стандарту).
Автоматичні вимикачі складаються з наступних основних вузлів:
- контактної системи;
- дугогасительной системи;
- розчіплювачів;
- механізму управління;
- механізму вільного розчеплення.
Контактна система складається з нерухомих контактів, закріплених в корпусі, і рухомих контактів, шарнірно посаджених на півосі важеля механізму керування, і забезпечує, зазвичай, одинарний розрив ланцюга.
Дугогасних пристрій встановлюється в кожному полюсі вимикача і призначається для локалізації електричної дуги в обмеженому обсязі. Воно являє собою дугогасительную камеру з деионной ґратами із сталевих пластин. Можуть бути передбачені також искрогасители, що представляють собою фіброві пластини.
Механізм вільного розчеплення являє собою шарнірний 3 - або 4-звенный механізм, який забезпечує розчепленню і відключення контактної системи як при автоматичному, так і при ручному управлінні.
Електромагнітний максимальний розчіплювач струму, який представляє собою електромагніт з якорем, забезпечує автоматичне відключення вимикача при струмах короткого замикання, що перевищують уставку з струму. Електромагнітні розчіплювачі струму з пристроєм гідравлічного уповільнення спрацьовування мають обратнозависимую від струму витримкою часу для захисту від струмів перевантаження.
Тепловий максимальний розчеплювач являє собою термобиметаллическую пластину. При струмах перевантаження деформація і зусилля цієї пластини забезпечують автоматичне відключення вимикача. Витримка часу зменшується із зростанням струму.
Напівпровідникові розчеплювача складаються з вимірювального елементу, блоку напівпровідникових реле і вихідного електромагніту, що впливає на механізм вільного розчеплення автомата. В якості вимірювального елемента використовується трансформатор струму (на змінному струмі) або дросельний магнітний підсилювач (на постійному струмі).
Напівпровідниковий розчеплювач струму допускає регулювання наступних параметрів:
номінального струму розчеплювача;
уставки по струму спрацьовування в зоні струмів короткого замикання (струм відсічки);
уставки за часом спрацьовування в зоні струмів перевантаження;
уставки за часом спрацьовування в зоні струмів короткого замикання (для селективних вимикачів).
У багатьох автоматах застосовують комбіновані розчеплювача, використовують теплові елементи для захисту від перевантажень і струмів електромагнітні для захисту від струмів коротких замикань без витримки часу (відсічення).
Вимикач має також додаткові складальні одиниці, які вбудовуються в вимикач або кріпляться до нього зовні. Ними можуть бути незалежний, нульовий та мінімальний розчеплювача, вільні і допоміжні контакти, ручний і електромагнітний дистанційний привід, сигналізація автоматичного відключення, пристрій для замикання вимикача в положення „вимкнено".
Незалежний розчеплювач являє собою електромагніт з живленням від стороннього джерела напруги. Мінімальний та нульовий розчеплювача можуть виконуватися з витримкою часу і без витримки часу. З допомогою незалежного або мінімального розчеплювача можливо дистанційне відключення автомата.
Залежно від способу установки автомати поділяються на стаціонарні і висувні, а в залежності від типу приєднання - на автомати з переднім, заднім або комбінованим приєднанням головною ланцюга.
Приєднання зовнішніх провідників до додаткових складальних одиниць (додатковим расцепителям, вільним контактів) здійснюється без перехідних пристроїв, для вимикачів стаціонарного виконання і через затискну колодку допомогою з'єднувача типу РП10 - для вимикачів висувного виконання. При цьому провідники від додаткових складальних одиниць для вимикачів стаціонарного виконання мають довжину (800±150) мм або (800±100) мм і виводяться в одній або декількох ізоляційних трубках, а для вимикачів висувного типу мають довжину (800±100) мм і приєднуються до вилки з'єднувача. Перетин зовнішніх гнучких провідників - від 0,35 до 1,5 мм2.
Як до елементу систем автоматичного управління до автоматичних вимикачів пред'являються високі вимоги по зносостійкості (вимикачі випускаються в класах зносостійкості А і Б; найвища зносостійкість апаратів відноситься до класу А). Зносостійкість під навантаженням (комутаційна) і загальна (механічна) вказані в ТУ вимикачів конкретних серій і типів. Комутаційна зносостійкість вимикача перевіряється в умовах, що моделюють включення і відключення захищених електричних мереж і електроустановок (відповідних параметрів номінальним. даними вимикача). Клас комутаційної зносостійкості вибирається в залежності від необхідного терміну служби і передбачуваної частоти спрацьовування вимикачів в необхідних для захищених мереж категоріях застосування.
Як правило, автоматичні вимикачі працюють у тривалому режимі.
Автоматичні вимикачі випускаються у варіантах з різним ступенем захисту від дотиків і зовнішніх впливів (IP00, IP20, IP30, IP54). При цьому ступінь захисту затисків для приєднання зовнішніх провідників може бути нижче ступеня захисту оболонки вимикача.
Групи умов експлуатації електротехнічних виробів в частині впливу механічних факторів зовнішнього середовища визначені ГОСТ 17516.1-90. Згідно з даними каталогів автоматичні вимикачі призначені для експлуатації в групах Ml, М2, МЗ, М4, Мб, М9, М19, М25.
По технике безопасности автоматические выключатели соответствуют ГОСТ 12.2.007.0-75 и ГОСТ 12.2.007.6-75, требованиям „Правил устройств электроустановок" и обеспечивают условия эксплуатации, установленные „Правилами технической эксплуатации установок потребителем" и „Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителем", утвержденными Госэнергонадзором 21.12.94 г. В части защиты от токов утечки выключатели соответствуют требованиям ГОСТ 12.1.038-82.
Експлуатація в неробочому стані (зберігання і транспортування при перервах в роботі) відповідає ГОСТ 15543-70 і ГОСТ 15150-69.
