Электробезопасность предприятий: силовые автоматические выключатели

Назначение и функции выключателей

Тенденции современного электротехнического рынка вызвали лавинообразный рост предложений. Появилась аппаратура для гражданского строительства и промышленного сектора. Кроме проверенных производителей, рынок наполнили «новички», спешащие за легкой прибылью.

Выбрать качественное оборудование с каждым годом становится все труднее. Факт.

Чтобы не разочароваться в выборе, необходимо точно знать: что представляет из себя автоматический выключатель, какие функции он выполняет, какие характеристики должен иметь.

Выключатели автоматические (ВА) предназначены для проведения тока в нормальном режиме. Основные функции:

• ✓ Нечастые оперативные включения и отключения тока в нормальном режиме работы
• ✓ Защита от токов перегрузки
• ✓ Защита от недопустимого снижения напряжения
• ✓ Защита от коротких замыканий распределительных сетей и электродвигателей

Каждый выключатель оборудован системой предохранения цепи от перегрузок и короткого замыкания — электромагнитными или тепловыми расцепителями (или и тем и другим). Они воздействуют на исполнительный механизм выключателя и размыкают электрическую цепь.

В силовых автоматических выключателях наравне с указанными расцепителями применяются технологически более совершенные полупроводниковые и микропроцессорные расцепители. В промышленных цепях уровень коммутируемых токов может достигать сотни килоампер.

Рис. Конструкция автоматического выключателя

Основные узлы и конструкция

Автоматический выключатель состоит из нескольких ключевых узлов. Каждый выполняет свою функцию.

Контактная система

Состоит из неподвижных контактов, закрепленных в корпусе, и подвижных контактов. Подвижные контакты шарнирно посажены на полуоси рычага механизма управления.

Обеспечивает обычно одинарный разрыв цепи. Просто, но эффективно.

Дугогасительное устройство

Устанавливается в каждом полюсе выключателя. Предназначено для локализации электрической дуги в ограниченном объеме.

Могут быть предусмотрены также искрогасители, представляющие собой фибровые пластины.

Механизм свободного расцепления

Представляет собой шарнирный механизм. Обеспечивает расцепление и отключение контактной системы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

Важный элемент. Без него защита не сработает в нужный момент.

Типы расцепителей

Расцепители — сердце автоматического выключателя. Именно они обеспечивают защиту.

Электромагнитная защита

Расцепитель на базе электромагнита защищает цепь от короткого замыкания. Когда ток достигает критических значений, превышающих номинальные показатели в несколько раз, автомат должен мгновенно отключить цепь.

Мгновенно — это ключевое слово. При коротком замыкании каждая миллисекунда на счету.

Тепловой расцепитель

Действие теплового расцепителя основано на изменении формы биметаллической пластины при нагреве. Это предупреждает критические перегрузки от разогрева проводников.

Чтобы предотвратить воспламенение изоляции, автомат должен отключить цепь. Логично.

Электронные расцепители

Автоматические выключатели с электронным расцепителем обеспечивают защиту от перегрузки и короткого замыкания с помощью микропроцессорного расцепителя.

Гарантируется высокая надежность и точность срабатывания независимо от внешних условий. В современных автоматических выключателях такой расцепитель не требует отдельного питания и сохраняет работоспособность даже при наличии тока только в одной фазе.

Блок защиты включает в себя:

• ✔️ Трансформаторы тока
• ✔️ Микропроцессорный модуль
• ✔️ Отключающий электромагнит

При появлении сверхтока выключатель размыкается с помощью электромагнита расцепления.

Полупроводниковые расцепители

Состоят из измерительного элемента, блока полупроводниковых реле и выходного электромагнита, воздействующего на механизм свободного расцепления автомата.

В качестве измерительного элемента используется:

• ☑️ Трансформатор тока (на переменном токе)
• ☑️ Дроссельный магнитный усилитель (на постоянном токе)

Рис. Полупроводниковый расцепитель автоматического выключателя

Классификация и стандарты

ГОСТ и МЭК стандарты

В России стандартом на автоматические выключатели для низковольтных цепей стал ГОСТ Р 50030.2-99, разработанный на основе МЭК 60947-2-98 и введенный в действие с 2002 года.

Он распространяется на автоматические выключатели, главные контакты которых предназначены для коммутации цепей:

• ✓ Напряжения до 1000 В переменного тока
• ✓ Или 1500 В постоянного тока

Классифицировать всю современную гамму автоматических выключателей можно следующим образом:

1. Автоматические выключатели, рассчитанные на номинальный ток не выше 100 А. Характеристики расцепления обычно нерегулируемые. Тепловой или термомагнитный принцип действия.

2. Автоматические выключатели в литом корпусе. Широко применяются в большинстве низковольтных сетей и рассчитаны на номинальный ток до 1000 А. Это также тепловые или термомагнитные автоматические выключатели, у которых ток расцепления может быть регулируемым.

3. Автоматические выключатели в изолированном корпусе — для низковольтных сетей с повышенными значениями напряжения и тока.

4. Автоматические выключатели в металлической оболочке — для средневольтных сетей.

Виды автоматических выключателей

Автоматические выключатели бывают следующих видов:

По классу срабатывания:

• ★ Категория А или В

По среде отключения:

• ★ Воздушные, вакуумные или газовые

По типу исполнения:

• ★ Открытые или в оболочке

По способу управления:

• ★ С ручным или электроприводом

По способу монтажа:

• ★ Стационарные, втычные и выдвижные

По виду расцепителя:

• ★ С независимым расцепителем либо с минимальным или нулевым расцепителем напряжения

По виду максимальных расцепителей тока:

• ★ С расцепителями токов перегрузки, токов короткого замыкания и с расцепителями для защиты от однофазных замыканий

По характеристике выдержки времени:

• ★ Автоматические выключатели мгновенного действия и селективные (с выдержкой времени)

Выбор автоматического выключателя — задача непростая. Но зная основные принципы, можно сделать правильный выбор.

Защита электрических сетей — это безопасность. Не стоит экономить на качестве.

А.В. Тезяев
Директор по маркетингу и развитию EKF