Автоматические выключатели

Автоматический выключатель есть контактный коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить в течение определенного устанавливаемого времени и отключать токи в определенном аномальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключатель предназначен для нечастых включений, а также для защиты кабелей и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Независимо от выполняемых функций автоматические выключатели подразделяются по собственному времени срабатывания, то есть времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов, на нормальные с временем срабатывания в диапазоне 0,02-0,1 секунды, селективные, у которых время срабатывания регулируется до 1 секунды, и быстродействующие, обладающие токоограничивающим эффектом. У этих последних время срабатывания не превышает 0,005 секунды. Селективные автоматические выключатели позволяют осуществлять селективную защиту сетей путем установки автоматических выключателей с разными выдержками времени, наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Конструктивно автоматический выключатель для монтажа на DIN-рейку выполняется в диэлектрическом корпусе. Включение-отключение осуществляется движением рычажка, провода подключаются к винтовым клеммам. Защелка фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять. Для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки. Коммутацию цепи осуществляют подвижный и неподвижный контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие от плавкого предохранителя автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.

Магнитный, или мгновенный, расцепитель представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого приводит в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через предохранитель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро, в доли секунды, но при значительно большем превышении тока, который в зависимости от типа в 2-10 раз превышает номинал. Автоматические выключатели делятся на типы A, B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя.

Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере. Автоматические выключатели выполняются однополюсными, двухполюсными и трехполюсными и имеют следующие конструктивные узлы. Это примыкания главной контактной системы, дугогасительной системы, привода, расцепляющего устройства, расцепителей и вспомогательных контактов.

Контактная система может быть трехступенчатой, с главными, промежуточными и дугогасительными контактами, двухступенчатой, с главными и дугогасительными контактами, а при использовании металлокерамики одноступенчатой. Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решетками. Комбинированные дугогасительные устройства, щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой, применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу автомата из строя. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания от 6 до 50 ампер предельный ток обычно составляет от 1000 до 10 тысяч ампер. Автоматические выключатели изготавливают с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении. Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным.

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями. Расцепители представляют собой электромагнитные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при коротких замыканиях, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи. Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для отключения автоматического выключателя, а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

Федор СПИРИДОНОВ