что такое автоматический выключатель в литом корпусе
6 преимуществ современных автоматических выключателей в литом корпусе
Развитие электротехнического рынка диктует свои условия совершенствования продукции. Конструкторские бюро заводов-изготовителей улучшают не только проверенные временем решения, но и представляют инновационные разработки. В частности, широкое распространение и применение в последние годы получили современные автоматические выключатели в литом корпусе. О преимуществах и особенностях конструкций этих аппаратов и пойдет речь в этой статье.
Компактные габариты
Современные автоматические выключатели в литом корпусе в 2 раза компактнее аналогичных аппаратов предыдущих поколений. Новая конструкция автоматов позволяет более эффективно использовать внутреннее пространство электрического щита, не снижая технических характеристик защитных аппаратов. Это позволяет еще на этапе проектирования закладывать корпуса меньших габаритов, что снижает стоимость конечного решения.
 |  |
| Сравнительное фото OptiMat E250 с А3134 на номинальный ток 200А | Сравнительное фото OptiMat E250 с А3786 на номинальный ток 250А |
Модульность конструкции
Принцип модульного построения выключателей в литом корпусе дает возможность самостоятельно встраивать дополнительные аксессуары и расширять ряд функций аппарата защиты в соответствии с потребностями и требованиями по организации защиты электрической сети. Дооснастить аппарат может сам заказчик уже после непосредственного приобретения автоматического выключателя, то есть потребителю не нужно заказывать необходимое исполнение аппарата у завода-изготовителя.
Аксессуары позволяют управлять автоматическими выключателями дистанционно, а также получать информацию о текущем состоянии аппарата. Применяя специальные комплекты, можно получить исполнения выключателей втычного или выдвижного типа.
 |  |  |
| OptiMat D250, OptiMat D630 | OptiMat D250, OptiMat D630 с дополнительными устройствами | OptiMat D250, OptiMat D630 выдвижного исполнения |
Модульная конструкция аппарата и «принцип конструктора» представляют пользу не только для потребителей, но и для дистрибьюторов. Конструктивные особенности аппаратов нового поколения позволяют последним минимизировать складские остатки, а также более эффективно использовать свои площади и ресурсы.
Современные материалы корпуса
Современная контактная система
Построение полностью селективных систем защит
На базе автоматических выключателей серии OptiMat возможна реализация полностью селективных систем защит. Микропроцессорные расцепители выключателей OptiMat A и OptiMat D отличаются высокой точностью исполнения защитных характеристик и обладают широким рядом настроек. Серия OptiMat также включает автоматические выключатели в литом корпусе OptiMat E и модульные автоматы OptiDin ВМ с термомагнитными расцепителями. Все аппараты серий OptiMat и OptiDin ВМ полностью согласованы в защитных характеристиках, что позволяет обеспечить селективность на каждом этапе распределения электроэнергии 0,4 и 0,69 кВ и отключать только поврежденный участок сети. Для наиболее точного выбора аппаратов и соблюдения принципа селективности в защищаемой электросети производители рекомендуют пользоваться таблицами селективности.
Принцип каскадирования или легальный способ сэкономить
Этот принцип позволяет устанавливать нижестоящие выключатели с меньшей отключающей способностью, если «выше» установлен токоограничивающий автоматический выключатель. Заводы-изготовители предоставляют соответствующие таблицы каскадирования и дают гарантию надежности защиты при такой компоновке аппаратов в защищаемой сети. Это позволяет потребителю существенно экономить средства, оставаясь уверенным в качественной защите собственной электрической сети.
Автоматические выключатели в литом корпусе: виды и преимущества
В настоящее время, для решения многочисленных задач в электрических сетях, обеспечения высокого уровня безопасности используются автоматические выключатели. Они могут быть различного типа и принципа работы. В целом, силовые автоматические выключатели способны длительное время поддерживать номинальные нагрузки. Они надежно пропускают высокие нагрузки тока.
Защита энергозависимых устройств обеспечивается путем мгновенного прекращения подачи тока в случае повышения предельно допустимых токов.
В штатном режиме при эксплуатации оборудования, оператор способен самостоятельно обеспечивать регулировку предельных нагрузок на выключатели. Это позволяет реализовывать различные схемы питание, устанавливать нужные конфигурации электросетей, выключать оборудование.
Как правило, аварийная ситуация стихийна и молниеносна, поэтому человеческий фактор не позволяет столь быстро принять правильное решение с последующим действием. Именно для этого и разрабатываются автоматические устройства, позволяющие обесточить оборудование до того, как оно будет испорчено высокими токами.
Действующая классификация разделяет оборудование на низковольтное, для работы которого необходимо питание до 1000 Вольт и высоковольтное – с более высоким напряжением питания.
Современные автоматические выключатели выпускаются с учетом всех требований и также подразделяются на типы.
Например, для электрооборудования с напряжением работы менее 1000 Вольт, могут применяться выключатели модульные, в литом корпусе и силовые воздушные.
Очень хорошо себя зарекомендовал автоматический выключатель в литом корпусе как надежное и безотказное устройство.
Благодаря ряду преимуществ по сравнению с модульными конструкциями – выключатели в литом корпусе используются повсеместно и выполняют огромное количество задач. Данные устройства способны коммутировать токи большой величины, с нагрузкой вплоть до 3,2 килоампер.
Принцип их в целом схож с автоматическими выключателями модульных конструкций, но с тем отличием, что к ним предъявляются более высокие требования качества, величин пропускных токов и кроме того, габариты их существенно меньше, что облегчает их транспортировку, монтаж и последующую эксплуатацию.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!
Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.
Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.
Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.
Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.
Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:
1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);
2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);
3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.
Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.
По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:
— воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);
— автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);
— модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.
Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.
Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.
Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.
Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).
Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.
На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.
DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.
Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.
Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.
В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.
Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:
1 — верхняя винтовая клемма;
2 — нижняя винтовая клемма;
3 — неподвижный контакт;
4 — подвижный контакт;
5 — гибкий проводник;
6 — катушка электромагнитного расцепителя;
7 — сердечник электромагнитного расцепителя;
8 — механизм расцепителя;
9 — рукоятка управления;
10 — гибкий проводник;
11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;
12 — регулировочный винт теплового расцепителя;
13 — дугогасительная камера;
14 — отверстие для отвода газов;
15 — защелка фиксатора.
Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.
Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.
Как работает автоматический выключатель?
В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.
На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.
Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.
Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).
Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.
Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?
Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.
К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.
При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.
Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.
При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.
Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.
Итак, давайте резюмируем:
— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);
— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;
— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;
— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.
Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.
В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.
Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:
Полезные статьи по теме:Зачем нужны силовые автоматические выключатели?
всё что связано с упорядоченным движением заряженных частиц
Проектирование систем электроснабжения
1. Автоматические выключатели в литом корпусе, как правило, имеют более высокую отключающую способность что позволяет их использовать в сетях с высокими значениями токов КЗ. Собственно, по этой причине обычно и используют.
2. На автоматические выключатели в литом корпусе можно установить электронный расщепитель, что позволяет выбрать более точную уставку и отстроить селективность по времени. Тепловые расцепители обычно тоже регулируются.
3. Выбор аксессуаров как правило шире: мотор-редукторы, допконтакты, независимые расцепители и т.д.
4. АВ в литом корпусе бывают во втычном исполнении для быстрой замены, что важно для ответственных электроустновок типа ЦОДов.
5. Про категорию применения уже написали.
Пункты 2-5, возможно, не актуальны для Иэк и прочих китайцев, давно не изучал их линейки.
Есть и на 100 А модульные. Они шире, и сечение кабеля больше.
1. Автоматические выключатели в литом корпусе, как правило, имеют более высокую отключающую способность что позволяет их использовать в сетях с высокими значениями токов КЗ. Собственно, по этой причине обычно и используют.
2. На автоматические выключатели в литом корпусе можно установить электронный расщепитель, что позволяет выбрать более точную уставку и отстроить селективность по времени. Тепловые расцепители обычно тоже регулируются.
3. Выбор аксессуаров как правило шире: мотор-редукторы, допконтакты, независимые расцепители и т.д.
4. АВ в литом корпусе бывают во втычном исполнении для быстрой замены, что важно для ответственных электроустновок типа ЦОДов.
5. Про категорию применения уже написали.
Пункты 2-5, возможно, не актуальны для Иэк и прочих китайцев, давно не изучал их линейки.
Наверное, из этого только пункты 4, 5, 1.
Автоматические выключатели в литом корпусе
Зачем нужны автоматические выключатели в литом корпусе?
Такие выключатели нужны для нечастых коммутаций нагрузки в нормальном режиме, а также для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания.
Применяются такие выключатели повсеместно, как в гражданском и коммерческом строительстве, так и в различных отраслях промышленности.
Почему в литом корпусе?
Название произошло от англ. molded case. Что означает литой (или формованный) корпус, то есть внешний корпус аппарата выполнен из специального негорючего пластика, нужная форма которого получается путём литья и формовки.
В номенклатуре EKF есть три серии автоматических выключателей в литом корпусе с номинальными токами от 12,5 до 1600.
Эти серии отличаются возможностями индивидуальной настройки срабатывания, наличием дополнительных устройств и видами расцепителей.
Зачем целых три серии?
Для удобства выбора выключателей под конкретный проект. Выключатели в этих сериях называются ВА 99, ВА 99М и ВА 99С и делятся внутри серии по номинальному току и габаритным размерам, а также типу расцепителя.
Рассмотрим каждую серию в отдельности.
Серия автоматов ВА 99 PROxima является самой полной серией выключателей в литом корпусе от компании EKF. Выключатели ВА99 выпускаются в шести токовых типоразмерах в линейке с диапазоном номинальных токов от 12,5 до 1600А. Расцепители в выключателях могут быть термомагнитными и электронными.
К этой серии аппаратов есть большое количество аксессуаров для реализации автоматического и дистанционного управления и сигнализации, а также аксессуары для улучшения электробезопасности персонала и для удобство монтажа и предотвращения аварий.
Иными словами, серия ВА99 является флагманской серией нашей компании с самым широким диапазоном возможностей!
Автоматические выключатели серии ВА-99М являются более экономичной модификацией выключателей серии ВА-99.
ВА-99М отличаются от серии ВА-99 тем, что выпускаются только с термомагнитными расцепителями и на них отсутствуют дополнительные устройства. Эта базовая серия применяется в проектах, где не нужна большая степень автоматизации и дополнительные возможности, а достаточно только главных функций аппарата — коммутация и защита, с чем ВА99М успешно справляется.
Технические характеристики всех трёх серий выключателей в литом корпусе от EKF приведены ниже, а также вы можете найти их в нашем печатном Мастер-каталоге и на сайте компании EKF в разделе Продукция.
Для сборщиков НКУ и монтажников мы предлагаем конкретные решения с использованием самого качественного оборудования.