Наши партнеры ArtmMisto
Електричне обладнання стабільно працює в штатному режимі за умови забезпечення номінальних параметрів струму в мережі. Але при короткому замиканні або в результаті перевантаження мережі виникає загроза руйнування електропроводки, створюються умови для виходу з ладу електроприладів. Для захисту проводки та електрообладнання в трифазних мережах, застосовують автоматичний трьохполюсний вимикач, який забезпечує безпеку локальних мереж.
Це комутаційний пристрій може відключати номінальні струми в ручному режимі або автоматично розривати перевантажені або аварійні лінії. Особливість роботи триполюсні вимикача в тому, що він одночасно комутує всі три фази, що дуже важливо для захисту електродвигунів. На відміну від плавкою вставки, трёхполюснікі розраховані на багаторазове спрацьовування і володіють стабільністю уставки, закладеної в конструкції приладу.
Пристрій
Автоматичний вимикач конструктивно складається з трьох автоматів, об'єднаних в один пристрій (модульна конструкція). Кожен автомат, незалежно від інших, реагує на аномальні відхилення струмів, однак, завдяки планці, що з'єднує важелі управління, замикань ланцюгів або їх розмикання відбувається одночасно за трьома фазами. На малюнку 1 показано фото типового модульного вимикача.
Мал. 1. триполюсні автомат
Існують конструкції, в яких механізми укладені в один корпус, з одним важелем управління. Така будова характерно для потужних промислових триполюсні автоматів.
Розглянемо пристрій триполюсні автомата на прикладі модульного побутового автоматичного вимикача (див. Рис. 2).
Мал. 2. Конструкція автоматичного вимикача
Конструктивні вузли:
- силові контакти;
- дугогасительного механізм;
- расцепители (пристрої для роз'єднання контактів);
- механізм взводу;
- важіль управління;
- клеми полюсів автомата для підключення проводів.
Расцепители бувають тепловими і електромагнітними. Найчастіше застосовуються в комбінації. Силові контакти розташовані в дугогасительной гратчастої або щілинний камері. У потужних вимикачах використовують комбіновані камери, що поєднують в собі гратчасті і щілинні конструкції.
Біля контактів може бути вмонтована пластикова вставка, яка при випаровуванні виділяє гази, які використовуються для гасіння дуги. Потік розжарених газів або повітря проходить через дугогасительную камеру і виходить в атмосферу по спеціальному каналу для відводу випускних парів.
Для захисту ланцюгів використовуються різні види триполюсні вимикачів, але їх пристрій істотно не відрізняється від конструкції наведеної вище.
На схемах пристрою зображуються так, як показано на рис. 3.
Мал. 3. Зображення на схемах
механізми розчеплення
Виконуючим елементом конструкції є механізм розчеплення, який складається з коромисел, важелів, пружин і засувок, які забезпечують миттєве розмикання електричного кола. Цей механізм приводять в дію расцепители, які за принципом дії діляться на типи:
- термобиметаллический - пластини з пам'яттю;
- електромагнітні - соленоїд з сердечником;
- електронні, керовані напівпровідниковими елементами;
- мікропроцесорні, на базі інтегральних мікросхем.
Наостанок зауважимо, що в деяких промислових зразках вимикачів застосовуються електромеханічні, електромагнітні, пневматичні та інші типи приводів для управління автоматами. Це дозволяє персоналу включати або відключати пристрої дистанційно.
Принцип роботи
В робочому стані автоматичного вимикача його контакти знаходяться в замкнутому положенні. Номінальні струми вільно протікають через автомат. В такому стані пристрій знаходиться до тих пір, поки його не вимкне оператор або струми навантаження не перевищать наперед заданих значень.
Можливі два випадки:
- Відключення в результаті КЗ (відбувається без витримки часу).
- Розрив ланцюга внаслідок її перевантаження, яка триває довше заданого проміжку часу.
при короткому замиканні різко зростає струм в захищається електричної мережі, в результаті чого спрацьовує електромагнітний расцепитель, приводячи в дію важелі механізму розчеплення. Протягом 0,01 - 0,02 секунди відбувається знеструмлення проводки. За такий короткий проміжок часу вона дроти не встигають сильно нагрітися.
Завдяки наявності дугогасильні камери виключена можливість протікання струму по плазмовому каналу розряду. Це, по-перше, захищає контакти від вигорання і залипання, а по-друге - зводить до мінімуму час відключення аварійної ділянки електричної мережі.
Параметри спрацювання електромагніту розраховані на аварійні струми. Однак, на перевищення номінальних струмів в результаті перевантажень, створюваних споживачами, цей пристрій не реагує. У таких випадках для захисту проводки використовується біметалічний расцепитель.
Він працює за принципом: при зростанні навантаження протягом певного періоду (проміжок часу задається виробником) нагріваються біметалічні пластини. Якщо навантаження не зменшується, одна з пластин починає згинатися, приводячи в дію коромисло, пов'язане з важелем механізму розчеплення. Під зусиллям пружини відбувається стрибкоподібне спрацьовування захисту. Повторне включення можливе тільки після охолодження теплового розчеплювача.
У разі, коли перевантаження була короткочасною (наприклад, при запуску електромотора), пластина не встигає нагрітися. При поверненні параметрів електричної мережі до норми, триполюсні вимикач продовжує працювати в штатному режимі.
Теплові уставки регулюються гвинтом (див. Рис. 2). При необхідності можна, в невеликих межах, змінити стандартні регулювання. Зміна уставок дозволяє змінити чутливість триполюсні вимикача, що іноді буває корисно, при помилкових спрацьовування захисту. Але майте на увазі - такі дії виправдані лише в тому випадку, коли ви впевнені в тому, що ваша електропроводка здатна витримати підвищені навантаження локальної мережі.
У деяких моделях функції теплових контактів можуть виконувати електромагнітні реле, обладнані гідравлічними сповільнювачами. Їх перевага в тому, що немає потреби в очікуванні охолодження пластин для повторного включення. Недолік - обмежений час спрацьовування. Якщо нагрівання пластини може тривати від кількох секунд до години (при помірних перевантаженнях), то електромагніт з сповільнювачем відключить харчування набагато швидше.
Технічні характеристики
Графік на малюнку 4 прекрасно ілюструє критичні характеристики вимикачів типів B, C, D.
Мал. 4. Графік спрацьовування захисту
Зверніть увагу на зони захисту від перевантажень і від КЗ. Зона B характерна для вимикачів, що застосовуються в захисті ліній освітлення або дуже протяжних ліній. Відключення відбувається протягом 7 - 15 секунд, при досягненні струмом величини, кратної номінальному: від 3 · In до 5 · In, де In - номінальний струм.
У зоні C тепловий захист спрацює протягом 0,5 - 1,5 с, при досягненні навантаження від 5 · In до 10 · In. Застосовується в лініях з помірними пусковими струмами.
Зона D - Це вже електромагнітний захист від КЗ. Час відключення 0,01 - 0,02 с.
Промислові автомати типу Z, L, K, мають параметри теплового відключення від 8 · In до 12 · In.
Нижче наводиться таблиця основних характеристик деяких типів триполюсні автоматичних вимикачів серії А3700.
Тип пристрою Номінальний струм вимикача,
In (А)
Номінальний струм рацепітеля,
In (А)
Тое соленоїда, А Ударний струм, кА ПКС * в ланцюзі 380 В ОПКС **
в ланцюзі 380 В Вимикачі на напругу до 660 В А3712Б 160 80 400 36 - 160 630, 1000, 1600 75 125 А3722Б 250 250 1600,2000,250 80 150 А3732Б 400 400 2500, 3200, 4000 100 150 А3742Б 630 630 4000, 5000 , 6300 100 150 А3792Б 630 630 2500, 3200, 4000. 5000, 6300 11,1 150 Вимикачі на напругу до 380 В А3712Ф 160 80 400 25 28 160 630, 1000,1600 А3722Ф 250 250 1600,2000,2500 35 38 А3732Ф 630 400 2500,3200, 4000 50 53 630 4000,5000,6300
* ПКС - граничне значення струму, з яким вимикач може впоратися кілька разів.
** ОПКС - критична величина струму, який відсікається автоматичним вимикачем не більше 1 разу.
Область застосування
Основне призначення автоматичних триполюсні вимикачів - захист електричних ліній від перевантажень і КЗ, а також трифазного електрообладнання. Масове застосування автомати знайшли на виробництві, де використовуються різні верстати та інше обладнання з електроприводом.
У побутових електромережах вимикачі застосовуються рідше, так як в основному використовується однофазна мережа. Але якщо хтось користується трифазної мережею, то для захисту проводки доцільно застосовувати триполюсні вимикачі модульної конструкції. Такі пристрої компактні, надійні, мають зручне кріплення.
