Статьи
Автоматический выключатель - это электротехнический аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённого участка электрической сети. За автоматическое отключение в аппарате отвечает особое устройство, именуемое "расцепитель". Собственно, из названия понятно, что устройство воздействует на механизм включения-отключения в автомате (так будем называть автоматический выключатель для краткости) и размыкает электрическую цепь.
Расцепители в автоматах бывают двух типов - электромеханические и электронные. Электромеханические, в свою очередь, делятся на тепловые и электромагнитные.
Электронные расцепители рассматривать не будем, т.к. в быту такие автоматы не используются по одной простой причине - высокая стоимость и абсолютно неприменимая в бытовых условиях функциональность.
Итак, тепловые и электромагнитные расцепители - что они из себя представляют и для чего нужны?
Ток, проходящий через тепловой расцепитель вызывает нагрев данного расцепителя. При прохождении через автомат рабочего тока, не превышающего номинальное значение автомата, нагрев незначительный и не вызывает никаких воздействий на отключающий механизм автомата. Но при длительном прохождении тока, превышающего номинальный, происходит отключение автомата. При этом, чем больше ток, тем меньше время отключения. Данный тип расцепителя защищает вашу электрическую сеть от перегрузок и позволяет сохранить работоспособность сети при кратковременном характере и незначительной величине этих перегрузок. Устроен данный тип расцепителей следующим образом - токопроводящая (либо расположенная над нагревательным элементом, по которому проходит ток) пластина состоит из двух пластин различных металлов, соединённых между собой. Называется такая пластина биметаллической. Ввиду различных физических свойств этих металлов, они обладают различным коэффициентом теплового расширения, в результате чего при нагревании такой пластины происходит её механическая деформация - изгиб. И благодаря такой деформации происходит механическое воздействие изгибающейся пластины на механизм отключения автомата.
Электромагнитный расцепитель. Как видно уже из названия, данный расцепитель состоит из электромагнита. Этот расцепитель предназначен для мгновенного отключения автомата при коротком замыкании. При прохождении токов короткого замыкания определённой величины, сердечник электромагнита втягивается и мгновенно отключает повреждённый участок.
Ниже приведены фотоизображения, на которых показаны устройство самых распространённых автоматических выключателей и обозначены вышеуказанные расцепители.
Ну и вот мы подобрались, наверное, к самому главному - чем определяется величина тока короткого замыкания, отключающего автомат? Помимо основных характеристик автоматических выключателей, таких как номинальный ток и количество полюсов, имеется ещё одна не менее важная - характеристика (кривая) отключения. В соответствии с ГОСТ Р 50345-2010, автоматические выключатели бывают с тремя основными видами электромагнитных расцепителей - B (диапазон отключения (3÷5)×Iном), С (диапазон отключения (5÷10)×Iном) и D (диапазон отключения (10÷20)×Iном). Ну а нужны данные виды расцепителей для того, чтобы в вашей электрической сети была возможность обеспечения селективности срабатывания аппаратов защиты, иными словами - способность вашей электрической системы отключать повреждённый участок сети, не затрагивая неповреждённые.
Как это работает разберём на реальном примере. У многих из вас бывали ситуации, когда при коротком замыкании в каком-либо участке сети (к примеру, короткое замыкание в электроприборе, включённом в розетку) электричество отключалось во всём доме. И при проверке ваших распределительных щитов вы обнаруживали отключенные автоматы во всех щитах, вплоть до вводного, установленного на столбе.
Как избежать такой ситуации? - Установкой автоматов с различными типами расцепителя. Во-первых, такая ситуация возможна только тогда, когда у вас установлены автоматы с одним типом расцепителя, к примеру "С". При коротком замыкании возникает ток достаточной силы для отключения всех автоматов в цепи, а ввиду однотипности расцепителя, то отключаются они одновременно.
Избежать подобной ситуации можно следующим образом.
При получении технический условий на подключение вашего дома к электрическим сетям, электросетевая организация предписывает вам установить в вводном щите (назовём его ЩУР - щит учётно-распределительный) аппарат защиты на номинальный ток 63 А (при разрешённой стандартной мощности 15 кВт и при подключении по одной фазе (220 В)). В доме у вас установлен один распределительный щит (назовём его ЩР - щит распределительный), в котором установлен вводной автомат на номинальный ток также 63 А (нагрузку щита возьмём в номинальные 15 кВт). Расстановка автоматических выключателей будет выглядеть следующим образом: т.к. подключение однофазное, в щите ЩУР устанавливаем двухполюсный автоматический выключатель на номинальный ток 63 А, расцепитель характеристики D (т.к. в случае короткого замыкания в электрической сети дома этот автоматический выключатель должен отключиться в последнюю очередь). Вводной автомат в щите ЩР устанавливаем аналогично вводному в щите ЩУР, но с расцепителем характеристики С. Ну а отходящие цепи в щите ЩР, с наибольшей вероятностью возникновения коротких замыканий (питание уличных электроприборов, питание электроприборов в сырых помещениях) лучше защищать с помощью автоматов с расцепителем характеристики В.
Одни из самых распространённых типов автоматических выключателей:
Устройство автоматического выключателя AE 1031M-2УХЛ4:
Устройство автоматического выключателя ВА47-29:
