1. Види автоматичних вимикачів
2. Конструкція автоматичних вимикачів
3. Робота автоматичного вимикача при перевантаженні електромережі
4. Робота автоматичного вимикача при короткому замиканні
5. гасіння електродуги

Автоматичні вимикачі (можуть також іменуватися автоматами) - прилади, які використовуються для комутації електромережі, а також для захисту проводки від таких явищ як замикання і зайве навантаження. Даний прилад об'єднує в собі відразу дві основні функції: управлінську та захисну. Виконання захисної функції досягається шляхом відключення того сегмента електроланцюзі за який відповідає автомат при виникненні значного перевантаження або коротке замикання.

Види автоматичних вимикачів

Автомати поділяються залежно від потужності ланцюгів, для яких вони призначені. Всього виділяються три основних види даних пристроїв:

1. Модульні вимикачі, які найбільш поширені в повсякденному житті і використовуються в стандартних електромережах. Модульність їх конструкції обумовлена ​​стандартною шириною вимикача, що залежить від числа полюсів пристрою і кратної 17,5 мм.
2. Автомати, виконані в литому корпусі, можуть застосовуватися в самих різних електричних ланцюгах, де сила струму варіюється від шістнадцяти до тисячі ампер.
3. Вимикачі повітряного типу використовуються в електромережах великої потужності з силою струму перевищує тисячу ампер. Такі апарати застосовуються переважно у виробничій сфері.

Конструкція автоматичних вимикачів

Корпус автомата виконаний з діелектрика. Конструктивно даний пристрій складається з декількох основних елементів:

• Рукояті управління, яка дозволяє включати або відключати апарат;
• Теплового розчеплювача, виконаного з біметалу, який дозволяє відключати прилад від електричного кола в разі коли сила струму перевищує безпечне значення. Це досягається шляхом надання расцепителей форми пластини, яка під впливом температури від надлишкової сили струму вигинається і виробляє вимикання автомата;
• Електромагнітного розчеплювача, виконаного у формі котушки з дротом, намотаною на неї. Усередині котушки розташовується сердечник з пружиною. Електромагнітний расцепитель призначений для захисту від коротких замикань. Це досягається генеруванням в котушці електромагнітного поля, що виникає через різке зростання сили струму при замиканні, яке, долаючи опір пружини, переміщує осердя вниз і відключає пристрій;
• Двох контактів (рухомого і нерухомого) які дають можливість включати і вимикати пристрій;
• Двох клем, а також фіксатора для кріплення автомата на DIN-рейку.
  Більш детально читайте про конструкцію автоматичних вимикачів

При нормальному функціонуванні приладу електрострум потрапляє в автомат через провід, який має підключення до клеми, розташованої у верхній частині апарату. Потім, проходячи через пластину теплового і котушку електромагнітного расцепителей, а також через нерухомий і рухомий контакти (у включеному положенні замикаючих ланцюг), електрострум досягає клеми, розташованої внизу вимикача, і залишає пристрій.

Подивіться також: промислові автоматичні вимикач серії А3700

Робота автоматичного вимикача при перевантаженні електромережі

При виникненні перевантаження пластина теплового розчеплювача вигинається, що веде до виключення пристрою. При цьому час, який необхідно пластині для згинання, знаходиться в залежності від рівня перевантаження і може варіюватися від декількох секунд до години. Так як даний апарат є аналоговим пристроєм то мінімальне значення перевантаження, здатне викликати спрацьовування автоматичного вимикача, варіюється від тринадцяти до сорока п'яти відсотків від номінального потужності пристрою. Однак на температуру біметалічної пластини впливає і навколишнє середовище, що може привести до зменшення сили струму, необхідної для спрацьовування вимикача в нагрітому приміщенні і збільшення надлишкового навантаження, що вимагається для відключення пристрою при зниженій температурі середовища. Тому для розрахунку точних параметрів автоматичного вимикача необхідно враховувати коефіцієнт теплової поправки, який вказується виробниками в технічній документації до пристрою. Через інерційності теплового розчеплювача автоматичний вимикач спрацьовує не миттєво, що не допускає спрацьовування апарату при короткочасних перевантаженнях.

Перевантаження в мережі може виникнути при підключенні будь-якого приладу, що має дуже велику потужність для даної електромережі, або при одночасній роботі декількох потужних споживачів електроенергії або великої кількості електроприладів. Використання ж автомата дозволяє виключити перегрів електромережі, оплавлення ізолюючих матеріалів і значно зменшує ризик пожежі, що виникла від горіння проводки.

Фото: електромагнітний расцепитель

Робота автоматичного вимикача при короткому замиканні

Коротке замикання в електромережі веде до багаторазового зростання сили струму за вкрай невеликий проміжок часу. Це викликає вироблення магнітного поля в котушці електромагнітного розчеплювача і опускання сердечника, який долає опір пружини. Сердечник викликає спрацьовування механізму і розмикає контакти, що викликає відключення апарату і призводить до розриву електричного кола. Це дає можливість уберегти від впливу замикання, як сам автомат, так і проводку і підключені до електромережі прилади, запобігаючи їх пошкодження та загоряння.

Через природу короткого замикання швидкість спрацьовування електромагнітного розчеплювача значно перевищує аналогічний показник теплового розчеплювача, але для його активації потрібно куди велике значення сили струму. Для спрацьовування цього пристрою сила електроструму повинна як мінімум втричі перевищити номінальну потужність даного автомата.

гасіння електродуги

В автоматичному вимикачі при розмиканні електричної мережі виникає електродуги, потужність якої знаходиться в прямій залежності від сили струму, який проходить через дану ланцюг. Освіта електродуги призводить до пошкодження контактів усередині автомата і значно скорочує час експлуатації приладу. Тому необхідно спеціальний пристрій, який дозволив би захистити автоматичний вимикач від негативного впливу електричної дуги. Для цього призначена дугогасильні камери, що є рядом паралельних пластин, використовуваних для роздроблення дуги і її подальшого загасання і охолодження. Горіння електродуги викликає газоутворення, тому для видалення газів необхідно спеціальний отвір.

Через виникнення електричної дуги автоматичні вимикачі не рекомендується застосовувати в ролі звичайних вимикачів. Тому захисна функція даного пристрою превалює над управлінської, хоча і не виключається можливість використання автоматичного вимикача для комутації.