Устройство и принцип работы автоматических выключателей

Рассмотрим основные элементы конструкции и принцип работы модульных автоматических выключателей.

Автоматический выключатель предназначен для коммутации и защиты электрической цепи от перегрузки и тока короткого замыкания.

Основные элементы конструкции:

1. Верхняя винтовая клемма.

2. Неподвижный и подвижный контакты.

3. Механизм расцепления.

4. Рычаг управления.

5. Электромагнитный расцепитель (отсечка).

6. Тепловой расцепитель.

7. Дугогасительная камера.

8.Нижняя винтовая клемма.

Электромагнитный расцепитель (5) конструктивно состоит из катушки и сердечника. При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, в катушке наводится магнитное поле, которое перемещает сердечник, воздействующий на механизм расцепления (3). Величина тока короткого замыкания при которой сработает электромагнитный расцепитель зависит от типа времятоковой характеристики автоматического выключателя.

Согласно п.5.3.5 ГОСТ Р 50345-2010 стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления составляют для характеристики типа B от 3 •In до 5 •In, для характеристики типа С от 5 •In до 10•In, для характеристики типа D от 10 •In до 14•In, где In – это номинальный ток автоматического выключателя.

Тип времятоковой характеристики указывается на корпусе автоматического выключателя рядом с номинальным током. Например, С40.

Тепловой расцепитель (6) выполнен в виде биметаллической пластины, конструкция которой представляет собой соединение двух металлов с разным коэффициентом теплового расширения. При превышении номинального тока пластина нагревается и изгибается, приводя в действие механизм расцепления(3).

Согласно п.8.6.1 ГОСТ Р 50345 – 2010 время работы автоматического выключателя с перегрузкой 13% (1,13•In) должно составлять не менее одного часа при номинальном токе In ≤ 63А и не менее двух часов при номинальном токе In > 63А. Время работы автоматического выключателя с перегрузкой 45% (1,45•In) должно составлять не более одного часа при номинальном токе In ≤ 63А и не более двух часов при номинальном токе In > 63А.

Ток 1,13•In называют током условного не расцепления. Исправный автомат с номинальным током 40А при нагрузке 1,13•40 = 45,2А не должен отключиться в течение часа.

Ток 1,45•In называют током условного расцепления. Исправный автомат с номинальным током 40А при нагрузке 1,45•40 = 58А должен отключиться в течение часа.

Характеристика теплового расцепителя автоматического выключателя зависит от температуры окружающего воздуха и количества параллельно размещенных защитных устройств. Другими словами, номинальный ток автоматического выключателя может отличаться от указанного на корпусе в зависимости от внешних условий. Завод-изготовитель указывает параметры теплового расцепителя для температуры +30°С при отсутствии взаимного теплового влияния расположенных рядом автоматических выключателей. Поэтому, если условия эксплуатации защиты отличаются, необходимо выполнять корректировочный расчет номинального тока, учитывая вышеуказанные факторы. Для этого необходимо определить поправочные коэффициенты.

Коэффициент kt, учитывающий температуру окружающего воздуха, определяется по графику:

Коэффициент kn, учитывающий количество параллельно размещенных выключателей, определяется по графику:

Фактический номинальный ток будет равен I = In•kt•kn.

Для вычисления изменения характеристики расцепления автоматического выключателя в зависимости от температуры окружающего воздуха и взаимного теплового влияния параллельно размещенных выключателей воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором.