Что означает выключатель управления

Обозначения выключателей и переключателей на электрических схемах

Условные графические обозначения коммутационных изделий — выключателей, переключателей, электромагнитных реле построены на основе символов контактов: замыкающих (рис. 1, б), размыкающих (в, г) и переключающих (г, е). Контакты, одновременно замыкающие или размыкающие две цепи, обозначают, как показано на рис. 1, (ж, и и).

За исходное положение замыкающих контактов на электрических схемах принято разомкнутое состояние коммутируемой электрической цепи, размыкающих — замкнутое, переключающих — положение, в котором одна из цепей замкнута, другая разомкнута (исключение составляет контакт с нейтральным положением). УГО всех контактов допускается изображать только в зеркальном или повернутом на 90° положениях.

Стандартизованная система УГО предусматривает отражение и таких конструктивных особенностей, как неодновременность срабатывания одного или нескольких контактов в группе, отсутствие или наличие фиксации их в одном из положений.

Так, если необходимо показать, что контакт замыкается или размыкается раньше других, символ его подвижной части дополняют коротким штрихом, направленным в сторону срабатывания (рис. 2, а, б), а если позже, — штрихом, направленным в обратную сторону (рис. 2, в, г).

Отсутствие фиксации в замкнутом или разомкнутом положениях (самовозврат) обозначают небольшим треугольником, вершина которого направлена в сторону исходного положения подвижкой части контакта (рис. 2, д, е), а фиксацию — кружком на символе его неподвижной части (рис. 2, ж, и).

Последние два УГО на электрических схемах используют в тех случаях, если необходимо показать разновидность коммутационного изделия, контакты которого этими свойствами обычно не обладают.

Условное графическое обозначение выключателей на электрических схемах (рис. 3) строят на основе символов замыкающих и размыкающих контактов. При этом имеется в виду, что контакты фиксируются в обоих положениях, т. е. не имеют самовозврата.

Буквенный код изделий этой группы определяется коммутируемой цепью и конструктивным исполнением выключателя. Если последний помещен в цепь управления, сигнализации, измерения, его обозначают латинской буквой S, а если в цепь питания — буквой Q. Способ управления находит отражение во второй букве кода: кнопочные выключатели и переключатели обозначают буквой В (SB), автоматические — буквой F (SF), все остальные — буквой А (SA).

Если в выключателе несколько контактов, символы их подвижных частей на электрических схемах располагают параллельно и соединяют линией механической связи. В качестве примера на рис. 3 показано условное графическое обозначение выключателя SA2, содержащего один размыкающий и два замыкающих контакта, и SA3, состоящего из двух замыкающих контактов, причём один из которых (на рисунке — правый) замыкается позже другого.

Выключатели Q1 и Q2 служат для коммутации цепей питания. Контакты Q2 механически связаны с каким-либо органом управления, о чем свидетельствует отрезок штриховой линии. При изображении контактов в разных участках схемы принадлежность их одному коммутационному изделию традиционно отражают в буквенно-цифровом позиционном обозначении (S А 4. 1, SA4.2, SA4.3).

Аналогично, на основе символа переключающего контакта, строят на электричсеких схемах условные графические обозначения двухпозиционных переключателей (рис. 4, SA1, SA4). Если же переключатель фиксируется не только в крайних, но и в среднем (нейтральном) положении, символ подвижной части контакта помешают между символами неподвижных частей, возможность поворота его в обе стороны показывают точкой (SA2 на рис. 4). Так же поступают и в том случае, если необходимо показать на схеме переключатель, фиксируемый только в среднем положении (см. рис. 4, SA3).

Отличительный признак УГО кнопочных выключателей и переключателей — символ кнопки, соединенный с обозначением подвижной части контакта линией механической связи (рис. 5). При этом если условное графическое обозначение построено на базе основного символа контакта (см. рис. 1), то это означает, что выключатель (переключатель) не фиксируется в нажатом положении (при отпускании кнопки возвращается в исходное положение).

Если же необходимо показать фиксацию, используют специально предназначенные для этой цели символы контактов с фиксацией (рис. 6). Возврат в исходное положение при нажатии другой кнопки переключателя показывают в этом случае знаком фиксирующего механизма, присоединяя его к символу подвижной части контакта со стороны, противоположной символу кнопки (см. рис. 6, SB1.1, SB 1.2). Если же возврат происходит при повторном нажатии кнопки, знак фиксирующего механизма изображают взамен линии механической связи (SB2).

Многопозиционные переключатели (например, галетные) обозначают, как показано на рис. 7. Здесь SA1 (на 6 положений и 1 направление) и SA2 (на 4 положения и 2 направления) — переключатели с выводами от подвижных контактов, SA3 (на 3 положения и 3 направления) — без выводов от них. Условное графическое обозначение отдельных контактных групп изображают на схемах в одинаковом положении, принадлежность к одному переключателю традиционно показывают в позиционном обозначении (см. рис. 7, SA1.1, SA1.2).

Для изображения многопозиционных переключателей со сложной коммутацией ГОСТ предусматривает несколько способов. Два из них показаны на рис. 8. Переключатель SA1 — на 5 положений (они обозначены цифрами; буквы а—д введены только для пояснения). В положении 1 соединяются одна с другой цепи а и б, г и д, в положениях 2, 3, 4 — соответственно цепи б и г, а и в, а и д, в положении 5 — цепи а и б, в и г.

Переключатель SA2 — на 4 положения. В первом из них замыкаются цепи а и б (об этом говорят расположенные под ними точки), во втором — цепи в и г, в третьем — в и г, в четвертом — б и г.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Структура и принципы работы автоматического выключателя ВА-45 серии PROxima

Потребители электрической энергии и, соответственно, кабельные сети бывают разные — существуют и такие, где ток достигает нескольких тысяч ампер. В этих случаях для защиты потребителей применяются силовые автоматические выключатели с воздушным диэлектриком (АСВ).

Рис. 1. Внешний (сверху) и внутренний (снизу) вид ВА-45

Конструктивной особенностью воздушного автомата является то, что диэлектриком, разделяющим фазы в автомате, является воздух, в отличие от силового автомата в литом корпусе, где изолятором фаз являются стенки корпуса. Рассмотрим устройство и принципы работы выключателей с воздушным диэлектриком на примере автоматического выключателя ВА-45 серии PROxima, выпускаемого российской компанией EKF.

Автоматический выключатель ВА-45 серии PROxima (рис. 1) — это простой в эксплуатации и надежный силовой автомат, который поставляется на рынок с 2009 г. За этот период выключатели были установлены в распределительных энергосистемах промышленных предприятий, жилищных, складских и коммерческих зданиях и сооружениях. Среди наиболее значимых объектов, на которых используется данный выключатель, — Михайловский горно-обогатительный комбинат (г. Железногорск Курской области), «Титан-Агро» (г. Омск), Цементный терминал (г. Омск) и бизнес-центр «Овентал Тауэр» (г. Тюмень).

Выключатель оснащен микропроцессорным расцепителем тока (МРТ), предназначенным для осуществления функций защиты силовых электрических сетей переменного тока низкого напряжения (до 690 В) от токов перегрузки и короткого замыкания (КЗ), оперативных включений и отключений сети при управлении непосредственно оператором или по командным сигналам системы управления распределением электрической энергии. Также он выполняет функцию отключения сети в случае снижения напряжения сети ниже допустимого или его пропадания.

BA-45 серии PROxima являются воздушными выключателями с механизмом свободного расцепления и оперирования контактами посредством механизма с пружинным накопителем энергии. Выключатель выполнен в виде конструкции, смонтированной на жесткой раме. Он может быть стационарного и выкатного исполнения.

Рис. 2. Органы управления и составные части

Основные органы управления и индикации выведены на лицевую панель (рис. 2).

Механизм включения, отключения (автоматического отключения) состоит из привода оперативных включений-отключений и взводного механизма с пружинным накопителем для функции оперирования, в том числе для обеспечения мгновенного срабатывания выключателя при отключении токов короткого замыкания и перегрузки привода, связывающего его с контактной системой выключателя. Совместно с данным механизмом агрегатируется мотор-редуктор, обеспечивающий функционирование выключателя дистанционно, по команде оператора или с помощью автоматической системы управления.

В рабочем (включенном) состоянии выключателя механизм расцепления находится во взведенном положении. Взвод перед включением осуществляется вручную оператором с помощью рукоятки или дистанционно, подачей сигнала на электропривод.

Включение выключателя после взвода осуществляется оператором вручную, воздействием на кнопку включения, или дистанционно, с помощью электромагнита включения.

Выключение осуществляется оператором вручную, воздействием на кнопку выключения, или дистанционно, с помощью команды на независимый или минимальный расцепитель напряжения. Автоматическое отключение в случае возникновения перегрузки или короткого замыкания производится по командному сигналу от микропроцессорного блока.

Основные узлы и агрегаты представлены на рис. 3.

Рис. 3. Основные узлы и агрегаты

Контактная и дугогасительная системы

Контактная система выключателя представляет собой систему из подвижных и неподвижных контактодержателей, оснащенных износо­устойчивыми металлокерамическими контактами, устойчивыми к эрозии при протекании токов короткого замыкания больших величин, обеспечивающих надежное контактирование после отключения токов КЗ.

Дугогасительные камеры установлены в каждом полюсе выключателя и обеспечивают эффективное гашение дуги при отключении выключателем токов короткого замыкания больших величин.

Стационарные выключатели отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. Однако они не столь удобны в техническом обслуживании, как выкатные выключатели: требуется существенно больше времени на контроль и ремонт.

Выключатели выкатного исполнения имеют разобщающиеся контакты основной и вспомогательных цепей в специальном выдвижном отсеке. Фиксированный отсек состоит из правой и левой пластин (с направляющими), основания и поперечного элемента.

На основании расположены направляющие для вкатывания и выкатывания аппарата и указатель положения аппарата. В верхней части основания расположены неподвижные контакты для подключения вторичной цепи. При выдвижении автоматического выключателя выводные шины на корзине и шины выключателя разделяются изолирующими шторками.

Существует три положения выключателя с выдвижным элементом:

• «рабочее» — главная и вспомогательная цепи включены, изолирующая шторка открыта;
• «испытание и наладка» — главная цепь отключена, изолирующая шторка закрыта; включена только вспомогательная цепь для проведения тестирования;
• «выкачено» — главная и вспомогательная цепи отключены, изолирующая шторка закрыта.

За счет конструкции выключателей предусмотрена возможность фиксации выключателей в данных положениях с помощью навесного замка для исключения возможности несанкционированного изменения положения.

Рис. 4. Расцепитель

Микропроцессорные расцепители тока (МРТ)

МРТ (рис. 4) предназначены для формирования и регулирования защитной характеристики выключателей в зоне токов перегрузки и короткого замыкания, а также для преобразования и выдачи на дисплеи и телеметрические каналы информационных данных. Микропроцессорные блоки защиты и управления позволяют информировать эксплуатирующий персонал о состоянии нагрузки и параметрах защищаемой сети, в том числе отдельно по каждой фазе, о причинах автоматического отключения сети выключателем, о состоянии самого выключателя и его главных контактов посредством индикации на дисплее блока и о возможности передачи основной информации по каналам телеметрии на диспетчерский пульт системы управления.

Электронный блок управления данной серии является основным узлом защиты автоматических выключателей ВА-45 серии PROxima.

Микропроцессорный блок является отдельным элементом, который устанавливается в корпус автоматического выключателя и при срабатывании приводит в действие механизм расцепления автомата.

Электронный блок управления данной серии используется для защиты распределительных сетей, электродвигателей и для защиты генераторов, помогает избежать аварий на линиях и аварий оборудования, потребляющего электроэнергию, вследствие его перегрузок по току короткого замыкания или замыкания на землю.

Электронный блок соответствует стандартам IEC947-2, GB14048.2 и проходит стандартные тесты низковольтной электротехнической продукции государственного уровня, а также тесты стандарта EMC. Детали и элементы испытываются на старение, и готовая продукция функционирует непрерывно в течение 168 часов в условиях высоких температур, при этом находясь под напряжением, после чего производится ее проверка и выпуск с завода. Этим гарантируется высокое качество и надежность продукции.

Функции электронного блока управления:

1. Защита от перегрузки с долгой выдержкой (0,4–1In; 15–480 с).
2. Защита при коротком замыкании с быстрой выдержкой (0,4–15In; 0,1–4 с).
3. Мгновенное срабатывание при коротком замыкании (4–80In).
4. Контроль токовой нагрузки (индикация трехфазного тока, максимального значения тока, тока нейтрали и тока замыкания на землю).
5. Сигнализация:
   • Световой индикатор срабатывания от токовой отсечки.
   • Световой индикатор срабатывания от кратковременной перегрузки.
   • Световой индикатор срабатывания от длительной перегрузки.
   • Сигнализация уставки тока длительной перегрузки.
   • Сигнализация уставки времени длительной перегрузки.
   • Сигнализация уставки тока кратковременной перегрузки.
   • Сигнализация уставки времени кратковременной перегрузки.
   • Сигнализация уставки токовой отсечки.
   • Индикатор повреждения.
   • Индикатор расцепления.
   • Индикатор тестирования.

1. Амперметр. При нормальных условиях работы контроллера он отображает максимальное значение фазного тока. Например, когда горит индикатор L2 и одновременно индикатор MAX, это значит, что ток на фазе B максимальный. При нажатии на кнопку «ВЫБОР» (Select1) на дисплее поочередно отображается максимальное значение фаз А, В, С, земли и третьей фазы и одновременно с этим индикаторы L1, L2, L3, G и MAX попеременно мигают. Если контроллер находится в режиме срабатывания с выдержкой, то все клавиши блокируются и в этот момент выбор невозможен. Если контроллер находится в режиме оповещения, то выбор функций возможен.
2. Тестирование. Тестирование и обслуживание автоматического выключателя может проводиться в положении «работа» или «тест». Возможно проведение тестов таких свойств контролера, как замыкание, срабатывание с задержкой по времени, короткой выдержкой, мгновенное срабатывание, причем тестов двух видов: с отключением и без отключения. Первый приводит к коммутации автомата, а второй — нет. Если в процессе тестов произойдет перегрузка или короткое замыкание, система автоматически перейдет из режима теста в режим срабатывания с выдержкой.
3. Вывод индикации состояния и причины срабатывания. После того как контроллер посылает сигнал расцепления, автомат срабатывает. Если контроллер остается под напряжением, то он находится в режиме индикации отказов
   (в случае отсутствия постороннего вмешательства на дисплее отображается время выдержки при срабатывании). Нажимая в этот момент на кнопку «выбор», можно поочередно проверить ток отказа и время отказа; в то же время световые индикаторы на панели указывают категорию отказа.
4. Защита от однофазного замыкания на землю.
5. Самодиагностика. Функция самодиагностики электронного блока управления ВА-45 используется главным образом для контроля и защиты рабочего состояния и среды функционирования самого контроллера. Сигнальный контакт прибора должен использоваться в параллельном соединении со вспомогательными контактами (постоянно разомкнутыми) автоматического выключателя. Когда контроллер не находится под напряжением, данные контакты постоянно замкнуты, в нормальных условиях работы постоянно разомкнуты. Если происходит отказ самодиагностики, контакты замыкаются.
6. Контроль температуры среды (сигнал подается при температуре выше 80 °С).
7. Контроль питания:
   • Самогенерирующееся питание: энергия поступает из трансформатора тока, а также обеспечивается за счет тока, проходящего по верхнему слою шины главного контура автоматического выключателя.
   • Вспомогательное питание: 230 VAC, энергия поступает через первую клемму колодки МРТ.
   • Питание постоянного тока 24 В: данный ток подается через гнездо для постоянного тока 24 В на контрольной панели. Оттуда поступает в источник постоянного тока 18–28 В, обеспечивая нормальную работу контроллера. Данное питание используется при тестах и регулировке параметров.

Рис. 5. Схема коммутации вторичных цепей и цепей управления

Различные конфигурации вторичных цепей и цепей управления позволяют дистанционно получать информацию о состоянии автоматического выключателя и управлять им. Рассмотрим представленные на рис. 5 конфигурации:

I — главные цепи выключателя;

II — модуль защиты от сверхтоков;

III — модуль цепей вспомогательных контактов;

V — разъем процессора.

Л1 — индикатор отключения повреждения на линии;

Л2 — индикатор состояния взвода механизма;

Л3 — индикатор отключенного состояния выключателя;

Л4 — индикатор включенного состояния выключателя.

Кн1 — кнопка команды на отключение выключателя;

Кн2 — кнопка команды на включение выключателя;

3–5 — переключающий контакт (SDE) отключения по аварии;

6–7; 8–9 — сигнализация положения главных контактов;

AX — вспомогательные контакты выключателя (четыре переключающих контакта);

Q — минимальный расцепитель напряжения; выводы 27 и 28 должны быть обязательно подсоединены в главную цепь;

F — независимый расцепитель;

Х — электромагнит включения;

М — мотор-редуктор взведения привода;

SA — конечный выключатель взвода привода;

XT — выводы (клеммные зажимы) цепей вторичной коммутации автоматического выключателя;

FU — плавкий предохранитель.

По способу защиты от поражения током выключатели серии ВА-45 соответствуют классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75 и должны устанавливаться в распределительное оборудование, имеющее класс защиты не ниже 1. Распределительное оборудование должно иметь степень защиты от воздействия факторов внешней среды не ниже IP30 по ГОСТ 14254-96.

Также автоматический выключатель ВА-45 серии PROxima соответствует требованиям ГОСТ 50030.2-2010 при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортировки и хранения. Гарантийный срок эксплуатации данного силового автомата составляет 5 лет.

Силовые воздушные автоматы ВА-45 серии PROxima, благодаря своей надежности, неприхотливости в эксплуатации и выгодной цене, нашли свое применение в водно-распределительных устройствах, главных распределительных щитах, щитах управления мощных потребителей, в строительстве, распределении электрической энергии, промышленности, а также на объектах сельского хозяйства.

Зачем нужен автоматический выключатель

Электричество — незримый помощник в нашей повседневной жизни. Мы привыкли к тому, что оно исправно служит человечеству вот уже больше 100 лет и совсем забыли, какую опасность оно может представлять при отсутствии надлежащего контроля над ним.

Автоматический выключатель, или просто «автомат» предназначен для контроля над током, протекающем через него.

Однополюсный автоматический выключатель

Как бытовые, так и большинство промышленных потребителей подключают свои электроприемники к трехфазной промышленной сети с частотой 50 Гц с номинальным напряжением 380/220 Вольт. Причем бытовые электроприборы подключают обычно только к одной фазе с напряжением 220В, промышленные — к трем фазам 380В.

Схема подключения промышленных и бытовых потребителей к сети 380/220В

Модульные автоматы выпускаются сериями в одно-, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении. Первые два типа используются в однофазных цепях, вторые два — в трехфазных. Особенность многополюсных автоматов в том, что они включают и отключают все свои полюса одновременно, что требуются согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ).

Исполнения полюсов автоматических выключателей

При подключении электроприборов сопротивление в сети уменьшается, что вызывает увеличение тока. Причем чем мощнее электроприбор, тем больше уменьшается сопротивление и увеличивается ток. Когда проводники соединяются в обход нагрузки происходит короткое замыкание, так как ток ограничивает только сопротивление проводников. Ток нагревает проводники, по которым он течет, поэтому неконтролируемое увеличение тока приведет к перегреву проводников и их дальнейшему возгоранию.

Результат некачественной защиты электропроводки

Автоматический выключатель при возникновении опасного режима размыкает свои контакты, отключая участок сети с повышенным потреблением тока, тем самым спасая электропроводку от повреждения. Однако не каждый автоматический выключатель способен эффективно защитить вашу электропроводку, он обязательно должен иметь определенный набор характеристик.

Рассмотрим конструкцию модульных автоматических выключателей, устанавливаемых в щитки на стандартную 35 мм DIN-рейку.

Пластиковый щиток, встраиваемый в нишу, для установки модульных автоматов на DIN-рейку

Автомат состоит из десятка миниатюрных деталей, которые собираются в узлы.

Модульный автоматический выключатель внутри:

• Механизма свободного расцепления (1), который позволяет сделать независимым положение рукоятки управления (2) и главных контактов (3). Такой механизм позволит автоматически отключить автомат, даже если ручка управления удерживается во включенном положении
• Теплового расцепителя (4), представляющем собой биметаллическую пластину, которая при нагреве током изгибается и вызывает отключение автомата с выдержкой времени. Этот расцепитель предназначен для защиты электропроводки от длительной перегрузки и характеризуется время-токовой характеристикой
• Электромагнитного расцепителя (5), представляющего собой катушку с подвижным сердечником внутри. При протекании тока сверх заданной величины происходит втягивание сердечника и мгновенное отключение аппарата. Этот расцепитель предназначен для защиты от короткого замыкания, которое должно быть отключено как можно быстрее;
• Дугогасительной системы (6), куда отводится дуга при отключении тока нагрузки или короткого замыкания, разбивается на множество маленьких дуг и гаснет
• Клеммных зажимов (7) для присоединения проводников
• Немаловажным является наличие указательного флажка (8), который покажет положение контактной группы — зеленый флажок означает, что аппарат отключен, красный флажок означает что аппарат включен

Например, при включении аппарата на короткое замыкание и удержании рукоятки во включенном положении, флажок будет зеленого цвета, что будет сигнализировать об аварийном отключении аппарата.

Все внутренние компоненты модульных автоматов заранее настраиваются на определенные параметры и проверяются на заводе-изготовителе. Они указаны на лицевой стороне устройства.

В следующей статье мы расскажем по каким характеристикам нужно выбирать автоматический выключатель, чтобы ваша электропроводка была надежно защищена от КЗ и перегрузки, а вы — от поражения электрическим током.

Модульный автоматический выключатель (MCB) — все, что вы хотели знать, но стеснялись спросить. Глава 1.

В этой статье мы хотим рассказать об основных свойствах модульных автоматических выключателей.
Модульные автоматические выключатели, или как принято их называть, автоматы, производятся на одном из заводов АББ, который расположен в г. Хайдельберг, Германия (рис. 1).
В Украину миниатюрные модульные автоматические выключатели поставляются из Германии. Приобретая оборудование у официальных партнеров АББ в Украине Ваы и Ваши партнеры застрахованы от приобретения не качественной продукции.

Для удобства мы разбили эту статью на четыре главы:

Глава 1. Функции автоматического выключателя. Основные компоненты автоматического выключателя. Какие функции выполняются теми или иными компонентами. Что происходит во время короткого замыкания.

Основные компоненты автоматического выключателя.

К автоматическому выключателю (рис.2) предъявляются следующие требования:

Во-первых, автоматический выключатель должен отключать ток перегрузки, но только тогда, когда ток и, соответственно, температура превышает заданное ограничение. Следует помнить, что время срабатывания при не больших перегрузках больше, чем при значительных перегрузках.

Во-вторых, короткое замыкание должно быть отключено немедленно. Энергия, передаваемая через проводник при к.з., на столько велика, что для предотвращения повреждения защищаемого оборудования, необходимо немедленно разорвать цепь. Под защищаемым оборудованием, мы понимаем не только потребители, но и проводник, замена которого может вылиться в значительные капитальные затраты и массу неудобств для пользователя.

В- третьих, после снижения нагрузки до допустимых пределов или устранения причины короткого замыкания, электроустановка должна быть вновь готова к включению и эксплуатации.

На рисунке 3 показана блок-схема автоматического выключателя, с контактом, размыкающим цепь при коротком замыкании. Слева расположен биметаллический элемент, который определяет перегрузку. Справа находится электромагнитная катушка, для определения короткого замыкания. Оба чувствительных элемента механически соединены с механизмом переключения, который размыкает контакты и разрывает цепь.

Основные функциональные компоненты, необходимые для функционирования автоматического выключателя, показаны на рис. 4.

1. Биметалл (тепловой расцепитель) для отключения перегрузки.
2. Рычаг для ручного управления.
3. Электромагнитная катушка (мгновенный расцепитель) для отключения при коротком замыкании.
4. Механизм расцепителя с силовыми контактами, позволяющими размыкать и замыкать цепь.
5. Система гашения электрической дуги для уменьшения удельной попускаемой энергии I2t и предотвращения возможного повреждения установки.

В автоматических выключателях АББ отключение по перегрузке, происходит при помощи биметаллической пластины (рис. 5) или теплового расцепителя. Биметаллическая пластина состоит из двух металлических полос с различными коэффициентами температурного расширения. Полоски соединены вместе по всей длине при помощи клепки, пайки или сварки.

Биметаллическая пластина изгибается при нагревании, например, при прохождении электрического тока (рис.6). В случае электрического нагрева, амплитуда изгиба биметаллической пластины зависит от величины тока и продолжительности его воздействия.

После того, как изгиб пластины достигает предустановленную величину, она приводит в действие механизм расцепления и размыкает цепь.

В некоторых случаях, кроме применения в автоматических выключателях, отклоняющаяся биметаллическая пластина непосредственно размыкает контакт. Однако в автоматическом выключателе, биметаллическая пластина только передает сигнал на механизм переключения, который затем размыкает контакты. Преимуществом такой схемы является то, что характеристики теплового расцепителя могут зависеть как от конструкции механизма, так и от формы биметалла. Как правило, биметаллическая пластина нагревается непосредственно током нагрузки, но в случае с автоматическими выключателями с низким номинальным током, нагрев биметалла должен обеспечиваться дополнительной нагревательной обмоткой в цепи тока нагрузки. Это важно для получения достаточного количества тепловой энергии, необходимой для отключения автомата за заданный промежуток времени.

Можно сказать, что изгиб биметаллической пластины зависит как от величины тока, так и от продолжительности его воздействия.

Рычаг управления – это устройство для переключения автоматического выключателя вручную, которое используется для замыкания и размыкания контактов без срабатывания расцепителей. Его основной задачей является отключение и повторное включение, когда это требуется, например, при обслуживании распределительного устройства или потребителей. Чем данное устройство отличается от выключателей, которыми мы пользуемся, чтобы включить свет? Разница состоит в наличии механизма свободного отключения – системы, которая предотвращает повторное включение цепи при наличии аварии. Другими словами, если попытаться взвести рычаг сработавшего по аварии автоматического выключателя, механизм переключения на это не отреагирует.

Третьим элементом внутри автоматического выключателя является электромагнитный расцепитель, который по сути является катушкой в цепи тока нагрузки (рис. 8).

В катушке есть два сердечника из мягкого металла. Первый прикреплен к нижней части катушки, а второй является подвижным и механически соединен с механизмом переключения. Между двумя сердечниками имеется возвратная пружина, которая создает механическую силу, противоположную электромагнитной силе стягивания. Она задает точку отключения и перемещает электромагнитный расцепитель обратно в рабочее положение. Таким образом, если сила тока превышает заданное значение, подвижный сердечник движется на встречу пружине и приводит в действие механизм отключения. Такое функционирование может рассматриваться как классический метод электромагнитного отключения.

Чтобы отключить ток короткого замыкания, необходимо как можно быстрее разомкнуть контакты. Отключение цепи механизмом переключения обладает высокой степенью инерции, поскольку при этом задействованы механические элементы с пружинами и грузиками, что делает задержку отключения неприемлемо большой. Компанией АББ STOTZ-KONTAKT было предложено сделать обход механизма переключения с помощью так называемого расцепителя молоточкового типа. Отключение механизма переключения должно выполнятся параллельно с приведением механизма в устойчивое состояние «выключено» и подготовкой механизма переключения к повторному замыканию цепи. Расцепитель молоточкового типа является важным элементом для ограничения токов короткого замыкания.

Чтобы еще больше сократить время задержки отключения, возникающая между контактами дуга должна быть погашена как можно быстрее. Для этого автоматические выключатели АББ снабжаются системой гашения дуги, состоящей из пусковой камеры сгорания с металлическими пластинами и дугогасительной камеры. Магнитные силы и перепады давления направляют дугу в дугогасительную камеру. Чем длиннее дуга, тем выше ее напряжение. Это позволяет ограничивать ток короткого замыкания. Когда дуга достигает камеры, она разделяется. Минимальное напряжение дуги составляет 30В. Дугогасительная камера снабжена 11 металлическими пластинами. Эти пластины разделяют дугу на 10 меньших дуг и напряжения 220 В уже не достаточно для поддержания горения и дуги гаснут. Этот способ гашения дуги гарантирует быстрое и безопасное размыкание дуги.

Посмотрим на внутреннее устройство реального автоматического выключателя АББ (рис. 11а и 11б). Как мы ранее говорили, автоматический выключатель состоит из:

1. Биметаллическое устройство защиты от перегрузки.
2. Рычаг управления.
3. Электромагнитный мгновенный расцепитель.
4. Механизм переключения.
5. Система гашения дуги.

Чтобы продемонстрировать, как работает токоограничивающий автомат, инженеры АББ, в своей лаборатории, провели эксперимент. Автоматический выключатель, с удаленной стенкой, был установлен за стеклом. После этого сотрудники АББ вызвали короткое замыкание и при помощи высокоскоростной видеокамеры зафиксировали все этапы отключения (рис 12а, б, в, г, д, е).

На рисунке 12а, показано, что расцепитель молоточкового типа начинает разводить контакты, но как видно на картинке, размыкание контакта не приводит к прерыванию цепи. Созданная дуга также видна между подвижными и не подвижными контактами. На рисунке 12б контакт почти полностью разомкнут и по прежнему видна дуга между подвижной и не подвижной частью. Дуга создает ионизированные газы. Это сильно сжатый воздух в котором содержаться металлы контактного материала подвижных и не подвижных контактов. Дуга расширяется от разомкнутых контактов в направлении дугогасительной камеры. Это первый ограничивающий фактор, поскольку, чем длиннее дуга, тем выше ее напряжение. Через 1,5 мс (рис 12в) дуга покидает контакты и находится в дугогасительной камере, где она распадается на меньшие дуги. Через 2мс (рис. 12г) дуга в дугогасительной камере. Металлические пластины разделяют дугу. Происходит физический процесс, который называется анодным и катодным падением напряжения, при этом напряжение падает, приблизительно на 30В. Для разделения на 9 дуг и создания напряжения 270 В в дугогасительной камере должно быть по меньшей мере 10 пластин. Через 2,5 мс (рис. 12д) большая дуга полностью разделилась на меньшие дуги. В этой точке напряжение дуги превышает максимально возможное напряжение питания и цепь окончательно отключается. На рисунке 12е прошло 3мс. Вся операция завершена и неисправная цепь безопасно отключена.