Комбинированный расцепитель

• определение расцепителя
• виды расцепителей:
  • основные (для защиты цепи):
    • тепловой;
    • электромагнитный;
      • различия теплового и электромагнитного расцепителя;
    • термомагнитный;
    • полупроводниковый;
    • электронный;
    
    
  • вспомогательные (для расширения функций):
    • независимый;
    • минимального напряжения;
    • нулевого напряжения;
• явления, вызываемые сверхтоками (токами короткого замыкания и током перегрузки)

 
 

Определение расцепителя

• основные расцепители для защиты цепей;
• вспомогательные расцепители для расширения функциональности.

• независимый расцепитель (дистанционное отключение автоматического выключателя по сигналу из вспомогательной цепи);
• расцепитель минимального напряжения (отключает автомат при падении напряжения ниже допустимого);
• расцепитель нулевого напряжения (вызывает расцепление контактов при существенном падении напряжения).

Определения терминов

Виды расцепителей, применяемых в автоматических выключателях

• обеспечивают базовую защиту от сверхтоков, заводские настройки не меняются в процессе эксплуатации:
  • тепловой расцепитель или расцепитель перегрузки;
  • электромагнитный расцепитель или расцепитель короткого замыкания;
  
  

• один из предложенных ниже заменяет первые два, в процессе эксплуатации допускается регулировка (время выдержки при сверхтоке для РѕР±РµСЃРїРµС‡РµРЅРёСЏ селективности, какой ток считать перегрузкой, какой коротким замыканием):
  • полупроводниковый расцепитель;
  • электронный расцепитель;

• дополнительные расцепляющие устройства для расширение функциональности:
  • независимый расцепитель;
  • расцепитель минимального напряжения;
  • расцепитель нулевого напряжения.

Тепловой расцепитель

• условный ток нерасцепления 1,05·In (время 1 час для In ≤ 63 А и 2 часа для In ≥ 80 А);
• условный ток расцепления 1,3·In для переменного тока и 1,35·In для постоянного тока.

• нет трущихся поверхностей;
• обладают хорошей вибростойкостью;
• легко переносят загрязнение;
• простота конструкции → низкая цена.

• постоянно потребляют электрическую энергию;
• чувствительны к изменениям температуры окружающей среды;
• при нагреве от сторонних источников могут вызывать ложные срабатывания.

Электромагнитный расцепитель

• 3,5·In;
• 7·In;
• 10·In;
• 12·In;
• и другие.

• B (3-5);
• C (5-10);
• D (10-50).

• простота конструкции;
• стойкость к механическим нагрузкам (вибрации, удары).

• создаёт магнитное поле;
• срабатывает мгновенно, без выдержки времени.

Термомагнитный или комбинированный расцепитель

Полупроводниковый расцепитель

• регулировка номинального тока автомата;
• настройка времени выдержки в зоне короткого замыкания, а также перегрузки;
• уставка срабатывания при возникновении замыкания накоротко;
• переключатели защиты от токов включения, от однофазного КЗ;
• переключатель, отключающий выдержку времени при КЗ (переход из режима селективности в режим мгновенного действия).

• широкий набор регулировок под самые сложные схемы электроснабжения;
• обеспечение селективности (избирательности), относительно последовательно подключённых автоматов с меньшими амперажами.

• высокая цена;
• хрупкие элементы управления.

Электронный расцепитель

• разнообразный выбор настроек нужных пользователю;
• высокая точность исполнения заданной программы;
• индикаторы работоспособности и причины срабатывания;
• логическая селективность с вышестоящими и нижестоящими выключателями.

• высокая цена;
• хрупкий блок управления;
• подверженность к воздействию электромагнитных полей.

 

Независимый расцепитель

Расцепитель минимального напряжения

• отключает включённый автоматический выключатель без выдержки времени при падении напряжения от 0,7 до 0,35 от Un;
• если напряжение выше значения 0,7 Un отключения не производится;
• препятствует повторному включению при значении напряжения в сети ниже, чем 0,85 Un.

После срабатывания устройства требуется взведение механизма свободного расцепления в ручную, если не установлен электромагнитный привод.
 
 

Расцепитель нулевого напряжения

• вызывает расцепление главных контактов при напряжении от 0,35 до 0,1 от номинального;
• не отключает включённый автомат при напряжении свыше 0,55 Un;
• позволяет повторное включение при восстановлении напряжения более 0,85 от номинального.

Как и в случае с расцепителем минимального напряжения – требуется взведение автомата вручную, а затем его включение.
 
Подробнее об устройстве независимого расцепляющего устройства, нулевого и минимального расцепителя напряжения читайте здесь.
 
 

Явления, вызываемые сверхтоками

При появлении тока короткого замыкания возникают следующие явления:

• электродинамические силы;
• магнитное поле;
• тепловое напряжение (перегрев).

Источник: www.avtomats.com.ua

Как устроен автоматический выключатель — основные рабочие органы автомата

Если разобрать корпус (для чего необходимо высверлить соединяющие его половинки заклепки), то можно увидеть и получить доступ ко всем его компонентам. Рассмотрим наиболее важные из них, которые обеспечивают нормальное функционирование устройства.

1. 1. Верхняя клемма для подключения;
2. 2. Неподвижный силовой контакт;
3. 3. Подвижный силовой контакт;
4. 4. Дугогасительная камера;
5. 5. Гибкий проводник;
6. 6. Электромагнитный расцепитель (катушка с сердечником);
7. 7. Ручка для управления;
8. 8. Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
9. 9. Винт для регулировки теплового расцепителя;
10. 10. Нижняя клемма для подключения;
11. 11. Отверстие для выхода газов (которые образовываются при горении дуги).

Электромагнитный расцепитель

Функциональное назначение электромагнитного расцепителя — обеспечение практически мгновенного срабатывания автоматического выключателя при возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания. В этой ситуации в электрических цепях возникают токи, величина которых в тысячи раз превышают номинальное значение этого параметра.

Время срабатывания автомата определяется по его времятоковым характеристикам (зависимость времени срабатывания автомата от величины тока), которые обозначаются индексами А, В или C (наиболее распространенные).

Тип характеристики обозначен в параметре номинального тока на корпусе автомата, например, С16. Для приведенных характеристик время срабатывания находится в пределах от сотых до тысячных долей секунды.

Конструкция электромагнитного расцепителя представляет собой соленоид с подпружиненным сердечником, который связан с подвижным силовым контактом.

Электрически катушка соленоида включена последовательно в цепочку, состоящую из силовых контактов и теплового расцепителя. При включенном автомате и номинальном значении тока, через катушку соленоида протекает ток, однако, величина магнитного потока мала для втягивания сердечника. Силовые контакты замкнуты и это обеспечивает нормальное функционирование защищаемой установки.

При коротком замыкании резкое увеличение тока в соленоиде приводит к пропорциональному увеличению магнитного потока, способного преодолеть действие пружины и переместить сердечник и связанный с ним подвижный контакт. Перемещение сердечника вызывает размыкание силовых контактов и обесточивание защищаемой линии.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель выполняет функцию защиты при небольшом, но действующим в течении относительно длительного промежутка времени, превышении допустимого значения тока.

Тепловой расцепитель – расцепитель замедленного действия, он не реагирует на кратковременные броски тока. Время срабатывания этого вида защиты регламентируется также время-токовыми характеристиками.

Инерционность теплового расцепителя позволяет реализовать функцию защиты сети от перегрузки. Конструктивно тепловой расцепитель представляет консольно закрепленную в корпусе биметаллическую пластину, свободный конец которой через рычаг взаимодействует с механизмом расцепления.

Электрически биметаллическая пластина включена последовательно с катушкой электромагнитного расцепителя. При включенном автомате в последовательной цепочке протекает ток, нагревая биметаллическую пластину. Это приводит к перемещению ее свободного конца в непосредственную близость к рычагу механизма расцепления.

При достижении значений тока, указанных во временно-токовых характеристиках и по истечении определенного времени пластина нагреваясь изгибается, контактирует с рычагом. Последний через механизм расцепления размыкает силовые контакты — сеть оказывается защищенной от перегрузки.

Регулировка тока срабатывания теплового расцепителя с помощью винта 9 производится в процессе сборки. Так как большинство автоматов модульные и их механизмы запаяны в корпусе простому электрику нет возможности произвести такую регулировку.

Источник: electricschool.ru

 

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электромагнитным максимальным расцепителям автоматических выключателей.
хническим результатом полезной модели является повышение надежности и стабильности работы расцепителя. Технический результат достигается тем, что в комбинированном расцепителе максимального тока, состоящем из теплового и электромагнитного расцепителей, согласно полезной модели магнитопровод, сердечник и якорь электромагнитного расцепителя, выполнены из, по меньшей мере, четырех контактирующих между собой пластин. Пластины скреплены посредством изолированных стяжных шпилек. Сердечник выполнен П-образной формы, а тепловой расщепитель состоит из биметаллической пластины и скоб с высокими свойствами теплопроводности, закрепленными на верхней части магнитопровода.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электромагнитным максимальным расцепителям автоматических выключателей.

По патенту RU 2039389 известен комбинированный электромагнитный максимальный расцепитель, содержащий магнитопровод в виде скобы, якорь, сердечник, отключающую пружину и обмотку, где сердечник выполнен с внутренней полостью, ограниченной с одного торца сердечника его стенкой с отверстием, с противоположного торца-втулкой из немагнитного материала с отверстием, втулка размещена в резьбовом отверстии сердечника, в полости сердечника установлен ферромагнитный плунжер с толкателями из немагнитного материала.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, низкая надежность и стабильность в работе.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является комбинированный расцепитель, содержащийся в выключателе автоматическом, известном по патенту RU 2370847 и содержащий тепловой и электромагнитный расцепители максимального тока в каждом полюсе, электрически соединенные с помощью скобы, которая одновременно через гибкие токопроводы соединяет тепловой и электромагнитный расцепители с подвижными контактами, при этом скоба имеет перемычку для перераспределения токов.

Недостатками известного устройства являются низкая надежность и стабильность в работе вследствие появления вихревых токов. Вихревые токи снижают КПД электрических машин и аппаратов и оказывают, согласно правилу Ленца, размагничивающее действие.

Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности и стабильности работы расцепители.

Технический результат достигается тем, что в комбинированном расцепителе максимального тока, состоящем из теплового и электромагнитного расцепителей, согласно полезной модели, магнитопровод, сердечник и якорь электромагнитного расцепители выполнены из, по меньшей мере, четырех контактирующих между собой пластин.

Пластины скреплены посредством изолированных стяжных шпилек. Сердечник выполнен П-образной формы, а тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины и скоб с высокими свойствами теплопроводности, закрепленных на верхней части магнитопровода.

Выполнением одновременно трех узлов устройства, а именно магнитопровода, сердечника и якоря, по меньшей мере, из четырех (преимущественно 5-7) контактирующих между собой пластин, скрепленных посредством изолированных стяжных шпилек, преграждается путь распространению вихревых токов, при этом уменьшается поперечное сечение каждого отдельного проводника, через которое протекают эти токи, что приводит к уменьшению силы тока, что обеспечивает повышение надежности и стабильности работы электромагнитного расцепителя. Заявленная конструкция способствует уменьшению нагрева металлических сердечника и магнитопровода, что снижает потери энергии (так называемые потери от вихревых токов). Сечение пластин подбирается в зависимости от тока.

При выполнении магнитопровода, сердечника и якоря меньше чем из 4 пластин значительно увеличивается поперечное сечение каждого отдельного проводника (пластины), что приводит к увеличению силы тока, протекающего через проводник, и ведет к нежелательному распространению вихревых токов. При выполнении магнитопровода, сердечника и якоря больше чем из 20 пластин значительно уменьшается сила тока, протекающего через проводник, так что его становится недостаточно для надежной работы системы, и приводит к нестабильной работе системы.

Выполнение сердечника П-образной формы позволяет создать более мощную систему, рассчитанную на большие токи срабатывания от 1000 А до 2000 А с меньшими габаритами.

Размещение теплового расцепителя, состоящего из биметаллической пластины и скоб с высокими свойствами теплопроводности, на верхней части магнитопровода позволяет тепловому расцепителю взаимодействовать с расцепляющей рейкой механизма свободного отключения. При этом, благодаря новой конструкции, магнитопровод меньше нагревается и, следовательно, предотвращается перегрев биметаллической пластины. Передача тепла и нагрев биметаллической пластины происходит через скобы с высокими свойствами теплопроводности.

Сущность заявленной полезной модели поясняется рисунком:

На фиг. 1 изображен общий вид комбинированного расцепителя максимального тока в аксонометрии.

Комбинированныйт расцепитель максимального тока содержит токоведущую шину (1), магнитопровод (2), сердечник (3), якорь (4), возвратные пружины (5), ограничитель хода якоря (6), толкатель (7), изолирующую прокладку (8), биметаллическую пластину (9), скобы (10) с высокими свойствами теплопроводности.

В исходном (обесточенном) состоянии якорь и толкатель удерживаются в отключенном положении пружиной и ограничителем хода якоря. При появлении на магнитопроводе тока, равного току срабатывания, якорь и сердечник работают как электромагнит. Якорь, притягиваясь к сердечнику, утягивает за собой толкатель. Толкатель при этом воздействует на рычаг исполнительного механизма. При протекании на магнитопроводе тока, равного току нагревания скоб, скобы начинают греться, нагревая биметаллическую пластину, которая, нагреваясь, деформируется и оказывает своим свободным концом давление на исполнительный механизм.

1. Комбинированный расцепитель максимального тока, состоящий из теплового и электромагнитного расцепителей, отличающийся тем, что магнитопровод, сердечник и якорь электромагнитного расцепителя выполнены из, по меньшей мере, четырех контактирующих между собой пластин.

2. Комбинированный расцепитель максимального тока по п. 1, отличающийся тем, что пластины скреплены посредством изолированных стяжных шпилек.

3. Комбинированный расцепитель максимального тока по п. 1, отличающийся тем, что сердечник выполнен П-образной формы.

4. Комбинированный расцепитель максимального тока по п. 1, отличающийся тем, что тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины и скоб с высокими свойствами теплопроводности, закрепленными на верхней части магнитопровода.

РИСУНКИ

Источник: poleznayamodel.ru

Разновидности выключателей

Все автоматы делятся по типу расцепителей. Их подразделяют на 6 видов:

• тепловой;
• электронный;
• электромагнитный;
• независимый;
• комбинированный;
• полупроводниковый.

Они очень быстро распознают аварийные ситуации, такие как:

• возникновение сверхтоков – повышение в электросети силы тока, превышающего номинальный ток выключателя;
• перегрузка напряжения – короткое замыкание в цепи;
• перепады напряжения.

В эти моменты в автоматических расцепителях происходит размычка контактов, которая предотвращает серьезные последствия в виде порчи проводки, электрооборудования, что очень часто приводит к пожарам.

Выключатель тепловой

Состоит из биметаллической пластинки, один из концов которой находится рядом со спусковым устройством автоматического расцепителя. Пластина нагревается током, проходящим через нее, отсюда и название. Когда сила тока начинает увеличиваться, она гнется и касается планки спускового механизма, которая и размыкает контакты в «автомате».

Срабатывание механизма происходит даже при незначительных превышениях номинального тока и увеличенном времени срабатывания. Если повышение нагрузки кратковременное, выключатель не срабатывает, поэтому его удобно устанавливать в сетях с частыми, но короткими перегрузками.

Достоинства теплового расцепителя:

• отсутствие соприкасающихся и трущихся между собой поверхностей;
• устойчивость при вибрациях;
• бюджетная цена;
• простая конструкция.

К недостаткам можно отнести то, что его работа во многом зависит от температурного режима. Такие автоматы лучше размещать подальше от источников тепла, иначе грозят многочисленные ложные срабатывания.

Выключатель электронный

В детали, его составляющие, входят:

• измерительные приспособления (датчики тока);
• блок управления;
• катушка электромагнитная (трансформатор).

На каждом полюсе электронного автоматического расцепителя находится трансформатор, который измеряет ток, проходящий через него. Электронный модуль, управляющий расцеплением, обрабатывает эту информацию, сравнивая полученный результат с заданным. В случае, когда полученный показатель будет больше запрограммированного, произойдет размычка «автомата».

Существует три зоны срабатывания:

1. Продолжительная задержка. Здесь электронный расцепитель служит как тепловой, заграждая цепи от перегрузок.
2. Короткая задержка. Производит защиту от несущественных коротких замыканий, которые обычно происходят в конце защищаемой цепи.
3. Рабочая зона «мгновенно» обеспечивает защиту от КЗ высокой интенсивности.

Плюсы – большой выбор настроек, максимальная точность прибора заданному плану, наличие индикаторов. Минусы – чувствительность к электромагнитному полю, высокая цена.

Электромагнитный

Это соленоид (катушка с намотанной проволокой), внутри которого расположен сердечник с пружиной, воздействующий на механизм расцепления. Это устройство моментального действия. Во время течения по обмотке сверхтока образуется магнитное поле. Оно перемещающее сердечник и, превосходя усилие пружины, действует на механизм, выключая «автомат».

Плюсы – устойчивость к вибрации и ударам, простая конструкция. Минусы – образует магнитное поле, мгновенно срабатывает.

Независимый выключатель

Это добавочное устройство к автоматическим расцепителям. С его помощью можно отключить как однофазный, так и трехфазный автомат, находящийся на определенном расстоянии. Чтобы привести в действие независимый расцепитель, необходимо подать напряжение на катушку. Для возвращения автомата в исходное положение нужно вручную нажать на кнопку «возврат».

Важно! Фазный проводник должен быть подключен от одной фазы из-под нижних клемм выключателя. Если его подключить неправильно, независимый выключатель выйдет из строя.

В основном независимые автоматы применяют в щитах автоматики в сильно разветвленных устройствах электроснабжения многих крупных объектов, где управление выведено на пульт оператора.

Комбинированный выключатель

Имеет как тепловые, так и электромагнитные элементы и защищает генератор от перегрузок и КЗ. Для работы комбинированного автоматического расцепителя указывают и выбирают ток теплового «автомата»: электромагнит рассчитан на 7 – 10 кратный ток, что соответствует работе тепловых сетей.

Электромагнитные элементы в комбинированном выключателе служат для мгновенной защиты от коротких замыканий, а тепловые защищают от перегрузок с выдержкой времени. Отключается комбинированный автомат при срабатывании любого из элементов. При кратковременных сверхтоках не срабатывает ни один из типов защиты.

Полупроводниковый выключатель

Состоит из трансформаторов переменного тока, магнитных усилителей для постоянного тока, блока управления и электромагнита, выполняющего функции независимого автоматического расцепителя. Устанавливать выбранную программу по расцеплению контактов помогает блок управления.

К его настройкам можно отнести:

• регулирование номинального тока в приборе;
• установку времени;
• срабатывание в момент возникновения короткого замыкания;
• защитные переключатели от сверхтоков и однофазного КЗ.

Плюсы – большой выбор регулирования под разные схемы электроснабжения, обеспечение избирательности к последовательно подключенным автоматам с меньшим количеством ампер.

Минусы – высокая стоимость, непрочные компоненты управления.

Установка

Многие доморощенные электрики считают, что установка автомата не составляет особого труда. Это справедливо, но нужно выполнять определенные правила. Расцепители автоматического выключателя, так же, как и пробочные предохранители, необходимо присоединять к сети так, чтобы при вывернутой пробке автомата его винтовая гильза была без напряжения. Соединение питающего проводника при одностороннем питании с автоматом должно производиться к неподвижным контактам.

Установка электрического однофазного двухполюсного автомата в квартире состоит из нескольких этапов:

• крепления выключенного устройства в электрощите;
• подсоединения проводов без напряжения к счетчику;
• подсоединения к автомату сверху проводов напряжения;
• включения автомата.

Крепление

В электрощите монтируем дин-рейку. Отрезаем нужный размер и крепим ее саморезами к электрощитку. Прищелкиваем автоматический расцепитель сети на дин-рейку при помощи специального замка, который расположен на задней части автомата. Проследите за тем, чтобы устройство стояло в режиме выключения.

Подсоединение к электросчетчику

Берем кусок провода, длина которого соответствует расстоянию от счетчика до автомата. Один конец присоединяем к электросчетчику, другой – к клеммам расцепителя, соблюдая полярность. Питающую фазу подсоединяем на первый контакт, а нулевой питающий провод на третий. Сечение провода – 2,5 мм.

Подсоединение проводов напряжения

С центрального распределительного электрощита питающие провода подходят к щитку квартиры. Их подсоединяем к клеммам автомата, который должен находиться в положении «выключен», соблюдая полярность. Сечение провода рассчитывается в зависимости от потребляемой энергии.

Источник: energomir.biz