Виды расцепителей автоматических выключателей

Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.

Назначение приборов

Основная функция, возлагаемая на автоматические выключатели, сводится к защите кабеля от коротких замыканий и его перегрузки. Кроме этого, в комплекс задач для устройства входит:

• пропускание тока номинальной нагрузки при его длительном использовании;
• стабильное поддержание потенциала напряжения сети с гарантией ее изоляции;
• возможность ручного управления состоянием силового контакта;
• способность определения момента возникновения перегрузки и обеспечение необходимого времени для безопасной работы, после чего питание снимается с подключенных потребителей.

Важно правильно подбирать тип электрических автоматов с учетом технических характеристик сети, так как частое отключение электросети чревато губительными последствиями для подключенных приборов.

Для этого стоит понять, как работает автоматический выключатель. Прибор, рассчитанный на высокую мощность, не всегда уместен, так как опасная ситуация для бытового помещения может не распознаться. Сила тока, выходящая за пределы допустимой для кабеля нормы, чаще не определяется автоматическим выключателем как аварийное положение. Тогда короткое замыкание может вызываться расплавлением изоляции, но к этому времени есть риск возникновения возгорания. Устройство автоматического выключателя меньшей мощностью способно часто и регулярно останавливать подачу напряжения на потребителя. В результате автомат перестанет функционировать из-за выхода из строя контактов.

Разновидности по полюсам

Автоматы могут иметь от 1 до 4 полюсов, что определяется мощностью подключаемого электрооборудования и количеством фаз сети.

Классификация по числу полюсов автоматических выключателей:

1. Однополюсный автомат способен защитить сеть, к которой подключены маломощные приборы. Монтаж производится на фазный провод, нулевой при этом исключается.
2. Двухполюсный прибор актуален для линии, к которой подключается достаточно мощная бытовая техника (стиральная машина, электроплита, бойлер).
3. Трехполюсная модель. Предназначается для полупромышленного масштаба с подключением установок: насосов, устройств для автомастерских или строительных работ.
4. Четырехполюсный автомат защищает от коротких замыканий, перегрузок четырехпроводных сетей.

Для четырехжильного кабеля устанавливаются только трех- и четырехполюсные автоматы выключения.

Классификация по времятоковому показателю

Количество ложных срабатываний автоматов при неравномерной нагрузке на сеть оптимизируется благодаря разной скорости реагирования на превышение номинального тока. Зависимость времени отключения сети от силы протекающего тока определяет следующие виды автоматических выключателей:

• A. Встречается у европейских изготовителей. Самая чувствительная модель. На отклонение от нормы отзывается мгновенно. Обычно используется для защиты линий с подключенным высокоточным оборудованием. (Номинал тока 2-3). Устанавливаются редко.


• B. Предусмотрен для помещений, оснащенных старой алюминиевой проводкой. Подходит для длинных линий, осветительных линий или цепей без возможных резких перепадов напряжения. Отключается с незначительной задержкой в 5-20 секунд при токе номиналом 3-5.
• C. Чаще встречается в современных квартирах для защиты розеточных линий, в которые подключается достаточное количество электрооборудования (стиральные, посудомоечные машины, морозильные камеры, обогреватели, микроволновые печи, ЖК-телевизоры). Отключение происходит на 1-10 секунде при токе кратном 5-10. Такой принцип нужен для стабилизации работы при незначительном перепаде.
• D. Защита оптимальна для линий с трансформаторами или большими пусковыми токами. Автоматические выключатели этого класса нельзя подключать к потребителям, ориентированным на работу с защитой классов C и B. При 10-20 номинальном токе отключается за 1-10 секунд. Наиболее низкая чувствительность к увеличению тока. Иногда принято устанавливать на самом здании с целью подстраховки квартирных автоматов. Если те вдруг не сработают, то произойдет отключение от сети всего здания.

Это самые распространенные типы. Ряд производственных моделей дополнен еще тремя группами: L, K и Z.

Классификация по конструкции

Существует три вида автоматов защиты сети:

1. Модульный прибор. Актуален для бытовых сетей с протекающими токами небольшой величины. Чаще имеет один или два полюса.
2. Литой. Используются для работы в промышленных сетях. Название получили благодаря литому корпусу.
3. Воздушный электрический. Применяется для сетей, поддерживающих высокомощные установки. Обычно имеет три или четыре полюса.

Разделение по номинальной отключающей возможности

По критериям, определяющим значение тока короткого замыкания, при котором выключатель сработает с последующим отключением поступающего потребителю напряжения, выделяют три разновидности:

1. 4.5 кА (4500 А). Чаще применяется для защиты силовых линий частных жилых зданий с сопротивлением 0.05 Ом. Такие модели практически не используются, некоторые страны уже запретили их эксплуатацию.
2. 6 кА (6000 А). Используется для предотвращения коротких замыканий общественных мест и жилых объектов, где сопротивление составляет примерно 0.04 Ом.
3. 10 кА (10000 А). Автоматы предназначены для защиты электрооборудования промышленного назначения.

Для бытового назначения чаще применяется 6000 А.

Типы расцепителей

В защиту включают электромагнитный и термический расцепитель. Работа каждого элемента автономна и не зависит от состояния друг друга.

Тепловой расцепитель представляет собой металлическую пластину, назначение которой — реагирование на нагрев. Для включения прибора пластина должна остыть до исходной допустимой температуры.

Принцип действия автоматического выключателя зависит от конкретной ситуации.

Рабочий режим

Электрические автоматы включаются поднятием рычага управления. Механизм взвода и расцепления переключается в активное состояние. Происходит коммутация силовых контактов: ток протекает между ними (от неподвижного к подвижному). После этого движение продолжается через гибкую связь на катушку электромагнитного расцепителя, после — по гибкой связи на тепловой расцепитель. На «питающую» электролинию ток выходит через нижнюю клемму.

Механизм действия при коротком замыкании (КЗ)

Своевременное отключение подачи нагрузки обеспечивается электромагнитным расцепителем. Принцип работы автоматического выключателя при КЗ сводится к следующей схеме: превышающее допустимую норму напряжение, протекая через электромагнитную катушку расцепителя, образует магнитное поле высокой мощности. В результате якорь с подвижным контактом опускается вниз, воздействуя на рычаг спускового механизма, после чего отключается нагрузка.

Таким образом, незамедлительно возникшее магнитное поле провоцирует реакцию на обесточивание сети до возникновения аварийной ситуации.

В ходе возникновения разряда, между контактами образуются продукты горения, а также повышается давление внутри корпуса автомата. Требуется устранение побочных реакций, для чего предусмотрены каналы в коробе автомата.

Перегрузка

Сеть защищается благодаря тепловому расцепителю — биметаллической пластине. При этом ток, поступая через нее, может превышать значение нормы, что ведет к ее перегреву и последующему изгибу. Достигая определенного угла изгиба, пластина воздействует на спусковое устройство, в ходе чего автомат отключается.

Разогрев биметалла требует времени. Продолжительность зависит от степени превышения значения воздействующего тока и может составлять несколько секунд или длиться до часа. Это свойство позволяет не отключать питание при непродолжительных или случайных превышениях тока в сети. Нижняя граница допустимого значения, при котором срабатывает терморасцепитель, устанавливается заводом-изготовителем. На корректную работу теплового элемента способна влиять температура воздуха окружающей среды. Указанные в маркировке технические параметры актуальны для температуры до 30 градусов. В прохладном помещении ток может достигать значения выше допустимого, в жарком — срабатывать при более низком значении.

Термический расцепитель более медлительный, чем магнитный, но имеет преимущество, так как работает более точно, а настроить его проще.

Маркировка

Все автоматические выключатели, независимо от производителя и их типа, маркируются по единой схеме, включающей основные параметры:

• название или логотип производителя;
• указание типа, согласно номеру серии изготовителя и каталога;
• величина рабочего напряжения: обозначение переменного тока — волнистая линия, постоянного — прямая, комбинированного — две линии сразу;
• значение рабочего тока (указывается без величины измерения в амперах), перед величиной тока указывается тип времятоковой характеристики;
• рабочая частота (в случае, когда используется только установленная частота);
• коммутационная способность при коротком замыкании (в Амперах);
• степень защиты указывается в виде IP;
• класс ограничения тока указывается в прямоугольнике (значение от 1 до 3);
• обозначение выводов: для соединения с нейтральным проводником — N, для подключения защитной линии — символ заземления.

Сам рычаг содержит обозначение о состоянии: «откл», «вкл» или «1», «0». Тогда как отключение происходит автоматически, включение может проводиться только вручную.

Автоматический выключатель сводит риски, вызываемые коротким замыканием или внезапным отключением света, к минимуму.

Источник: ProFazu.ru

Назначение

Таким образом, технические свойства, которыми обладают автоматические выключатели (краткое обозначение ВА), позволяют использовать их в следующих целях:

• коммутирование электрических цепей;
• защита электроустановок путём их автоматического отключения при возникновении аварийного значения тока.

ВА используются в электрических сетях и электроустановках всех уровней напряжения, однако, общепринятый термин «автоматические выключатели» подразумевает низковольтные аппараты, работающие в условиях до 1000 вольт.

Часто встречаемые производители: ABB, IEK, Schneider-Electric, Legrand.

Те автоматы, что функционируют в сетях более высокого напряжения, называть «автоматическими» не принято что, конечно же, не вполне логично. Уровень автоматизации работы оборудования высокого напряжения обычно выше, чем низковольтного. Но главное не путаться в терминологии, чтобы понимать, о чём идёт речь.

Габариты на примере ABB (мм) в зависимости от числа полюсов. Размеры могут отличаться от других производителей, например, высота бывает 80, 88, 90, 104 мм.

Устройство и принцип работы

Одним из основных узлов автомата являются его силовые контакты. Включение ВА обычно осуществляется вручную — путём нажатия кнопки включения или поднятием вверх рукоятки управления. При этом производится взвод пружинного механизма, а элементы контактной группы прижимаются друг к другу с определённым усилием. Сохранение взведённого состояния пружинного механизма обеспечивается благодаря фиксирующей защёлке, удерживающей механический привод во включенном положении.

В разрезе, типовой примерный вид.

Отключение может быть произведено как вручную, так и автоматически, при срабатывании органа защиты выключателя. В простейшем случае, защитные функции выполняются двумя компонентами — электромагнитным и тепловым расцепителями.

Электромагнитный расцепитель

ЭР представляет собой токовую катушку (соленоид) с подвижным электромагнитным сердечником — бойком. Через катушку постоянно проходит ток питаемой электроустановки. Срабатывание соленоида происходит при определённом значении тока, протекающего через контакты автомата. Обычно это величина тока, в несколько раз, а то и на порядки превышающая номинальное значение. При возникновении в защищаемой цепи короткого замыкания, под воздействием аварийных значений, стержень соленоида выдвигается и давит на защёлку механического привода расцепителя. В результате ее освобождения, привод выключателя под действием силы пружины разрывает контакт.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель обычно состоит из биметаллической пластины, по которой протекает ток. На самом деле, ток может протекать не по самой пластине, а по намотанному на неё высокоомному проводнику, нагреваемому током и передающему тепло пластине. Биметаллическая пластина — это спаянные между собой тонкие полоски двух металлических сплавов. Материалы подбираются таким образом, чтобы коэффициент их теплового расширения имел большое различие. Необходимо это для того, чтобы при нагревании биметалла пластина изогнулась — ведь один из её слоёв расширяется гораздо более активно.

Далее, при достижении некоторого критического изгиба пластина воздействует на фиксатор защёлки, отключая выключатель. СтабЭксперт.ру напоминает, что параметры системы подобраны таким образом, чтобы разогрев пластины начинался при протекании по ней тока, превышающего номинальное значение на величину порядка 20%. При этом, чем больше значение тока, тем активнее происходит нагрев, следовательно, быстрее достигается критический изгиб и инициируется отключение автомата.

Разница расцепителей

Резюмируя описание работы этих двух механизмов, можно отметить, что расцепитель электромагнитного типа представляет собой токовую защиту без выдержки времени, которую называют токовой отсечкой. Токовая отсечка реагирует на сверхтоки, возникающие при коротких замыканиях в защищаемой сети.

Тепловой расцепитель позволяет реализовать интегральную зависимость времени срабатывания защиты от величины тока. Тепловая защита обеспечивает отключение оборудования при его перегрузке, когда потребляемый ток больше номинального на 20% и более. В этих условиях отсечка ещё не срабатывает, но длительное функционирование оборудования в таком режиме недопустимо.

Читайте еще: что такое и зачем нужен автомат диф?

Отличие от прочих коммутационных устройств

Может возникнуть вопрос, в чём заключается отличие автоматического выключателя от других коммутационных аппаратов, не способных коммутировать значительные токи. Дело в том, что коммутация токовых нагрузок, а именно их отключение, сопровождается возникновением электрической дуги. Причём, чем больше значение тока, тем сильнее дуговой разряд при отключении контактов. Горение дуги происходит в ионизированном воздушном пространстве, то есть, воздух становится электропроводящим. В зависимости от разрываемого тока и напряжения сети, дуговой разряд в промежутке определённой величины может вообще не погаснуть после отключения контактов.

Примером может служить дуговая электрическая сварка, где установив между электродом и деталью требуемый зазор, дугу можно поддерживать постоянно. Кроме этого, горящая в разрыве контактов электрическая дуга ионизирует окружающее пространство и вызывает междуфазное короткое замыкание в случае многополюсных коммутационных аппаратов.

Но это относится только к разъединителям. Автоматический выключатель оборудован специальными дугогасительными камерами, типовая конструкция которых содержит ряд параллельно расположенных пластин, они разделяют дугу на отдельные участки, где та и затухает. Также предусмотрен путь отвода образующихся при горении дуги газов. Персональной дугогасительной камерой оборудован каждый полюс автомата, что препятствует распространению ЭД на контакты соседних фаз.

Типы ВА (полюса и четыре группы)

Классифицировать типы автоматических выключателей можно по нескольким признакам, остановимся на некоторых из них.

Число полюсов: 1p, 2p, 3p и 4p

Данная характеристика показывает, какое количество независимых электрических цепей может коммутировать автомат. По этому параметру ВА делятся на однополюсные (обозначение 1p), двухполюсные (2p), трёхполюсные (3p) и четырёхполюсные (4p).

Каждый из полюсов представляет собой обособленный механический контакт, имеющий два вывода для подключения внешних электрических цепей. Иногда полюса называют главными цепями, т.е. это цепи контактов, предназначенных для коммутации токов защищаемой нагрузки.

Количество полюсов (1п, 2п, 3п, 4п) каждого выключателя можно определить без труда.

Понятие главных полюсов или цепей было введено, т.к. некоторые разновидности автоматов имеют до нескольких вспомогательных контактов. Эти контакты не предназначены для коммутации силовой электрической нагрузки и не оборудованы устройствами дугогашения. Есть еще вспомогательные контакты (называемые также блок-контактами), они работают в цепях сигнализации и блокировки.

Время-токовая характеристика

В зависимости от особенностей электрической цепи, автоматический выключатель должен обладать соответствующими свойствами защит. Значение токов короткого замыкания является характеристикой питающей сети, а не подключаемой нагрузки. Нагрузку одной и той же номинальной мощности и напряжения можно подключить к мощным шинам подстанции, либо к длинной линии электропередачи, на большом удалении от источника питания. СтабЭксперт.ру напоминает, что в первом случае ток короткого замыкания будет иметь максимальное значение, во втором, из-за влияния сопротивления линии электропередачи может быть значительно снижен. Таким образом, при выборе подходящего автоматического выключателя недостаточно учитывать только характеристики нагрузки, нужно иметь расчётные значения токов короткого замыкания в месте предполагаемой установки.

Читайте еще: наглядная схема и поключение УЗО?

Деление на группы A, B, C, D

Для работы в различных сетях выпускаются автоматические выключатели, обладающие различными время–токовыми характеристиками. По этому признаку, в соответствии с ГОСТ Р 50345-99, все автоматы делятся на четыре группы — «A», «B», «C» и «D». К аппаратам каждой из этих групп предъявляются свои требования в части защитных характеристик. Рассмотрим их подробнее.

К расцепителям автоматов с характеристикой типа «A» предъявляется одно требование: при протекании токов, превышающих номинальное значение в 5 раз, его отключение должно происходить за время, меньшее 0,1 с.

Например, выключатель рассчитан на номинальный ток 25 ампер, то есть, I_ном = 25А. При токе 5*I_ном= 125А, время срабатывания расцепителя должно быть меньше 0,1 с.

Что касается автоматов с характеристиками «B», «C» и «D», существуют как общие для всех трёх групп, так и индивидуальные требования. Они нормируют время отключения при различных уровнях превышения номинального тока:

• при токе 1,13 I_ном, то есть, превышающем номинальное значение на 13%, автоматы с номиналом до 63 ампер должны работать до отключения не менее одного часа, выключатели на ток свыше 63 ампер, соответственно не менее двух часов;
• ток 1,45 I_ном должен приводить к отключению автоматов с номиналом до 63 ампер менее, чем за один час, автоматов свыше 63 ампер – менее, чем за два часа;
• при превышении номинального тока на 155% (2,55 I_ном), автоматические выключатели до 32 ампер отключаются в течение времени от 1 до 60 секунд, автоматы более 32 ампер — от 1 до 120 с.

Характеристики отключения каждой из групп, выглядят следующим образом:

• тип «B» отключается более, чем за 0,1 секунду при троекратном превышении номинального тока и менее, чем за 0,1 сек. при десятикратном;
• отключение выключателей типа «C» — более 0,1 сек. при 5*I_ном, менее 0,1 сек. при 50 I_ном;
• автомат типа «D» не должен срабатывать ранее 0,1 сек. при десятикратном увеличении номинального тока.

Выключатели с выдержкой времени

Автоматические выключатели, оснащённые механизмом установки времени срабатывания вне зависимости от значения тока, называются селективными. Соответственно аппараты, не обладающие этим качеством относятся к неселективным. Рассмотрим, что такое селективность и зачем она нужна.

Селективность — это одно из основных качеств, которым должна обладать защита. Селективность заключается в необходимом и достаточном объёме защитных отключений повреждённого участка сети. Это означает, что в случае повреждения оборудования (например, короткого замыкания), защита должна отработать так, чтобы отключенным оказался только повреждённый сегмент схемы. Всё остальное оборудование должно при этом по возможности оставаться в работе. Какое отношение к этому имеет выдержка времени выключателя, покажем на примере.

Предположим, на вводе питания секции 0,4 кВ установлен выключатель «1». От этой секции питаются несколько отходящих линий через линейные выключатели. Пусть на одной из отходящих линий установлен выключатель «2».

Теперь предположим, что в самом начале этой линии произошло короткое замыкание. Какой выключатель должен быть отключен защитами, чтобы выделить только повреждённый участок? Конечно же, «2». Но ведь ток короткого замыкания в этой ситуации протекает через два выключателя – «1» и «2» (короткое замыкание подпитывается от источника через выключатель ввода «1»). Каким же образом обеспечить отключение только выключателя «2», ведь значение тока, протекающего через эти выключатели практически одинаково. Вот здесь и приходит на помощь возможность установления искусственной задержки времени отключения на автомате ввода «1». При этом защита просто не успевает сработать, так как линейный выключатель «2» отключит ток короткого замыкания без выдержки времени.

Источник: StabExpert.ru

Каждый автоматический выключатель оснащают одним или несколькими расцепителями, которые предназначены для осуществления:

• автоматического размыкания главных контактов в случае появления сверхтока в главной цепи автоматического выключателя;

• автоматического размыкания автоматического выключателя при снижении напряжения или изменении других характеристик подключенных к нему электрических цепей и электрооборудования;

• дистанционного отключения автоматического выключателя и др. Расцепитель автоматического выключателя. В Международном электротехническом словаре (МЭС) (в стандарте МЭК 60050‑441 [2, 3]) термин «расцепитель (механического коммутационного устройства)» определён так: устройство, механически присоединённое к механическому коммутационному устройству, которое освобождает удерживающее приспособление и даёт возможность размыкания или замыкания коммутационного устройства. Процитированное определение применяется в действующем стандарте МЭК 60947‑1 2007 г. [4], а также было использовано в предыдущей его редакции (1999 г.) – и дополнено примечанием, где, что расцепитель может иметь мгновенное оперирование, с временнóй задержкой и др.

В ГОСТ Р 50030.1 [5] (он разработан на основе стандарта МЭК 60947‑1 1999 г.) использован термин «расцепитель (контактного коммутационного аппарата)», определённый следующим образом: «Устройство, механически связанное с контактным коммутационным аппаратом, которое освобождает удерживающие приспособления и тем самым допускает размыкание или замыкание коммутационного аппарата». В примечании к определению сказано, что «Возможны расцепители мгновенного действия, с задержкой времени и т. п.».

В стандарте МЭК 61992‑1 [6] также использовано определение термина «расцепитель (механического коммутационного устройства) «, заимствованное из МЭС, которое дополнено тремя следующими примечаниями. Здесь термин «расцепитель» имеет отношение к любому устройству с механическим действием, используемому для расцепляющего оперирования в тех случаях, когда во входной электрической цепи устройства встречаются определённые условия. Автоматический выключатель может иметь несколько расцепителей, каждый из которых оперирует в соответствии с установленными условиями. Расцепитель может быть собран из механических, электромагнитных или электронных частей.

В стандартах МЭК 62271‑100 [7], МЭК 62271‑105 [8], МЭК 62271‑107 [9] и МЭК 62271‑109 [10] термин «расцепитель» определён так же, как термин «расцепитель (механического коммутационного устройства)» в стандарте МЭК 60050‑441.

В стандарте МЭК 60077‑4 [11] термин «расцепитель» определён следующим образом: устройство, которое освобождает удерживающее приспособление и даёт возможность размыкания или замыкания автоматического выключателя. Примечания к определению этого термина уточняют, что автоматический выключатель может быть приведён в действие несколькими расцепителями, каждый из которых оперирует в соответствии с установленными условиями. Эти расцепители могут быть механически или электрически присоединены к коммутационному устройству.

В стандарте МЭК 60898‑1 2003 г. [12] и в предыдущей его редакции – стандарте МЭК 60898 1995 г. [13] термин «расцепитель» определён так: устройство, механически присоединённое к автоматическому выключателю (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее приспособление и даёт возможность автоматического размыкания автоматического выключателя.

В ГОСТ Р 50345 (разработан на основе стандарта МЭК 60898 1995 г.) этот термин имеет такое же наименование – «расцепитель» и похожее определение: «Устройство, механически связанное с автоматическим выключателем (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее устройство в механизме автоматического выключателя и вызывает автоматическое срабатывание выключателя».

В стандарте МЭК 61009‑1 2006 г. [14] и в предыдущей его редакции (1996 г. [15]) также определён термин «расцепитель»: устройство, механически присоединённое к АВДТ[1] (или встроенное в него), которое освобождает удерживающее приспособление и даёт возможность автоматического размыкания АВДТ (в примечании указано, что в определении МЭС[2] также сделана ссылка на замыкание).

В ГОСТ Р 51327.1 [16] (разработан на основе стандарта МЭК 61009‑1 1996 г.) термин «расцепитель» определён похоже: «Устройство, механически связанное с АВДТ (или встроенное в него), которое освобождает удерживающий механизм и позволяет автоматическое размыкание АВДТ» (в примечании уточнено, что «В определении, приведённом в МЭС, сделана ссылка также на замыкание»).

В ГОСТ 17703 [17] определён термин «расцепляющее устройство контактного аппарата (расцепитель)» – «устройство, предназначенное механически воздействовать на удерживающее устройство контактного аппарата с целью освобождения его подвижных частей для изменения коммутационного положения» (в примечании сказано, что «в зависимости от принципов действия расцепителя применяют термины: «электромагнитный расцепитель», «тепловой расцепитель» и др.»).

Для национальной нормативной документации можно рекомендовать следующее определение рассматриваемого термина: расцепитель – устройство, механически связанное с автоматическим выключателем или встроенное в него, которое освобождает удерживающее приспособление в механизме автоматического выключателя, инициируя его автоматическое размыкание.

Для осуществления автоматического размыкания главных контактов в случае появления сверхтока в электрических цепях, защищаемых автоматическим выключателем, отключения электрических цепей при понижении напряжения в какой-либо их точке, дистанционного управления автоматическим выключателем, а также осуществления иных действий каждый автоматический выключатель оснащают одним или несколькими расцепителями. Расцепитель представляет собой устройство, механически связанное с автоматическим выключателем или встроенное в него, которое воздействует на удерживающее приспособление в механизме автоматического выключателя и инициирует его автоматическое размыкание. Размыкание автоматического выключателя под воздействием расцепителя называют расцеплением.

Любой автоматический выключатель оснащают расцепителями сверхтока, инициирующими его размыкание (с выдержкой времени или без неё) в тех случаях, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя превышает заданное значение. Расцепитель сверхтока может иметь обратно-зависимую выдержку времени, при которой время его срабатывания находится в обратной зависимости от значения сверхтока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя. При высоких значениях сверхтока время срабатывания такого расцепителя минимально. Указанный расцепитель называют расцепителем сверхтока с обратно-зависимой выдержкой времени.

Расцепители сверхтока автоматических выключателей ориентированы на защиту от токов перегрузки (расцепитель перегрузки) и токов короткого замыкания (расцепитель короткого замыкания). Расцепитель перегрузки обычно имеет обратно-зависимую выдержку времени. Расцепитель короткого замыкания вызывает расцепление автоматического выключателя без выдержки времени.

Расцепители сверхтока автоматических выключателей бытового назначения, как правило, представляют собой расцепители прямого действия, которые срабатывают непосредственно от того электрического тока, который протекает в главной цепи автоматического выключателя через эти расцепители.

Автоматические выключатели иногда оснащают независимыми расцепителями, с помощью которых выполняют их дистанционное управление (отключение). Они могут быть также укомплектованы расцепителями минимального напряжения, отключающими их при снижении напряжения в заданных точках электроустановки здания ниже определённых значений. Удерживающее приспособление. В процитированных выше определениях термина «расцепитель», приведённых в МЭС и в стандартах МЭК 60077‑4, МЭК 60898‑1 и МЭК 61009‑1, упомянуто так называемое «удерживающее приспособление», которое препятствует срабатыванию коммутационного устройства, а при его освобождении позволяет ему сработать. Национальные стандарты ГОСТ Р 50345, ГОСТ Р 51327.1, разработанные на основе стандартов МЭК, и ГОСТ 17703 называют это приспособление удерживающим устройством и удерживающим механизмом.

В ГОСТ 17703 определен термин «удерживающее устройство контактного аппарата» – «устройство, предназначенное препятствовать перемещению подвижных частей контактного аппарата из одного положения в другое».

Для национальной нормативной документации рассматриваемый термин целесообразно поименовать удерживающим приспособлением, поскольку оно является частью механизма коммутационного устройства. Определить этот термин можно следующим образом: удерживающее приспособление – приспособление, препятствующее перемещению главных контактов автоматического выключателя из замкнутого положения в разомкнутое.

При срабатывании расцепитель сверхтока воздействует на удерживающее приспособление автоматического выключателя, которое препятствует перемещению подвижных частей замкнутых главных контактов, т. е. препятствует размыканию главных контактов. Удерживающее приспособление освобождает главные контакты, которые начинают размыкаться под действием энергии, накопленной в растянутых (сжатых) пружинах механизма автоматического выключателя при выполнении его замыкания. На удерживающее приспособление воздействуют также другие расцепители – независимый расцепитель и расцепитель минимального напряжения, срабатывание которых инициирует размыкание автоматического выключателя.

Расцепитель мгновенного действия. В МЭС (стандарт МЭК 60050‑441) термин «мгновенный расцепитель» определён так: расцепитель, который оперирует без какой бы то ни было преднамеренной временнóй задержки.

В стандарте МЭК 62271‑100 термин «мгновенный расцепитель» определён так же, как определен этот термин в МЭС.

В стандарте МЭК 60947‑1 2007 г. и в предыдущей его редакции (1999 г.) определён термин «мгновенное реле или расцепитель»: реле или расцепитель, который оперирует без какой бы то ни было преднамеренной временнóй задержки.

В ГОСТ Р 50030.1 использован термин «реле или расцепитель мгновенного действия», определённый как «Реле или расцепитель, срабатывающие без заданной выдержки времени».

В стандарте МЭК 61992‑1 термин «мгновенное реле или мгновенный расцепитель» определён следующим образом: реле или расцепитель, который оперирует без преднамеренной задержки.

В стандарте МЭК 60077‑4 термин » (мгновенный) расцепитель сверхтока» определён так: устройство, которое вызывает расцепляющее оперирование без какой бы то ни было преднамеренной временнóй задержки в тех случаях, когда ток достигает определённого значения.

Представленные определения термина «мгновенный расцепитель» из стандартов МЭК характеризуют такой расцепитель, который оперирует без какой бы то ни было преднамеренно установленной выдержки времени. Для национальной нормативной документации рассматриваемый термин целесообразно поименовать расцепителем мгновенного действия и определить его следующим образом: расцепитель мгновенного действия – расцепитель, срабатывающий без выдержки времени.

Любой расцепитель мгновенного действия побуждает автоматический выключатель срабатывать мгновенно – без заранее установленной выдержки времени. Если расцепитель мгновенного действия представляет собой расцепитель сверхтока, то он инициирует мгновенное размыкание автоматического выключателя в тех случаях, когда сверхток в его главной цепи превышает определённое значение. Автоматический выключатель бытового назначения оснащён расцепителями сверхтока, которые включают в себя электромагнитные расцепители короткого замыкания, срабатывающие без какой бы то ни было выдержки времени, т. е. их оперирование полностью соответствует функционированию расцепителя мгновенного действия.

Независимый расцепитель. В МЭС (стандарт МЭК 60050‑441) термин «шунтовой расцепитель» определён так: расцепитель, возбуждаемый источником напряжения. В примечании к определению сказано, что источник напряжения может быть независимым от напряжения главной цепи.

В стандарте МЭК 60947‑1 2007 г., а также в предыдущей его редакции (1999 г.), в стандартах МЭК 62271‑100, МЭК 62271‑105, МЭК 62271‑107, МЭК 62271‑109 и МЭК 60694 [18] термин «шунтовой расцепитель» определён так же, как определён этот термин в стандарте МЭК 60050‑441.

В ГОСТ Р 50030.1 рассматриваемому термину даны наименование «независимый расцепитель» и следующее определение: «Расцепитель, управляемый источником напряжения». В примечании к определению сказано, что «Источник напряжения может быть независимым от напряжения в главной цепи».

В стандарте МЭК 61992‑1 определён термин «шунтовое реле или шунтовой расцепитель»: реле или расцепитель, питаемый независимым источником напряжения.

Представленные определения термина «шунтовой расцепитель» из стандартов МЭК характеризуют такой расцепитель, который возбуждают источником напряжения. Для национальной нормативной документации рассматриваемый термин целесообразно поименовать независимым расцепителем и определить следующим образом: независимый расцепитель – расцепитель, возбуждаемый источником напряжения.

Независимый расцепитель применяют в цепи управления автоматического выключателя. Он предназначен для дистанционного управления автоматическим выключателем, его используют в тех случаях, когда необходимо дистанционно отключать какие-то электрические цепи с помощью автоматического выключателя.

После подачи напряжения на цепь управления независимого расцепителя его электромагнитный механизм воздействует на удерживающее приспособление автоматического выключателя, инициируя размыкание контактов его главной цепи. Управляющий сигнал для независимого расцепителя может быть сформирован вручную, например, с помощью кнопочного выключателя с замыкающим контактом, или сгенерирован каким-либо коммутационным или электронным устройством, выполняющим роль датчика, по выполнению каких-то предопределённых условий, например, таймером при наступлении определённого часа.

Включение автоматического выключателя бытового назначения после осуществления его дистанционного отключения с помощью независимого расцепителя производят вручную.

Независимые расцепители, выпускаемые для автоматических выключателей бытового назначения, могут имеет цепь управления переменного тока напряжением 12–415 В и постоянного тока напряжением 12–220 В. Для защиты цепи управления независимого расцепителя от короткого замыкания следует применять плавкие предохранители или автоматические выключатели с номинальным током, величина которого указана производителем.

Ширина независимого расцепителя (рис. 1) обычно равна ширине однополюсного автоматического выключателя с номинальным током до 63 А (один модуль – 17,5 или 18 мм). Остальные размеры независимого расцепителя соответствуют размерам автоматического выключателя. Независимый расцепитель крепят к автоматическому выключателю с правой или левой стороны с помощью пружинных скобок или винтов. Конструкция независимого расцепителя может позволять крепление на нём одного или нескольких блок-контактов (рис. 2).

Расцепитель минимального напряжения. В МЭС (стандарт МЭК 60050‑441) термин «расцепитель понижения напряжения» определён так: шунтовой расцепитель, который даёт возможность механическому коммутационному устройству размыкаться или замыкаться с временнóй задержкой или без неё в тех случаях, когда напряжение на выводах расцепителя снижается ниже заранее установленного значения. В стандарте МЭК 62271‑100 определение термина «расцепитель понижения напряжения» такое же.

В стандарте МЭК 60947‑1 2007 г., а также в предыдущей его редакции (1999 г.) термин «реле или расцепитель понижения напряжения» определён так: реле или расцепитель, который даёт возможность механическому коммутационному устройству размыкаться или замыкаться с временнóй задержкой или без неё в тех случаях, когда напряжение на выводах реле или расцепителя снижается ниже заранее установленного значения.

В ГОСТ Р 50030.1 термину даны наименование «минимальное реле или минимальный расцепитель напряжения» и следующее определение: «Реле или расцепитель, допускающие размыкание или замыкание контактного коммутационного аппарата с выдержкой времени или без неё, когда напряжение на выводах реле или расцепителя падает ниже заданной величины».

В стандарте МЭК 61992‑1 термин «реле понижения напряжения или расцепитель понижения напряжения» определён так: реле или расцепитель, который вызывает размыкание коммутационного устройства в тех случаях, когда напряжение, появляющееся на выводах коммутационного устройства, снижается ниже выбранного значения.

В ГОСТ 17703 определён термин «минимальный расцепитель» – «расцепитель, вызывающий срабатывание аппарата при значениях воздействующей величины, меньших определённого значения» (в примечании уточненно, что «в зависимости от вида воздействующей величины применяют термины «минимальный расцепитель напряжения», «минимальный расцепитель тока» и др.»).

Представленные определения термина «расцепитель понижения напряжения» из стандартов МЭК характеризуют такой расцепитель, который даёт возможность коммутационному устройству размыкаться или замыкаться в тех случаях, когда напряжение на выводах расцепителя снижается ниже предопределённого значения. Наименование «минимальный расцепитель напряжения», используемое в национальной нормативной документации, имеет логическую ошибку. Рассматриваемый расцепитель должен реагировать на снижение напряжения ниже заданного значения. Поэтому его целесообразно назвать расцепителем минимального напряжения и определить следующим образом: расцепитель минимального напряжения – расцепитель, инициирующий размыкание автоматического выключателя с выдержкой времени или без неё, когда напряжение на его выводах снижается ниже предопределённого значения.

Расцепитель минимального напряжения применяют в цепи управления автоматического выключателя. Основным его назначением является побуждение автоматического выключателя к отключению электрических цепей при снижении напряжения в них, недопустимом для электрооборудования. Расцепитель минимального напряжения может инициировать размыкание автоматического выключателя при снижении напряжения в своей цепи управления до 70 % от его номинального значения (например, равного 230 В переменного тока) и менее, а также допускает замыкание автоматического выключателя, если напряжение в этой цепи не менее 85 % от номинального.

Расцепители минимального напряжения, обычно выпускаемые для автоматических выключателей бытового назначения, имеют цепь управления переменого тока напряжением 230–400 В и постоянного тока напряжением 24–220 В. Его ширина как и расцепителя независимого (см. рис. 1), обычно равна ширине одного полюса автоматического выключателя с номинальным током до 63 А. Остальные размеры расцепителя минимального напряжения соответствуют размерам автоматического выключателя. Расцепитель минимального напряжения крепят к автоматическому выключателю с правой или левой стороны при помощи пружинных скобок или винтов. На расцепитель минимального напряжения могут быть установлены один или несколько блок-контактов (см. рис. 2).

Расцепитель минимального напряжения может иметь замыкающие и размыкающие контакты, которые используют для дополнительных цепей и цепей управления автоматическим выключателем. Некоторые модификации расцепителей минимального напряжения имеют кратковременную задержку на срабатывание и допускают регулировку напряжения срабатывания.

Расцепитель минимального напряжения можно также использовать в качестве независимого расцепителя, если последовательно в цепь его управления включить нажимную кнопку с размыкающим контактом. При кратковременном размыкании этого контакта расцепитель минимального напряжения отключит автоматический выключатель.

Включение автоматического выключателя бытового назначения после осуществления его отключения с помощью расцепителя минимального напряжения обычно также производят вручную.

Рис. 1. Независимый расцепитель или расцепитель минимального напряжения

Рис. 2. Установка дополнительных устройств на автоматических выключателях: 1 – независимого расцепителя или расцепителя минимального напряжения на однополюсном автоматическом выключателе; 2 – независимого расцепителя или расцепителя минимального напряжения на трёхполюсном автоматическом выключателе; 3 – независимого расцепителя или расцепителя минимального напряжения и двух блок-контактов на четырёхполюсном автоматическом выключателе

Список литературы

1. ГОСТ Р 50345–99 (МЭК 60898–95). Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.

2. International standard IEC 60050‑441. International Electrotechnical Vocabulary. Part 441: Switchgear, controlgear and fuses. Second edition. – Geneva: IEC, 1984‑01.

3. International standard IEC 60050‑441-am1. International Electrotechnical Vocabulary. Part 441: Switchgear, controlgear and fuses. Second edition. Amendment 1. – Geneva: IEC, 2000‑07.

4. International standard IEC 60947‑1. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 1: General rules. Fifth edition. – Geneva: IEC, 2007‑06.

5. ГОСТ Р 50030.1–2000 (МЭК 60947‑1–99). Аппаратура распределения и управления низковольтная. Ч. 1. Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001.

6. International standard IEC 61992‑1. Railway applications. Fixed installations. DC switchgear. Part 1: General. Second edition. – Geneva: IEC, 2006‑02.

7. International standard IEC 62271‑100. High-voltage switchgear and controlgear. Part 100: High-voltage alternating-current circuit-breakers. Edition 1.2. – Geneva: IEC, 2006‑10.

8. International standard IEC 62271‑105. High-voltage switchgear and controlgear. Part 105: Alternating current switch-fuse combinations. First edition. – Geneva: IEC, 2002‑08.

9. International standard IEC 62271‑107. High-voltage switchgear and controlgear. Part 107: Alternating current fused circuit-switchers for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV. First edition. – Geneva: IEC, 2005‑09.

10. International standard IEC 62271‑109. High-voltage switchgear and controlgear. Part 109: Alternating-current series capacitor by-pass switches. First edition. – Geneva: IEC, 2006‑08.

11. International standard IEC 60077‑4. Railway applications. Electric equipment for rolling stock. Part 4: Electrotechnical components. Rules for AC circuit-breakers. First edition. – Geneva: IEC, 2003‑02.

12. International standard IEC 60898‑1. Electrical accessories. Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Part 1: Circuit-breakers for a. c. operation. Edition 1.2. – Geneva: IEC, 2003‑07.

13. International standard IEC 60898. Electrical accessories. Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Second edition. – Geneva: IEC, 1995‑02.

14. International standard IEC 61009‑1. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Edition 2.2. – Geneva: IEC, 2006‑06.

15. International standard IEC 61009‑1. Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses (RCBOs). Part 1: General rules. Second edition. – Geneva: IEC, 1996‑12.

16. ГОСТ Р 51327.1–99 (МЭК 61009‑1–96). Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения со встроенной защитой от сверхтоков. Ч. 1. Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.

17. ГОСТ 17703–72. Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1972.

18. International standard IEC 60694. Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear standards. Edition 2.2. – Geneva: IEC, 2002‑01.

В.Н. Харечко, Ю.В. Харечко http://www.kudrinbi.ru/

Источник: ElectricalSchool.info