МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Реферат на тему: «Автоматические выключатели»
Выполнил обучающийся гр.АИ-11
Матвеев Константин Владимирович
Руководитель доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий» Воробьев К.М.
Йошкар-Ола 2021
Содержание
Введение
1. Функция
2. Устройство
3. Классификация
4. Маркировка
4.1 Фирма изготовитель (бренд) автоматического выключателя
4.2 Линейная серия автоматов (модель)
4.3 Время-токовая характеристика автомата
4.4 Номинальный ток
4.5 Номинальное напряжение
4.6 Предельный ток отключения
4.7 Класс токоограничения
4.8 Схема подключения и обозначение клемм
4.9 Артикул
5. Характеристики
6. Варианты исполнения
7. Расцепители
7.1 Автоматические выключатели с тепловыми расцепителями
7.2 Автоматические выключатели с комбинированным расцепителем
8. Выбор автоматических выключателей
9. Производители
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
В настоящее время для защиты сетей и электрических приемников от повреждений, вызываемых током, превышающим допустимую величину, все шире применяются автоматические выключатели. Они служат для проведения, включения и автоматического размыкания электрических цепей при аномальных явлениях, (например при токах перегрузки, КЗ, недопустимых снижения напряжения), а также для нечастого включения цепей вручную. Выключатели выпускаются с тепловыми, электромагнитными и комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями с различным числом полюсов -- одним, двумя и тремя. В однофазных цепях применяют одно- и двухполюсные, а в трехфазных -- трехполюсные.
Модульный автоматический выключатель ИЭК на DIN-рейке
Автоматический выключатель (механический) (МЭС 441-14-20), «автомат» -- это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания.
1. Функция
Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления. Независимо от выполняемых функции автоматические выключатели подразделяются по собственному времени срабатывания tс, в (времени с момента подачи команды до начала размыкания контактов) на
· нормальные tc, в=0,02-0,1 с,
· селективные (tc, в регулируется до 1с)
· быстродействующие, обладающие токоограничивающим эффектом (tс, в не более 0,005 с).
2. Устройство
Автоматический выключатель для монтажа на DIN-рейку конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Включение-отключение производится рычажком (1 на рисунке), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным.
Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6). В отличие от плавкого предохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.
Магнитный (мгновенный) расцепитель представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через предохранитель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2ч10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).
Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).
3. Классификация
ГОСТ 9098-78 -- устанавливает следующую классификацию автоматических выключателей
1. По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока.
Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи для главных цепей выключателя выбирают из ряда: 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей выключателей: 1500; 3000; 3200 А.
Номинальные токи максимальных расцепителей тока выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Допускаются номинальные токи максимальных расцепителей тока: 15; 45; 120; 150; 300; 320; 600; 1200; 1500; 3000; 3200 А
2. По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трехполюсные; четырехполюсные.
3. По наличию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.
4. По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.
5. По характеристике выдержки времени максимальных расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.
6. По наличию свободных контактов(«блок-контактов» для вторичных цепей): с контактами; без контактов.
7. По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние -- с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).
8. По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.
9. По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки в соответствии с требованиями ГОСТ 14255.
4. Маркировка
4.1 Фирма изготовитель (бренд) автоматического выключателя
Маркировка автоматических выключателей начинается с логотипа или названия производителя. Наиболее популярные бренды hager, IEK, ABB, Schneider Electric.
Эти бренды уже долгое время представлены мировой публики и за свое существование зарекомендовали себя выпуском качественной продукции. На корпусе наименование завода-изготовителя наносится в самом верху и его трудно не заметить.
4.2 Линейная серия автоматов (модель)
Модель автоматического выключателя обычно отражает серию устройства в линейке завода-изготовителя и представляет собой буквенно-цифровое обозначение, например, автоматы серии SH200 и S200 принадлежат производителю ABB, а у Schneider Electric встречаются Acti9, Nulti9.
Зачастую серия присваивается автомату для отличия моделей по техническим характеристикам или ценовой категории, например, SH200 рассчитаны на короткое замыкание до 4.5 кА, менее затратные в производстве и дешевле по стоимости, чем S200, рассчитанные на 6 кА.
4.3 Время-токовая характеристика автомата
Данная характеристика обозначается латинской буквой. Всего существует 5 типов время-токовых характеристик: «В», «С», «D», «K», «Z». Но наиболее распространенные из них это первые три: «В», «С» и «D».
Автоматы с характеристиками типа «K» и «Z» используют для защиты потребителей, где применяется активно индуктивная нагрузка и электроника соответственно.
Самая универсальная, которая подходит для применения в быту - характеристика типа «С». Большинство электриков, для защиты электропроводки использует именно ее. Узкопрофильные автоматы с ВТХ «B» или «D» можно встретить только в специализированных магазинах и, зачастую, по заказу.
4.4 Номинальный ток
После буквенного значения идет цифра, определяющая номинал автоматического выключателя. Номинал определяет максимальное значение тока, который может постоянно проходить без срабатывания автоматического выключателя. Причем значение номинального тока указывается для определенной температуры окружающей среды + 30 градусов.
Например, если номинальный ток автомата равен 16А, то автомат будет держать эту нагрузку и не отключаться при температуре окружающей среды не выше +30 градусов. Если же температура будет выше +30, то автомат может сработать при токе и меньшем 16 А.
Номинальный ток -- максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.
Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.
Если в сети возникают перегрузки, то есть ситуация когда ток нагрузки превышает номинальный ток на это реагирует тепловой расцепитель автоматического выключателя. В зависимости от кратности перегрузки время, за которое автомат отключится, будет составлять от нескольких минут до секунд. Ток, при котором тепловой расцепитель сработает должен превышать номинал автомата на 13% - 55%.
При возникновении в сети короткого замыкания возникает сверхток, на который реагирует электромагнитный расцепитель автоматического выключателя. Исправный автомат при коротком замыкании обязан сработать в течение 0,01 - 0,02 секунды, в противном случае начнется плавление изоляции электропроводки с риском дальнейшего воспламенения.
4.5 Номинальное напряжение
Сразу под маркировкой на автомате время-токовой характеристики идет обозначение номинального напряжения, на которое рассчитан данный автомат. Показатель номинального напряжения отображается в Вольтах (В/V), и может быть постоянным («-») или переменным («~»).
Номинальное напряжение -- максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.
Значение номинального напряжения определяет, для каких сетей предусмотрено устройство. Маркировка напряжения предусматривает два значения для однофазных и трехфазных сетей. Например, маркировка 230/400V~ означает, что 230 Вольт напряжение однофазной сети, 400 Вольт напряжение трехфазной сети. Значок «~» означает переменное напряжение сети.
ПКС -- предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.
В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.
4.6 Предельный ток отключения
Следующий параметр предельный ток отключения или как его еще называют отключающая способность автомата. Этот параметр характеризует ток короткого замыкания, который способен пропустить через себя автомат и отключится, не теряя своей работоспособности (без риска выхода из строя).
Электрическая сеть сложная система, в которой часто возникают сверхтоки вследствие короткого замыкания. Сверхтоки кратковременны, но характеризуются большой величиной. Каждый автоматический выключатель обладает предельной коммутационной способностью, определяющей возможность выдержать сверхтоки и сработать при этом.
Для модульных автоматов предельно значение токов отключения составляют 4500, 6000 или 10000. Значения указываются в Амперах.