Автоматические выключатели в литом корпусе

Автоматические выключатели в литом корпусе

Все началось в век Промышленной революции, когда стали массово переходить от ручного труда к машинному. Именно в то время проводят эксперименты и появляются изобретения в «мире» электричества. Одно из таких - автомат защиты линии, был изобретён американским учёным Чарлзом Графтоном Пэйджем в 1836 году. Первую конструкцию автоматического выключателя описал Эдисон в 1879 году, в то время как его коммерческая система электроснабжения использовала плавкие предохранители. Конструкция современных автоматических выключателей была запатентована швейцарской компанией Brown, Boveri Cie в 1924 ;году.

Для чего же нужны?

Автоматический выключатель предназначен для защиты электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания. Главным отличием от плавкой вставки является возможность многократного использования и стабильность заданного порогового значения (уставки) срабатывания.

Все существующие автоматы можно классифицировать на три типа. Ключевые отличия между ними состоят в особенностях конструкции и нагрузках, которые они способны выдерживать:

1. Модульные автоматические выключатели, такие автоматы представляют собой съёмные модули фиксированного размера. Автоматический выключатель может состоять из одного, двух, трёх и более модулей. Ширина каждого модуля составляет 17,5 мм. Стандартизация размеров и типа крепления обеспечивает возможность установки на DIN-рейку.

2. Автоматические выключатели в литом корпусе, данный тип автоматических выключателей занимает промежуточное положение между модульными и воздушными автоматами. Конструктивно здесь нет существенных отличий от модульных устройств. Разница заключается в том, что автоматические выключатели в литом корпусе выпускаются в основном в 3-ех и 4-ех полюсном исполнении и способны коммутировать токи гораздо большей величины. Если модульные автоматы рассчитаны, как правило, на токи до 125А, то корпусные автоматы способны оперировать рабочими токами от 10А до 2500А.

3. Воздушные автоматические выключатели, уже из названия понятно, что особенность работы этого типа автоматических выключателей связана с наличием воздушного зазора между силовыми контактами. Так появляется возможность оперировать рабочими токами большой величины - до 6300А.

В этой статье остановимся подробнее на автоматических выключателях в литом корпусе.

Развитие электротехнического рынка диктует свои условия совершенствования продукции. Конструкторские бюро заводов-изготовителей улучшают не только проверенные временем решения, но и представляют инновационные разработки. В частности, широкое распространение и применение в последние годы получили современные автоматические выключатели в литом корпусе.

 Автоматические выключатели в литом корпусе (от англ. molded case «МССВ». Что означает литой (или формованный) корпус) – это устройства защиты, обладающие очень высокими рабочими характеристиками. Их функция - отключать и подключать электрический ток в электрической цепи в рабочих условиях, а также автоматически размыкать цепь при коротком замыкании и перегрузках.

Еще одна задача автоматических выключателей в литом корпусе – эффективно изолировать исполнительные механизмы устройства от внешних конструкций шкафа, чтобы предотвратить утечку тока и защитить людей от поражения данными токами.

Современные автоматические выключатели в литом корпусе в 2 раза компактнее аналогичных аппаратов предыдущих поколений. Новая конструкция автоматов позволяет более эффективно использовать внутреннее пространство электрического щита, не снижая технических характеристик защитных аппаратов. Это позволяет еще на этапе проектирования закладывать корпуса меньших габаритов, что снижает стоимость конечного решения.

Конструкция и особенности(основные из них разберем ниже):

2.Имеется набор прочных винтовых клемм, которые физически изолированы друг от друга, чтобы обеспечить достаточную изоляцию от высокого напряжения и пропускную способность по току.

3-4.В автоматических выключателях за счет двойного разрыва главной цепи обеспечивается эффективное токоограничение. Эффект токоограничения позволяет снизить воздействие тока короткого замыкания не только на компоненты электрической сети, но и непосредственно на сам аппарат защиты.

5.Дугогасительная камера играет важную роль в гашении таких дуг. Он состоит из нескольких изоляционных пластин с воздушным зазором, которые могут быть изготовлены из металлических или неметаллических материалов. Когда главный контакт размыкается, между отключенными контактами возникает электрическая дуга, поток воздуха выдувает дугу вверх и в дугогасительную камеру, увеличивая сопротивление дуги и быстро гася ее. Это очень распространено при отключении высокоиндуктивных нагрузок.

9.Последовательно с главной цепью установлены тепловой расцепитель. Подобно автомату защиты, механизм отключения состоит из биметаллической пластины, которая расширяется при протекании через нее тока. При превышении порога срабатывает расцепляющий механизм, который освобождает механическую защелку для разрыва контакта.

Промышленное производство автоматов в литом корпусе идет по пути минимизации габаритов и массы существующих конструкций за счет появляющихся новых материалов для литых корпусов, исполнительных частей автоматических выключателей и применения более эффективных технологий разрыва цепи и гашения дуги.

С другой стороны "лишнее" пространство в автоматах активно осваивают новые элементы систем защиты цепей питания и оборудования. В последнее время за счет "освободившихся" объемов, автоматические выключатели обзавелись программируемыми контроллерами, дополнительными средствами индикации, сервисными механизмами для исполнительных частей.

Этот процесс можно трактовать двояко: возрастает сложность прибора, удорожается его обслуживание, требуется более грамотный персонал для работы с современной техникой. Но эффективность и безопасность растут пропорционально. Кроме того, улучшаются такие параметры как время срабатывания, точность соблюдения условий размыкания цепи, повышается долговечность автоматов и снижается количество часов на обслуживание устройства. Современный автомат также может работать на опережение аварийной ситуации, защищая дорогое технологическое оборудование на защищаемой линии. Эти факторы способствуют активному использованию новых современных выключателей и замене на них морально устаревших устройств.

Автоматические выключатели в литом корпусе классифицируются по принципу действия:

1. С термомагнитным, является комбинацией электромагнитного и теплового расцепителя.

Тепловой расцепитель конструктивно состоит из двух слоев металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения. Это и позволяет пластине изгибаться при нагреве и воздействовать на механизм свободного расцепления, в конечном итоге, отключая аппарат. Однако этот вид расцепителя обладает существенным недостатком - его свойства зависят от температуры окружающей среды. То есть, при слишком низкой температуре даже если цепь будет перегружена — тепловой расцепитель автоматического выключателя может не отключить линию. Возможна и обратная ситуация: в очень жаркую погоду автоматический выключатель может ложно отключать защищаемую линию, за счет нагрева биметаллической пластины окружающей средой.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и подвижного стального сердечника, удерживаемого пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления.

2. С электронным и микропроцессорным расцепителем.

С электронным расцепителем автоматы имеют отдельную схему силовой электроники, которая контролирует протекание тока и соответствующим образом отключает выключатель. Это выгодно по сравнению с термомагнитными автоматическими выключателями, в которых на характеристики срабатывания автоматических выключателей с электронным расцеплением не влияет температура окружающей среды.

Широкий набор настраиваемых опций, максимальная точность и чёткое следование поставленной программе, а также наличие индикатора силы тока. Важным преимуществом является возможность устанавливать время срабатывания. То есть расцепление происходит не сразу, а по прошествии времени в соответствии с заданной времятоковой характеристикой. Если за это время ток снизится ниже пороговой величины, то автоматического срабатывания не произойдёт.

Микропроцессорный расцепитель аналогичен электронному типу. Но обладает более сложной логической схемой и предоставляет расширенные возможности по настройке, вводу параметров, отображению информации и др. В зависимости от производителя микропроцессорный расцепитель может быть оборудован LCD-дисплеем, панелью ввода параметров и другим полезным функционалом. Это даёт самый широкий набор регулируемых настроек и контроля параметров. Позволяет выводить данные измерений, производить учёт электроэнергии, регистрировать срабатывания автоматического выключателя и др. Также стоит отметить высокую селективность.

Выбор расцепителя во многом зависит от задач, которые на него возлагаются. Автоматические выключатели с электромагнитным или термомагнитным расцепителем используются в бытовых и промышленных сетях. Уставки по току срабатывания в большинстве случаев производятся на заводе-изготовителе. Это значит, что автомат нужно в точности подбирать с учётом потребителей электроэнергии.

Автоматические выключатели с электронным или микропроцессорным расцепителем предоставляют возможность более сложных и точных настроек селективной защиты. Регулируемые параметры позволяют настроить такой автомат как на работу с мощными электродвигателями и генераторами, так и на защиту больших распределительных сетей.

Существует большой выбор вспомогательного оборудования, которое позволяет управлять автоматическими выключателями дистанционно, а также получать информацию о текущем состоянии аппарата. Аксессуары, такие как основание выкатного/втычного типа, коммуникационный модуль, механизмы защиты и блокировки, сигнальные и вспомогательные контакты, расцепители, различные рукоятки, клеммы, зажимы, соединители, внешние выводы и др. Благодаря удобным механизмам присоединения установка аксессуаров не требует специальных навыков. Также это исключает возможность неправильной установки и экономит время монтажа.

Автоматические выключатели в литом корпусе представляют собой надежное и безопасное решение для электроустановок различных объектов. Однако, при выборе такого устройства следует учитывать несколько важных факторов.

Токовая нагрузка. Перед покупкой автоматического выключателя необходимо определить максимальную токовую нагрузку, которая будет подключена к данному устройству. Токовая нагрузка указывается в амперах и должна быть меньше или равна максимальной рабочей границе автоматического выключателя.

Отключающая способность. Отключающая способность автоматического выключателя определяет его способность справиться с нештатными ситуациями и быстро прекратить подачу электроэнергии. Для выбора подходящего выключателя необходимо учесть тип электроустановки, которую он будет защищать, а также максимальный ток короткого замыкания и наличие дополнительные функций и аксессуаров.