Учитывая потенциальные опасности, которые несет в себе электрическая энергия, любая внутренняя электросеть обязательно оснащается защитной автоматикой. Если заглянуть в распределительный щиток (хотя бы квартирный), помимо счетчика электроэнергии, можно увидеть различные приборы защиты, наделенные теми либо иными функциями, важнейшая роль среди них отведена автоматическому выключателю (АВ), призванному защищать электропроводку от перегрузок и возгораний.
Фактически автоматический выключатель выполняет функцию предохранителя, которыми до их появления были плавкие вставки пробок. Только в отличие от срабатывания предохранителя АВ обеспечивает многоразовое использование – перевод рычажка в верхнее положение и он снова в рабочем состоянии. Автоматический выключатель предназначен для аварийного отключения нагрузки:
- при продолжительном превышении номинального тока в нагрузке;
- при мгновенном воздействии сверхтоков короткого замыкания.
Кроме того автоматом пользуются для снятия напряжения в случае ремонта электропроводки или элементов внутренней электросети.
Выпускаются АВ в различном исполнении, по мощности они могут быть рассчитаны на бытовую электрическую сеть или на крупных производственных потребителей, хотя устройство и принцип действие у большинства одинаков. Рассмотрим содержимое и работу устройства на примере модульных автоматических выключателей.
Устройство и принцип действия
Принцип действия модульных автоматов удобно рассматривать одновременно с их конструктивными особенностями, но для начала перечислим основные компоненты, из чего АВ состоит. Внутри компактного корпуса из пластика, предназначенного для установки автомата на DIN-рейку, располагаются:
- механизм управления;
- расцепители;
- контактная группа;
- дугогаситель.
Рассмотрим их назначение и взаимодействие друг с другом подробнее.
Управляющий механизм позволяет включать автомат и удерживать его в таком состоянии до наступления аварийной ситуации, в его «компетенции» находится управление подвижным контактом контактной группы. В аварийной ситуации один из расцепителей инициирует срабатывание механизма, и он под воздействием пружины приходит в отключенное состояние, разрывая контакты АВ.
Расцепители – основной узел, отвечающий за управление механизмом автомата, представленный тепловым и электромагнитным расцепителями. Вместе с нагрузкой тепловой и электромагнитный расцепители включены последовательно, поэтому они контролируют одно значение тока. Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая при протекании через нее электрического тока нагревается. При токе, превышающем номинальное значение, пластина деформируется, своим изгибом вызывая срабатывание механизма. Разумеется, для срабатывания теплового расцепителя требуется время.
Электромагнитный расцепитель состоит их мощной катушки электромагнита и якоря, механически соединенного с управляющим механизмом. При протекании через катушку сверх тока КЗ в момент срабатывания электромагнитного расцепителя перемещение якоря вызывает инициацию механизма расцепления. В отличие от срабатывания тепловой защиты электромагнитный расцепитель вызывает практически мгновенное срабатывание механизма.
Контактная группа представлена неподвижным и подвижным контактами. Форма подвижных дугогасительных контактов может предусматривать ускоренное гашение дуги.
Электрическая дуга возникает в момент расцепления контактов при прохождении через них больших токов, погасить ее при защитном отключении помогают металлические пластины дугогасителя, в камере которого происходит перемещение подвижного контакта.
Таким образом, за корректную работу АВ отвечают исполнительные механизмы, в то время как ими самими управляют тепловые расцепители или расцепители с электромагнитным приводом.
