Если происходит аварийный сбой, или в сети резко падает напряжение, это может привести не только к сбою в работе электроприборов, которыми мы пользуемся, а и к их поломке. На страже от подобных неприятностей используются предохранители.
Существуют их различные типы. В частности, некоторые из них работают на основе плавких предохранителей. Они являются одноразовыми, и в случае, если перегорят, нуждаются в замене. Другой важной их разновидностью являются автоматические выключатели, о которых мы расскажем подробнее.
Они являются предохранителями многоразового использования. Предоставляемая ими защита не ограничивается ситуациями, когда возникает короткое замыкание. Они могут обеспечить также защиту в других потенциально-аварийных ситуациях, например, при резком падении напряжения.
Технические характеристики
При выборе наиболее подходящего типа выключателя, необходимо ориентироваться в их технических характеристиках. Кроме основных принципов их действия (тепловые, электромагнитные и другие), рассматриваются также и другие виды технических характеристик.
Наиболее значимый вид – указание величины той силы тока, при превышении которой они сработают. Несмотря на кажущуюся простоту такого подхода, не следует забывать и об определённых нюансах. Есть ситуации, когда электричество достигает критического значения, но при этом, ситуация не является аварийной.
Это происходит при включении таких электроприборов, при запуске которых проходит пиковое электричество. Может иметь место и противоположная ситуация.
При замыкании несущей и нулевой фаз, отклонение силы тока на первых порах может быть незначительным, скачок при этом может произойти в любой момент.
Поэтому, очень важно учитывать эту характеристику при выборе наиболее подходящего устройства. Она отражена в обозначении типа выключателя в виде латинских букв, стоящих перед цифрами.
Принято различать следующие основные типы таких устройств:
- Тип MA. В этой схеме отсутствует тепловой расцепитель.
- Тип A. Это наиболее чувствительный их тип. Тепловой расцепитель реагирует практически сразу даже при относительно небольшом превышении (в 1,3 раза) обычных значений. Применяется для особо чувствительных электроприборов. Часто, применяется для полупроводниковых устройств, так как даже небольшое отклонение может привести к серьёзным последствиям.
- Тип B. Размыкает цепь при токе от 3 до 5 номиналов. Обычно применяется для жилых помещений. Его нельзя использовать для тех электроприборов, которые имеют большой пусковой ток.
- Тип C. Срабатывает при силе тока в 5-19 номиналов. Этот тип принято считать универсальным. Он имеет наиболее широкое применение.
- Тип D. Соответствует силе тока в 10-20 номиналов. Применяются там, где имеют место большие пусковые токи.
- Тип K. Электромагнитный расцепитель срабатывает при скачке более чем в 18 раз по сравнению с номиналом для постоянного тока, и в 12 раз для переменного тока. При этом, тепловой расцепитель может сработать здесь уже при 1,05-м превышении.
- Тип Z. Этот тип обычно применяется для полупроводниковых устройств.
Тип выключателя — это важная, но не единственная техническая характеристика.
Перечислим их:
- Номинальная сила тока. Действие устройства нормируется по отношению к этой величине. Различные выключатели могут быть рассчитаны на различную её величину.
- Предельная коммутационная способность. Речь здесь идёт о максимальном значении силы тока, при котором устройство сработает, оставшись при этом работоспособным. Промышленность обычно выпускает выключатели, которые рассчитаны на 4500, 6000 или 10000 ампер. Для постоянного или переменного тока, эта величина может отличаться.
- Класс токоограничения. Речь идёт о времени между началом размыкания и полным отключением. Речь может идти о 1,2 или 3 классе. Время гашения для устройств 3 класса токоограничения составляет за 2,5-6 мс , 2-го класса стоставляет 6-10 мс, для 1 класса — время более 10 мс.
- Номинальная частота, на которую рассчитан выключатель.
- Рабочая температура.
- Степень защиты автоматического выключателя.
Принцип работы
Устройство
Поскольку это устройство срабатывает в случае опасности короткого замыкания, то основанием для его срабатывания принято считать прохождение слишком сильного тока.
Технически, для расцепления электрической цепи принято использовать следующие принципы:
- Тепловое расцепление.
- Электромагнитное расцепление.
- Полупроводниковые расцепители.
- Механические.
Для теплового расцепления принято использовать двухслойную металлическую пластину. Для этих слоёв используются металлы с различным коэффициентом теплового расширения. При прохождении слишком сильного тока по этой пластине, она начнёт изгибаться в сторону слоя с наименьшим коэффициентом теплового расширения.
Таким образом, в случае аварийной ситуации, произойдёт механическое размыкание электрической цепи. Во втором случае используется соленоид, внутри которого находится металлический стержень. Он прижимается специальной пружиной, которая обеспечивает его контакт.
Полупроводниковые расцепители работают с использованием специальных реле.
Механические подразумевают ручное отключение.
Другие виды
Кроме использования электрических выключателей, также принято применять и другие их разновидности. Распространёнными являются масляные, вакуумные, воздушные или электрогазовые выключатели. Такое разнообразие в первую очередь обусловлено тем, как именно происходит отключение тока при аварийной ситуации.
Масляные
Осуществляют аварийное гашение тока короткого замыкания путём пропускания через масляный резервуар. Различают баковые и маломасляные (горшковые) выключатели.
Это связано с объёмом используемого масла. Обычно, этот тип устройств применяют на промышленных предприятиях. Достоинства такого метода работы состоят в относительной простоте конструкции, высокая отключающая способность и малая зависимость от атмосферных явлений.
Однако,у этого типа устройств имеется и ряд недостатков. У них большие габариты, что обуславливается использованием масляных контейнеров. Также, имеет место и повышенная пожароопасность. Для обеспечения их работы, на предприятии должна работать специальная служба.
Вакуумные
Их основное конструкционное отличие состоит в использовании вакуума для гашения сильного аварийного электрического тока.
Этот способ работы является достаточно эффективным. Работа переключателя основана на использовании электромагнитов, которые в аварийной ситуации переключают контакты соответствующим образом. Иногда их действие дублируется при помощи использования механических пружин.
Вакуумные выключатели имеют определённые достоинства:
- Простота и надёжность конструкции.
- Высокая устойчивость при коммутации.
- Относительно небольшие эксплуатационные расходы.
Однако, эти свойства компенсируются достаточно небольшой отключающей способностью.
Воздушные
Работают на несколько ином принципе. Здесь аварийное выключение происходит в два этапа. Сначала срабатывают небольшие дополнительные переключатели, и только после этого размыкаются основные контакты.
Вследствие двухступенчатости процесса, электрическая дуга возникает между дополнительными контактами, не задевая основные. Таким образом, в процессе эксплуатации тратятся относительно дешёвые переключатели, а основные при этом остаются неповреждёнными.
Элегазовый
Использует особый «электрический газ» для гашения аварийного электричества. Его химический состав подобран таким образом, что он является инертным химически, безвредным и малоактивным.
Его достоинства заключаются в том, что он не требует ухода, не портится со временем и не оказывает разрушающего влияния на детали конструкции. Кроме этого, нужно заметить, что эта разновидность автоматических выключателей является относительно недорогой.
Среди недостатков нужно отметить, что к качеству такого газа предъявляются достаточно высокие требования. Также, нужно помнить, что для обслуживания такой конструкции требуется специальная аппаратура.
Различные задачи, решаемые выключателями
Автоматические выключатели используются для:
- Выключения при превышении напряжения.
- При минимальном напряжении.
- При нулевом токе.
- При минимальном токе.
- При обратном токе.
Соответствующий тип устройства выбирается в соответствии с конкретной задачей, которую нужно выполнить.
Загрузка...