Автоматический выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для автоматического отключения цепей при возникновении в них недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания, для нечастых отключений и включений цепей в нормальных режимах, для пуска и отключения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и защиты их от недопустимой перегрузки.
Наиболее распространены автоматические выключатели максимального тока (применяются также автоматические выключатели минимального напряжения), принцип действия которых состоит в следующем. Когда ток в обмотке 3, включенной в цепь последовательно (рис. 33), превысит заданное значение, сердечник 4 втягивается и освобождает защелку 5. Под действием пружины 2 контакты 1 цепи размыкаются.
Рис. 33. Принципиальная схема действия автоматического выключателя
Наибольшее применение получили выключатели серий АП50, АК5, А3700, АВ, АВМ, АБ25 и др. Автоматическое срабатывание выключателя обеспечивает расцепитель. Автоматические выключатели изготовляются нескольких типов — с электромагнитным, тепловым и комбинированным расцепителями. Как правило, автоматические выключатели имеют ручное включение. Однако выключатели серий АВ, АВМ и некоторые автоматические выключатели иностранного производства имеют также электромагнитный или электродвигательный привод.
Автоматические выключатели характеризуются следующими основными параметрами:
номинальным напряжением Uном.ав, соответствующим наибольшему номинальному напряжению сетей, в которых разрешается применять выключатель;
номинальным током Iном,ав — наибольшим током, на который рассчитаны токоведущие и контактные части выключателя, равным наибольшему из номинальных токов расцепителя;
номинальным током расцепителя Iном.элм, /ном,теп или Iном.комб — наибольшим током, на который рассчитан расцепитель, при длительной работе не вызывающим срабатывания расцепителя;
номинальным током уставки теплового расцепителя Iном,уст,теп — током, на который отрегулирован тепловой расцепитель и при котором последний не срабатывает. Он выбирается:
Iном,уст,теп= (0,6ч-1) Iном.теп — ДЛЯ выключателей с регулировкой тока уставки;
Iном,уст,теп == Iном.теп— для выключателей без регулировки тока уставки;
током срабатывания (уставки) расцепителя (/сР,элм, /ср.теп) — наименьшим током, при котором срабатывает расцепитель автоматического выключателя.
/ ср ,элм — (7-5-15) / ном.элм для выключателей с электромагнитным или комбинированным расцепителем;
/ср.теп = (1,25-5-1,45) / ном.теп — для выключателей с тепловым расцепителем без регулировки тока уставки; /ср,теп = (1,25-5-1,35) Iном.теп —для выключателей с тепловым расцепителем с регулировкой тока уставки;
предельным током отключения при данном напряжении / пр.ав — наибольшим значением тока КЗ сети, при котором гарантируется надежная работа автоматического выключателя.
Номинальные параметры выключателя приводятся в каталогах, а некоторые указываются на заводских табличках (щитках) автоматического выключателя. В табл. 4—7 приведены технические данные некоторых типов автоматических выключателей.
Таблица 4. Технические данные автоматических выключателей серии АП50
Номинальный ток, А, уставок тепловых расцепителей автоматических выключателей АП50-ЗМТ и АП50-ЗТ на номинальное напряжение | Ток срабатывания электромагнитного расцепи- теля, А | Предельный ток отключения, А | |
220 В | 380 в | ||
1,6—2,5 | 1—1,6 | 11 | 300 |
2,5—4 | 1,6—2,5 | 17,5 | 400 |
6,4—10 | 2,5—4 | 28 | 600 |
10-16 | 4—6,4 | 45 | 800 |
10—16 | 6,4—10 | 70 | 1500 |
16—25 | 10—16 | 110 | 1500 |
25—40 | 16—25 | 175 | 1500 |
40—50 | 40—50 | 350 | 1500 |
Таблица 5. Технические данные автоматических выключателей серии A3100
Выключатель | Расцепитель | |||
Тип | ном. ток А | Число полюсов | Вид | ном. ток А |
A3160 | 50 | 1, 2, 3 | Тепловой | 15, 20, 25, 30, 40, 50 |
A3110 | 100 | 2,3 | Комбинированный | 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 |
A3120 | 100 | 2,3 | » | 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100 |
A3130 | 200 | 2,3 | » | 120, 150, 200 |
А3140 | 600 | 2,3 | » | 250, 300, 400, 500, 600 |
Выключатели серии АП50 выпускаются в двухполюсном (АП50-2, АП50-2Т, АП50-2М, АП50-2МТ) и трехполюсном (АП50-3, АП50-ЗТ, АП50-ЗМ, АП50-ЗМТ) исполнениях. Цифра в обозначении выключателя после дефиса соответствует числу полюсов. Выключатели с тепловыми расцепителями работают с выдержкой времени, находящейся в обратной зависимости от силы тока, и имеют в обозначении букву Т, выключатели с электромагнитным расцепителем мгновенного действия — букву М, с комбинированным расцепителем — МТ; неавтоматические выключатели без расцепителя буквенного обозначения после дефиса не имеют.
Таблица 6. Технические данные автоматических выключателей серин АВ (АВМ)
Тип | V А | Номинальный ток максимального расцепителя. А | Предельный ток отключения при 380 В, А |
АВ-4 (ABM-4) | 400 | 100, 120, 150, 200, 250, 300, 400 | 17 ООО |
АВ-10 (ABM-10) | 1000 | 500, 600, 800, 1000, | 17 000 |
АВ-15 (ABM-15) | 1500 | 1000, 1200, 1500 | 25000 |
АВ-20 (АВМ-20) | 2000 | 1000, 1200, 1500, 2000 | 25000 |
Таблица 7. Технические данные автоматических выключателей серин АБ25
Номинальный ток расцепителя, А | Время срабатывания при перегрузке | Предельный ток отключения, А | ||
1,1 Iном,теп | 1,45 Iном.теп | 6,1 ном.теп | ||
15, 20, 25 | Не срабатывает в течение 1 ч | Срабатывает в течение 30 мин | Срабатывает от 1 до 6 с | 1000 |
Выключатели серии АП50 изготовляются в пластмассовом и в дополнительном силуминовом корпусах как без вспомогательных, так и со вспомогательными контактами в следующих сочетаниях: два замыкающих или два размыкающих, два замыкающих и два размыкающих. Выключатели АП50 в пластмассовом корпусе имеют защищенное исполнение, в силуминовом — пылеводозащищенное.
В автоматическом выключателе имеется механизм свободного расцепления, осуществляющий мгновенное размыкание контактов с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения кнопки отключения. Наличие этого механизма обеспечивает автоматическое отключение цепи при перегрузках и коротких замыканиях независимо от положения кнопок управления. Коммутационное положение контактов определяется по положению кнопки включения: кнопка утоплена — контакты замкнуты, кнопка выступает из крышки — контакты разомкнуты.
Установочные автоматические выключатели серии А3100.
Нормальный режим работы выключателей — продолжительный. Они могут отключать токи от номинального до 6 Iном.ав и выпускаются в двух- и трехполюсном исполнениях, а выключатели на 50 А также и в однополюсном исполнении. Выключатели на 50 А могут изготовляться с тепловыми расцепителями или вообще без расцепителей, а на большие токи — с комбинированными или электромагнитными расцепителями. Автоматические выключатели А3161, А3162, A3163 нашли наиболее широкое применение в осветительных сетях (последняя цифра в обозначении указывает число полюсов); выключатели А3110, А3120, А3130, A3140 применяются в основном для защиты и управления питающими линиями. Последняя цифра в обозначении выключателей А3113 и А3114, А3123 и А3124: А3133 и А3134, А3143 и А3144 указывает на число полюсов: цифра 3 — двухполюсный, а цифра 4 — трехполюсный автоматический выключатель.
Выключатель серии A3100 имеет дугогасительные камеры и состоит из кожуха, коммутирующего устройства, расцепителей, механизма управления и зажимов для присоединения внешних проводов. Механизм управления, примененный в установочных автоматических выключателях, обеспечивает моментное замыкание и размыкание контактов. Благодаря этому скорость замыкания и размыкания контактов не зависит от скорости движения рукоятки ручного управления автоматическим выключателем. В выключателях могут устанавливаться вспомогательные контакты и отключающий дистанционный расцепитель переменного или постоянного тока.
Автоматические выключатели серий АВ и АВМ предназначены для нечастых коммутаций при нормальных условиях работы, а также для автоматического отключения электрических цепей при редко возникающих коротких замыканиях и недопустимых перегрузках. Такие выключатели, в частности, устанавливаются на вводных и секционных панелях Щ0-70 в закрытых трансформаторных подстанциях.
Каждый выключатель имеет два или три электромагнитных расцепителя максимального тока, представляющих собой реле прямого действия. Кроме того, могут устанавливаться дополнительные расцепители минимального напряжения или независимый. Полное время отключения выключателей мгновенного срабатывания АВ-4 и АВ-10 —0,06 с, а выключателей АВ-15 и АВ-20 — 0,095 с. В зависимости от вида максимального расцепителя выключатели выпускаются трех модификаций: Б — мгновенного действия, отключающийся без выдержки времени при перегрузках и токах короткого замыкания; Н — неизбирательные автоматические выключатели, расцепители которых отключают выключатель с регулируемой выдержкой времени (обратно зависящей от тока) при перегрузках и мгновенна — при токах короткого замыкания; С — избирательные (селективные) автоматические выключатели, которые отключаются с регулируемой выдержкой времени (обратно зависящей от тока) при перегрузках и при токах КЗ. Выдержка времени при перегрузках создается часовым механизмом расцепителя, при токах короткого замыкания — за счет механического замедления расцепления.
Выключатели серии АБ25 (бытовые) — однополюсные, с тепловым расцепителем, используются в осветительных сетях взамен плавких предохранителей и выключателей.
Эксплуатация автоматических выключателей.
Выключатели необходимо содержать в чистоте и осматривать при снятой крышке через 2000 включений, но не реже 1 раза в год, а также после каждого короткого замыкания. Перед снятием крышки принимают меры, исключающие возможность появления на вводе и вспомогательных контактах выключателя напряжения. При осмотре удаляют копоть с внутренней поверхности салфеткой, смоченной бензином; смазывают шарниры, проверяют затяжку винтов, целостность пружин и состояние контактов. При снятом напряжении производят несколько включений выключателя, убеждаются в свободном перемещении контактов и отсутствии заеданий рычагов и кнопок управления, снимают с дугогасительных камер и контактов брызги металла личным напильником. При сильном износе или выгорании металло-керамических накладок контактов (до толщины 0,5 мм) выключатель заменяют. При необходимости производят регулировку автоматического выключателя. Следует отметить, что наладка и ремонт большинства выключателей на месте установки не производятся, так как их регулировка требует специального оборудования и соответствующей квалификации персонала.
