1. 4. Автоматические воздушные выключатели

1.4. Автоматические воздушные выключатели

Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для коммутаций цепей при аварийных (короткое замыкание) и ненормальных (перегрузки, исчезновение или снижение напряжения) режимах, а также нечастых (от 6 до 30 в сутки) оперативных включений и отключений электрических цепей.

При использовании трехфазных автоматических выключателей вместо плавких предохранителей исключена возможность неполнофазных режимов работы, так как при любом виде короткого замыкания отключаются все три фазы. В отличие от плавкой вставки у предохранителя после отключения тока к. з. не требуется замена и обеспечивается более надежная и четкая защита как от короткого замыкания, так и от перегрузок.

втоматические выключатели должны обеспечивать автоматическое многократное отключение токов к. з. и длительно выдерживать ток нагрузки. Дуга в автоматических выключателях гасится в воздухе, поэтому их называют воздушными. Автоматические выключатели изготовляют для цепей переменного тока с напряжением до 1000 В и постоянного  до 440 В одно-, двух-, трех- и четырех-полюсными на номинальные токи от 6, 3 до 6300 А.

Автоматические выключатели переменного и постоянного тока представляют собой силовые выключатели с встроенными релейными устройствами прямого действия, получившими название расцепителей. Главные элементы автоматического выключателя — это контакты с дугогасительной системой, привод с механизмом свободного расцепления, расцепители и вспомогательные контакты. Все элементы помещены в корпусе из изоляционной пластмассы.

Автоматический выключатель может отключаться без выдержки времени или с его выдержкой. Собственное время отключения (t_соб) колеблется от 0,005 до 1 с, при этом для быстродействующих и селективных выключателей t_coб ≤ 0,005 с, нормальных  t_сoб = 0,02. 1 с. Для нормальных и селективных автоматических выключателей токоограничивающий эффект нехарактерен. Быстродействующие выключатели, как и предохранители, обладают токоограничивающим действием. Селективные автоматические выключатели предназначены для селективной защиты путем установки автоматических выключателей с разными выдержками времени, а именно: наименьший у потребителя и увеличивающийся по направлению к источнику питания.

На рис. 9.9, а показана принципиальная схема автоматического выключателя. Контактная система автоматических выключателей на большие токи  двухступенчатая, состоит из главных 5 и 11, дугогасительных 7 контактов. Главные контакты обычно массивные, выполнены из меди с серебряными накладками на неподвижных контактах и металлокерамическими  на подвижных. Поверхность дугогасительных контактов металлокерамическая, так как они должны быть устойчивы к возникающей дуге. На рис. 9.9, а показан автоматический выключатель в выключенном состоянии. Чтобы его включить, необходимо повернуть рукоятку или подать напряжение на электромагнит YA привода 1. Под воздействием возникшего усилия рычаг 3 перемещается вправо, несущая деталь 13 поворачивается вправо, дугогасительные контакты 7 замыкаются первыми, ток идет через эти контакты и гибкую связь 12, а затем через главные контакты 5 и 11. Во включенном положении выключатель удерживается защелкой 14 с зубцами 15 и пружиной 16.

Отключают выключатель приводом 1, рукояткой 2. Выключатель также отключается автоматически при срабатывании расцепителей.

огда автоматический выключатель включен, система ломающихся рычагов 3 находится в «мертвом» положении. Вместе с рычагом ручного включения они прочно удерживают несущую деталь 13 в положении с замкнутыми контактами.

При автоматическом или дистанционном отключении выключателя под действием одного из электромагнитных расцепителей YAT1, YAT2, YA73, YA на шарнирную связь О_з (через тягу 19) рычаги свободного расцепления 3 сломаются, несущая деталь 13 поворачивается благодаря усилию пружины 4 и контакты 7 размыкаются. Отключение произойдет, несмотря на то, что рукоятка 2 находится в положении «Включено». Механизм свободного расцепления обеспечивает автоматическое отключение при включении автоматического выключателя на короткое замыкание. Расцепители, под действием которых автоматически отключается выключатель, бывают электромагнитные и тепловые. Они контролируют заданный параметр и срабатывают, когда он достигнет определенного значения.

В автоматических выключателях различных типов могут быть использованы различные электромагнитные расцепители. Максимальные токовые расцепители обеспечивают быстрое отключение выключателя (примерно за 0,02 с) при возрастании тока в цепи вследствие короткого замыкания. Такой расцепитель может быть также выполнен с механизмом, обеспечивающим выдержку времени срабатывания. Некоторые автоматические выключатели оснащены минимальным расцепителем 18, срабатывающим при снижении напряжения ниже установленного предела или его исчезновения в цепи.

Минимальный расцепитель можно также использовать для дистанционного отключения автоматического выключателя.

Тепловые расцепители отключают автоматические выключатели при перегрузках. Основная часть таких расцепителей – биметаллическая пластина (рис. 9.9, б), состоящая из двух жестко скрепленных металлических пластин 21 с разными коэффициентами линейного расширения. При нагревании свободный конец пластины изгибается и действует через тягу 19 на механизм свободного расцепления 20. Пластина нагревается нагревателем 22, присоединенным через шунт 23 к контролируемой цепи. Время срабатывания теплового расцепителя зависит от силы тока цепи и тем меньше, чем больше сила тока. Однако из-за большой тепловой инерции это время бывает велико, и чаще всего тепловые расцепители используют вместе с электромагнитными. В таких автоматических выключателях возможна защита как от короткого замыкания электромагнитным расцепителем, так и от перегрузок – тепловым.

В электрических сетях напряжением 220/380 В, где важно быстрое отключение при однофазных коротких замыканиях, применяют автоматические выключатели с электромагнитным расцепителем в нулевом проводе.

При отключении автоматического выключателя сначала размыкаются главные контакты и весь ток переходит на дугогасительные контакты. На главных контактах дуга не образуется. Дугогасительные контакты 7 размыкаются, когда главные находятся на значительном расстоянии. Между дугогасительными контактами образуется дуга, которая выдувается вверх в дугогасительную камеру 8, где она и гасится.

Дугогасительные камеры выполняют со стальными пластинами. Применяют следующие способы гашения дуги: с помощью деления длинной дуги на короткие; в узких щелях. Дуга втягивается в камеру магнитным дутьем. Материал камеры характеризуется высокой дугостойкостью. Для лучшего втягивания дуги в камеру автоматические выключатели снабжены специальными электромагнитами, осуществляющими магнитное дутье. В цепях управления, сигнализации и блокировки можно использовать блок-контакты автоматических выключателей, механически связанные с главными контактами.

При протекании тока к.з. через включенный автоматический выключатель между контактами возникают значительные электродинамические силы, которые могут оторвать один контакт от другого, и образовавшаяся дуга может их сварить. Во избежание таких случайных отключений в конструкции предусмотрены электродинамические компенсаторы 9 в виде шинок, изогнутых петлей. Токи в шинках имеют разное направление, что создает в контактах силу, увеличивающую нажатие.

Для защиты сельских электрических сетей напряжением 220/380 В применяют автоматические выключатели серий АП50, A3000, АЕ2000 и др.

Обозначение автоматических выключателей: А  автоматический выключатель; второй и третий знаки  порядковый номер разработки; четвертый знак  номинальный ток выключателя (1  160 А, 2  250 А, 3  400 А, 4  630 А); пятый знак показывает число полюсов и исполнение максимальной токовой защиты (например, 1, 3, 5, 7  двухполюсные автоматы различного исполнения, 2  трехполюсное с электромагнитным расцепителем, токоограничивающее; 4  трехполюсное с полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями, токоограничивающее или селективное с полупроводниковыми расцепителями; 6  с электромагнитными и тепловыми расцепителями; 8  трехполюсное (неавтоматическое); шестой знак  исполнение по виду защиты (Б  токоограничивающее, С  селективное, Н  неавтоматическое), климатического исполнения и категорию размещения.

стройство и действие автоматического выключателя серии А3700 соответствуют описанному ранее. На рис. 9.10 приведен его поперечный разрез. В этом автоматическом выключателе кроме электромагнитных используют специальный полупроводниковый расцепитель, который срабатывает и подает команду на отключение независимого расцепителя YAT1 (см. рис. 9.9, а), а он, в свою очередь, воздействует на отключающую защелку 14. В полупроводниковых расцепителях можно регулировать номинальный ток, уставку срабатывания по току и времени. Таким образом, можно изменять форму времятоковой характеристики.

На рисунке 9.11 дана защитная характеристика автоматического выключателя А3700 с полупроводниковыми расцепителями.

Вместо полупроводниковых можно устанавливать тепловые расцепители. На рисунке 9.12 приведена характеристика времени срабатывания теплового расцепителя.

Автоматические выключатели серии А3700 на токи 160. 630 А и напряжение переменного тока до 660 А выпускают в пластмассовом корпусе с изолирующими перегородками между полюсами в двух исполнениях: А3700Б  токоограничивающие с электромагнитными расцепителями мгновенного действия и полупроводниковыми расцепителями; А3700С  селективные с полупроводниковыми расцепителями с регулируемой выдержкой времени. Пределы регулирования: ток срабатывания при перегрузках 1, 25I_ном, при к. з. З. 10I_ном; время срабатывания при 6I_ном 4. 16 с, при к. з. 0,1. 0,4 с. Автоматические выключатели серии А3700 имеют на полюс одну пару контактов с металлокерамическими накладками. Включают и отключают вручную рукояткой 2 или электромеханическим приводом в виде отдельного блока, устанавливаемого над крышкой выключателя.

Для автоматического отключения при к.з. служит расцепитель мгновенного действия. При этом предельный ток отключения 60. 110 кА. Автоматический выключатель A3700 изготовляют в стационарном и выдвижном исполнении и широко применяют в комплектных устройствах с напряжением до 1 кВ. Выключатели АЕ2000 применяют для защиты, пуска и остановки асинхронных двигателей, а также для защиты, оперативных включений и отключений электрических цепей с частотой до 30 в час. Автоматические выключатели АЕ1000, АЕ2000 выпускают на предельные токи отключения 1. 10 кА для сетей напряжением 380. 660 В переменного и напряжением 110. 220 В постоянного тока (частота оперативных отключений до 30 в час).

Автоматические выключатели серии АП-50 выпускают на номинальные токи расцепителей I_{н. р} до 50 А и номинальные токи срабатывания до 400 А (П  пусковые, с 1980 г. выпускают серию АП50Б). Наиболее широко их применяют в сельскохозяйственном производстве для защиты и пуска асинхронных двигателей. Они обеспечивают защиту от к.з. и перегрузок с частотой оперативных отключений 30 в час, в том числе до 12 включений асинхронных двигателей в час. Эти автоматические выключатели отличаются от выключателей серии А3700 и АЕ2000 наличием кнопочного управления.

Автоматы гашения поля (АГП) предназначены для отключения тока в обмотках возбуждения генераторов. Главные контакты расположены открыто, а дугогасительные 5 и 6 (рис. 9.13) размещены в камере гашения дуги. Во включенном положении АГП удерживается защелкой. При отключении контакты 5 отходят вниз и возникает дуга между контактами 5 и 6, которая силой взаимодействия тока дуги и магнитного поля, созданного катушками 7, сердечниками 8 и полюсами 9, втягивается в кольцевую дугогасительную камеру, где разбивается на ряд коротких дуг медными пластинами 3. В цепь включена катушка 1, создающая радиальное магнитное поле. В результате взаимодействия с ним короткие дуги получают круговое вращательное движение с высокой скоростью и попадают на медные пластины, где ими и гасятся. Здесь важно, чтобы температура пластин не поднималась выше 200 о С. Исходя из этого и выбирают размеры пластин.

Для снижения перенапряжений дуга гасится по секциям, для чего параллельно медным пластинам включены шунтирующие сопротивления. Первой гаснет дуга в секции, шунтированной меньшим сопротивлением. Собственное время отключения АГП не более 0,15 с, а полное время гашения поля зависит от параметров генераторов.

О селективности предохранителей и автоматических выключателей

Правильный выбор параметров электрических аппаратов обеспечивает селективность защиты электрической сети. Селективность или, проще говоря, избирательность защиты делает возможным срабатывание аппаратов на каждом конкретном участке защиты. Это уменьшает ущерб при авариях, так как отключается только защищаемая цепь, а остальные параллельные ветви остаются в работе.

На базе предохранителей селективность защиты реализуется довольно легко: далее в статье будет рассмотрен этот принцип. Избирательность защиты может быть достигнута также и в комбинациях с другими защитными устройствами, например, с автоматическими выключателями.

Рекомендуем ознакомиться с основными определениями селективности, которые были рассмотрены в предыдущей статье: полная и частичная селективность, зона перегрузки и короткого замыкания.

Селективность между предохранителями

Построить селективную защиту на предохранителях несложно, так как их кривые плавления практически на всем диапазоне тока проходят параллельно и не пересекаются.

В радиальной электрической сети избирательности защиты можно добиться, применяя предохранители общего назначения gG. Нет необходимости производить какие-либо сложные расчеты — достаточно того, чтобы соотношение между номиналами последовательно соединенных плавких вставок предохранителей составляло не менее 1,6 (ГОСТ 31196.2.1-2012).

Для низковольтных предохранителей других типов, а также высоковольтных предохранителей избирательность защиты определяется на основании характеристик аппаратов, содержащихся в документации производителя.

Селективность между предохранителями и выключателями

Рассмотрим случай, когда нужно обеспечить селективность высоковольтного предохранителя и низковольтного выключателя. Это важно, так как замена предохранителя требует больше времени, чем повторное включение автоматического выключателя.

Сравнение время-токовых характеристик воздушного выключателя и высоковольтного предохранителя показывает, что такое расположение защитных аппаратов обеспечивает лишь частичную селективность. Из-за отличия время-токовых характеристик выключателя и предохранителя появляется ток частичной селективности Is. В конкретном примере ток частичной селективности Is можно повысить, установив мгновенное срабатывание воздушного выключателя в зоне короткого замыкания (без выдержки времени). Это важно, так как аппарат защиты со стороны нагрузки (выключатель), должен срабатывать раньше, чем высоковольтный предохранитель. Поэтому необходимо настроить защиту так, чтобы расчетный ток короткого замыкания Iкз оказался меньше тока частичной селективности Is.

Если принятых мер оказалось недостаточно, то следует применить токоограничивающие автоматические выключатели. Функция электродинамического отброса силовых контактов, реализованная автоматических выключателях такого типа, позволяет быстрее отключать поврежденную цепь, не давая току короткого замыкания достичь своего максимального значения.

Рассмотрим другой случай: ввод в ГРЩ защищает воздушный автоматический выключатель, а на защите отходящих линий стоят предохранители. Если время-токовая характеристика предохранителя скорее может быть названа «неподвижной», то с характеристикой воздушного выключателя дело обстоит иначе — ее можно корректировать. Например, изменяя уставку тока срабатывания в зоне короткого замыкания, можно добиться того, что время-токовые характеристики защитных аппаратов не будут пересекаться. Таким образом, и автоматический выключатель и предохранитель будут работать в своей зоне. По графикам время-токовых характеристик видно, что воздушный выключатель на 4000 А и нижестоящий предохранитель на 630 А образуют селективную защиту.

Следуя несложным правилам, описанным в этой статье, вы сможете создавать надежные селективные защиты на базе предохранителей и автоматических выключателей.

2-4. Автоматические воздушные выключатели (автоматы)

Наряду с плавкими предохранителями в сетях напряжением ниже 1 000 В для защиты от коротких замыканий и перегрузки широко применяются автоматические воздушные выключатели (автоматы). Автоматы представляют собой аппараты, которые состоят из автоматического выключателя с мощной контактной системой для отключения тока короткого замыкания и реле защиты, действующих на отключение автомата при возникновении повреждения или перегрузки. Из-за подгорания контактов автоматы допускают отключение не более чем 2—3 раза в час, вследствие чего они не могут применяться для частых операций в цепях управления.

Автоматы имеют ряд преимуществ по сравнению с плавкими предохранителями. Одно из них состоит в большей оперативности автоматов, которые всегда готовы к быстрому включению немедленно после отключения защищаемой цепи. Благодаря этому с помощью автоматов могут быть выполнены схемы АПВ и АВР. Другим существенным преимуществом автоматов является то, что они одновременно отключают все три фазы защищаемого присоединения, в то время как перегорание предохранителя лишь в одной из фаз может привести к опасному для электродвигателей режиму работы на двух фазах.

В зависимости от типа автомата в них устанавливаются различные реле защиты прямого действия, так называемые расцепители.

Электромагнитный расцепитель для защиты от коротких замыканий представляет собой электромагнит, который при определенном токе мгновенно притягивает якорь, вследствие чего происходит отключение автомата.

Тепловой расцепитель представляет собой тепловое реле, принципиальная схема которого показана на рис. 2-6. Основным элементом теплового реле, которое реагирует на количество тепла, выделяемое в его нагревательном элементе 6 при прохождении тока, является биметаллическая пластинка 1, выполненная из двух различных металлов а и б, которые при нагревании удлиняются в разной степени. Пластинка 1 выполнена так, что металл б удлиняется больше металла а, вследствие чего пластинка / изгибается в сторону металла а и, выходя из зацепления, освобождает защелку 2. Защелка 2, поворачиваясь под действием пружины 3 вокруг оси 5, производит отключение автомата и замыкание контакта 4. Время срабатывания тепловых расцепителей, с помощью которых осуществляется защита от перегрузки, тем больше, чем меньше перегрузка.

Комбинированный расцепитель, осуществляющий защиту как от перегрузки, так и от коротких замыканий, представляет собой комбинацию из двух расцепителей: теплового и электромагнитного.

Существуют автоматы, в которых действие электромагнитного расцепителя замедляется до 0,18—0,63 с, что позволяет осуществлять с их помощью селективную защиту отдельных участков сети.

В автоматах могут также устанавливаться расцепители минимального напряжения, срабатывающие при исчезновении напряжения или при снижении его ниже уставки срабатывания расцепителя, а также независимый расцепитель для отключения автомата при подаче импульса от ключа или кнопки управления.

Автоматы характеризуются следующими данными: Номинальным током автомата I_a.ном. называется указанный в паспорте ток, прохождение которого допустимо в течение неограниченно длительного времени.

Номинальным напряжением автомата называется максимальное напряжение сети переменного или постоянного тока, при котором еще может применяться автомат данного типа.

Предельным отключаемым током I_пред. называется ток короткого замыкания, который может быть отключен автоматом.

Расцепители характеризуются следующими основными данными:

Номинальным током расцепителя I_{расц.ном.} называется указанный в паспорте ток, прохождение которого в течение неограниченного времени не вызывает срабатывания расцепителя.

Током уставки расцепителя I_уст. называется наименьший ток, при прохождении которого расцепитель срабатывает.

Автоматический выключатель

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]

Содержание

Происхождение

Автомат защиты линии был изобретён американским учёным 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.

Роль в электрической цепи

Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, то есть управляться токами короткого замыкания и перегрузки. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.

Нередко можно встретить ошибочное использование автомата защиты линии в качестве вводного выключателя нагрузки. Для того, чтобы исключить ошибочное включение при наличии аварии в цепи, автомат имеет механическую защиту (смотри иллюстрацию), разрывающую связь между ручным приводом и контактами (чаще всего роль такой защиты выполняет отсутствие жёсткой фиксации между ручным приводом и контактами) — из-за наличия этой защиты контакты могут не разомкнуться при переводе ручного привода в положение «выключено» и на обслуживаемом участке остаться опасное напряжение. Так же защита от аварий должна осуществляться на протяжении всей линии, а не в конце — по этой причине автомат защиты устанавливается в начале линии, где он будет защищать всю линию целиком по своему прямому назначению.

Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Устройство

Автоматический выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, часто имеет крепление для монтажа на DIN-рейку. 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 [2] 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 выключатель 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 выключатель, 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 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы(классы) 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).

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; 1 000; 1 600; 2 500; 4 000; 6 300 А. Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи главных цепей выключателей: 1 500; 3 000; 3 200 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; 1 200; 1 500; 3 000; 3 200 А

2. По конструкции: воздушный автоматический выключатель (англ.  Air Circuit Breaker, сокращенно АСВ ) от 800 А до 6 300 А, выключатель в литом корпусе (англ.  МССВ ) от 10 А до 2500 А , модульные автоматические выключатели (англ.  МСВ ) от 0,5 А до 125 А.

3. По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трехполюсные; четырехполюсные.

4. По наличию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.

5. По видам расцепителей: с максимальным расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.

6. 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.

7. По наличию свободных контактов («блок-контактов» для вторичных цепей): с контактами; без контактов.

8. 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).

9. По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.

10. 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.

Отключение

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения t_с, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошел установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (t_с, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (t_с, о < 0,005 с).

Нормальные и селективные автоматические выключатели токоограничивающим действием не обладают. Быстродействующие выключатели, так же как предохранители, обладают токоограничивающим действием, так как отключают цепь до того, как ток в ней достигнет значения І_у.

Селективные автоматические выключатели позволяют осуществить селективную защиту сетей путём установки автоматических выключателей с разными выдержками времени: наименьшей у потребителя и ступенчато возрастающей к источнику питания.

Характеристики

Ток мгновенного расцепления

Согласно ГОСТ Р 50345-99, автоматические выключатели делятся на следующие типы (классы) по току мгновенного расцепления:

• тип B: свыше 3·I_n до 5·I_n включительно (где I_n — номинальный ток)
• тип C: свыше 5·I_n до 10·I_n включительно
• тип D: свыше 10·I_n до 20·I_n включительно

У европейских производителей классификация может несколько отличаться. В частности, имеется дополнительный тип A (свыше 2·I_n до 3·I_n). У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения. Например, у АВВ имеются автоматические выключатели с кривыми K (8 — 14·I_n) и Z (2 — 4·I_n), соответствующие стандарту МЭК 60947-2.

Биметаллическая пластина

Селективность

В отличии от плавких предохранителей, автомат защиты линии имеет более сложную селективность. Это связано с наличием магнитного расцепителя. Селективности можно достичь следующими способами:

Варианты исполнения

Автоматические выключатели выполняются одно-, двух-, трёх- или четырёхполюсными и имеют следующие конструктивные узлы: главной контактной системы, дугогасительной системы, привода, расцепляющего устройства, расцепителей и вспомогательных контактов.

Контактная система может быть трёхступенчатой (с главными, промежуточными и дугогасительными контактами), двухступенчатой (с главными и дугогасительными контактами) и при использовании металлокерамики одноступенчатой. Дугогасительная система может состоять из камер с узкими щелями или из камер с дугогасительными решётками. Комбинированные дугогасительные устройства — щелевые камеры в сочетании с дугогасительной решеткой применяют для гашения дуги при больших токах.

Для каждого исполнения автоматического выключателя существует предельный ток короткого замыкания, который гарантированно не приводит к выходу из строя автомата. Превышение этого тока может вызвать подгорание или сваривание контактов. Например, у популярных серий бытовых автоматов при токе срабатывания 6-50 А предельный ток обычно составляет 1 000-10 000 А.

Автоматические выключатели изготовляют с ручным и двигательным приводом, в стационарном или выдвижном исполнении. Привод автоматического выключателя служит для включения, автоматического отключения и может быть ручным непосредственного действия и дистанционным (электромагнитным, пневматическим и др.).

Автоматические выключатели имеют реле прямого действия, называемые расцепителями.

Расцепители

Расцепители — это электромагнитные или термобиметаллические элементы, служащие для отключения автоматического выключателя через механизм свободного расцепления при КЗ, перегрузках и исчезновении напряжения в первичной цепи. Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен для отключения автоматического выключателя, а также для устранения повторного включения автоматического выключателя на короткое замыкание при длительно существующей команде на включение.

Селективный автоматический выключатель (согласно DIN VDE 0641-21)

В отдельную группу можно выделить селективные автоматические выключатели (англ. Selective Main Circuit Breaker), имеющие в соответствии с немецким стандартом DIN VDE 0641-21 особую функцию селективности и исполняющий её независимо от напряжения сети. Селективный автоматический выключатель полностью селективен нижестоящим модульным (миниатюрным) автоматическим выключателям.