5. Принцип работы автоматического выключателя
Принцип работы автоматического выключателя следующий: при включении автомата напряжение, подаваемое на верхнюю винтовую клемму (4) проходит через биметаллическую пластину (6) (тепловое расцепление) и через обмотку соленоида (9), поступая на подвижный контакт (7). Далее, через неподвижный контакт (8), напряжение поступает на нижнюю винтовую клемму, к которой подключается «отходящий» провод - нагрузка. Защитное отключение автоматического выключателя происходит при срабатывании механизма расцепления, приводя к размыканию подвижного контакта (7). Механизм расцепления, в зависимости от силы проходящего тока может быть приведён в действие двумя способами:
) при значительном резком увеличении тока, проходящего через автомат (короткое замыкание) образуется магнитное поле, которое втягивает сердечник, что приводит в действие механизм расцепления - это магнитное расцепление;
) при прохождении через автоматический выключатель токов со значениями, превышающими допустимые, происходит нагрев биметаллической пластины (6), что приводит к её изгибу и, как и в первом случае - расцеплению контактов.
Из-за больших токов, в обоих случаях при расцеплении контактов образуется дуга, поэтому для её нейтрализации в устройство автоматического выключателя обязательно входит дугогасительная камера (5), которая представляет собой набор металлических пластин особой формы, закреплённых параллельно. В качестве дополнительной защиты от прогорания корпуса автоматического выключателя применяется специальная металлическая пластина (10).
Рассмотрим устройство наиболее часто применяемых автоматов А-3100 ( см рис 2 в Приложении 3).
Наиболее часто применяемые автоматы А-3100 имеют контактную систему, состоящую из подвижных (3) и неподвижных (4) контактов с напайками из металлокерамики. Подвижные контакты гибкими связями соединены с шинами электромагнитного (1) и теплового (8) расцепителей. Замыкание и размыкание контактов происходит с постоянной скоростью, не зависящей от скорости движения рукоятки автомата (7). Чем больше нагрузка, тем быстрее отключает автомат. Так, при перегрузке на 30-40 % автомат срабатывает в течение часа, при перегрузке 200 % - от 20 до 100 с в зависимости от типа автомата. Повторные включения автомата возможны после остывания теплового реле (через 3-4 мин).
Электромагнитный расцепитель автомата служит для защиты сети от токов короткого замыкания и состоит из якоря с возвратной пружиной и сердечника, внутри которого расположена шина рабочего тока. Ток короткого замыкания создает в сердечнике сильное поле, под действием которого якорь перемещается и поворачивает отключающую рейку. Автомат при этом отключается мгновенно. Автоматы серии А-3100 выпускают рассчитанными на токи 50- 600 А.
Автоматические воздушные выключатели имеют разнообразные конструкции и выпускаются с независимым расцепителем для дистанционного управления (А-3100), с расцепитслем минимального напряжения (А-3120), с электродвигательпым приводом для включения (АВМ), селективные с часовым механизмом (АВ), с температурной компенсацией (АЕ, А-3700).
Расцепители могут быть тепловыми, электромагнитными и комбинированными. В тепловых расцепителях для отключения автомата используют биметаллические пластинки. Комбинированный расцепитель состоит из теплового и электромагнитного. Автомат с электромагнитным расцепитслем имеет в каждой фазе электромагнитное реле максимального тока. В случае превышения тока в защищаемой цепи выше тока уставки автомата сердечник реле втягивается и через расцепитель действует как отсечка на отключение автомата. При длительных токах перегрузки, незначительно превышающих номинальные токи расцепителей, время отключения автоматического выключателя возрастает.
Автоматические выключатели могут быть регулируемыми и нерегулируемыми и характеризуются номинальным напряжением и поминальным током, а их тепловые расцепители - номинальным током расцепителя и током уставки. К нерегулируемым автоматам относят выключатели серий А-3100, АЕ-1000, АЕ-2000, АК-68, АБ-25. Выключатели серий АП-50, А-3700, АВ, АВМ относят к регулируемым и они имеют регулировочные устройства, с помощью которых можно изменять значение тока уставки.