6.3. Автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены:

• для автоматического размыкания электрических цепей при аварийных режимах (например, возникновение токов короткого замыкания);

• для отключения двигателя при значительных токах перегрузки, например при обрыве одной из фаз питающего напряжения;

• для редких оперативных переключений (три-пять в час) при нормальных режимах работы;

• для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях питающего напряжения.

По сравнению с плавкими предохранителями автоматические выключатели обладают рядом преимуществ:

• после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в плавком предохранителе требуется замена калибровочной плавкой вставки, что увеличивает время простоя двигателя;

• автоматический выключатель позволяет установить более точные значения защитных характеристик;

• в выключателе совмещены функций коммутации электрических цепей и их защиты;

• и др.

Автоматический выключатель имеет следующие основные функциональные элементы коммутации и защиты:

• контактную группу;

• тепловые расцепители;

• расцепитель максимального тока (электромагнитный расцепитель);

• расцепитель минимального напряжения.

Как правило, автоматические выключатели уже имеют встроенные расцепители одного или двух названных выше типов.

Электромагнитные расцепители обеспечивают защиту потребителя от токов короткого замыкания. Они срабатывают мгновенно или с выдержкой времени, обеспечивающей избирательность защиты.

Одновременная защита сети от КЗ и перегрузки осуществляется за счёт применения комбинированных расцепителей, состоящих из двух элементов – для защиты от КЗ и от перегрузок.

Тепловые расцепители, подобно тепловым реле магнитных пускателей, обеспечивают защиту от токов КЗ, превышающих в 6 − 10 раз номинальные токи.

Расцепитель максимального тока (электромагнитный расцепитель) имеет в конструкции катушку с сердечником, по которой протекает рабочий ток или ток КЗ в аварийном режиме. В последнем случае возникает механическое усилие, достаточное для размыкания силовых контактов выключателя. Ток и время срабатывания расцепителя можно регулировать.

Расцепитель минимального напряжения срабатывает при недопустимом (на 30 − 50 %) снижении напряжения в силовой цепи. Такие расцепители применяют для электродвигателей, самозапуск которых нежелателен при самопроизвольном восстановлении питания.

В настоящее время в цеховых электрических сетях напряжением до

1 кВ применяются автоматические выключатели типов А3700, АВМ, АЕ-20, <Электрон> и др.

Новое поколение современных автоматических выключателей серии ВА47-63, ВА47-100, ВА47+N, ВА-63elROS имеют тепловой и электромагнитный расцепитель, а в ВА63elROS еще реализован принцип комбинированной защиты от перенапряжения с улучшенными возможностями дугогашения.

Условия выбора автоматических выключателей следующие:

• степень защиты автоматического выключателя должна соответствовать условиям окружающей среды;

• номинальное напряжение автоматического выключателя U _н.авт должно соответствовать напряжению сети U, то есть

U _н.авт ≥ U ;

• номинальный ток автоматического выключателя I _н.авт должен быть больше или равен рабочему току I_Р защищаемой электрической линии

I _н.авт ≥ I_Р ;

• номинальный ток теплового расцепителя I _{н..расц.т} автоматического выключателя должен быть равен рабочему току линии I_Р (например, электродвигателя) или несколько превышать его

I _{н.расц.т} ≥ I_{р ;.}

• для автоматических выключателей с регулированием тока уставки теплового расцепителя I _{уст.т.расц} последний должен быть больше или равен рабочему току электродвигателя I_р, электрической линии и т.д.

I _{уст.т.расц} ≥ I_Р

• ток срабатывания электромагнитного расцепителя I _{сраб.расц.э.} автоматического выключателя должен превышать максимально возможный ток I _мах выключателя

I _{сраб.расц.э} ≥ 1,25  I _мах .