Апарати захисту від короткого замикання

Найпростішим апаратом захисту від короткого замикання є плавкий запобіжник. За будовою плавкий запобіжник має ізолюючий корпус, плавку вставку, деталі приєднання і пристрої, що запобігають довгочасній дії електричної дуги, яка виникає після перегоряння плавкої вставки.

13 основу принципу дії плавких запобіжників покладено теплову дію електричного струму. Протікаючи по струмоведучих частинах, які мають електричний опір, струм нагріває металеві струмопровідні частини. Плавка вставка запобіжника і є тією частиною, яка нагрівається дією струму. Електричний опір металевого провідника залежить від металу, з якого він виготовлений, від довжини і площі поперечного перерізу. Дня будь-якої конструкції плавкої вставки можна знайти таку силу струму, що нагріє її матеріал до температури плавлення. Більший за значенням струм викличе ще сильніший нагрів і розплавлення (перегоряння) плавкої вставки. Змінюючи тільки площі поперечного перерізу плавких вставок, можна одержати запобіжники на різні за силою струми. Найважливішою характеристикою плавкого запобіжника є номінальний струм Іпл.вст - той найбільший за значенням струм, довгочасне проходження якого не викликає перегоряння плавкої вставки. Якщо сила струму Ікз короткого замикання перевищує номінальний струм плавкої вставки запобіжника, остання розплавиться (перегорить) і перерве аварійний струм. Це положення можна записати у вигляді нерівності

Ікз>>Iпл.вст

Час перегоряння плавкої вставки залежить від того, на скільки струм короткого замикання перевищує номінальний струм плавкої вставки.

Недоліком плавких запобіжників як апаратів захисту від струму короткого замикання є однократність їх дії. В електричних установках трифазного змінного струму перегоряння запобіжника в одній фазі викликає неповно фазний режим роботи установки, що може бути небезпечним для таких споживачів, як трифазні електродвигуни.

Другим широко використовуваним апаратом захисту від аварійного струму короткого замикання є електромагнітний розчіплювач автоматичного вимикача. В основі дії електромагнітного розчіплювача використано електромагнітний прояв електричного струму - навколо провідника із струмом з'являється магнітне поле.

Електромагнітний розчіплювач за конструкцією виконується у вигляді котушки (електромагніту), яка вмикається в електричне коло послідовно із споживачем. Котушка намотується ізольованим дротом достатньо великого перерізу і має відносно небагато витків. По осі котушки розміщують феромагнітне осердя, яке буде механічно взаємодіяти з котушкою як електромагнітом при наявності струму. Сила механічної взаємодії котушки і осердя тим більша, чим більша сила струму, що протікає по котушці. Осердя опирається на пружину, під якою розміщена защіпка привода автоматичного вимикача. Якщо струм, що протікає по котушці, невеликий за значенням, сила взаємодії між котушкою (електромагнітом) і осердям теж невелика. Деформація пружини незначна і осердя не діє на защіпку привода автоматичного вимикача. Якщо струм зросте, збільшиться і сила взаємодії котушки (електромагніту) і осердя. Це призведе до значно більшої деформації пружини і механічної взаємодії осердя і защіпки привода - защіпка звільниться, вивільнені пружини привода розірвуть контакти автоматичного вимикача, що припинить аварійний струм.

Електромагнітний розчіплювач характеризується струмом спрацювання їси. Струм спрацювання (струм відсічки) кратний значенню номінального струму теплового розчіплювача. Ця кратність вказується в паспорті апарата, наприклад: "Отсечка 11 Ін". Для чіткої роботи електромагнітного розчіплювача необхідно дотримувати таких умов:

Іроб < Ікз; Ікз > Ісп.

У триполюсних автоматичних вимикачах, як правило, монтують три електромагнітні розчіплювачі, по одному на кожен полюс-фазу. Спрацьовування будь-якого розчіплювача Викликає механічну дію на привід автоматичного вимикача і вимикання усіх трьох фаз трифазної системи. Другою перевагою електромагнітних розчіплювачів автоматичних вимикачів є багатократність або повторюваність їх захисної дії.