Разновидности и расчет трезфазных автоматических выключателей

Электронные предохранители и ограничители тока

Электронные защитные устройства разделяются на три вида:

• самовосстанавливающие электрическую цепь после устранения аварии;
• устройства сигнализации об аварии;
• восстанавливающие питание за счет внешнего вмешательства.

В электронике применяются датчики тока, подключенные к нагрузке. При увеличении падения напряжения на датчике выше заданного, с него подается сигнал на защитное устройство, которое отключает цепь или ограничивает ток.

Простейшей защитой радиоэлектронных устройств от токовых перегрузок является стабилизатор напряжения 220в, изображенный на рис. а. Ток нагрузки здесь не может быть выше максимального тока транзистора КП302В. Для изменения величины выходного тока можно выбрать другой транзистор или включить их параллельно.

Электронные схемы ограничения предельного тока

На рис. б электрический ток также ограничивается транзисторами. VT1 работает в режиме насыщения, и напряжение входа практически полностью передается на выход. В рабочем режиме VT2 закрыт и светодиод HL1 не горит. Датчиком тока служит резистор R3. При превышении на нем порогового значения падения напряжения начинает открываться транзистор VT2, а VT1 – закрываться, ограничивая нагрузочный ток. При этом загорается светодиод HL1, сигнализируя о достижении током порогового значения.

Для больших рабочих токов применяется схема защиты на тиристоре (рис. в). В нормальном режиме тиристор заперт, а составной транзистор работает в режиме насыщения. Когда в нагрузке Rн появляется короткое замыкание, через управляющий переход тиристора протекает ток, открывающий его. При этом управляющая цепь транзисторов шунтируется открытым тиристором и ток в нагрузке снижается до минимума.

Причины замены автоматических предохранителей

Автоматический предохранитель цепи — удобное устройство.

Если раньше, как многие еще помнят, электрическую цепь защищали так называемые пробки с предохранителем внутри, то теперь эта задача выполняется автоматическим размыканием цепи, если номинальный ток, на который рассчитан прибор, превышен.

Скачок напряжения всегда нежелателен, так как это чаще всего приводит к выходу из строя всего электрооборудования в доме.

Устройство обладает сразу двумя защитными контурами:

1. Электромагнитным. Небольшая индуктивная катушка с подвижным сердечником внутри. Если сила тока увеличивается — сердечник втягивается — цепь размыкается.
2. Тепловым. Металлическая пластина при коротком замыкании нагревается, что приводит к срабатыванию размыкателя.

В первом случае прибор сработает при коротких замыканиях.

Во втором — при больших сетевых перегрузках.

Если автомат работает в штатном режиме, он нас не беспокоит настолько, что его работу мы не замечаем. Но в редких случаях и он может выйти из строя. Главное вовремя заметить неисправность предохранителя цепи. По каким признакам это можно определить:

• Прибор не держит расчетную нагрузку;
• Непредвиденные и частые срабатывания.

К неисправной работе устройства могут привести:

• Выгоревшие зажимные контакты;
• Заводской брак.

Сходу распознать причину поломки защитного предохранителя трудно. Если срабатывает тепловая защита, снаружи прибора видимых признаков вы не обнаружите. Неопытные пользователи чаще всего сразу меняют на защиту с большим номиналом. Так сказать с гарантией от ложных срабатываний. Но это тоже не правильно. Такой автомат может просто не заметить, что в вашей сети произошла перегрузка. А это чревато перегревом электропроводки и пожаром.

Если был установлен прибор с расчетным номиналом по перегрузке, то логично будет перед тем как поменять старый автомат в щитке подобрать аналогичный. Но не на самый дешевый в магазине, а на автомат от известного производителя. Да такой товар всегда дороже. Но ваше спокойствие за свое имущество этого стоит.

Проще всего заметить поломку визуально. Можно сразу увидеть небольшое или полное прогорание зажимных контактов. Причина кроется в слабом соединении. Особенно это касается алюминиевых проводов. Материал сам по себе очень мягкий, а под нагрузкой способен поплыть. Контакт ослабевает и начинает греться. И это будет продолжаться до тех пор, пока прижимная пластина не выгорит полностью. Чтобы этого не произошло, опытные электрики советуют хотя бы раз в год протянуть все контакты на автомате.

Исключительно редкая причина поломки — заводской брак. Как правило, это выясняется уже сразу после подключения прибора к сетевым нагрузкам. Если предохранитель куплен в магазине и сохранился чек — лучше сразу пойти и заменить его на другой. Но опять же — не экономьте. Нужен автомат от проверенных изготовителей.

Устройство и классификация предохранителей

На сегодняшний день существует несколько видов предохранителей для авто, которые различаются своей конструкцией, принципом работы и назначением. Существуют также узкоспециализированные модификации защитных реле, которые предназначены для спецтехники и большегрузных автомобилей.

Цилиндрические модификации

Автомобильные защитные реле цилиндрической формы использовались в конце прошлого века и устанавливались на автомобили от отечественных производителей.

Изначально такие предохранители изготавливались одного цвета, однако в последующем в зависимости от показателя номинального тока их стали маркировать различными цветами.

Недостатком такого типа автомобильных предохранителей является возможность получить удар током и ожог пальцев при установке и демонтаже защитных цилиндрических вставок. Реле не стандартизированы, поэтому автовладельцам при выборе приходилось изучать все технические характеристики и только тогда выбирать предохранитель для своего автомобиля.

Ножевые защитные планки

Ножевые планки имеют ряд преимуществ в сравнении с цилиндрическими модификациями. В первую очередь, это полная защита от поражения током и ожогов при их замене. Они имеют специальную изолированную часть, которая выполняется из прочного цветного пластика.

Корпус защитных планок выполнялся с прозрачной вставкой, что позволяло с легкостью определить сгоревший предохранитель и выполнить его замену. В общей сложности предлагалось три типоразмера ножевых автомобильных предохранителей:

• Мини — с посадочным размером 16 мм.
• Стандарт — 19 мм.
• Макси — 34 мм.

Благодаря доступной стоимости и удобству использования ножевые предохранители для автомобилей пользовались популярностью на рынке. Они до сих пор с успехом устанавливаются на автомобили от отечественных и иностранных производителей. К их преимуществам можно отнести доступную стоимость, полную безопасность использования, возможность с легкостью подобрать защитное реле под определенный номинальный ток электроцепи в автомобиле.

Термические разновидности

На современных автомобилях, где требуется максимально возможная защита электроцепи транспортного средства, используют специальные термические предохранители, которые включают одновременно тепловую и электромагнитную защиту.

Конструкция такого реле напоминает автоматический выключатель, используемый в бытовой электросети. При замыканиях и перегрузках срабатывает тепловая и электромагнитная защита, что позволяет одновременно предупредить выход из строя различных электроблоков и не допустить возгорания проводки.

К преимуществам термических разновидностей относят:

• Максимально возможная защита электроблоков и цепи проводки.
• Полная безопасность использования.
• Реле выполняется многоразовым, что позволяет использовать его повторно.

Термические автомобильные предохранители имеют высокую стоимость, однако благодаря своей специальной конструкции такие приспособления являются многоразовыми. На изолированном пластиковом корпусе реле имеются данные по его номинальной мощности, что существенно упрощает выбор.

Показатели порога срабатывания

Одной из характеристик автомобильных предохранителей является их порог срабатывания, то есть величина напряжения в сети, при котором наблюдается оплавление токопроводящей жилки и размыкание цепи проводки в автомобиле.

Расплавление такой защитной жилы происходит из-за воздействия высоких температур при повышенном напряжении в цепи. Соответственно, при изготовлении предохранителей используются различные по своим показателям плавкости жилки. Это позволяет выполнять реле для цепей с определенными показателями напряжения.

Для чего предназначены автоматические предохранители (пробка-автомат)

Предохранитель автоматический резьбовой (ПАР) в соответствие со своим устройством применяется для защиты электропроводки от аварийных режимов работы. К ним относятся перегруз и короткие замыкания.

По своему посадочному месту он идентичен обычной пробке и полностью взаимозаменяем с ней. Однако в отличие от своего аналога пробка-автомат является многоразовым прибором, функциональность которого обеспечена встроенными в него расцепителями (биметаллической пружиной и электромагнитной катушкой).

Такие защитные приборы устанавливаются на вводе в квартиру и сразу после счетчика, от которого линии электропроводки разводятся по всем комнатам с подключаемыми к ним нагрузками. Основное предназначение этих устройств – обеспечение аварийного отключения каждой из питающих линий в случае перегрузки по току или короткого замыкания.

Характеристики автоматических предохранителей

Дифференциальный прибор необходимо подбирать на основании номинального предела отключения, количеству полюсов, время-токовому показателю и номиналу тока срабатывания.

Номинальная отключающая способность

Данная ТТХ автомата указывает диапазон, при котором он разомкнет проводку для обесточивания ее и потребителей. По номинальной отключающей способности бывают приборы:

• на 4,5 кА – применяется в качестве защиты силовой линии частного дома. Сопротивление кабеля равно 0,05 Ом, предел тока – 500 А,
• на 6 кА – устанавливается в жилом секторе или общественных зданиях с сопротивлением 0,04 Ом и пределом тока 5,5 кА,
• на 10 кА – защищают промышленные установки, поскольку ток до 10 000 А возникает в короткой магистрали, проложенной от подстанции.

Количество полюсов

Четырехполюсный автоматический выключатель класса D

По данному параметру можно установить количество проводов для подключения. Существует 4 модификации:

• Однополюсные. На выключатель можно подкинуть кабели отвода и питания, но он защитит только от возгорания. Нейтраль размещается на нулевой шине в обход автомата. При выключении разрывается фаза.
• Двухполюсные. Одновременно обесточивают всю проводку. Применяются, когда подключается однофазный прибор (бойлер, водонагреватель). К нему автомат подсоединяется 2-мя проводами питания и 2-мя проводами отвода.
• Трехполюсные. Используются, когда в сети трехфазный или четырехфазный тип питания. Соединяются по схеме треугольника или звезды.
• Четырехполюсный. Прибор, необходимый для 6 проводов (3 – фаза, 3 – защита). Допускается подключение на 8 кабелей (4 – фаза с нейтралью, 4 – отводящие, т.е. фазный и нулевой).

Время-токовый показатель

Время-токовые характеристики автоматических выключателей

Величина, при которой автоматическое устройство отключит сеть до достижения критической отметки. Срабатывание происходит:

• за 10 и более мс,
• за 6-10 мс,
• за 2,5-6 мс.

Чем больше категория, тем меньше нагревается сетевой кабель.

Номинал рабочего тока

Номиналы автоматов по мощности

Характеристика, определяющая скорость срабатывания прибора при увеличении тока над номинальным показателем. На рынке присутствуют модификации:

• 1 и 2А – обеспечивают электричеством малое количество приборов с суммарной мощностью не больше возможностей устройства,
• 3А – промышленный вариант при треугольном трехфазном подключении,
• 6А, 10А и 16А – применяются для запитки отдельных комнат и квартир,
• 16А – имеют 3 или 4 полюса, устанавливаются на вводе при трехфазном питании,
• 20А, 25А, 32А – устанавливаются для защиты квартир с большим количеством бытовой техники,
• 40А, 50А, 63А – высокомощные приборы для промышленных и строительных линий.

Используйте для квартиры модификацию 25А на вводе.

Что такое плавкие предохранители и для чего они нужны?

Как работает устройство?

Плавкий предохранитель работает в двух режимах, которые значительно отличаются друг от друга.

1. Нормальный режим сети. В этом режиме нагрев устройства происходит, как установившейся процесс. При этом он полностью нагревается до определенной температуры и отдает выделяемую теплоту в окружающую среду. На каждом элементе указывается так называемая номинальная сила тока (как правило, указывается наибольшее значение тока элемента конструкции). В предохранитель можно вставить плавкий элемент разной номинальной силы тока.
2. Режим коротких замыканий и перегрузок. Прибор сконструирован так, что при возрастании силы тока в сети, он мог сгореть за кратчайшее время. Для этого плавкий элемент на отдельных участках делают с меньшим сечением, где выделяется больше теплоты, чем на широких участках. При коротком замыкании перегорают практически все или полностью все зауженные участки. Когда плавится элемент, вокруг него создается электрическая дуга, гашение которой происходит в патроне механизма.

Сила тока должна указываться на корпусе прибора, а также должно учитываться максимально разрешенное напряжение, при котором прибор не выйдет из строя.

На графике ниже указывается зависимость времени перегорания плавкого элемента от тока:

Где l10 – это ток, при котором происходит плавление элемента и отключение его от сети за 10 с.

Разновидности и типы элементов

Плавкие предохранители делятся на два вида: низковольтные и высоковольтные. Деление это объясняется величиной напряжения рабочей электросети, в которой используется предохранитель.

Низковольтные приборы маркируются как ПН или ПР и рассчитаны для напряжения до 1000 В. В низковольтных устройствах ПН вокруг вставки из меди находится мелкозернистый наполнитель. Применение их рассчитано до 630 Ампер.

Прибор ПР более простой (на фото ниже), чем ПН, но при коротком замыкании и они способны гасить электрическую дугу. Рассчитаны на токи от 15 до 60 Ампер.

По конструктивным особенностям предохранители делятся на патронные, пробочные, пластичные и трубчатые. По типу исполнения выпускают разборные и неразборные изделия. У разборных есть возможность доступа к вставке. Конструкция разбирается и сгоревшая вставка заменяется на новую. Неразборные сконструированы из стеклянной колбы, поэтому считаются одноразовыми и замене вставки не подлежат.

Конструкция

Современный плавкий предохранитель состоит из двух частей:

• основание из электроизоляционного материала с металлической резьбой (необходимо для соединения с электрической цепью);
• сменная вставка, которая плавится.

Основа устройства – вставка, которая сгорает или плавится при коротком замыкании. Для того чтобы погасить дугу, которая образовывается в результате перегорания сменной вставки, устанавливают дугогасящие приспособления.

Выводы вставки соединяются с клеммами таким образом, что предохранитель подключается в линию электрической цепи. Для этого применяют специальные надежные крепежные клеммы (держатели), которые должны обеспечивать хороший контакт. Если его не будет – то в этом месте может возникнуть нагрев.

Особенностью конструкции предохранителей считается то, что устройство сгорает раньше, чем повреждаются другие части механизма. Ведь его легче заменить, чем микросхему или другой компонент оборудования. Поэтому такую деталь и выбирают с тем учетом, чтобы скорость его плавления была больше, чем в проводах линии. Их температура не должна достигнуть опасного уровня, так как это приведет к выходу из строя оборудования.

Конструкция механизма пробочного типа имеет вид патрона, в который вкручивается плавкий предохранитель с цоколем. При возникновении аварийной ситуации перегорает пробка. На сегодня это пробка имеет вид кнопки, похожей на обычный выключатель. Эта кнопка после аварии возвращает устройство в рабочее состояние.

Помимо того, что плавкий компонент защищает электрическую цепь от повреждений, он еще и защищает от пожаров и возгораний. Ведь обычный провод может соприкасаться с горючими материалами в момент возгорания, а деталь сгорает внутри корпуса прибора.

Номиналы устройства подбираются по наименьшим расчетным токам электрической сети или отдельной части электрической цепи. Таблица номиналов предоставлена ниже:

Если необходимо сменить такой компонент на АВ (автоматические выключатели), то их номинал должен быть на шаг больше составляющей части. Например:

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип действия и назначение плавких предохранителей. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Электронный или электромеханический

Внутреннее устройство дифференциального автомата может быть электромеханическим или электронным. Первые не требуют для работы наличия внешнего источника питания, то есть работоспособны всегда. Вторые — берут питание с подключенной фазы. При пропадании питания они неработоспособны. По этой причине считаются более надежными электромеханические.

Как проверить, какого типа устройство перед вами? Нужна обычная батарейка и два провода. Один провод подсоединяем к одному выходу батарейки, второй — к другому (можно просто примотать изолентой, но чтобы контакт был хороший). Переводим рубильник в положение «включено» и зачищенными концами проводов прикасаемся к контактным пластинам дифавтомата — сверху и снизу, создавая условия для срабатывания. Если переключатель сработал, перед вами электромеханическое устройство — оно работает без наличия постороннего источника питания.

Защита цепей, предохранители, управление питанием и датчики

• Перекрестная ссылка конкурента

  Нужен аналог Littelfuse детали конкурента? Введите номер детали конкурента здесь.

Образец заказа

Найдите номер детали, по которой вы хотите получить образцы. Или посетите страницу центра образцов.

Проверить запас дистрибьютора

Проверьте уровень складских запасов дистрибьютора, введя полные или частичные номера деталей

6-8 ноября 2022 г., Шэньчжэньский выставочный и конференц-центр 1/9

Подробнее

Electronica Europe 2022 (15-18 ноября)

Ведущая мировая выставка и конференция по электронике. Присоединяйтесь к нам и откройте для себя всю вселенную электроники в одном месте.

Узнать больше

5.

Компактные диоды SMD TVS обеспечивают высокую надежность, увеличение на 66% устойчивости к перенапряжениям для аэрокосмических и авиационных приложений.

Узнать больше

Новые контакторные реле постоянного тока

Наши новейшие контакторные реле постоянного тока обеспечивают инженерам-конструкторам большую гибкость при разработке нового поколения мощных электрических коммерческих транспортных средств и промышленных приложений.

Подробнее

Новые блоки предохранителей ATO

Наши новые блоки предохранителей ATO и MINI централизуют проводку в одном удобном месте, обеспечивая безопасную и экономичную защиту цепи.

Подробнее

Bauma Munich

Ознакомьтесь с нашими новейшими продуктами и технологиями для вашей строительной техники и оборудования.

Подробнее

Mining Spotlight

Откройте для себя продукты для защиты цепей и распределения питания, которые помогают нашим клиентам поддерживать безопасность и надежность тяжелых грузовиков, больших бульдозеров, колесных погрузчиков, экскаваторов и другой техники для горнодобывающей промышленности.

Загрузить сейчас

Среда, 3 августа 2022 г.

Слушайте веб-трансляцию

Littelfuse завершает приобретение C&K

C&K является ведущим разработчиком и производителем высокопроизводительных электромеханических переключателей и межсоединений.

Узнать больше

Веб-трансляция по защите от ударов

Защита от ударов на рабочем месте наиболее эффективна, если она предусмотрена в конструкции. Этот веб-семинар будет посвящен конкретным средствам инженерной безопасности GFCI, которые спасли тысячи жизней и значительно сократили количество поражений электрическим током на рабочем месте. Присоединяйтесь к нам 22 сентября в 11:00 по московскому времени.

В 2022 году исполняется 95 лет

Littelfuse отмечает 95-летие обслуживания наших клиентов с помощью инновационных результатов и превосходства в работе.

Читать историю

Последние новости

• Littelfuse примет участие в конференциях инвесторов
• Компактные диоды SMD TVS обеспечивают высокую надежность, 66-процентное повышение устойчивости к перенапряжениям для аэрокосмических и авиационных приложений
• ИС серии Littelfuse eFuse Protection обеспечивают функции защиты, обнаружения и управления в одном чипе

Будет ли работать УЗО без заземления

Работа защитного устройства в двухпроводной сети происходит в особых условиях. Поэтому у многих хозяев возникает вопрос, сработает ли УЗО без заземления и обеспечит ли защиту от поражения электротоком? Для того чтобы получить ответ, необходимо проследить весь механизм срабатывания. При наступлении пробоя на корпус оборудования, мгновенного срабатывания УЗО не произойдет, поскольку заземление отсутствует и токовой утечке нет пути для дальнейшего прохождения. Одновременно, на корпусе прибора образуется потенциал, опасный для здоровья и жизни человека.

В момент касания корпуса, путь токовой утечки на землю будет проходить через человеческое тело. Через определенный промежуток времени значение тока станет равным порогу срабатывания УЗО и лишь тогда произойдет отключение с прекращением подачи тока на неисправный прибор. Время нахождения человека под воздействием тока будет зависеть от уставки срабатывания защитного устройства. Несмотря на довольно быстрое отключение, этого вполне хватает для получения серьезной электротравмы. При наличии заземления УЗО сработало бы сразу же после утечки тока и отключило бы прибор еще до соприкосновения с ним человека.

Таким образом, УЗО без заземления может быть подключено, однако такая схема не гарантирует 100-процентную безопасность. Тем не менее, в домах старой постройки все еще используются двухпроводные сети, а их переоборудование на более современные трехпроводные сети не всегда возможно с технической точки зрения. Поэтому во многих случаях УЗО является единственным вариантом защиты людей и бытовой техники. При использовании схем без заземления вместе с устройствами защитного отключения должны обязательно устанавливаться автоматические выключатели, отключающие сеть при перегрузках и коротких замыканиях.

Как подключить УЗО в квартире без заземления – Схема №1

Единственное защитное устройство устанавливается на входе и охватывает своим действием всю проводку, имеющуюся в квартире. В распределительный щиток напряжение поступает через вводный кабель. Далее оно подходит к двухполюсному автомату, а затем – к УЗО. После этого выполняется установка автоматов на отходящие линии.

Существенным плюсом считается низка стоимость такой схемы из-за применения только одного защитного устройства. Все приборы могут быть компактно размещены даже в небольшом распределительном щитке. Но, существенным недостатком подобного отключения будет срабатывание УЗО при утечках тока, в результате чего окажется обесточенной вся квартира.

Схема №2

Работа УЗО без заземления может осуществляться еще по одной схеме. В этом случае защитные устройства устанавливаются не только на входе, но и на каждой отходящей ветви. Вводное УЗО монтируется так же, как и в предыдущем варианте, а все остальные устанавливаются после автоматов, защищающих отходящие линии. Общее количество защитных устройств будет зависеть от конкретной конфигурации домашней сети. Нередко к защите отдельно подключаются водонагреватели, электроплиты, посудомоечные и стиральные машины.

Таким образом, при токовой утечке на какой-либо линии, произойдет срабатывание УЗО, установленного именно на этой линии. То есть на всех остальных участках квартиры напряжение не исчезнет, и остальное оборудование продолжит свою работу. Единственным недостатком данной схемы являются большие размеры распределительного щитка, необходимого для размещения большого количества УЗО и автоматов. Кроме того, сами защитные устройства стоят недешево.

Нередко возникает вопрос о необходимости установки вводного УЗО, если обеспечена защита каждой линии. Дело в том, что отходящее защитное устройство может по той или иной причине не сработать при токовой утечке. В этом случае вводное УЗО служит страховкой и через определенное время отключит всю сеть.

Устройство плавкого предохранителя

В состав входит корпус или патрон, обладающий электроизоляционными свойствами, и сама плавкая вставка. Ее концы соединяются с клеммами, которые последовательно включают предохранитель в электрическую цепь, совместно с защищаемым устройством или электрической линией. Материал плавкой вставки выбирается с таким расчетом, чтобы он мог расплавиться раньше, чем температурный показатель проводов выйдет на опасный уровень, либо потребитель в результате перегрузки выйдет из строя.

Исходя из конструктивных особенностей, плавкие предохранители могут быть патронными, пластинчатыми, пробочными и трубочными. Расчетная сила тока, которую способна выдержать плавкая вставка, указывается на корпусе устройства.

Довольно простая конструкция у низковольтных предохранителей. Под воздействием высокого тока плавкая вставка или токопроводящий элемент подвергается сильному нагреву, после чего при достижении определенной температуры плавится в дугогасящей среде и испаряется, разрывая защищаемую цепь. Именно так работает плавкий предохранитель в электрической цепи.

Для того чтобы горячие газы и жидкий металл не попадали в окружающую среду применяется керамический изолятор, он же корпус устройства, устойчивый к воздействию высоких температур и значительного внутреннего давления. Защитные крышки, расположенные по краям предохранителя, оборудованы специальными планками под унифицированные рукоятки, захватывающие плавкие вставки при замене негодных элементов. С помощью защитных крышек и керамического корпуса создается взрывонепроницаемая оболочка, ограничивающая коммутационную электрическую дугу.

Песок, заполняющий внутреннее пространство, ограничивает силу тока. Материал выбирается с определенными размерами кристаллов, после чего он уплотняется надлежащим образом. Как правило предохранители заполняются кварцевым кристаллическим песком, имеющим высокую химическую и минералогическую чистоту. Соединение плавкой вставки с основанием-держателем осуществляется механическим способом, при помощи контактных ножей. Для их изготовления используется медь или медные сплавы, покрытые оловом или серебром.