Содержание

Контактно дугогасительная система автоматического выключателя

Дугогасительная камера представляет собой набор металлических (обычно железных) пластин определенной формы, покрытых медью или хромом (для улучшения проводимости и предотвращения окисления), закрепленных на определённом расстоянии друг от друга, между двумя пластинами выполненными из диэлектрика (электрокартона), или при большой предполагаемой мощности гасимой дуги, в камере из асбоцемента. В дугогасительных камерах повышенной мощности, применяются постоянные магниты или электромагниты, которые улучшают втягивание электрической дуги (магнитное дутьё).

Контакты автоматов защиты

После срабатывания, то есть нештатной ситуации, прибор способен возвратиться к нормальному режиму функционирования. Потому вводится параметр – максимальный ток расцепления. Это гигантское число, недостижимое в бытовой реальности, показывающее некий предел, ниже которого автомат защиты останется целым, не сгорит и не расплавится. Отмечаются конструктивные особенности:

Конструкция защитного устройства

Для номинальных токов ниже 200 А токонесущая часть состоит из одинарных контактов. Сюда уложится даже обладатель небольшого поместья: потребляемая мощность приборов составит 44 кВт. Для административного здания уже маловато, если вспомнить, что созданы электрические котлы на 100 и более кВт.
Перекатывающиеся контакты имеют Г или Т-образную форму со скруглённой вершиной. В момент замыкания и размыкания дуга возникает и гаснет на боковине. А рабочая площадь, используемая в штатном режиме, разрушительными процессами не затрагивается. В результате срок службы изделия намного повышается.
Типовым решением сбережения поверхности рабочей поверхности от подгорания становится применение дугогасительных контактов. Цепь разрывается в два этапа. Вначале выходят из взаимодействия друг с другом главные контакты. Когда процесс завершён, начинается образование разряда. Но дуга горит между защитными контактами, там образуется нагар. Рабочая поверхность не страдает.
Торцевые контакты несимметричные. Один имеет вид трубы, второй напоминает гриб, шляпка которого подпружинена и покачивается для лучшего соприкосновение обеих поверхностей. В результате нивелируются износ и несоосность. Вдобавок увеличивается площадь контакта.

От площади контактов почти не зависит сопротивление, но сильно изменяются условия работы. К примеру, массивные поверхности позволяют пропустить больший ток. Наиболее охотно в качестве проводящих материалов используются медь и сплавы. Для снижения уровня окислительных процессов применяются лужение оловом и защитные серебряные прокладки. Периодически применяются алюминий и сталь. Они защищаются от коррозии, соответственно, слоем цинка и кадмия. Но самыми прочными признаны вольфрамовые контакты, допускающие нагрев до высоких температур.

Контакты на автомате защиты

Тем, где необходима высокая точность, но значительные токи отсутствуют, используют серебро, платину и никель. Плёнка AgO быстро покрывает металл характеризуясь замечательной электропроводностью. Платина не окисляется вовсе.

В момент размыкания и замыкания контактов возникают вибрации вызванные сильными изменения электромагнитного поля. Многочисленные скачки тока вызывают неоднородное искрение. Вибрации заставляют контакты соударяться и приводят в негодность рабочую поверхность, являясь одним из ограничивающих факторов срока службы автомата защиты.

Влияние электрической дуги на контакты автоматических выключателей

Наиболее ответственной частью токоведущей цепи автоматических выключателей являются контакты. При номинальных токах до 200 А в автоматических выключателях применяется одна пара контактов, которые для увеличения дугостойкости могут быть облицованы металлокерамикой.

Большие номинальные токи требуют применения в автоматических выключателях двухступенчатого контакта типа перекатывающегося моста или пары основных и дугогасительных контактов. Основные контакты автоматических выключателей облицовываются либо серебром, либо металлокерамикой (серебро, никель, графит). Дугогасительный неподвижный контакт покрывается металлокерамикой СВ-50 (серебро, вольфрам), подвижный СН-29ГЗ. В автоматичекских выключателях применяется металлокерамика и других марок.

В автоматических выключатлелях на большие номинальные токи применяется включение нескольких параллельных пар основных контактов.

В быстродействующих автоматических выключателях с целью уменьшения собственного времени применяются исключительно торцевые контакты, имеющие малый провал. Контакты изготавливаются из меди и поверхности касания подвергаются серебрению. В связи с ростом номинального тока и относительно высоким сопротивлением контактов автоматических выключателей, в настоящее время, проводятся работы по искусственному охлаждению контактов с помощью жидкости. Такое решение задачи позволяет сохранить малую массу и быстродействие автоматического выключателя и увеличить длительный ток с 2500 до 10 000 А.

Функции электронного блока управления:

Защита от перегрузки с долгой выдержкой (0,4–1In; 15–480 с).
Защита при коротком замыкании с быстрой выдержкой (0,4–15In; 0,1–4 с).
Мгновенное срабатывание при коротком замыкании (4–80In).
Контроль токовой нагрузки (индикация трехфазного тока, максимального значения тока, тока нейтрали и тока замыкания на землю).
Сигнализация:
- Световой индикатор срабатывания от токовой отсечки.
- Световой индикатор срабатывания от кратковременной перегрузки.
- Световой индикатор срабатывания от длительной перегрузки.
- Сигнализация уставки тока длительной перегрузки.
- Сигнализация уставки времени длительной перегрузки.
- Сигнализация уставки тока кратковременной перегрузки.
- Сигнализация уставки времени кратковременной перегрузки.
- Сигнализация уставки токовой отсечки.
- Индикатор повреждения.
- Индикатор расцепления.
- Индикатор тестирования.

Амперметр. При нормальных условиях работы контроллера он отображает максимальное значение фазного тока. Например, когда горит индикатор L2 и одновременно индикатор MAX, это значит, что ток на фазе B максимальный. При нажатии на кнопку «ВЫБОР» (Select1) на дисплее поочередно отображается максимальное значение фаз А, В, С, земли и третьей фазы и одновременно с этим индикаторы L1, L2, L3, G и MAX попеременно мигают. Если контроллер находится в режиме срабатывания с выдержкой, то все клавиши блокируются и в этот момент выбор невозможен. Если контроллер находится в режиме оповещения, то выбор функций возможен.
Тестирование. Тестирование и обслуживание автоматического выключателя может проводиться в положении «работа» или «тест». Возможно проведение тестов таких свойств контролера, как замыкание, срабатывание с задержкой по времени, короткой выдержкой, мгновенное срабатывание, причем тестов двух видов: с отключением и без отключения. Первый приводит к коммутации автомата, а второй — нет. Если в процессе тестов произойдет перегрузка или короткое замыкание, система автоматически перейдет из режима теста в режим срабатывания с выдержкой.
Вывод индикации состояния и причины срабатывания. После того как контроллер посылает сигнал расцепления, автомат срабатывает. Если контроллер остается под напряжением, то он находится в режиме индикации отказов
(в случае отсутствия постороннего вмешательства на дисплее отображается время выдержки при срабатывании). Нажимая в этот момент на кнопку «выбор», можно поочередно проверить ток отказа и время отказа; в то же время световые индикаторы на панели указывают категорию отказа.
Защита от однофазного замыкания на землю.
Самодиагностика. Функция самодиагностики электронного блока управления ВА-45 используется главным образом для контроля и защиты рабочего состояния и среды функционирования самого контроллера. Сигнальный контакт прибора должен использоваться в параллельном соединении со вспомогательными контактами (постоянно разомкнутыми) автоматического выключателя. Когда контроллер не находится под напряжением, данные контакты постоянно замкнуты, в нормальных условиях работы постоянно разомкнуты. Если происходит отказ самодиагностики, контакты замыкаются.
Контроль температуры среды (сигнал подается при температуре выше 80 °С).
Контроль питания:
- Самогенерирующееся питание: энергия поступает из трансформатора тока, а также обеспечивается за счет тока, проходящего по верхнему слою шины главного контура автоматического выключателя.
- Вспомогательное питание: 230 VAC, энергия поступает через первую клемму колодки МРТ.
- Питание постоянного тока 24 В: данный ток подается через гнездо для постоянного тока 24 В на контрольной панели. Оттуда поступает в источник постоянного тока 18–28 В, обеспечивая нормальную работу контроллера. Данное питание используется при тестах и регулировке параметров.

Читать еще: Распиновка выключателя печки калина

Рис. 5. Схема коммутации вторичных цепей и цепей управления

Различные конфигурации вторичных цепей и цепей управления позволяют дистанционно получать информацию о состоянии автоматического выключателя и управлять им. Рассмотрим представленные на рис. 5 конфигурации:

I — главные цепи выключателя;

II — модуль защиты от сверхтоков;

III — модуль цепей вспомогательных контактов;

V — разъем процессора.

Л1 — индикатор отключения повреждения на линии;

Л2 — индикатор состояния взвода механизма;

Л3 — индикатор отключенного состояния выключателя;

Л4 — индикатор включенного состояния выключателя.

Кн1 — кнопка команды на отключение выключателя;

Кн2 — кнопка команды на включение выключателя;

3–5 — переключающий контакт (SDE) отключения по аварии;

6–7; 8–9 — сигнализация положения главных контактов;

AX — вспомогательные контакты выключателя (четыре переключающих контакта);

Q — минимальный расцепитель напряжения; выводы 27 и 28 должны быть обязательно подсоединены в главную цепь;

F — независимый расцепитель;

Х — электромагнит включения;

М — мотор-редуктор взведения привода;

SA — конечный выключатель взвода привода;

XT — выводы (клеммные зажимы) цепей вторичной коммутации автоматического выключателя;

FU — плавкий предохранитель.

По способу защиты от поражения током выключатели серии ВА-45 соответствуют классу 0 по ГОСТ 12.2.007.0-75 и должны устанавливаться в распределительное оборудование, имеющее класс защиты не ниже 1. Распределительное оборудование должно иметь степень защиты от воздействия факторов внешней среды не ниже IP30 по ГОСТ 14254-96.

Также автоматический выключатель ВА-45 серии PROxima соответствует требованиям ГОСТ 50030.2-2010 при соблюдении потребителем условий эксплуатации, транспортировки и хранения. Гарантийный срок эксплуатации данного силового автомата составляет 5 лет.

Силовые воздушные автоматы ВА-45 серии PROxima, благодаря своей надежности, неприхотливости в эксплуатации и выгодной цене, нашли свое применение в водно-распределительных устройствах, главных распределительных щитах, щитах управления мощных потребителей, в строительстве, распределении электрической энергии, промышленности, а также на объектах сельского хозяйства.

Реле задержки

Это электрические аппараты для создания временной задержки в срабатывании других электрических аппаратов цепи.

Это очень полезные электрические аппараты, которые обеспечивают временную выдержку для срабатывания 2-х и более аппаратов, а также, при необходимости, обеспечении их очерёдности срабатывания.

Реле задержки бывают:

Электромагнитные. Очень практичный тип реле, который не боятся ударов, вибраций, имеют отличную износоустойчивость. Они могут обеспечить 600-650 включений в час, с погрешностью задержки не более 10 %. Однако, на них можно установить задержку не более 10 секунд.

Полупроводниковые. Очень популярные реле из-за возможности выставить задержки срабатывания от 0,1 секунды до 100 часов.

Цифровые.

Варианты исполнения

Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

Автоматические выключатели, используемые в США

Автоматические выключатели советского производства

Модульный автоматический выключатель

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение производится рычажком (1), 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 плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового (5) или электромагнитного (7). Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

Читать еще: Выключатель концевой ножной нв 701

Контакторы – особенности выбора и применение

Любая электрическая цепь нуждается в управлении. В первую очередь, это, конечно необходимость замыкания и размыкания ее. И способов этого, на самом деле, не так уж и много. Одним из простейших способов управления электрической цепью, является использование рубильников и разнообразных выключателей. Но что делать, если замыкать и размыкать цепь приходится довольно часто? Именно для таких целей идеально подходит контактор. Во-первых, он способен замыкать и размыкать цепь по нескольку тысяч раз в час. Во-вторых, делать это он позволяет дистанционно. Наконец, использование контактора позволяет полностью автоматизировать этот процесс.

Итак, основным назначением контакторов является частое, или регулярное включение/отключение электрических цепей. В этом плане, его применение аналогично применению обычных электромагнитных реле. Однако, использование контакторов имеет свои особенности. Подобно электромагнитному реле, контактор имеет контактную систему, состоящую из подвижных и неподвижных контактов. Кроме этого, контактор может содержать вспомогательные контакты, отвечающие за системы управления и сигнализации. Но основным отличием контактора от реле является наличие дугогасительной камеры, которой оснащены силовые контакты. Именно дугогасительная система при размыкании контактов гасит электрическую дугу.

Как мы уже поняли, основным назначением контактора является замыкание и размыкание электрической цепи, но использоваться этот функционал может для решения достаточно широкого спектра задач – от управления освещением до управления мощными промышленными электродвигателями. Соответственно, требования, предъявляемые к контактору, в зависимости от назначения, будут различаться. Но есть, все-таки, общие критерии, которые помогут в правильном выборе контактора.

Основным параметром при выборе контактора является необходимость выбора допустимой нагрузки. Подбор контактора осуществляется на основе расчетных параметров тока в коммутируемой цепи. При этом необходимо учитывать, что номинальный ток контактора должен быть выше расчетных параметров. То есть, если расчетный ток приближен к номинальному току контактора, то необходимо использовать контактор с характеристиками на порядок выше.

Также нельзя забывать о способности контактора «переносить» пусковые токи, в особенности, если контактор используется для управления мощными промышленными двигателями. Для этого контакторы различаются по категории применения – обозначение АС и номер категории.

Категории применения по переменному току

АС-1	активная или малоиндуктивная нагрузка (cosφ≤0,95)
АС-2	пуск электродвигателей с фазным ротором, торможение противовключением
АС-3	пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся двигателей при номинальной нагрузке
АС-4	пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противовключением

Хороший контактор должен обеспечивать не только частоту переключений за определенный период времени, но и определенное количество срабатываний за весь период (коммутационная и механическая износостойкость). По коммутационной износостойкости контакторы могут относиться к одной из трех категорий – А, Б и В. При этом класс «А» — самый высокий, а класс «В» — самый низкий.

Коммутационная износостойкость

А	самый высокий, гарантирует от 1.5 млн. до 4 млн. операций срабатывания магнитного пускателя в рабочем режиме
Б	средний, модели данного класса выдерживают от 630 тыс. до 1.5 млн. переключений
В	самый низкий, количество циклов от 100 тыс. до 500 тыс.

Механическая износостойкость также гарантирует определенное количество циклов срабатываний без ремонта, или замены отдельных деталей. Но при этом необходимо иметь в виду, что расчет механической износостойкости учитывает количество циклов включения/отключения без нагрузки. В соответствии с этим, выбирать контактор по параметрам износостойкости все-таки лучше с небольшим запасом.

Выбор количества полюсов зависит от области применения контактора – постоянный ток, или переменный, однофазный, или трехфазный. Для цепей постоянного тока, а также однофазных цепей переменного тока, как правило, применяются контакторы с одним, или двумя полюсами. Довольно часто в трехфазных сетях используются контакторы с тремя рабочими полюсами, и одним дополнительным, выполняющим функцию блокировочного контакта. На рис.1 показана схема включения двух контакторов с использованием дополнительного контакта, которая исключает возможность включения второго контактора без включения первого.

Рис.1 Схема блокировки двух устройств при помощи контакторов

На рис.2 показана схема включения двух контакторов с блокировкой включения второго контактора при включении первого. При использовании контакторов с напряжением катушки 220В, схемы, практически, не меняются. Только вместо второй фазы используется N.

Рис.2 Схема управления нереверсивным пускателем (контактором). Электрическая блокировка

И, в заключение, один довольно часто возникающий вопрос – чем контактор отличается от магнитного пускателя? Ведь назначение у них одно и то же – управление электрическими цепями.

Во-первых, магнитный пускатель является разновидностью контактора, служащий лишь одной цели – запуск двигателей переменного тока. А вот контактор может использоваться для управления не только силовыми цепями, но и, например, освещением. Конструктивно, контакторы и магнитные пускатели также имеют отличия, определяющие их использование. Например, высокая частота включений/выключений контакторов возможна благодаря наличию дугогасительной камеры. У магнитного пускателя дугогасительная камера отсутствует. Зато пускатель имеет усиленный корпус, позволяющий устанавливать его в любом месте. Ограничением для пускателя является его применение в мощных силовых цепях при большом количестве коммутаций.

Читать еще: Вмк 35 выключатель характеристика