Автоматические выключатели с тепловым отключением

Автоматические выключатели с тепловым отключением

Питер Кетлер, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, г. Бломберг (Германия)
Альберт Баишев, ООО «Феникс Контакт РУС», г. Москва

Избегайте риска – используйте автоматические выключатели для защиты приборов

Автоматические выключатели используются повсеместно в самых разных отраслях. Phoenix Contact представляет линейку автоматических выключателей серии СВ.
Это термомагнитные и электронные автоматические выключатели с различными отключающими характеристиками, специально разработанные для обеспечения надежной селективной защиты вторичных цепей постоянного тока.

ВЫКЛЮЧАТЕЛИ С ТЕРМОМАГНИТНЫМИ РАСЦЕПИТЕЛЯМИ

В случае перегрузки термомагнитные автоматические выключатели отключаются механически с определенной задержкой посредством биметаллической пластины. Этот тип размыкания цепи называется тепловым отключением. При появлении короткого замыкания магнитный сердечник вызывает мгновенное отключение контролируемого устройства (или нескольких устройств, контролируемых одним автоматическим выключателем) от источника питания, предотвращая отключение всей группы устройств, запитанной от одного источника.

В линейку СВ включены аппараты с тремя видами характеристик срабатывания электромагнитного расцепителя, удовлетворяющих конкретным условиям применения.

Три характеристики отключения аппаратов серии СВ (рис. 1) разработаны для того, чтобы обеспечить лучшую защиту различных устройств.

Рис. 1. Диапазоны срабатывания характеристик автоматических выключателей серии СВ с термомагнитным расцепителем

Выключатели с быстрой характеристикой F1 – хороший вариант для защиты устройств с низкими пусковыми токами.

Для защиты приборов с более высокими пусковыми токами предназначены аппараты с характеристикой отключения SFB (Selective Fuse Breaking), представляющей собой оптимизированную характеристику С. Диапазон срабатывания характеристики SFB составляет [6–10] I_ном, что значительно уже, чем для стандартной характеристики отключения С, кратной [7,5–15] I_ном на постоянном токе. Это обеспечивает лучшую селективность отключения и надежное срабатывание автоматического выключателя даже при существенном увеличении дистанции между источником питания и нагрузкой.

Характеристика М1 отличается большей инерционностью, благодаря чему она идеально подходит для защиты устройств с очень высокими и длительными пусковыми токами.

СИГНАЛЬНЫЙ КОНТАКТ И РАЗМЫКАНИЕ ЦЕПИ

Изолированный переключающий сигнальный контакт, встроенный в каждый термомагнитный автоматический выключатель СВ, обеспечивает высокую гибкость при организации сигнализации состояния защиты. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где в системе возникла неисправность, и незамедлительно принять меры по ее устранению.

При неисправности в нагрузке необходимо обеспечить надежное электрическое разъединение, чтобы изолировать неисправный прибор. Термомагнитные автоматические выключатели гарантируют надежное отключение, используя механическое размыкание цепи, что в данном случае является их преимуществом перед электронными защитными устройствами.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ

Электронные автоматические выключатели изготавливаются в корпусе, аналогичном корпусу термомагнитных выключателей. Защитное устройство имеет встроенную схему на базе биполярного транзистора, которая отключает ток нагрузки при срабатывании. Ключевое преимущество автоматических выключателей данного типа перед автоматическими выключателями с механическим расцепителем – возможность активного ограничения тока. Кроме того, некоторые версии этих устройств дают возможность дистанционного включения и отключения.

Ток перегрузки в данном случае ограничен коэффициентом 1,25, что значительно ниже, чем в случае с термомагнитными выключателями. Это означает, что максимальная длина провода между источником питания и нагрузкой при использовании электронных автоматических выключателей может быть в несколько раз больше. Однако при выборе необходимо убедиться, что пусковые токи защищаемого устройства не достигают границ срабатывания автоматического выключателя, чтобы не допустить ошибочные срабатывания.

Серия СВ предлагает четыре типа электронных автоматических выключателей. Первые два типа имеют один сигнальный контакт – нормально замкнутый либо нормально разомкнутый. Другие два снабжены для сигнализации своего состояния активным выходом 24 В. При этом один из них имеет вход Reset, который позволяет дистанционно включить автоматический выключатель с помощью импульса 24 В после его срабатывания. И последний вариант предоставляет возможность как дистанционного включения, так и отключения автоматического выключателя с помощью подачи сигнала 24 В на вход Control. Благодаря данным функциям удаленное управление выполняется намного проще и быстрее.

ПРЕИМУЩЕСТВА КОНСТРУКЦИИ

Все версии новых автоматических выключателей СВ имеют одинаковые внешние размеры, соответствующие стандарту DIN 43880, что позволяет устанавливать их в стандартных монтажных коробках (рис. 2). Ширина устройства – всего 12,3 мм, что существенно экономит место при монтаже.

Рис. 2. Пример монтажа автоматических выключателей в стандартную распределительную коробку глубиной 120 мм вместе с блоком питания 24 В и УЗИП производства Phoenix Contact

Выключатели имеют штекерную конструкцию. При этом базовый элемент является универсальным и подходит для штекера любого типа данной серии. Это позволяет пользователю при необходимости свободно варьировать типы выключателей без разрыва электрических соединений. При подключении штекера он автоматически фиксируется в базовом элементе с помощью защелки, что предотвращает любую возможность случайного отсоединения автоматического выключателя от своего базового элемента.

Линейка автоматических выключателей от Phoenix Contact обеспечивает простой и удобный монтаж благодаря полной совместимости с системой клемм CLIPLINE Complete, которая характеризуется всеобъемлющей номенклатурой аксессуаров. Например, стандартные перемычки могут использоваться для быстрого и удобного распределения потенциала от одного источника питания на несколько автоматических выключателей. Использование двойного ряда перемычек позволяет проводить ток нагрузки до 41 А. Кроме того, перемычки можно использовать и для сигнальных контактов, с их помощью можно организовать как групповую, так и индивидуальную сигнализацию состояния автоматических выключателей.

Передовая технология подключения Push-in позволяет проводить монтаж проводов без использования инструмента и существенно сокращает время на установку (рис. 3).

Рис. 3. Подключение перемычек и проводов к базовым элементам автоматических выключателей

ТИПОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Автоматические выключатели серии СВ предназначены в первую очередь для использования во вторичных системах питания напряжением 24 В постоянного тока для защиты конечных приборов и проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. Наилучшая защита обеспечивается при защите каждого канала отдельным автоматическим выключателем. Это позволяет обслуживающему персоналу быстро определить, где произошел сбой, и принять меры.

Для менее критичных частей системы широко применяется вариант защиты целой группы приборов с помощью одного выключателя.

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Конструкция

На сегодняшний день существует множество различных изделий для отключения тока в сети. Каждый из аппаратов имеет свою специфическую конструкцию, поэтому в данной статье мы рассмотрим пример с модульным автоматом.

Итак, устройство автоматического выключателя состоит из четырех основных частей:

• Система контактов (подвижный и неподвижный). Подвижный контакт соединен с рычагом управления, а неподвижный установлен в самом корпусе. Отключение электроэнергии происходит путем выталкивания подвижного контакта пружиной, после чего размыкается сеть.
• Тепловой (электромагнитный) расцепитель. Элемент, с помощью которого и размыкаются контакты. Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, которая изгибаясь, размыкает контакты. Изгибание происходит вследствие нагревания током (если его значение превышает номинальное). Такое расцепление происходит при повышенных нагрузках на линию электропередач. Действие магнитного расцепителя является мгновенным, вследствие возникновения короткого замыкания. Сверхток провоцирует движение сердечника соленоида, который приводит в действие механизм расцепления контактов.
• Система дугогашения. Данная часть автомата представлена двумя пластинами из металла, которые нейтрализуют электрическую дугу. Последняя возникает тогда, когда осуществляется разрыв цепи.
• Механизм управления. Для ручного отключения используется специальный механический рычаг либо кнопка (в других типах АВ).

Также предоставляем к Вашему вниманию более подробную конструкцию автоматического выключателя:

В данном видео примере наглядно предоставлена конструкция и принцип действия автомата:

Маркировка автоматического выключателя

По упомянутой выше цифре можно определить:

1. Параметры соленоида, встроенного в АВ, то есть на какие токи будет реагировать устройство.
2. Параметры теплового элемента — биметаллической пластины, которая нагревается при достижении определенного тока, изгибается и разрывает цепочку. Данная з ащита гарантирует своевременное отключение в случае перегруза. Регулировка тока отключения возможна путем поджатия (ослабления) пластинки.

Ниже рассмотрим характеристики каждого из типов автоматов с позиции основных параметров — назначения, а также зависимости нагрузочного тока и времени отключения цепи при конкретном токе.

Сегодня популярны автоматические выключатели со следующими характеристиками:

• MA — автомат без теплового расцепителя . Такое устройство будет полезно для защиты от токов КЗ, но при обычной перегрузке (незначительном превышении тока выше номинального значения) отключения не произойдет. К примеру, для защиты электродвигателей больше подойдет МТЗ на базе специальных реле;
• A — автомат с тепловым расцепителем и соленоидом . Наименьший ток, при котором устройство сработает — 1.3 I н ом . Время срабатывания при протекании так ого тока — около 60 минут. При достижении параметра, равного 2 I н ом и более в работу вступает электромагнитный р асцепитель , отсекающий поврежденный участок за 0.05 секунд. Если по какой-то из причин отсечка не работает, отключение все равно произойдет, но уже действием теплового элемента . Срабатывание в таком случае происходит с большей выдержкой — 20-30 секунд. При 3-х кратном токе нагрузки отсечка гарантированно сработает за сотые доли секунды;

Автоматы A подходят для участков, где кратковременный перегруз в нормальном режиме работы исключен . В качестве примера можно привести схемы с полупроводниковыми элементами , которые бояться даже незначительного превышения тока;

• B — характеристика, которая схожа с рассмотренной выше характеристикой A . Отличие заключается лишь в токе отключения отсечки (электромагнитного расцепителя ). Здесь ток срабатывания не 2 I н ом , а от 3 I н ом и более. Время отключения — 0.015 секунд. Время работы теплового элемента при 3-кратной перегрузке — 4-5 секунд. Гарантия отключения автомата — при токе 5 I н ( для переменного тока) и при токе 7 .5 I н ом (для постоянного тока).

Сфера применения автоматов с характеристикой B — цепи освещения, а также сети, где перегрузки имеют кратковременн ый характер или же их нет совсем.

• C — характеристика автомата, которая пользуется наибольшим спросом в среде электриков. Главное преимущество таких автоматических выключателей — лучшая перегрузочная способность (если сравнивать с характеристиками A и B ). Из основных параметров стоит выделить — минимальный ток, при котором срабатывает соленоид — 5 I н ом . При таком же токе время срабатывания теплового элемента составляет 1.5 секунды. Гарантированно отсечка работает при следующих параметрах — 10 I н ом для переменного и 15 I н ом для постоянного тока

Автоматы C — лучший вариант для цепей, имеющих смешанный тип потребителей , и без больших пусковых токов. Вот почему автоматические выключатели с характеристикой C все чаще применяются в быту ;

• D — характеристика , отличающаяся широкими воз можностями в плане перегруза . Минимальный предел тока, при котором срабатывает отсечка (ЭМ соленоид) — 10 I н. При этом же показателе тока расцепитель сработает за 0.4 секунды. Устройство с характеристикой D гарантированно сработает при токе 20 I ном. Данный тип автоматов чаще всего монтируется для защиты электрических двигателей, в момент пуска которых имеют место большие токи;
• K — характеристика автомата, особенная широким диапазоном между предельными токами срабатывания отсечки в цеп ях различных токов (переменного и постоянного) . Соленоид АВ с характеристикой K может отключить ток равный 8 I ном, а гарантированные токи отключения составляют 12 I ном — переменного и 18 I ном — для постоянного тока . Работает отсечка через 0.02 секунд ы . Тепловой элемент отличается высокой чувствительностью и может среагировать на ток, превышающий номинальный показатель на 5%. Благодаря своим характеристикам, автоматы K часто применяются в цепях с потребителями, имеющим и индуктивный характер нагрузки;
• Z — характеристика автомата, также подразумевающая различия между токами срабатывания отсечки в цепях постоянного и переменного тока. Соленоид срабатывает при токе 2 I ном. Гарантированный ток, при котором будет работать соленоид — 3 I ном — для переменного и от 4.5 I ном — для постоянного тока . Тепловой элемент обладает высокой чувствительностью и срабатывает уже в случае превышения номинального тока на 5%. Используются автоматы с классификацией Z только для питания цепей с электронными устройствами.

Устройство расцепления и взвода

Это механическое устройство состоит из металлических пружин и пластиковых рычагов. Его задача в обычном режиме удерживать замкнутые контакты, в аварийных ситуациях, при превышении тока или температуры заданных предельных значений, разомкнуть контакты выключателя, для чего применяется автоматический или ручной режим отключения.

Электромагнитный расцепитель

Это электромагнитная катушка со свободно двигающимся металлическим сердечником. Шток сердечника при рассчитанной величине предельно допустимого тока толкает рычаги расцепляющего устройства, оно срабатывает, контакты размыкаются.

Сечение провода на катушке электромагнита и количество витков рассчитываются на многократное срабатывание. Обмотка катушки выталкивает сердечник при значительном превышении номинального тока выключателя, в случае короткого замыкания в цепи.

Один конец катушки подключен к подвижному контакту механизма расцепления, второй – к биметаллической пластине. Соединения выполнены гибким многожильным проводом, контакты сварные, это обеспечивает надежное соединение в условиях высоких температур. Припой на паяных контактах при нагреве может расплавиться.

При превышении номинального тока в катушке электромагнита в несколько раз сердечник выталкивается. Он давит сверху на рычаг спускового механизма, происходит расцепление, подвижный контакт под действием пружины отскакивает от неподвижного контакта, они размыкаются. Усилие размыкания дублируется штоком сердечника, закрепленного на подвижном контакте.

Одновременно с давлением на спусковой рычаг сердечник оттягивает подвижный контакт.

Тепловой расцепитель

Здесь используется принцип работы теплового реле. Такой способ широко применяется для аварийных отключений электрооборудования и сигнализации в электрических цепях. В основе технологии заложены свойства биметаллической пластины. Еще в XIX веке Джоуль-Ленц отметил пропорциональность температуры на участке цепи квадрату силы тока и сопротивлению.

Используя эту зависимость и свойства биметаллов, пластины стали применять для механического замыкания и размыкания контактов. Биметаллические пластины пропорционально изменяют свою форму в зависимости от силы тока и температуры. По степени изгиба пластины можно судить о величине тока и температуре.

Биметаллические пластины: структура

У всех металлов коэффициенты теплового расширения отличаются: при нагреве пластин одного размера из разного металла до одинаковой температуры длина одной из них станет больше. Благодаря этому свойству, если скрепить эти две пластины вместе при нагреве, они начнут загибаться, при остывании – выпрямляться.

В нашем случае биметаллическая пластина находится в теплостойком изоляционном материале, обычно для этих целей одевается трубка из стекловолокна. Сверху изоляции намотан провод с высоким сопротивлением, это делается для косвенного нагрева пластины.

При прямом нагреве срок службы пластины существенно уменьшается. С увеличением тока температура пластины повышается, она загибается вверх, нажимая на спусковой рычаг механизма расцепления. В результате автоматический выключатель срабатывает, контакты размыкаются.

Испытания автомата АП50

Данная процедура включает в себя проверку функционирования двух основных расцепителей. В процессе применяется ток с разными показателями перегрузки.

Проверка теплового расцепителя АП50

В качестве тестируемого аппарата можно использовать, например, РЕТОМ-21. Его подсоединяют к крайним полюсам выключателя после последовательного соединения полюсов. Тестирование проводят тремя типами тока:

• 1,05 * In или 1,1 * In (где In – номинальное значение) – при подаче такого тока прибор не должен выключаться на протяжении часа;
• 1,35 * In – ток, при котором расцепление должно происходить в течение получаса;
• 6 * In – при подаче такой перегрузки отключение происходит в течение 2-15 секунд.

Процедура позволяет проверить исправность автомата при реагировании на различные степени перегрузки.

Проверка электромагнитного расцепителя АП50

Этот расцепитель срабатывает при поступлении десятикратной перегрузки (10 * In, то есть 500 А). Выключение должно происходить за 0,1-0,2 с, при более продолжительном реагировании аппарат считается бракованным.

Приборы серии АП-50 хорошо подходят для защиты сетей от избыточной нагрузки и предотвращения инцидентов короткого замыкания. Однако в случае большой важности класса токоограничения лучше выбрать более быстродействующий автомат. Также важно соблюдать условия эксплуатации – не допускать излишней влажности воздуха и попадания воды на корпус или внутрь выключателя

Предназначены для защиты от токов перегрузки, токов короткого замыкания, токов включения с выдержками времени при к.з.: мгн; 3 сек.; 6сек.; 12сек.; 18сек.

Технические характеристики ВА5543 с МРТ:

Внешний вид, габаритные и установочные размеры ВА5543 с блоком МРТ:

Полупроводниковый расцепитель МРТ-2 позволяет:

• регулировать номинальный ток автоматического выключателя в диапазоне 0,4 In-1,0 In (для автоматов ВА55-43 640А-1600А);
• настраивать отключение максимального расцепителя тока под требуемые условия эксплуатации 1,5In; 2In; 4In; 6In; 8In; 10In;12In; 13In;
• защищать от токов включения с выдержкой времени 3 сек.; 6сек.; 12сек.; 18сек.

В зависимости от требуемого исполнения автоматический выключатель ВА-5543 может включать:

• Независимый расцепитель
• Полупроводниковый расцепитель
• Доп. контакты
• Электромагнитный расцепитель
• Тепловой расцепитель
• Стационарное исполнение
• Электропривод
• Ручной привод

Возможны другие исполнения в зависимости от требований заказчика.

По заявке Покупателя возможно изготовление автоматов ВА-5543 с полупроводниковым расцепителем МРТ-2, МРТ-4.

За дополнительной информацией обращайтесь в офис продаж.

Данные по упаковке:

Вес брутто (коробка) — 26 кг

Вес нетто (коробка) — 24 кг

ВНИМАНИЕ: Уважаемые покупатели, будте бдительны! Участились случаи обращений по контрафактной продукции. Закупайте продукцию у официальных дилеров, либо на Заводе изготовителе.

Гарантийные обязательства распространяются только на оригинальную продукцию завода.

Изготовитель оставляет за собой право менять дизайн изделия, вносить изменения в его конструктив и технические характеристики согласно ТУ, применяемых на производстве. При заказе изделия Вы можете запросить в офисе продаж фото и технические параметры продукции. Технические характеристики, конструктив, габаритные размеры указываются в Паспорте изделия в соответствии с ТЕХНИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ завода-изготовителя. Все риски несоответствия приобретенной продукции надлежащего качества техническим потребностям Покупателя, ложатся на Покупателя.

Купить Выключатель ВА 5543 с МРТ2 можно обратившись по телефонам (343) 383-33-33, 319-54-69, 319-50-03, 345-54-69 или по электронной почте info@elektrokontaktor.ru

454010, РФ, г. Челябинск, ул. Енисейская, 75-б
Почтовый адрес: 454010, г. Челябинск, а/я 2167
Мы работаем по будням с 08:30 до 17:30

ЗВОНИТЕ! (343) 383-33-33, 319-54-69, 319-50-03, 345-54-69
ПИШИТЕ! info@elektrokontaktor.ru

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ.

Устройства для цепей для постоянного напряжения

Пример устройства для цепей для постоянного напряжения

В связи с тем, что конструкции электромагнитных катушек для переменного напряжения отличаются от постоянного, для защиты этих цепей применяются специальные автоматы. Внешне их можно отличить по маркировке полярности подключения на корпусе. Соблюдать эту полярность обязательно: при неправильной коммутации отсечка работать не будет. В остальном принцип работы не меняется.

Применяются они в цепях управления и питания потребителей, работающих от аккумуляторных батарей.