Автоматический выключатель: назначение, принцип действия

При прокладке бытовой и промышленной электрической сети обязательным условием выступает монтаж специального устройства, защищающего магистраль от внештатных скачков напряжения. Формат датчика определяется характеристиками кабельной трассы, поэтому нет универсального прибора, реагирующего на все виды токов. Например, на производственной линии, где проходят сверхтоки, используется датчик повышенной мощности (например, автоматический выключатель 1000а), который неэффективен в бытовых условиях. Для домашнего использования достаточно контактного коммутационного аппарата, мощностью до 64 ампер. 

Однако, несмотря на все техническое разнообразие, единым остается правило – контроллер подбирается под характеристики проложенной электросети, а не наоборот. Если уровень нагрузки рассчитан некорректно, датчик не отреагирует на изменения, либо будет срабатывать постоянно. В обоих случаях пользоваться электропроводкой небезопасно.

Назначение автоматов

Автоматический выключатель представляет собой компактный прибор, предназначенный для защиты электрической сети от перегрузки, КЗ. Монтируется в щитке на специальной «площадке». Закрепляется за отдельной линией или охватывает всю бытовую, производственную кабельную трассу. Предотвращает аварийные ситуации, вызванные:

• неконтролируемым повышением уровня нагрузки на проводку;

• коротким замыканием, возникающим в результате нарушения целостности кабеля (обрыв, разрушение изоляционного слоя).

При выявлении отклонений от номинальных показателей в автомате срабатывает расцепитель, размыкающий цепь. В результате защищаемый участок или линия целиком обесточивается. Благодаря этому исключается:

• оплавление проводки и функциональных пластиковых элементов (например, розеток, выключателей);

• искрение, возгорание кабельной трассы в месте повреждения.

Важно! Автоматический выключатель не защищает человека от удара током. Для этого дополнительно устанавливается УЗО (устройство защитного отключения).

Устройство автомата

Контроллер состоит из нескольких элементов:

1. Огнеупорный пластиковый корпус. Блок выполнен из негорючего пластика, устойчивого к повышению температуры. Предотвращает возгорание блока.

2. Подвижный и неподвижный силовой контакт. Отвечает за коммутацию.

3. Расцепитель. Механизм, состоящий из статичной катушки и подвижного якоря, выполняет функцию толкателя. При возникновении угрозы размыкает цепь.

4. Дугогасительная камера. При размыкании контактов формируется дуговой разряд, который нейтрализуется в блоке. Излишек энергии и продукты горения выводятся через специальные отверстия.

5. Биметаллическая пластина, она же тепловой расцепитель. Реагирует на изменение температуры в результате повышения нагрузки. Чем сильнее перегрузки, тем быстрее нагрев и срабатывание механизма. 

Прибор устанавливается в щитке на весь объект, или отдельную часть кабельной трассы. Второй вариант наиболее популярен из-за локального обесточивания сети с сохранением подачи электроэнергии подключенному к другим веткам оборудованию. Кроме этого, такое разделение упрощает поиск неисправности на протяженных кабельных трассах.

Принцип действия

Автоматический выключатель работает в нескольких режимах:

1. Номинальный. Коммутация силовых контактов проводится взводом рычага управления. Если ток подается в пределах номинальных значений, датчик бездействует.

2. КЗ. При возникновении короткого замыкания задача автомата – мгновенно прекратить подачу нагрузки. Когда на обмотку магнита подается критически большой уровень нагрузки, формируется масштабное электромагнитное поле, действующее на якорь. Чем сильнее давление, тем быстрее срабатывает отключение питания. Дуговой разряд «возвращается» в камеру, а продукты горения «выходят» через специальные отверстия. 

3. Перегрузка. Защиту от неконтролируемого повышения нагрузки обеспечивает тепловой расцепитель. Подача предельно высокого напряжения провоцирует увеличение температуры кабеля. При достижении критической отметки срабатывает спусковой механизм, обесточивающий сеть. Таким образом, предотвращается возгорание проводки.

Справка! Первые автоматы представляли собой одноразовые предохранители, которые после срабатывания оплавлялись и требовали замены. Современные модели, выполненные из тугоплавкого пластика, адаптированы под многократное использование.

На что обратить внимание

Качественный автоматический выключатель выбирается по нескольким критериям:

1. Отсутствие механических повреждений. Сколы, трещины, потертости, царапины сигнализируют о наличии серьезных неисправностей.

2. Маркировка. Оригинальный прибор поставляется вместе с технической документацией, где подробно прописываются характеристики, условия эксплуатации, меры предосторожности, правила монтажа. Параллельно информация дублируется на корпусе самого изделия. В качестве примера можно изучить выключатель автоматический 1600 а. Пригодным считается контроллер, на блоке которого присутствуют все эксплуатационные данные, информация хорошо читается, отсутствуют «замытые» фрагменты. 

3. Мощность. Какие нагрузки выдерживает датчик с сохранением работоспособности. Оценивается по параметрам электрической сети.

4. Отключающая способность. Время задержки, на протяжении которого сеть функционирует при импульсных скачках (например, при запуске техники).

5. Наличие функции «тест». Кнопка имитирует аварийную ситуацию для проверки работоспособности механизма.

6. Гарантия. Подразумевается возможность возврата, обмена неисправного оборудования. Предоставляется производителем и начинает действовать с момента покупки.

Нельзя оценивать контроллер по цене и критерию «больше – значит лучше». Номинальная мощность должна строго соответствовать параметрам защищаемой сети. Некорректно выбранное устройство становится причиной двух проблем:

1. Ложное срабатывание. Мощность контроллера ниже номинала проводки. Механизм будет срабатывать при каждом включении потребителей.

2. Отсутствие реакции. Рабочая нагрузка автомата существенно выше сетевых показателей. При КЗ или перегрузке механизм продолжит бездействовать.

Второй вариант развития событий опасен перегревом кабеля с последующим возгоранием.

Автоматический выключатель – обязательный элемент бытовой, промышленной электрической сети. Правильно подобранный датчик надежно защищает объект от форс-мажорных ситуаций, влекущих непоправимые последствия.