Автоматические выключатели: краткое описание и принцип работы

Автоматический выключатель – электрический аппарат, предназначенный для автоматической защиты кабельных сетей и электротехнического оборудования от аварийных режимов, таких как короткое замыкание, длительная токовая перегрузка, понижение или пропадание напряжения, изменение направления передаваемой энергии. Одним из важных критериев при выборе автоматического выключателя является селективность (избирательность отключения) при выполнении функций защиты. Для этого автоматические выключатели снабжены возможностью регулирования уставок (значений) тока и времени отключения.

Селективность автоматического выключателя определяется его характеристикой (типом) и номинальным током. Характеристика автоматического выключателя задается диапазоном срабатывания электромагнитного расцепителя (”мгновенное срабатывание”). В соответствии с ГОСТом, существует три типа автоматических выключателей: В, С, D.

Рассмотрим для примера, что означает характеристика С. В автоматическом выключателе существует параллельно два вида защиты: тепловая – от токов перегрузки, ”медленная” и электромагнитная – от токов короткого замыкания ”мгновенная”. На рисунке область I – диапазон срабатывания только тепловой защиты, область II – диапазон срабатывания как тепловой, так и электромагнитной защиты (может сработать как тепловая, так и электромагнитная), область III – диапазон срабатывания только электромагнитной защиты. В соответствии с ГОСТом тип С означает диапазон срабатывания электромагнитной защиты в пределах от 3 до 5 номинальных токов автоматического выключателя. Это означает, что при токах в пределах от 3 номинальных до 5 номинальных электромагнитная защита может сработать, а может и не сработать, при этом если произойдет второй вариант, то сработает тепловая защита. При токах от 5 номинального электромагнитная защита сработает в любом случае.

Защита автоматического выключателя
Рис.1 - Защита автоматического выключателя

Выбор автоматических выключателей с учетом селективности.

Однолинейная схема
Рис.2 - Однолинейная схема

Рассмотрим однолинейную схему на рис. 2. Необходимо подобрать автоматические выключатели QF1 и QF2 с учетом селективности отключения нагрузок. Для этого:

Времятоковая характеристика
Рис.3 - Времятоковая характеристика
  1. времятоковая характеристика QF2 должна быть ”выше” на всем участке действия тепловой защиты
  2. диапазоны срабатывания электромагнитной защиты у QF1 и QF2 не должны пересекаться (диапазон II и IV).
  3. необходимо рассчитать ток короткого замыкания в точках 1, 2, 3, 4. Получим соответственно J1, J2, J3. Токи J1, J2 должны попадать в диапазон III, ток J3 должен попадать в диапазон V, ток J4 не должен превышать максимальную отключающую способность QF2.