В сравнении с другими устройствами подобного рода, коммутационные аппараты обладают отличительной особенностью в виде комплексного сочетания способностей к длительному поддержанию номинальных нагрузок в системе (за счет надежного прохождения через контакты мощных потоков электроэнергии) и возможности быстрого снятия напряжения с работающего оборудования при возникновении неисправностей в электрической схеме.
Оперируя автоматическими выключателями, можно вручную осуществлять коммутацию нагрузок, обеспечивая:
• возможность использования разных схем питания;
• возможность изменения конфигураций сети;
• возможность вывода оборудования из работы.
Человеку сложно предвидеть возникновение аварийных ситуаций в электрических сетях и уж тем более, оперативно отреагировать на их появление, приняв соответствующие меры. Поэтому данную функцию выполняют встроенные в выключатель автоматические устройства.
Электрический ток в энергетике, как известно, разделяют на два вида – постоянный и переменный. При этом используемое оборудование принято классифицировать, в зависимости от величины напряжения, на низковольтное (менее тысячи вольт) и высоковольтное (1000 вольт и выше).
Работа всех типов систем подразумевает использование автоматических выключателей многократного срабатывания. Так, у категории выключателей, предназначенных для работы в цепи переменного тока, присутствует широкий ассортимент выпускаемых разными производителями моделей. Классификация устройств в данном случае осуществляется в соответствии с рабочим напряжением и токовыми нагрузками.
В работе с оборудованием до 1000 вольт применяются три основных типа автоматических выключателей:
• модульные;
• выполненные в литом корпусе;
• силовые воздушные.
Автоматические выключатели модульной конструкции
Название данного типа выключателей определяется специфическим исполнением устройств в виде небольших стандартных модулей, ширина корпуса которых кратная 17,5 мм, а непосредственно монтаж может выполняться с применением Din-рейки.
Корпус таких автоматических выключателей выполнен из прочного диэлектрического материала. Питающий и отходящий проводники подсоединяются к соответствующим клеммным зажимам, а для ручного управления предусмотрен рычаг с двумя фиксированными положениями, одно из которых предназначено для подачи тока, а второе – для разрыва цепи.
Автоматические выключатели из этого разряда способны длительно и бесперебойно функционировать при определенной величине номинального тока. Но как только нагрузка увеличивается, силовой контакт разрывается, что обеспечивается применением в корпусе автомата двух типов защит в виде теплового расцепителя и токовой отсечки.
Тепловой расцепитель представлен в виде биметаллической пластины и предназначен для срабатывания при возникновении первоначальной перегрузки, посредством деформации при нагреве и воздействии на отключающий механизм. Однако разрыв цепи происходит не сразу, а с определенной задержкой. Данный вид защиты дает время небольшим кратковременным перегрузкам самоустраниться (например, при включении потребителей), что позволяет исключить лишние отключения.
Как только в цепи возникает критический ток, способный привести к выходу оборудования из строя, срабатывает другой вид защиты – электромагнитная катушка, сердечник которой воздействует на отключающий механизм под силой возникшей нагрузки. Таким образом, обеспечивается мгновенный разрыв электрической цепи.
В литом корпусе
По сравнению с модульными конструкциями, этот класс устройств способен коммутировать токи более высокого номинала – нагрузка отдельных автоматов достигает 3,2 килоампер. С конструктивной же точки зрения такие выключатели схожи с изделиями модульного типа, если не учитывать повышенные требования к пропусканию увеличенной нагрузки.
При достаточно компактных габаритах автоматические выключатели в литом корпусе обладают высоким техническим качеством. Применяются эти автоматы на промышленных объектах и делятся, в зависимости от величины коммутируемого тока, на три группы: до 250, 1000 и 3200 ампер.
Силовые воздушные автоматические выключатели
Функционируют такие устройства в промышленных установках в качестве инструмента для оперирования очень большими нагрузками, достигающими 6,3 килоампера.
Автоматические выключатели из этого разряда являются конструктивно наиболее сложными и применяются в качестве вводных и отходящих аппаратов распределительных установок повышенных мощностей с целью защиты электрических систем и подключения оборудования, такого как генераторы, трансформаторы, конденсаторы или мощные электродвигатели.
Алгоритм работы силовых воздушных выключателей основан на сочетании катушки включения, замыкающей пружины, мотора-привода взвода пружины и элементов автоматики. Контроль протекающих нагрузок осуществляется при помощи трансформатора тока, снабженного защитной и измерительной обмотками.