Тип основних контактів в автоматах. Види автоматичних пристроїв

автоматизація виробництва- це процес розвитку машинного виробництва, у якому функції управління та контролю, раніше виконувані людиною, передаються приладам і автоматичним пристроям . Введення автоматизації на виробництві дозволяє значно підвищити продуктивність праці та якість продукції, що випускається, скоротити частку робітників, зайнятих у різних сферах виробництва.

До застосування засобів автоматизації заміщення фізичної праці відбувалося у вигляді механізації основних та допоміжних операцій виробничого процесу. Інтелектуальна праця тривалий час залишалася не механізованою (ручною). В даний час операції фізичної та інтелектуальної праці, що піддаються формалізації, стають об'єктом механізації та автоматизації.

Сучасні виробничі системи, що забезпечують гнучкість при автоматизованому виробництві, включають:

· Верстати з ЧПУ, що вперше з'явилися на ринку ще в 1955 році. Масове поширення розпочалося лише із застосуванням мікропроцесорів.

· Промислові роботи, які вперше з'явилися в 1962 році. Масове поширення пов'язане з розвитком мікроелектроніки.

· Роботизований технологічний комплекс (РТК), які вперше з'явилися на ринку ще в 1970-80 роки. Масове поширення почалося із застосуванням програмованих систем управління.

· Гнучкі виробничі системи, що характеризуються поєднанням технологічних одиниць та роботів, керовані ЕОМ, що мають обладнання для переміщення оброблюваних деталей та зміни інструменту.

· Автоматизовані складські системи (англ. Automated Storage and Retrieval Systems, AS/RS). Передбачають використання підйомно-транспортних пристроїв, що керуються комп'ютером, які закладають вироби на склад і витягують їх звідти по команді.

· Системи контролю якості на базі ЕОМ (англ. Computer-aided Quality Control, CAQ) - технічний додаток комп'ютерів та керованих комп'ютерами машин для перевірки якості продуктів.

· Система автоматизованого проектування (англ. Computer-aided Design, CAD) використовується проектувальниками при розробці нових виробів та техніко-економічної документації.

· Планування та ув'язування окремих елементів плану з використанням ЕОМ (англ. Computer-aided Planning, CAP). САР- розділяється за різними характеристиками та призначеннями, за станом приблизно однакових елементів.

ЕОМ (електронно-обчислювальна машина)

Викладіть основні положення технології збирально-мийних робіт. Порівняйте прибирально-мийне обладнання та обґрунтуйте його вибір. Оцініть можливості проектування поста збирально-мийних робіт.

Мийні роботи виконують часто вручну із застосуванням шланга з пістолетом та насоса низького (0,3-0,4 МПа) або високого (1,5-2,0 МПа) тиску або механізованим способом з використанням мийних установок. Прогресивним способом є механізоване та автоматичне миття автомобілів, автомобільних агрегатів та деталей, що дозволяє максимально замінити ручну працю та збільшити продуктивність праці при якісному миття.

Отже, розглянемо основні існуючі види автомийок:

Ручне миття – це традиційне миття автомобіля, яке виконують люди. Машина миється водою та автошампунем із застосуванням губок, щіток, ганчір'я тощо, тобто контактне миття.

Плюсом ручного миття авто є те, що людина в процесі роботи бачить, які ділянки забруднені більше і потребують більш ретельного очищення.

Мінуси: при такому миття є великий ризик пошкодити лакофарбове покриття на кузові автомобіля; і ручне миття автомобіля займе найбільшу кількість часу.

Щіточне автомийка – це контактне миття, в якому не беруть участь люди, воно здійснюється за допомогою спеціальних автоматичних установок. Процес складається з декількох етапів: спочатку машина обдається водою під тиском, потім гарячою піною, потім для очищення машини від бруду за справу беруться щітки, що швидко обертаються. Останній етап – нанесення захисного воску та сушіння автомобіля.

Щіточне миття підійде для сильних забруднень, з якими безконтактне миття може не впоратися. Щітки виготовляються із синтетичних ниток, закруглених на кінцях. Якісні щітки не повинні дряпати лакофарбове покриття.

Безконтактне автомийка - це мийка активними пінами. Ця технологія застосовується на звичайних безконтактних мийках, де мийку виконують люди із застосуванням спеціальних приладів, а також у конвеєрних та портальних автомийках. У процесі такого миття основний шар бруду змивається струменем води під високим тиском, потім спеціальним обладнанням наноситься активна піна, під дією якої бруд, що залишився, відстає від кузова, і через деякий час піна змивається також потоком води під напором. Як правило, таке миття закінчується нанесенням захисної поліролі, яка додасть привабливий блиск і захистить від швидкого забруднення та згубного впливу навколишнього середовища.

Безконтактна автомийка або мийка високого тиску завдає найменшої шкоди лакофарбовому покриттю кузова.

Сухе миття – це миття за допомогою спеціального шампуню-поліролі. Таке миття автолюбителі здійснюють своїми руками. Для такого миття не потрібно води. Виробники шампунів для сухого миття стверджують, що силіконове масло і поверхнево-активні речовини (ПАВ), що входять до складу шампуню, розм'якшують, просочують і обволікають частинки бруду, забезпечуючи цілісність лакофарбового покриття при такому вигляді миття. Сухе миття на деякий час забезпечить блиск та захист кузова від дії негативних факторів навколишнього середовища.

Мінус такого миття - це неможливість або незручність обробки важкодоступних місць автомобіля. Тому такий вид миття рекомендується застосовувати у проміжках між водними мийками для підтримання чистоти та охайності автомобіля.

Автоматичні автомийки бувають двох видів:

Конвеєрного типу (або тунельна). Це коли автомобіль, повільно провозиться конвеєром через кілька арок з різними функціями очищення та ополіскування (наприклад: попереднє миття, миття коліс, миття днища, миття під високим тиском, сушіння).

Найбільший плюс таких автомийок – це швидкість роботи та велика продуктивність. Всі арки працюють одночасно, тому водієві не доводиться чекати, доки попередня машина пройде всі процедури.

Портальний тип. При такому миття автомобіль стоїть нерухомо, а портал (мийна арка) рухається щодо нього.

Недолік у порівнянні з конвеєрним автомийкою в тому, що портальне миття не здатне швидко приймати таку кількість машин.

Викладіть основні положення технології діагностичних робіт. Порівняйте діагностичне обладнання та обґрунтуйте його вибір. Оцініть можливості проектування поста діагностичних робіт

1.1. У Керівництві викладаються основні положення щодо організації діагностики технічного стану рухомого складу автомобільного транспорту у легкових, вантажних, автобусних та змішаних автотранспортних підприємствах (АТП) різної потужності.

1.2. Технічна діагностика є частиною технологічного процесу технічного обслуговування (ТО) та ремонту (Р) автомобілів, основним методом проведення контрольних та контрольно-регулювальних робіт. У системі керування технічною службою АТП діагностика є підсистемою інформації.

1.3. В основу організації діагностики автомобілів покладено діючу в СРСР планово-попереджувальну систему технічного обслуговування та ремонту, викладену в "Положенні про технічне обслуговування та ремонт рухомого складу автомобільного транспорту".

1.4. У разі АТП технічна діагностика має вирішувати такі:

уточнення виявлених у процесі експлуатації відмов та несправностей;

Виявлення автомобілів, технічний стан яких не відповідає вимогам безпеки руху та охорони навколишнього середовища;

Виявлення перед ТО несправностей, для усунення яких потрібні трудомісткі ремонтні або регулювальні роботи в зоні поточного ремонту (ТР);

Уточнення виявлених у процесі проведення ТО та ТР характеру та причин відмов або несправностей;

Прогнозування безвідмовної роботи агрегатів, систем та автомобіля загалом у межах міжоглядового пробігу;

Видача інформації про технічний стан рухомого складу для планування, підготовки та управління виробництвом ТО та ТР;

Контроль якості виконаних робіт ТО та ТР.

Технологія діагностування автомобілів містить: перелік та послідовність виконання операцій, коефіцієнти повторюваності, трудомісткість, розряд роботи, використовувані інструмент та обладнання, технічні умови на виконання робіт.

3.2. Залежно від змінної програми та типу рухомого складу діагностичні роботи виконуються на окремих постах (тупикових чи проїзних) чи постах, розташованих у лінію.

3.3. Технологія складається окремо за видами діагностики Д-1, Д-2 та ін.

3.4. Для спеціалізованих ремонтно-регулювальних та діагностичних постів Др технологія складається з окремих діагностованих агрегатів, систем та видів робіт (гальмівна система, рульове управління, кути установки коліс, балансування коліс, встановлення фар тощо).

3.5. При розробці технології діагностування слід керуватися встановленими переліками діагностичних операцій за видами діагностики (Додатки 1, 2), які є частиною контрольних робіт, наведених у чинному Положенні про технічне обслуговування та ремонт рухомого складу автомобільного транспорту, а також переліком діагностичних ознак (параметрів) та їх граничними значеннями (Додаток 5).

3.6. Типова технологія діагностування повинна містити підготовчі роботи, які виконуються перед діагностуванням, власне діагностування, регулювання та заключні роботи, що виконуються за результатами діагностування.

3.7. Технологія діагностування Д-1 та Д-2 складається з урахуванням конкретних умов АТП.

3.8. Діагностику на постах (лініях) в обсязі Д-1 та Д-2 виконують оператори-діагности або механіки-діагности. На допомогу до них прикріплюються водії-перегонники, які, крім керування автомобілями в процесі діагностування, займаються постановкою автомобілів на пости діагностики, зняттям з них, перегонкою у відповідну зону (зберігання, очікування, ТО та ТР), а також підготовчими та деякими регулювальними роботами . У АТП, де немає штатних водіїв-перегонників, ця робота покладається на водіїв діагностованих автомобілів або механіків колон, які мають право на керування.

Контрольно-діагностичні (ДР) та регулювальні операції на постах ТО та ТР виконуються ремонтними робітниками.

3.9. На постах (лініях) Д-1 та Д-2 ремонтні роботи, пов'язані з усуненням виявлених несправностей, як правило, не провадяться. Винятком є ​​регулювальні роботи, виконання яких у процесі діагностування передбачено технологічним процесом.

3.10. Виконання операцій діагностування перед технічним обслуговуванням та поточним ремонтом обов'язково незалежно від наявності засобів діагностування. За відсутності останніх у АТП передбачені цим "Керівництвом..." контрольно-діагностичні операції виконуються механіком-діагностом суб'єктивно з метою виявлення необхідних обсягів поточних ремонтів, що виконуються перед технічним обслуговуванням.

З початку виникнення електрики інженери стали думати над безпекою електричних мереж і пристроїв від струмових навантажень. Внаслідок цього було сконструйовано багато різних пристроїв, що відрізняються надійним та якісним захистом. Одним із останніх розробок стали електричні автомати.

Цей прилад називається автоматичним через те, що він оснащений функцією вимкнення живлення в автоматичному режимі, при виникненні коротких замикань, перевантажень. Звичайні запобіжники після спрацьовування підлягають заміні нові, а автомати після усунення причин аварії можна знову включити.

Такий захисний пристрій потрібний у будь-якій схемі електричної мережі. Захисний автомат захистить будинок або приміщення від різних аварійних ситуацій:

• Пожеж.
• Удари людини струмом.
• Несправності електропроводки.

Види та конструктивні особливості

Необхідно знати інформацію про існуючі види автоматичних вимикачів, щоб під час придбання правильно вибрати відповідний пристрій. Є класифікація електричних автоматів за кількома параметрами.

Вимикаюча здатність

Ця властивість визначає струм короткого замикання, при якому автомат розімкне ланцюг, тим самим відключить мережу та прилади, які були підключені до мережі. За цією властивістю автомати поділяються:

• Автомати на 4500 ампер застосовуються для запобігання несправностям силових ліній житлових будинків старої будівлі.
• На 6000 ампер, використовуються для запобігання аваріям при замикання в мережі будинків в новобудовах.
• На 10000 ампер застосовуються в промисловості для захисту електричних установок. Струм такої величини може утворитися у безпосередній близькості від підстанції.

Спрацьовування автоматичного вимикача виникає при замикання, що супроводжується виникненням певної величини струму.

Автомат захищає електропроводку від пошкодження ізоляції великим струмом.

Число полюсів

Ця властивість говорить нам про максимальну кількість проводів, які можна підключити до автомата для забезпечення захисту. При аварії напруга на цих полюсах відключається.

Особливості автоматів з одним полюсом

Такі електричні автомати є найпростішими за своєю конструкцією, і служать для захисту окремих ділянок мережі. До такого автоматичного вимикача можна приєднати два дроти: вхід та вихід.

Завданням таких пристроїв є захист електричної проводки від перевантажень та КЗ дротів. Нейтральний провід підключається до нульової шини, в обхід автомата. Заземлення підключається окремо.

Електричні автомати з одним полюсом не є вступними, так як при його відключенні розривається фаза, а нульовий провід, як і раніше, залишається з'єднаним з живленням. Не забезпечує захист на 100%.

Властивості автоматів із двома полюсами

У випадках, коли при аварії потрібне повне від'єднання від електричної мережі, використовують автоматичні вимикачі із двома полюсами. Вони використовуються як вступні. В аварійних випадках або при короткому замиканні вся електрична проводка відключається в один час. Це дає можливість здійснювати роботи з ремонту та обслуговування, а також проведення робіт з підключення обладнання, оскільки гарантовано повну безпеку.

Двополюсні електричні автомати використовують, коли потрібна наявність окремого вимикача для пристрою, що працює від мережі 220 вольт.

Автомат із двома полюсами підключають до пристрою за допомогою чотирьох дротів. Із них два приходять від мережі живлення, а інші два виходять із нього.

Триполюсні електричні автомати

В електричній мережі, що має три фази, використовуються 3-полюсні автомати. Заземлення залишають незахищеним, а провідники фаз з'єднують із полюсами.

Триполюсний автомат служить вступним пристроєм для будь-яких трифазних споживачів навантаження. Найчастіше такий варіант виконання автомата застосовують у промислових умовах живлення електрикою електродвигунів.

До автомата можна підключити 6 провідників, три з яких - фази електричної мережі, а решта три, що виходять від автомата, і забезпечені захистом.

Використання чотириполюсного автомата

Щоб забезпечити захистом трифазну мережу з чотирипровідною системою провідників (наприклад, електродвигун, що включені за схемою «зірки»), застосовують 4-полюсний автоматичний вимикач. Він відіграє роль вступного пристрою чотирипровідної мережі.

Є можливість підключення до пристрою восьми провідників. З одного боку – три фази та нуль, з іншого боку – вихід трьох фаз з нулем.

Час-струмова характеристика

Коли пристрої, що споживають електроенергію, та електрична мережа працюють у нормальному режимі, відбувається звичайне протікання струму. Це стосується і електричного автомата. Але, у разі підвищення сили струму з різних причин вище за номінальне значення, відбувається спрацьовування розчіплювача автомата, і ланцюг розривається.

Параметр цього спрацьовування називається час-струмової характеристикою електричного автомата. Вона є залежністю часу спрацювання автомата та співвідношення між реальною силою струму, що проходить через автомат, та номінальним значенням струму.

Важливість цієї характеристики полягає в тому, що забезпечується найменша кількість помилкових спрацьовувань з одного боку, і здійснюється захист струму, з іншого боку.

В енергетичній промисловості бувають ситуації, коли короткочасне підвищення струму не пов'язане з аварією, і захист не повинен спрацьовувати. Також відбувається і з електричними автоматами.

Час-струмові характеристики визначають, через який час спрацює захист, і які параметри сили струму при цьому виникнуть. Чим більше навантаження тим швидше спрацює автомат.

Електричні автомати з маркуванням "В"

Автоматичні вимикачі категорії "В", здатні відключатися за 5 - 20 с. При цьому значення струму становить від 3 до 5 номінальних значень струму 0.02 с. Такі автомати використовуються для захисту побутових пристроїв, а також усієї електропроводки квартир та будинків.

Властивості автоматів із маркуванням «С»

Електричні автомати цієї категорії можуть вимкнутись за час 1 - 10 с, при 5 - 10 кратному струмовому навантаженні ≅0.02 с. Такі застосовують у багатьох областях, найбільш популярні для будинків, квартир та інших приміщень.

Значення маркування «D» на автоматі

З таким класом автомати використовуються у промисловості та виконані у вигляді 3-полюсних та 4-полюсних виконань. Їх застосовують для того, щоб захистити потужні електричні мотори та різні трифазні пристрої. Час їхнього спрацювання становить до 10 секунд, при цьому струм спрацьовування може перевищувати номінальне значення в 14 разів. Це дозволяє з необхідним ефектом використовувати його для захисту різних схем.

Електродвигуни із значною потужністю найчастіше підключають через електричні автомати із характеристикою «D», т.к. пусковий струм високий.

Номінальний струм

Є 12 варіантів виконання автоматів, які різняться за характеристикою номінального струму роботи, від 1 до 63 ампер. Цей параметр визначає швидкість вимкнення автомата при досягненні граничного значення струму.

Автомат за цією властивістю вибирають з урахуванням поперечного перерізу жил проводів, що допускається струмом.

Принцип дії електричних автоматів

Звичайний режим

При звичайній роботі автомата управляючий важіль зведений, струм надходить через провід живлення на верхній клемі. Далі струм йде на нерухомий контакт, через нього на рухомий контакт і по гнучкому дроту на котушку соленоїда. Після нього по дроту струм йде на біметалеву пластину розчіплювача. Від нього струм проходить на нижню клему та далі на навантаження.

Режим навантаження

Цей режим виникає за перевищення номінального струму автомата. Біметалічна пластина нагрівається великим струмом, згинається та розмикає ланцюг. Для дії пластини потрібен час, який залежить від значення струму, що проходить.

Автоматичний вимикач є аналоговим пристроєм. При його налаштуванні є певні складнощі. Струм спрацьовування розчіплювача налаштовується на заводі спеціальним регулювальним гвинтом. Після остигання пластини автомат знову може працювати. Температура біметалічної пластини залежить від довкілля.

Розчіплювач діє не відразу, даючи можливість струму повернення номінального значення. Якщо струм не знижується, розчіплювач спрацьовує. Перевантаження може виникнути через потужні пристрої на лінії, або підключення відразу декількох пристроїв.

Режим короткого замикання

У цьому режимі струм зростає дуже швидко. Магнітне поле в котушці соленоїда рухає сердечник, що приводить в дію розчіплювач, та відключає контакти мережі живлення, тим самим знімає аварійне навантаження ланцюга та захищає мережу від можливої ​​пожежі та руйнування.

Електромагнітний розчіплювач діє миттєво, що відрізняється від теплового розчіплювача. При розмиканні контактів робочого ланцюга утворюється електрична дуга, величина якої залежить від струму ланцюга. Вона спричиняє руйнування контактів. Щоб запобігти цій негативній дії, зроблена дугогасна камера, яка складається з паралельних пластин. У ній дуга згасає та зникає. Гази, що виникають, відводяться в спеціальний отвір.

Автомати електричні виконують функцію захисту проводки від перевантажень, замикань, аварій, які можуть виникнути при стрибках напруги. Щоб не трапилася надзвичайна ситуація, необхідно у квартирах, приватних будинках, гаражах, дачах та господарських спорудах встановлювати електричні автоматичні вимикачі. Коли трапляються перевантаження чи стрибки, то прилад реагує та працює неоднаково. У тій чи іншій ситуації відбувається спрацьовування окремих частин устрою, тоді як інші частини продовжують працювати, забезпечуючи безпеку житла.

Принцип роботи захисного автомату

Вимикач має компактні, невеликі розміри, пристрій поміщений у пластмасу із термостійких матеріалів. На одній стороні -лицьової - встановлена ​​рукоятка, що дозволяє вмикати та вимикати прилад, на іншій - ззаду - фіксатор-клапан, який кріпиться на спеціальну DIN-рейку. Знизу та зверху розташовані гвинтові клеми.

Принцип роботи вимикачів залежить від стану мережі та протікання струму проводки. Коли прилад електричного вимикача знаходиться в нормальному режимі, то через автомат проходить струм, показники якого можуть дорівнювати або менше встановленого номінального значення. Напруга від зовнішньої мережі йде на верхню клему з нерухомим контактом. Звідси струм надходить на замкнутий рухомий контакт, а далі переходить на котушку соленоїда, що є гнучким мідним провідником. Вже звідси струм йде тепловий розчіплювач, з якого надходить на нижню клему. Саме вона підключена до мережі.

Таблиця номіналів автоматів за струмом

Штатний струм, який проходить по проводці, може бути більшим або меншим за встановлені значення. На їх основі складено класифікацію частокових характеристик для розчіплювачів у пристроях. Кожен вид у державному стандарті відзначений латинською літерою, а допустиме перевищення слід шукати за формулою коефіцієнта – k=I/In.

У таблиці 1 вказані норми кожного типу частокових показників.

Таблиця 1

Стаття на тему: Чому не варто купувати світлодіодні лампи у Китаї: 7 причин

У таблиці 2 наведено тимчасові характеристики приладів автоматичного вимикання струму.

Таблиця 2

Тип	Характеристика	Види ланцюгів
А	Захист на відрізку АВ активується, коли коефіцієнт дорівнюватиме 1,3. Вимкнення струму відбувається протягом 60 хв. Якщо струм і далі збільшуватиметься, то час відключення скорочується рівно вдвічі. Електромагнітний захист із швидкістю 0,05 сек. спрацює, якщо номінал перевищить у 2 рази.	Не схильні до короткочасних навантажень, застосовуються в промислових масштабах, а не побуті.
В	Штатний номінал може бути перевищений у 3-5 разів. Активація соленоїда відбувається, якщо навантаження зросте вп'ятеро. Тоді знеструмлення відбудеться протягом 0,015 с. Термоелемент відключиться протягом 4 с. вже за триразового перевищення.	Характерні для кіл без високих пускових струмів.
З	Перевантаження відбувається частіше, ніж за інших видів, допустимі показники вищі за норму - у 5 разів. Як тільки станеться перевищення штатного режиму, автоматично відключиться термоелемент.	У побутових мережах, де часто є навантаження різного типу.
D	Перевищення штатної норми відбувається у 10 разів, після чого відключається термоелемент, та у 20 разів – для соленоїда.	Використовується для захисту пускових пристроїв, по яких проходить високий струм.
До	Відключення соленоїда відбудеться, якщо струм перевищить показники у 8 разів.	Такі прилади треба ставити на кола, що мають індуктивне навантаження.
Z	Характерно невелике перевищення – від 2 до 4 разів.	Використовується для підключення електронних приладів.
MA	Термоелемент не застосовується, щоб вимкнути навантаження.	Встановлюється на пристрої з електричними двигунами.

Підбір автоматичного вимикача за потужністю

Однією з основних показників, яким здійснюється вибір автоматичного вимикача, є потужність навантаження. Це дозволяє розрахувати потрібне значення струму пристрою, його захисту від перепадів напруги. Розрахунок проводиться за номінальним струмом, тому рекомендується вибирати за потужністю окремих ділянок. До уваги варто брати менші чи номінальні показники розрахункових струмів. Допустимий струм електропроводки буде більшим, ніж номінальна потужність вимикача.

Необхідно враховувати і такий показник, як частокова характеристика пристрою. Основним параметром визначення номінального показника потужності є перетин проводу. Допустиме значення струму, яке вказується на автоматичному вимикачі, має бути трохи меншим, ніж максимальний струм для перетину дроту. Вибирають пристрій за найменшим перерізом дроту, який прокладено у проводці.

Стаття на тему: Робимо прикраси з гарбуза для саду, дачі та будинку своїми руками (38 фото)

Чим небезпечна невідповідність кабелю мережному навантаженню

Якщо автомат не буде відповідати мережній потужності та навантаженню, тоді він не захищатиме проводку від того, що сила струму та напруга різко зросте або впаде.

Перетин кабелю для мережного навантаження має точно відповідати потужності апарата. Якщо потужність по різних ділянках буде за сумою більшою, ніж номінальна величина, то збільшуватиметься температура. Через це може статися плавлення шару ізоляційного кабелю. Внаслідок чого почнеться загоряння електричної проводки. Також, якщо перетин кабелю не відповідатиме навантаженню, то спостерігатимуться такі явища:

• Задимлення.
• Запах горілої ізоляції.
• Виникає полум'я.
• Вимикач не відключатиметься від мережі, оскільки номінальні показники струму з проводки не перевищуватимуть допустимі норми.

Процес плавлення ізоляційного шару через якийсь час спровокує коротке замикання. Далі відбудеться відключення автоматичного вимикача, вогонь здатний тим часом охопити весь будинок.

Захист слабкої ланки електроланцюжка

Правила пристрою електроустановок свідчать, що вимикач для електричної мережі зобов'язаний максимально захистити найслабшу ділянку або містити такий номінал струму, який повністю відповідатиме параметру установок, які включені в мережу. Щоб підключити дроти до мережі, необхідно, щоб поперечні перерізи мали сумарну потужність всіх підключених апаратів.

Дотримання подібних правил здатне захистити квартиру або будинок від виникнення аварії через слабку ділянку електропроводки. Ігнорувати описані вимоги не можна, оскільки власник житла здатний втратити як прилад автоматичного вимкнення струму, а й квартиру.

Як розрахувати номінал автоматичного вимикача

• I - показник/величина номінального струму.
• Р - сумарна потужність всіх установок, включених у ланцюг. До уваги беруться лампочки та інші пристрої, що споживають електрику.
• U – напруга струму в мережі.

Для розрахунку номіналу можна використовувати таблицю 3:

Вид підключення	Однофазне в кіловатах	Трифазне (трикутник) у кіловатах	Трифазне (зірка) у кіловатах
U, B Автоматичне, в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Основна відмінність цих комутаційних апаратів від решти подібних пристроїв полягає в комплексному поєднанні здібностей:

1. довгостроково підтримувати номінальні навантаження у системі з допомогою надійного пропускання через свої контакти потужних потоків електроенергії;

2. захищати працююче обладнання від несправностей, що виникають випадково, в електричній схемі за рахунок швидкого зняття з нього живлення.

За нормальних умов експлуатації обладнання оператор може вручну комутувати навантаження автоматичними вимикачами, забезпечуючи:

різні схеми живлення;

зміна конфігурації мережі;

виведення обладнання із роботи.

Аварійні ситуації в електричних системах виникають миттєво та стихійно. Людина не здатна швидко зреагувати на їхню появу і вжити заходів до усунення. Ця функція покладається на автоматичні пристрої, вбудовані у вимикач.

В енергетиці прийнято розподіл електричних систем за видами струму:

постійний;

змінний синусоїдальний.

Крім того, існує класифікація обладнання за величиною напруги на:

низьковольтне – менше тисячі вольт;

високовольтне – все інше.

Для всіх типів цих систем створюються автоматичні вимикачі, призначені для багаторазової роботи.

Ланцюги змінного струму

За потужністю електроенергії, що передається, автоматичні вимикачі в ланцюгах змінного струму умовно поділяють на:

1. модульні;

2. у литому корпусі;

3. силові повітряні.

Модульні конструкції

Специфічне виконання у вигляді невеликих стандартних модулів з кратною шириною 17,5 мм визначає їх назву та конструкцію з можливістю установки на Din-рейку.

Внутрішній пристрій одного з таких автоматичних вимикачів показано на малюнку. Його корпус повністю виготовлений із міцного діелектричного матеріалу, що виключає.

Живлячий та відхідний дроти підключаються на верхній та нижній клемний затискач відповідно. Для ручного керування станом вимикача встановлено важіль із двома фіксованими положеннями:

верхнє призначене для подачі струму через замкнений силовий контакт;

нижнє - забезпечує розрив ланцюга живлення.

Кожен із подібних автоматів розрахований на тривалу роботу за певної величини (Iн). Якщо ж навантаження стає більшим, то відбувається розрив силового контакту. Для цього всередині корпусу розміщено два види захисту:

1. тепловий розчіплювач;

2. струмове відсічення.

Принцип їх роботи дозволяє пояснити частокова характеристика, що виражає залежність часу спрацьовування захисту від струму навантаження або аварії, що проходить через неї.

Представлений на малюнку графік наведено для одного конкретного автоматичного вимикача, коли зона роботи відсічки обрана 5÷10 крат номінального струму.

При початковому перевантаженні працює тепловий розчіплювач, виконаний з , яка при збільшеному струмі поступово нагрівається, згинається і впливає на механізм, що відключає не відразу, а з певною затримкою за часом.

У такий спосіб він дозволяє невеликим навантаженням, пов'язаним із короткочасним підключенням споживачів, самоусунутись та виключити зайві відключення. Якщо ж навантаження забезпечить критичний нагрів проводки та ізоляції, відбувається розрив силового контакту.

Коли ж у ланцюзі, що захищається, виникає аварійний струм, здатний своєю енергією спалити обладнання, то в роботу вступає електромагнітна котушка. Вона імпульсом за рахунок кидка навантаження, що виникло, викидає сердечник на відключаючий механізм з метою миттєвого припинення позамежного режиму.

На графіці видно, що вище струми коротких замикань, тим швидше відбувається їх відключення електромагнітним розчіплювачем.

За цими ж принципами працює побутовий запобіжник автоматичної ПАР.

При розриві високих струмів створюється електрична дуга, енергія якої може випалити контакти. Щоб виключити її дію в автоматичних вимикачах, використовується дугогасна камера, що розділяє дуговий розряд на маленькі потоки і гасить їх за рахунок охолодження.

Кратність відсікання модульних конструкцій

Електромагнітні розчіплювачі налаштовуються і підбираються під роботу з певними навантаженнями, тому що при запуску вони створюють різні перехідні процеси. Наприклад, під час включення різних світильників короткочасний кидок струму через змінного опору нитки розжарення може наближатися до трьох крат номінальної величини.

Тому для розеткової групи квартир та ланцюгів освітлення прийнято вибирати автоматичні вимикачі з частокової характеристикою типу «В». Вона становить 3÷5 Iн.

Асинхронні двигуни при розкручуванні ротора з приводом викликають великі струми перевантажень. Їх підбирають автомати з характеристикою «З», або - 5÷10 Iн. За рахунок створеного запасу за часом та струмом вони дозволяють двигуну розкрутитися та гарантовано вийти на робочий режим без зайвих вимкнень.

У промислових виробництвах на верстатах та механізмах зустрічаються навантажені приводи, підключені до двигунів, що створюють більш збільшені навантаження. Для таких цілей застосовують автоматичні вимикачі характеристики D з номіналом 10÷20 Iн. Вони добре себе зарекомендували під час роботи у схемах з активно-індуктивними навантаженнями.

Крім того, автомати мають ще три види стандартних частокових характеристик, які застосовуються в спеціальних цілях:

1. "А" - у довгих проводок з активним навантаженням або захистів напівпровідникових пристроїв з величиною 2÷3 Iн;

2. "K" - для виражених індуктивних навантажень;

3. "Z" - у електронних пристроїв.

У технічній документації у різних виробників кратність спрацьовування відсікання для останніх двох типів може трохи відрізнятися.

Цей клас пристроїв здатний комутувати більші струми, ніж модульні конструкції. Їхнє навантаження може досягати величини до 3,2 кілоампера.

Вони виготовляються за тими ж принципами, що й модульні конструкції, але з урахуванням підвищених вимог до пропускання збільшеного навантаження їм намагаються надати відносно маленькі габарити і високу технічну якість.

Ці автомати призначені для безпечної роботи на промислових об'єктах. За величиною номінального струму їх умовно поділяють на три групи з можливістю комутації навантажень до 250, 1000 та 3200 ампер.

Конструктивне виконання їх корпусу: три- або чотириполюсні моделі.

Силові повітряні вимикачі

Вони працюють у промислових установках та оперують струмами дуже великих навантажень до 6,3 кілоампера.

Це найскладніші пристрої комутаційних апаратів низьковольтного обладнання. Вони використовуються для роботи та захисту електричних систем як вступні та відхідні апарати розподільних установок підвищених потужностей та для підключення генераторів, трансформаторів, конденсаторів або потужних електродвигунів.

Схематичне зображення внутрішнього пристрою показано на картинці.

Тут використовується вже подвійний розрив силового контакту і встановлені камери з ґратами на кожній стороні відключення.

В алгоритмі роботи беруть участь котушка включення, пружина, що замикає, мотор-привод взводу пружини і елементи автоматики. Для контролю протікаючих навантажень вбудований трансформатор струму із захисною та вимірювальною обмоткою.

Автоматичні вимикачі високовольтного обладнання відносяться до дуже складних технічних пристроїв і виготовляються індивідуально під кожен клас напруги. Вони використовуються, як правило,.

До них висуваються вимоги:

високої надійності;

безпеки;

швидкодії;

зручності користування;

відносної безшумності під час роботи;

оптимальної вартості.

Навантаження, що розривають при аварійному відключенні, супроводжуються дуже сильною дугою. Для її гасіння використовуються різні способи, включаючи розрив ланцюга у спеціальному середовищі.

До складу такого вимикача входять:

контактна система;

дугогасний пристрій;

струмопровідні частини;

ізольований корпус;

приводний механізм.

Один із таких комутаційних апаратів показаний на фотографії.

Для якісної роботи схеми в подібних конструкціях, крім робочої напруги, враховують:

номінальну величину струму навантаження для надійної передачі у включеному стані;

максимальний струм короткого замикання за чинним значенням, який здатний витримати механізм, що відключає;

допустиму складову аперіодичного струму в момент розриву схеми;

можливості автоматичного повторного включення та забезпечення двох циклів АПВ.

За способами гасіння дуги під час відключення вимикачі класифікують на:

олійні;

вакуумні;

повітряні;

елегазові;

автогазові;

електромагнітні;

автопневматичні.

Для надійної та зручної роботи вони мають приводний механізм, який може використовувати один або кілька видів енергій або їх поєднань:

зведеної пружини;

піднятого вантажу;

тиску стисненого повітря;

електромагнітного імпульсу від соленоїда.

Залежно від умов застосування вони можуть створюватися з можливістю роботи під напругою від одного до 750 кіловольт включно. Звичайно, вони мають різну конструкцію. габарити, можливості автоматичного та дистанційного керування, налаштування захисту для безпечної експлуатації.

Допоміжні системи таких автоматичних вимикачів можуть мати дуже складну розгалужену структуру та розміщуватись на додаткових панелях у спеціальних технічних будівлях.

Ланцюги постійного струму

У цих мережах теж працює величезна кількість автоматичних вимикачів, що мають різні можливості.

Електроустаткування до 1000 вольт

Тут масово запроваджуються сучасні модульні пристрої, що мають можливість кріплення на Din-рейку.

Вони успішно доповнюють класи старих автоматів типу АЕ та інших подібних, які закріплювалися на стінках щитів гвинтовими з'єднаннями.

Модульні конструкції постійного струму мають такий самий пристрій та принцип роботи, як їх аналоги на змінній напрузі. Вони можуть виконуватися одним або декількома блоками та підбираються за навантаженням.

Електроустаткування вище 1000 вольт

Високовольтні автоматичні вимикачі для постійного струму працюють на установках електролізного виробництва, металургійних промислових об'єктах, залізничному та міському електрифікованому транспорті, підприємствах енергетики.

Основні технічні вимоги до роботи подібних пристроїв відповідають їх аналогам змінного струму.

Гібридний вимикач

Вченим шведсько-швейцарської компанії ABB вдалося розробити високовольтний вимикач постійного струму, який поєднує у своєму пристрої дві силові конструкції:

1. елегазову;

2. Вакуумну.

Він отримав назву гібридного (HVDC) та використовує технологію послідовного гасіння дуги відразу у двох середовищах: гексафториду сірки та вакууму. Для цього зібрано наступний пристрій.

На верхню шину гібридного вакуумного вимикача підводиться напруга, а з нижньої елегазової шини - знімається.

Силові частини обох комутаційних пристроїв з'єднані послідовно та керуються своїми індивідуальними приводами. Щоб вони одночасно працювали, створено пристрій управління синхронізованих координатних операцій, який передає команди на керуючий механізм з незалежним харчуванням по оптоволоконному каналу.

За рахунок застосування високоточних технологій розробникам конструкції вдалося досягти узгодженості дій виконавчих механізмів обох приводів, що укладається у проміжок часу менше однієї мікросекунди.

Управління вимикачем походить від блоку релейного захисту, вбудованого через ретранслятор до лінії електропередачі.

Гібридний вимикач дозволив значно підвищити ефективність складових елегазових та вакуумних конструкцій за рахунок використання їх спільних характеристик. При цьому вдалося реалізувати переваги перед іншими аналогами:

1. здатність надійно відключати струми КЗ за високовольтної напруги;

2. можливість невеликого зусилля щодо комутацій силових елементів, що дозволило значно зменшити габарити и. відповідно, вартість обладнання;

3. доступність виконання різних стандартів для створення конструкцій, що працюють у складі окремого вимикача або компактних пристроїв на одній підстанції;

4. здатність усувати наслідки швидко зростаючої напруги, що відновлюється;

5. можливість формування базового модуля для роботи з напругою до 145 кіловольт і вище.

Відмінна риса конструкції – здатність розривати електричний ланцюг за 5 мілісекунд, що практично неможливо виконувати силовими пристроями інших конструкцій.

Гібридний пристрій вимикача відзначено серед десяти кращих розробок за рік за версією технологічного огляду МТІ (Массачусетського технологічного інституту).

Подібними дослідженнями займаються інші виробники електротехнічного обладнання. Вони також досягли певних результатів. Але компанія АВВ випереджає їх у цьому питанні. Її керівництво вважає, що під час передачі електроенергії змінного струму відбуваються її великі втрати. Їх значно можна знизити, використовуючи ланцюги високовольтної постійної напруги.

Автоматичними вимикачами називаються пристрої, завдання яких полягає у захисті електричної лінії від впливу потужного струму, здатного викликати перегрів кабелю з подальшим оплавленням ізоляційного шару та займанням. Зростання сили струму може бути викликане занадто великим навантаженням, що відбувається при перевищенні сумарної потужністю пристроїв тієї величини, яку кабель може витримати за своїм перерізом - у цьому випадку відключення автомата відбувається не відразу, а після того, як провід нагріється до певного рівня. При КЗ струм зростає багаторазово протягом частки секунди, і пристрій відразу реагує на нього, миттєво припиняючи подачу електрики в ланцюг. У цьому матеріалі ми розповімо, якими бувають типи автоматичних вимикачів та їх характеристики.

Автоматичні захисні вимикачі: класифікація та відмінності

Крім пристроїв захисного відключення, які не використовуються окремо, є 3 типи автоматів захисту мережі. Вони працюють з навантаженнями різної величини та відрізняються між собою за своєю конструкцією. До них відносяться:

• Модульні АВ. Ці пристрої монтуються у побутових мережах, у яких протікають струми незначної величини. Зазвичай мають 1 або 2 полюси та ширину, кратну 1,75 см.

• Литі вимикачі. Вони призначені для роботи в промислових мережах зі струмами до 1 кА. Виконані в литому корпусі, через що і отримали свою назву.
• Повітряні електричні автомати. Ці пристрої можуть мати 3 або 4 полюси та витримують силу струму до 6,3 кА. Використовуються в електричних ланцюгах із установками високої потужності.

Існує ще один різновид автоматів для захисту електромережі – диференціальні. Ми не розглядаємо їх окремо, оскільки такі пристрої є звичайними автоматичними вимикачами, до складу яких входить ПЗВ.

Типи розчіплювачів

Розчіплювачі є основними робочими компонентами АВ. Завдання їх у тому, щоб за перевищенні допустимої величини струму розірвати ланцюг, цим припинивши подачу у ній електроенергії. Існує два основних типи цих пристроїв, що відрізняються один від одного за принципом розчеплення:

• Електромагнітні.
• Теплові.

Розчіплювачі електромагнітного типу забезпечують практично моментальне спрацьовування автоматичного вимикача та знеструмлення ділянки ланцюга при виникненні в ньому надструму короткого замикання.

Вони є котушкою (соленоїд) з сердечником, що втягується всередину під впливом струму великої величини і змушує спрацьовувати відключає елемент.

Основна частина теплового розчіплювача – біметалічна пластина. Коли через автомат проходить струм, що перевищує номінальну величину захисного пристрою, пластина починає нагріватися і, згинаючись убік, стосується елемента, що відключає, який спрацьовує і знеструмлює ланцюг. Час на спрацьовування теплового розчіплювача залежить від величини струму перевантаження, що проходить по пластині.

Деякі сучасні пристрої оснащуються як доповнення мінімальними (нульовими) розчіплювачами. Вони виконують функцію вимкнення АВ, коли напруга падає нижче за граничне значення, що відповідає технічним даним пристрою. Існують також дистанційні розчіплювачі, за допомогою яких можна не тільки відключати, а й включати АВ, навіть не підходячи до розподільного щита.

Наявність цих опцій значно збільшує вартість апарату.

Кількість полюсів

Як було зазначено, автомат захисту мережі має полюса – від однієї до чотирьох.

Підібрати для ланцюга пристрій за їх числом дуже нескладно, достатньо лише знати, де використовуються різні типи АВ:

• Однополюсники встановлюють для захисту ліній, які включені розетки і освітлювальні прилади. Вони монтуються на фазний провід, не захоплюючи нульового.
• Двополюсник потрібно включати в ланцюг, до якого приєднано побутову техніку з досить високою потужністю (бойлери, пральні машинки, електричні плити).
• Триполюсники монтуються в мережах напівпромислового масшатабу, до яких можуть підключатися такі пристрої, як свердловинні насоси або обладнання автомайстерні.
• Чотирьохполюсні АВ дозволяють захистити від КЗ та перевантажень електропроводку з чотирма кабелями.

Застосування автоматів різної полюсності – на наступному відео:

Характеристики автоматичних вимикачів

Існує ще одна класифікація автоматів – за їхніми параметрами. Цей показник означає ступінь чутливості захисного приладу до перевищення величини номінального струму. Відповідне маркування покаже, як швидко у разі зростання струму зреагує пристрій. Одні типи АВ спрацьовують моментально, тоді як іншим цього знадобиться певний час.

Існує наступне маркування пристроїв щодо їх чутливості:

• A. Вимикачі цього типу найбільш чутливі та на підвищення навантаження реагують миттєво. У побутові мережі їх практично не встановлюють, захищаючи за допомогою ланцюга, в які включено високоточне обладнання.
• B. Ці автомати спрацьовують у разі зростання струму з незначною затримкою. Зазвичай вони включаються в лінії з дорогими побутовими приладами (рідкокристалічні телевізори, комп'ютери та інші).
• C. Такі апарати – найпоширеніші у побутових мережах. Відключення їх відбувається відразу після підвищення сили струму, а через деякий час, що дає можливість її нормалізації при незначному перепаді.
• D. Чутливість цих приладів до зростання струму найнижча з усіх перелічених типів. Їх найчастіше встановлюють у щитках на підході лінії до будівлі. Вони забезпечують підстрахування квартирних автоматів, і якщо ті з якоїсь причини не спрацьовують, відключають загальну мережу.

Особливості підбору автоматів

Деякі люди думають, що найнадійніший автоматичний вимикач – це той, який може витримувати найбільший струм, а значить, він може забезпечити максимальний захист ланцюга. Виходячи з цієї логіки, до будь-якої мережі можна підключати автомат повітряного типу і всі проблеми будуть вирішені. Однак, це зовсім не так.

Для захисту ланцюгів із різними параметрами треба встановлювати апарати з відповідними можливостями.

Помилки в підборі АВ загрожують неприємними наслідками. Якщо приєднати до звичайного побутового ланцюга захисний апарат, розрахований на високу потужність, він не знеструмлюватиме ланцюг, навіть коли величина струму значно перевищить ту, яку може витримати кабель. Ізоляційний шар нагріється, потім почне плавитись, але відключення не відбудеться. Справа в тому, що сила струму, руйнівна для кабелю, не перевищить номінал АВ, і пристрій «вважатиме», що аварійної ситуації не було. Лише коли розплавлена ​​ізоляція викличе коротке замикання, автомат відключиться, але на той час може розпочатися пожежа.

Наведемо таблицю, де зазначені номінали автоматів для різних електромереж.

Якщо пристрій буде розрахований на меншу потужність, ніж та, яку може витримати лінія і яку мають підключені прилади, ланцюг не зможе нормально працювати. При включенні апаратури АВ постійно вибиватиме, а в кінцевому підсумку під впливом великих струмів він вийде з ладу через «залиплих» контактів.

Наочно про типи автоматичних вимикачів на відео:

Висновок

Автоматичний вимикач, характеристики та види якого ми розглянули у цій статті, є дуже важливим пристроєм, що забезпечує захист електричної лінії від пошкоджень потужними струмами. Експлуатація мереж, що не захищені автоматами, заборонена Правилами пристрою електроустановок. Найголовніше – правильно підібрати тип АВ, який підійде для конкретної мережі.