Электричество наиболее распространенный вид энергии, стоящий на службе современного человека. От нештатных ситуаций, возникающих в процессе эксплуатации электрических сетей, призвана охранять защитная автоматика. Контроль над превышением токовых значений электропотребления доверен автоматическому выключателю (АВ) – инициатору защитных отключений электросети при увеличении токов нагрузки или появлении сверхтоков короткого замыкания (КЗ).
Причиной чрезмерного потребления может выступать превышение токовых нагрузок за счет включения большого количества мощных потребителей. При превышениях номинального тока автомата в течение определенного промежутка времени срабатывает тепловой расцепитель, позволяя отключить нагрузку АВ. Протекающий через автомат ток деформирует биметаллическую пластину, а она, в свою очередь, воздействует на механизм расцепления.
Более опасной ситуацией, причинами которой могут выступать различные факторы, как объективного, так и субъективного характера, например:
- неисправность бытовых электроприборов;
- проблемы в самой электропроводке (нарушение изоляции);
- человеческий фактор;
считается короткое замыкание. Выделение огромного количества тепла грозит разрушением кабелям электрической проводки, с возможным последующим возгоранием. Защита в таком случае обеспечивается практически мгновенным срабатыванием электромагнитного расцепителя, реагирующим на сверхтоки КЗ.
Рассмотрим подробнее, каким образом происходит электромагнитное расцепление в модульных автоматических выключателях или фактически выясним, как влияет на срабатывания АВ короткое замыкание.
Как работает мгновенный расцепитель?
Последовательное соединение обоих расцепителей автоматического выключателя указывает на их равноценное участие в работе защитного прибора. Разница заключается лишь в том, что:
- биметаллический расцепитель срабатывает с задержкой по времени, величина которой обратно пропорциональна значению тока;
- электромагнитный расцепитель не имеет задержек, поскольку токи КЗ способны разрушить электропроводку в доли секунд.
На практике время срабатывания электромагнитных расцепителей исчисляется миллисекундами, и к каким-либо губительным последствиям за счет некоторой инерционности процессов привести не могут.
Основу мгновенного расцепителя представляет электромагнитный соленоид, имеющий несколько витков, намотанных толстым медным проводом. Внутри катушки расположен сердечник электромагнита, якорь которого механически сопряжен с механизмом расцепления. В момент прохождения тока КЗ электромагнит срабатывает, вызывая отключение автомата.
Расцепитель срабатывает, когда токовые номиналы АВ, определяемые характеристикой автомата, оказываются многократно превышенными. Наиболее востребованные бытовые модульные автоматы характеристик B и C срабатывают при превышениях номинальных значений в пределах:
- 3-5 раз от номинального тока (характеристика B);
- 5-10 раз для автоматов с характеристикой C соответственно.
Мгновенные превышения токовых значений, на которые рассчитан автоматический выключатель, характерные для КЗ, вызывают срабатывания соленоида электромагнитного расцепителя. Как следствие, расцепитель отключает аварийные цепи нагрузки, угроза разрушения электропроводки снимается.
Как видим, процессы, протекающие внутри автоматического выключателя, как в случае превышения нагрузки, так и при коротких замыканиях достаточно просты. Это в значительной степени определяет надежность защитного устройства, призванного отключать электрическую нагрузку в случае аварийных ситуаций.
Применение защитных автоматов обязательно и согласно требованиям ПУЭ, как документ еще называют «библией электрика», эксплуатация электрических сетей без автоматических выключателей недопустима.
