От искры до пожара: зачем нужен силовой выключатель?

Каждый год тысячи зданий и предприятий страдают от повреждений электрооборудования, вызванных перегрузками сети, короткими замыканиями и прочими электрическими неполадками.

Примерно третья часть всех пожаров связана с перегрузкой сети, неисправной проводкой и электрооборудованием. Это красноречиво говорит о необходимости надежной защиты техники и электросети.

Решить проблему помогут автоматические силовые выключатели (АВ). Многие недооценивают роль этих, казалось бы, простых устройств. Они представляют собой намного больше, чем просто тумблер, позволяющий включить или выключить питание. Современные АВ – это сложная система защиты, способная предотвратить серьезные последствия аварийных ситуаций.

Эта статья посвящена обзору различных типов силовых выключателей. Вы узнаете, как они защищают технику от повреждений и выхода из строя. Мы предоставим вам рекомендации, которые позволят правильно выбрать и купить автоматический выключатель для установки на объекте.

Для чего нужны силовые выключатели

Автоматы сочетают в себе функции рубильника (включение/выключение электроэнергии) и защиты. В отличие от обычных предохранителей, АВ можно после устранения неисправности снова включить. Он решает важные задачи, в числе которых:

• Предотвращение перегрузки. Ток в цепи может превышать допустимое значение длительное время (например, из-за слишком большого количества включенных приборов). АВ отключает цепь, благодаря чему оборудование не выходит из строя и исключается опасность перегрева.
• Защита от токов КЗ. Устройство мгновенно реагирует и отключает цепь.
• Управление питанием. АВ также служат для ручного включения и отключения цепей, подобно рубильнику, но с дополнительной функцией защиты.

Выключатели-автоматы используются практически везде, где есть электрическое оборудование. В зависимости от исполнения, их устанавливают на следующих объектах:

1. Жилые дома и квартиры – в электрощитах для защиты отдельных групп потребителей (розетки, освещение, бытовая техника).
2. Промышленные предприятия – для защиты мощного оборудования, двигателей, линий электропередач.
3. Офисные здания – в электрощитах для защиты отдельных помещений или этажей.
4. Подстанции – для безопасной работы высоковольтных линий и трансформаторов.
5. Складские комплексы, оснащенные мощным грузоподъемным оборудованием.

Где применяются воздушные автоматические выключатели?

Перейти к статье

Виды силовых АВ, используемых в промышленности

На производствах устанавливают различные силовые автоматы, выбор которых зависит от конкретных условий эксплуатации, типа нагрузки и требований к безопасности. Они используются для защиты силовых цепей, двигателей, трансформаторов и другого оборудования. Существуют различные исполнения:

1. Модульные модели – компактные устройства, устанавливаемые на DIN-рейку в распределительных щитах. Используются для защиты отдельных линий и небольших нагрузок. При выборе нужно учитывать такие параметры, как:

• номинальный ток (от нескольких ампер до сотен ампер)
• характеристики срабатывания (B, C, D, K – определяют чувствительность к токам короткого замыкания и перегрузкам)
• количество полюсов (1P, 2P, 3P, 4P)

2. Выключатели в корпусе – более мощные устройства, устанавливаемые отдельно или в шкафах. Применяются для защиты мощных потребителей, например, больших электродвигателей. Параметры аналогичны модульным, но с более высокими номинальными токами (до нескольких тысяч ампер).

3. Автоматы с комбинированной защитой, (например, автоматический выключатель EKF) предотвращают перегрузки и воздействие токов КЗ. Электромагнитная защита срабатывает мгновенно при КЗ, тепловая – постепенно при перегрузке.

4. Выключатели с микропроцессорным управлением – позволяют осуществлять дистанционный мониторинг, регистрацию событий, настройку параметров защиты и другие функции.

5. Воздушные выключатели (вакуумные) – высоконадежные и эффективные устройства для защиты электрооборудования от КЗ и перегрузок, особенно в высоковольтных сетях. Устройства получили применение на различных объектах, в числе которых электростанции (ТЭЦ, АЭС, ГЭС), промышленные предприятия, энергосистемы, электрифицированные железные дороги.

Типы расцепителей АВ и принцип их работы

В отличие от стандартного рубильника, приводимого в действие вручную, силовой АВ срабатывает без участия оператора. В случае превышения допустимых значений он размыкает цепь, исключая поломку техники и нивелируя угрозу возгораний.

Выбор подходящих выключателей для производственного применения требует понимания работы расцепителей. Современные автоматы, такие как автоматические выключатели IEK, чаще всего оснащены комбинацией двух размыкателей: термомагнитным и электронным. Существует несколько основных типов размыкателей.

Тепловой расцепитель

Это защитное устройство, срабатывающее при длительном превышении допустимой нагрузки. Его работа основана на изгибе биметаллической пластины от нагрева, что приводит к отключению цепи. Расцепитель отличает надежность, простая конструкция и низкая стоимость, он подходит для защиты от длительных перегрузок. Недостатками являются: инерционность, зависимость времени срабатывания от температуры окружающей среды, невысокая точность.

Электромагнитный расцепитель

В отличие от теплового, этот размыкатель реагирует на резкое превышение допустимого тока. Он представляет собой электромагнит, который создает достаточно сильное магнитное поле при протекании по обмотке тока выше установленного порога. Это поле воздействует на подвижный сердечник, который резко перемещается, приводя в действие механизм отключения автомата.

Достоинствами являются:

• Быстрое срабатывание
• Независимость от температуры окружающей среды
• Высокая точность – размыкает при заданном значении тока

Недостатки – более сложная конструкция, из-за чего устройство дороже стоит. Расцепитель не защищает от длительных перегрузок, он предназначен только для защиты от КЗ и резких перегрузок.

Термомагнитный расцепитель

Это комбинация теплового и электромагнитного размыкателей в одном устройстве – наиболее часто встречается в бытовых и промышленных автоматических выключателях Chint. Размыкатель сочетает в себе преимущества обоих типов, гарантируя защиту как от длительных перегрузок, так и от КЗ.

• Достоинства – универсальность, защита от обоих типов аварийных ситуаций
• Недостатки – более сложная конструкция, компромисс между скоростью и точностью срабатывания

Сфера применения АВ с термомагнитным расцепителем – простые промышленные линии с относительно стабильной нагрузкой.

Электронный расцепитель

В этом устройстве используется микроэлектроника для измерения тока и определения момента срабатывания. Размыкатель более точно и гибко контролирует процесс отключения, чем термомагнитный аналог. Устанавливается в комбинации с термомагнитным расцепителем в автоматических выключателях 3p, используемых в трехфазных сетях. Устройство подходит для линий с высокоточным оборудованием, чувствительным к перебоям в электропитании.

Электронный размыкатель измеряет не только величину тока, но и другие параметры, например, скорость нарастания тока, наличие перекоса фаз и т.д. Эта способность позволяет более точно определять характер аварийной ситуации и выбирать оптимальный режим отключения.

Микропроцессорный расцепитель

Это усовершенствованный вариант электронного устройства, использующий микропроцессор для обработки информации и принятия решений. Он обладает расширенным функционалом:

• Запись событий – регистрация параметров работы автомата и причин его срабатывания
• Дистанционный мониторинг – возможность удаленного контроля и управления
• Адаптивные алгоритмы защиты – возможность автоматической настройки параметров защиты в зависимости от условий работы

Микропроцессорные расцепители являются наиболее сложными и дорогостоящими, но и самыми функциональными устройствами. Благодаря высокой точности и скорости обработки данных, разъединители обеспечивают надежную и эффективную защиту электрооборудования. Они позволяют минимизировать время отключения и повысить безопасность эксплуатации объекта.