Що таке електричний автомат

Обов'язковим елементом будь електромережі є спеціальний пристрій захисту - автомат електричний. Хоча на загальну працездатність його наявність або відсутність не впливає і при необхідності він може бути легко «викинутий» з ланцюга, так робити не рекомендується.

Комутація

Щоб пояснити «на пальцях», що таке електричний автомат, можна привести в приклад всім знайомий вимикач світла, який є в кожному будинку, в кожній кімнаті. Та сама клавіша, натискуючи на яку, можна управляти роботою світильників. Це називається терміном «комутація» або, якщо говорити зрозумілою електромонтерам мовою, розбиранням та складанням електричної схеми. Під зовнішнім пластмасовим корпусом знаходиться виконавчий механізм - металевий язичок, який при включенні стикається з двома точками-контактами, служачи своєрідним містком, по якому може протікати струм. Відповідно, при виключенні ця ланцюжок розривається. Це і є комутація стосовно до електротехніки. Режим роботи в даному випадку вибирає людина, а пристрій не має можливості самостійно змінювати його. Якщо б можна було наділити вимикач світла такою додатковою функцією, то він став би називатися автоматичним (або «автоматом»). Зрозуміло, нічого спільного з військової областю у даному випадку термін не має. Автомат електричний як раз і є саме таким приладом.

Конструкція

Звичайно ж, зовні автомат електричний мало схожий зі всім відомим вимикачем світла. Існує величезна кількість модифікацій, але найбільш поширене класичне рішення. Це пластмасовий корпус, на передній панелі якого розміщений важіль, кнопка або язичок з діелектричного матеріалу. На верхній стороні встановлені висновки, до яких приєднуються провідники, нормально перебувають під напругою. З нижньої сторони є така ж кількість виходів, від яких лінії йдуть далі. Використовуючи вищезгаданий важіль (наприклад, тип АЕ), можна подавати напругу на лінію, йде від автомата, або знеструмлювати її. Не менш поширений тип АП, в якому замість важеля є дві кнопки, призначені для включення і відключення. При натисканні на першу всередині апарату створюються ті самі містки для проходження струму, натиснувши на другу, їх можна розірвати».




Крім зовнішніх особливостей, існують і внутрішні. Найбільш значуща з них - це число комутованих ланцюгів. Так, автомат електричний однофазний призначений для комутації всього одній лінії (фази). Так само, як і найпростіший домашній вимикач світла. А ось всередині трифазних моделей виконавчий механізм здатний замикати і розмикати не одну, а відразу три лінії одночасно.

Коротке замикання

Те, що даний прилад призначений для комутації, ми вже вказали. Проте термін «автомат» означає, що він має здатність розривати ланцюг, підключену до його виходів, без участі людини, тим самим виконуючи захисну функцію. Щоб зрозуміти, як це відбувається, найпростіше скористатися поясняющим прикладом. До лампи розжарювання протягнуто два дроти, один з яких йде через автомат електричний однофазний. Коли він включений, через його внутрішній механізм проходить струм, далі протікаючи по провіднику до лампочки. Але ось з-за зовнішнього впливу пошкоджується корпус світильника й усередині нього замикаються два дроти - подводящийся від автомата (фаза) і йде від лампи до нульової клемі. Тобто виникає коротке замикання, при якому опір мінімально. Воно характеризується зростанням струму, обмеженого лише потужністю джерела живлення, властивості провідників і особливістю несправності. Зазвичай це досить високі значення, які викликають нагрівання проводів, пошкодження ізоляції і вигоряння контактних майданчиків. Не будь у ланцюгу автоматичного вимикача, міг би виникнути пожежа або згодом знадобилося проведення ремонтних робіт. А при його наявності відбувається непрямий вимір значення протікаючого струму і - в разі перевищення допустимої величини - відключення ланцюга.

Перевищення потужності

Крім запобігання наслідків короткого замикання, електричні автомати захисту реалізують ще одну функцію - захищають не тільки захисну лінію пошкодження внаслідок температурного впливу струму, але і живити електричні механізми. Знову ж таки, вдамося до прикладу. Уявімо, що через автоматичний вимикач підключений до електромережі двигун, що приводить в рух будь-якої виконавчий механізм. В нормальних умовах споживаний приводом струм знаходиться в розрахункових межах. Але якщо з якої-небудь причини виконавчий механізм починає погано працювати (додано вага, поломка підшипників), то струм зростає. Правда, на відміну від короткого замикання, не миттєво, а поступово. Продовжуючи експлуатацію в такому режимі, можна викликати вигоряння обмоток в електродвигуні через перевантаження. А ось автоматичний вимикач зареєструє збільшене споживання струму і розірве ланцюг. Варто визнати, що з цим завданням все ж краще справляється зовнішнє теплове реле.

Як працює електричний автомат. Характеристики

З усього вищесказаного випливає, що в більшості автоматів встановлені два типи захистів - від короткого замикання і від перевантаження. Перша називається електромагнітною, а друга - теплової. Реалізовані вони досить просто. Кожен внутрішній струмопровідний місток (про них ми згадували на початку статті) конструктивно об'єднаний з котушкою і металевим рухомим сердечником. Поки значення протікаючого струму менше допустимого даною моделлю автомата, сердечник залишається нерухомим. Але варто струму перевищити поріг - і впливу магнітного поля котушки стає достатньо, щоб втягнути його. Зміщуючись, сердечник натискає на «собачку», і система пружин відкидає контакти, перериваючи шлях струму. Теплова захист реалізована інакше. Струм, протікаючи по «містках», нагріває спеціальну пластину з біметалу. Її властивості такі, що по досягненні певної температури відбувається фізичне згинання, яке зникає саме по міру остигання. Таким чином, якщо значення струму вище допустимого, то пластина все більше нагрівається і в кінці кінців згинається, впливаючи на систему відкидали пружин. Основними характеристиками автоматичних вимикачів є:

номінальний струм;

значення спрацьовування електромагнітного захисту;

струмове значення теплової уставки;

наявність або відсутність додаткових слабкострумових контактів;

число полюсів (фаз);

кліматичне виконання за ГОСТ.