2.6.1. Общие сведения

Автоматический выключатель (автомат) служит для отключения электрической цепи при ненормальных и аварийных режимах — перегрузках, коротких замыканиях, чрезмерном понижении напряжения питания, изменении направления мощности и при защите людей от поражения электрическим током. Автоматом можно также пользоваться для редких включений и отключений номинальных токов нагрузки.

К автоматам предъявляются следующие требования.

• Токоведущая цепь автомата должна пропускать номинальный ток в течение сколь угодно длительного времени. Режим продолжительного включения для автомата является нормальным. С другой стороны, токоведущая система автомата подвергается воздействию больших токов короткого замыкания, как при замкнутом положении контактов, так и при включении на существующее короткое замыкание.

• Автомат должен обеспечивать многократное отключение предельных токов короткого замыкания, которые могут достигать десятков и даже сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.

• Для повышения электродинамической и термической стойкости энергоустановок, уменьшения разрушений, вызываемых токами короткого замыкания, автоматы должны иметь малое время отключения. С целью уменьшения габаритов распределительного устройства и повышения безопасности обслуживания необходимо сокращение зоны выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги.

• Элементы автомата должны обеспечивать необходимые токи и времена срабатывания и селективность.

Автоматические выключатели подразделяются на:

• Установочные и универсальные. Установочные автоматические выключатели имеют защитный изоляционный корпус, а универсальные – не имеют такого корпуса;

• Быстродействующие и не быстродействующие. Быстродействие обеспечивается принципом действия и условиями для быстрого гашения дуги;

Основными параметрами автоматов являются: номинальный длительный ток, номинальное напряжение, предельный ток отключения, собственное и полное время отключения.

Под собственным временем автомата понимают время от момента наступления условия срабатывания до момента прекращения соприкосновения его контактов. После расхождения контактов возникающая электрическая дуга должна быть погашена за наименьшее время с перенапряжением, не представляющим опасности для остального оборудования.

Собственное время автомата зависит от способа расцепления, конструкции контактов, массы подвижных частей и других факторов. Если собственное время больше 0,01 с, то автомат называется обыкновенным (небыстродействующим). В этом случае, как правило, к моменту размыкания ток в цепи достигает установившегося значения. Такой автомат не облегчает работу аппаратуры и оборудования при коротких замыканиях. Самому аппарату также приходится отключать установившийся ток короткого замыкания.

В быстродействующих автоматах собственное время автомата сокращается до 0,002-0,008 с. К моменту расхождения контактов ток не в любом направлении достигает установившегося значения. Такой автомат, как правило, отключает ток значительно меньший, чем установившийся ток короткого замыкания. Благодаря этому облегчается работа самого автомата, уменьшается термическая и динамическая нагрузка аппаратуры и оборудования. С увеличением скорости возрастания тока эффект токоограничения уменьшается, так как к моменту расхождения контактов ток достигает больших значений.

Для получения токоограничения в настоящее время в этих автоматах применяются устройства, реагирующие не на ток, а на скорость его нарастания. В зависимости от вида воздействующей величины автоматы делятся на максимальные автоматы по току, минимальные автоматы по току, минимальные автоматы по напряжению, автоматы обратного тока, максимальные автоматы, работающие по производной тока, поляризованные максимальные автоматы (отключают цепь при нарастании тока в одном — прямом направлении) и неполяризованные, реагирующие на возрастание тока

Для построения селективно действующей защиты автоматы должны иметь регулировку тока срабатывания и времени срабатывания.