Ні для кого не секрет, що автоматичні вимикачі це не просто рубильники, які пропускають робочий струм і забезпечують два стану електричного кола: замкнутий і розімкнуте. Автоматичний вимикач - це електричний апарат, який в режимі реального часу «відстежує» рівень струму, що протікає в захищається ланцюга і відключає її при перевищенні струмом певного значення.
Найпоширенішим поєднанням в автоматичних вимикачах є комбінація теплового і електромагнітного розчеплювача. Саме ці два види расцепителей забезпечують основну захист ланцюгів від надструмів.
Тепловий расцепитель призначений для відключення струмів перевантаження електричного кола. Тепловий расцепитель конструктивно складається з двох шарів металів, що володіють різними коефіцієнтами лінійного розширення. Це і дозволяє пластині згинатися при нагріванні і впливати на механізм вільного розчеплення, в кінцевому підсумку, відключаючи апарат. Такий расцепитель ще називають термобиметаллический расцепителем за назвою основного елемента - біметалічної пластини.
Однак цей вид расцепителя має істотний недолік - його властивості залежать від температури навколишнього середовища. Тобто, при дуже низькій температурі навіть якщо ланцюг буде перевантажена - теплової розчепитель автоматичного вимикача може не відключити лінію. Можлива і зворотна ситуація: в дуже жарку погоду автоматичний вимикач може помилково відключати захищається лінію, за рахунок нагріву біметалічної пластини навколишнім середовищем. До того ж теплової расцепитель споживає електричну енергію.
Електромагнітний расцепитель складається з котушки і рухомого сталевого сердечника, утримуваного пружиною. При перевищенні заданого значення струму, за законом електромагнітної індукції в котушці наводиться електромагнітне поле, під дією якого сердечник втягується всередину котушки, долаючи опір пружини, і викликає спрацьовування механізму розчеплення. У нормальному режимі роботи в котушці також наводиться електромагнітне поле, проте його сили не вистачає, щоб подолати опір пружини і втягнути сердечник.
Пристрій механізму електромагнітного розчеплювача показано на прикладі АП50Б
Цей вид расцепителя не володіє таким великим споживанням електричної енергії, як теплової расцепитель.
В даний час широкого поширення набули електронні расцепители на базі мікроконтролерів. З їх допомогою можна здійснювати точну настройку наступних параметрів захисту:
- рівень робочого струму захисту
- час захисту від перевантаження
- час спрацьовування в зоні перевантаження з функцією «теплової пам'яті» і без неї
- ток селективної відсічення
- час селективної струмового відсічення
Реалізована функція проведення самотестування працездатності механізму вільного розчеплення за допомогою кнопки ТЕСТ дозволяє проводити перевірку апарату споживачем.
Регулювання параметрів настройки електричного кола на лицьовій панелі пристрою дозволяє персоналу без зайвого праці зрозуміти, як налаштована захист лінії, що відходить.
За допомогою поворотних перемикачів на лицьовій панелі встановлюється рівень робочого струму ланцюга. Регулювання уставки робочого струму розчеплювача IR встановлюється в кратності: 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63; 0,7; 0,8; 0,9; 0,95; 1,0 до номінального струму вимикача.
Існує два режими роботи напівпровідникового розчеплювача при перевантаженні електричного кола:
- з «теплової пам'яттю»;
- без «теплової пам'яті»
«Теплова пам'ять» є емуляцією роботи теплового розчеплювача (біметалічної пластини): мікропроцесорний расцепитель програмним способом задає час, який треба було б для охолодження біметалічної пластини. Ця функція дозволяє обладнанню та захищається ланцюга більше часу остигати і, відповідно, їх термін служби не знижується.
Однією з переваг є установка рівня струму і часу спрацьовування автоматичного вимикача при короткому замиканні, що здійснює необхідну селективність захисту. Це необхідно для того, щоб ввідний автоматичний вимикач відключився пізніше, ніж найближчі до аварії апарати. Важливо відзначити, що, на відміну від теплового розчеплювача, уставки за часом в микропроцессорном расцепителей не змінюються при зміні температури навколишнього середовища.
Регулювання уставки струму селективної струмового відсічення вибирається кратно робочому струму IR: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.
Регулювання уставки часу селективної струмового відсічення вибирається в секундах: 0 (без витримки часу); 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4.
Електромагнітна сумісність мікропроцесорних расцепителей автоматичних вимикачів OptiMat D дозволяє застосовувати ці апарати в загальнопромислових електроустановках. У свою чергу, електромагнітні поля, створювані елементами мікропроцесорного розчеплювача не роблять негативного впливу на навколишнє техніку.
Розглянемо вибір уставок на прикладі мікропроцесорного розчеплювача MR1-D250 автоматичного вимикача OptiMat D. Є асинхронний двигун АІР250S2 з параметрами Р = 75 кВт; cosφ = 0,9; Iп / Iном = 7,5; для якого потрібно вибрати уставки захищає апарату (автоматичний вимикач захищає безпосередньо лінію з даними електродвигуном). Приймемо наступні умови: пуск електродвигуна легкий і час пуску рівне 2 с.
Вибираємо для нашого двигуна уставку в 4 секунди з функцією теплової пам'яті:
У нашому випадку номінальний струм електродвигуна становить 126,6 А. Відповідно, виставляємо перемикач регулювання номінального струму вимикача на значення 0,56, щоб найближчим значення вийшло 140 А.
Щоб автоматичний вимикач не спрацьовував помилково від пускових струмів, кратність яких для обраного двигуна становить 7,5 приймемо уставку селективної струмового відсічення рівну 8.
Т. к. Даний вимикач буде встановлюватися безпосередньо для захисту електродвигуна для забезпечення селективності в дії вимикачів приймаємо миттєву селективну струмовий відсічення (без витримки за часом).
Слід також зазначити, що при перевищенні струмом короткого замикання значення в 3000 А вимикач буде спрацьовувати миттєво, тобто без витримки за часом.
Таким чином, ми розглянули приклад вибору уставок мікропроцесорного розчеплювача, що забезпечують захист асинхронного двигуна. Даний приклад вибору уставок мікропроцесорного розчеплювача не є технічним керівництвом. В кінцевому вигляді панель настройки мікропроцесорного розчеплювача автоматичного вимикача буде виглядати так:
Електромагнітна сумісність, яка відповідає вимогам ГОСТ Р 50030.2-2010, і можливість впровадження в систему автоматизації робить автоматичні вимикачі Optimat D250 більш надійними, зручними і вигідними рішеннями за багатьма показниками.