Руководство по устройству электроустановок — Автоматический выключатель
Автоматический выключатель/разъединитель выполняет все основные функции распределительного устройства, а при использовании вспомогательных элементов может обеспечивать многочисленные дополнительные функции.
Как показано на рис. H23, автоматический выключатель/разъединитель является единственным коммутационным аппаратом, способным одновременно выполнять все основные функции, необходимые в электроустановке.
Кроме того, за счет применения вспомогательных элементов, он может обеспечить широкий диапазон дополнительных функций таких как: индикация (вкл-выкл-отключение при коротком замыкании); отключение по минимальному напряжению; дистанционное управление и др. Это делает автоматический выключатель/разъединитель основным элементом распределительного устройства для любой электроустановки.
■ (С возможностью использования катушки отключения для телеуправления)
Отключение для тех. обслуживания механического оборудования
■ (С применением УЗО)
■ (С использованием катушки минмального напряжения)
■ Добавленное или встроенное
Индикация и измерение
■ (Обычно является дополнительной опцией с электронным расцепителем)
Рис. H23 Функции, выполняемые автоматическим выключателем/разъединителем

Промышленные автоматические выключатели должны соответствовать стандартам IEC 60947-1 и 60947-2 или другим эквивалентным стандартам. Бытовые автоматические выключатели должны соответствовать стандарту IEC 60898 или другому эквивалентному стандарту.
Рис. H24. Основные элементы автоматического выключателя
4.1 Стандарты и описание
Стандарты
В отношении промышленных низковольтных электроустановок должны применяться следующие существующие или готовящиеся международные стандарты:
60947-1: общие правила
60947-2: часть 2: автоматические выключатели
60947-3: часть 3: выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации с плавкими предохранителями
60947-4: часть 4: контакторы и пускатели электродвигателей
60947-5: часть 5: устройства и коммутационные аппараты для цепей управления
60947-6: часть 6: многофункциональные коммутационные устройства
60947-7: часть 7: вспомогательное оборудование
Для бытовых и аналогичных низковольтных электроустановок соответствующим стандартом является IEC 60898 или эквивалентный национальный стандарт.
Описание
На рис. H24 схематически показаны основные части низковольтного автоматического выключателя и его четыре основные функции:
узлы, осуществляющие отключение цепей, включая неподвижные и подвижные контакты и дугогасительную камеру
механизм блокировки, который разблокируется расцепителем при обнаружении аномальных условий по току.
Этот механизм также соединен с ручкой управления выключателя.
исполнительное устройство расцепляющего механизма:
или: термомагнитный (комбинированный) расцепитель, в котором биметаллическая пластина, чувствительная к изменению температуры, обнаруживает перегрузку, а электромагнитный расцепитель срабатывает при уровнях тока, характерных для условий короткого замыкания, или
электронное реле, срабатывающее от измерительных трансформаторов тока, установленных по одному на каждой фазе.
место, предусмотренное для размещения нескольких типов контактных зажимов, которые в настоящее время используются для подсоединения основных проводников силовой цепи. Бытовые автоматические выключатели (рис. H25 на следующей странице), отвечающие стандарту IEC 60898 и аналогичным национальным стандартам, выполняют функции:
изолирования цепей
защиты от сверхтоков
Некоторые из моделей могут быть адаптированы для обнаружения с высокой чувствительностью (30 мА) токов утечки на землю и отключения цепи с помощью дополнительного модуля, как показано на рис. H26, а в других моделях (RCBOs) (отвечающих стандарту IEC 61009 и более новому стандарту IEC 60947-2, Приложение B (модель CBRs)) функция обнаружения дифференциального тока встроена в конструкцию автоматического выключателя.
Рис. H25. Бытовой автоматический выключатель, обеспечивающий функции защиты от сверхтоков и изолирование цепей
Рис. H26. Бытовой автоматический выключатель, аналогичный показанному на рис. H25, но дополнительно обеспечивающий защиту от поражения током за счет добавления модуля.
Рис. H28. Пример модульной конструкции промышленного автоматического выключателя (Compact NS), обладающего различными вспомогательными функциями
Рис. H29. Примеры промышленных автоматических выключателей для тяжелых условий эксплуатации. Выключатель Masterpact обладает множеством функций автоматизации благодаря использованию модуля расцепителя Micrologic
Помимо вышеуказанных функций, установка дополнительных модулей (как показано на рис. H27) позволяет базовому автоматическому выключателю выполнять вспомогательные функции, а именно дистанционное управление и индикацию (вкл.-выкл.-отключение при коротком замыкании).
Рис. H27. Система Multi 9, состоящая из низковольтных модульных коммутационных элементов
В настоящее время на рынке имеются промышленные автоматические выключатели в литом корпусе, отвечающие стандарту IEC 60947-2, которые с помощью соединенных регулируемых модулей обеспечивают аналогичный набор вспомогательных функций в дополнение к тем, которые были описаны выше (рис. H28).
Промышленные автоматические выключатели для тяжелых условий эксплуатации, рассчитанные на большие токи и удовлетворяющие стандарту IEC 947-2, имеют много встроенных электронных функций и функций связи (рис. H29).
Кроме функций защиты, модуль Micrologic обеспечивает оптимизированные функции, такие как измерение (включая функции контроля качества электроэнергии), диагностика, связь, управление и мониторинг

Рис. H30. Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (что дает Ir = 360 А)
4.2 Основные характеристики автоматического выключателя
Основными характеристиками автоматического выключателя являются:
его номинальное напряжение Ue
его номинальный ток In
его диапазоны регулировки уровней тока отключения для защиты от перегрузки (Ir* или Irth1) и защиты от короткого замыкания (Im)1.
его отключающая способность при коротком замыкании (Icu — для промышленных автоматических выключателей и Icn — для бытовых автоматических выключателей).
Номинальное рабочее напряжение (Ue)
Это то напряжение, при котором данный выключатель предназначен работать в нормальных условиях.
Для автоматического выключателя устанавливаются и другие значения напряжения, соответствующие возмущенным условиям (см. подпункт 4.3).
Номинальный ток (In)
Это — максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.
Пример
Автоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40°C оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50°C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60°C — лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.
Занижение номинальных характеристик автоматического выключателя достигается за счет снижения уровня уставки его реле перегрузки по току отключения. Использование электронного отключающего устройства, предназначенного для работы при высоких температурах, обеспечивает возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уровнями уставок по току) при окружающей температуре 60°С или даже 70°С.
Примечание: В автоматических выключателях, соответствующих стандарту IEC 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный непрерывный ток.
Номинальный ток выключателя при использовании расцепителей с разными диапазонами уставок
Автоматическому выключателю, который может быть оборудован модулями отключения при сверхтоке, имеющими различные диапазоны уставок по току, присваивается номинальное значение, соответствующее номинальному значению отключающего элемента с наивысшим уровнем уставки по току отключения.
Пример
Автоматический выключатель NS630N может быть оснащен четырьмя электронными отключающими модулями (расцепителями) с номинальными токами от 150 А до 630 А. В таком случае номинальный ток такого автоматического выключателя составит 630 А.
Уставка реле перегрузки по току отключения (Irth или Ir)
За исключением небольших автоматических выключателей, которые легко заменяются, промышленные автоматические выключатели оснащаются сменными, т.е. заменяемыми, реле отключения максимального тока. Для того чтобы приспособить автоматический выключатель к требованиям цепи, которой он управляет, и избежать необходимости устанавливать кабели большего размера, отключающие реле обычно являются регулируемыми. Уставка по току отключения Ir или Irth (оба обозначения широко используются) представляет собой ток, при превышении которого данный автоматический выключатель отключит цепь. Кроме того, это — максимальный ток, который может проходить через автоматический выключатель без отключения цепи. Это значение должно быть обязательно больше максимального тока нагрузки Ib, но меньше максимально допустимого тока в данной цепи Iz (см. главу G, подпункт 1.3). Термореле обычно регулируются в диапазоне (0,7-1,0)In, но в случае использования для этой роли электронных устройств этот диапазон больше и обычно составляет (0,4-1,0)In.
Пример (рис. H30)
Автоматический выключатель NS630N, оснащенный расцепителем STR23SE на 400 А, который отрегулирован на 0,9 In, будет иметь уставку тока отключения: Ir = 400 x 0,9 = 360 А.
Примечание: Для цепей, оборудованных нерегулируемыми расцепителями, Ir = In. Пример: для автоматического выключателя C60N на 20 А Ir = In = 20 А.
*Величины уставки по току, которые относятся к термомагнитным (комбинированным) расцепителям мгновенного действия для защиты от перегрузки и короткого замыкания.
Уставка по току отключения при коротком замыкании (Im)
Расцепители мгновенного действия или срабатывающие с небольшой выдержкой времени предназначены для быстрого выключения автоматического выключателя в случае возникновения больших токов короткого замыкания. Порог их срабатывания Im:
для бытовых автоматических выключателей регламентируется стандартами, например IEC 60898, а
для промышленных автоматических выключателей указывается изготовителем согласно действующим стандартам, в частности IEC 60947-2.
Для промышленных выключателей имеется большой выбор расцепителей, что позволяет пользователю адаптировать защитные функции автоматического выключателя к конкретным требованиям нагрузки (см. рис. H31, рис. H32 и рис. H33 на следующей странице).
Защита от перегрузки
Защита от короткого замыкания
Бытовые автоматические выключатели МЭК 60898
Наши статьи
Комплект Metronome продемонстрировал невероятную точность в передаче тембров и заметно расширил звуковой диапазон вверх — впечатления Николая Ефремова (салон AV) о полном сете Metronome AQWO.
CD или CD Rip?
AMC XIA150SE – душевный усилитель с твердым характером
Davis Acoustics Krypton 9. Изысканный французский звук
Fi Neo Stream. Новые грани аудио стриминга
ELAC VELA BS404. Универсальные полочники с характером
ELAC Varro Dual Reference DS1200 — сабвуфер с процессором DSP
Цифровой источник Cen.Grand 9i-92DE и ЦАП-усилитель для наушников 9i-92SA III. Переход на новый уровень
Кабели Harmonic Technology
Metronome AQWO получает престижную награду «Выбор эксперта»! Обзор от Николая Ефремова (Salon AV)
Новый флагманский акустический кабель Tchernov Cable Ultimate DSC SC
Домашняя работа. Обзор Davis Acoustics HERA 250
«Французские Ритмы» #4: Презентация громкоговорителей Davis Acoustics в московском аудиосалоне Pult.Ru
ELAC Concentro S 503. Красивые полочные АС с большими возможностями
Компания En-Trade Distribution стала дистрибьютором французского бренда акустических систем
High End звучание совсем не за хай-эндную цену! Audio Analogue Aacento получает престижную награду «Выбор эксперта»! Обзор от Николая Ефремова (салон AV)
Peak Consult: история, принципы и достижения
Выставка Fresh Hi-Fi & Vinyl Show в Санкт-Петербурге состоится 17-18 сентября
Kalista и Karan Acoustics. Ultra High End комбо на Toronto Audio Fest
MSB Digital Director — цифровой процессор с двумя DSP
Комплект Metronome продемонстрировал невероятную точность в передаче тембров и заметно расширил звуковой диапазон вверх — впечатления Николая Ефремова (салон AV) о полном сете Metronome AQWO.
AUDIO ANALOGUE AACENTO — Ferrari в мире усилителей!! Обзор от Ильи Суханова (PULT.RU)
Обзор TWS-наушников JVC HA-A7T. Бюджетная альтернатива
TECHNOLOGICA на выставке HI-FI & HIGH END SHOW 2022
Обзор. АС Legacy Focus SE, усилитель Coda 16.0, пред Coda 07x pre. От аудиофилии до меломании – один шаг, или сколько нужно человеку для аудионирваны
Описание параметра «Поддерживаемые расцепителем защиты»

Электромеханические расцепители типа Т, М, ТМ, ТМД обеспечивают следующие типы защит:
- Т — Ir — защита от перегрузок — тепловая защита.
- M — Im — защита от коротких замыканий — электромагнитная защита
- TM — Ir, Im — защита от перегрузок и коротких замыканий — комбинированная защита
- TMД — Ir, Im, IΔn — защита от перегрузок и коротких замыканий, а также от токов утечек
Ir — защита от перегрузок — тепловая защита.
Механизм, реализующий Ir, представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа.
Примечание: ΔIr — тоже что и Ir, только с возможностью регулировки порога срабатывания потребителем (на рисунке верхняя синяя стрелка) — данное обозначение установлено только на портале Profsector.com
Im — защита от коротких замыканий — (электромагнитная защита, электромагнитный расцепитель).
Механизм, реализующий Im, представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока. Защита от коротких замыканий, в отличие от защиты от перегрузок, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷20 раз от номинала, в зависимости от типа автоматического выключателя.
Примечание: ΔIm — тоже, что и Im, только с возможностью регулировки порога срабатывания потребителем (на рисунке синяя стрелочка) — данное обозначение установлено только на портале Profsector.com.
IΔn — дифференциальная защита — это защита от токов утечек. Она защищает персонал от повреждения током и оборудование от возможных возгараний. Обычно реализуется специальными блоками, тороидальные трансформаторы которых обнаруживают непосредственно слабые токи замыкания на землю, возникающие в результате повреждения изоляции.
IN — защита нейтрали (только для 4-х полюсных автоматов) — это защита от перегрузок и коротких замыканий в нейтральном проводе.

Электронные расцепители типа ЭР в зависимости от исполнения могут обесепчивать следующие типы защит:
- Ir — защита от перегрузок — тепловая защита, обозначается L
- tr — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Ir
- Im — защита от коротких замыканий — очень редко реализуемая защита в электронных расцепителях. Её обычно заменяют защиты выполняющие теже функции Isd и Ii.
- Isd — селективная токовая отсечка, обозначается S (Short delay = короткая выдержка времени). Дополняет тепловую защиту. Отличается очень малым временем срабатывания, но при этом имеет небольшую задержку включения, обеспечивающую селективность с нижестоящим аппаратом. Уставка Isd может настраиваться пользователями.
- tsd — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Isd
- Ii — мгновенная токовая отсечка (I) — эта защита дополняет Isd. Она вызывает мгновенное отключение аппарата. Уставка по току может быть регулируемой или постоянной (встроенной).
- Ig — защита от замыканий на землю, обозначается G (Ground). Электронные расцепители могут рассчитывать дифференциальные токи утечки на землю с высоким порогом (порядка десятков ампер) на основе измерений фазных токов.
- tg — настраиваемое потребителем время выдержки для включения защиты Ig
- IΔn — дифференциальная защита — это защита от токов утечек. Она защищает персонал от повреждения током и оборудование от возможных возгараний.
- tΔn — настраиваемое потребителем время выдержки для параметра IΔn
- IN — защита нейтрали (только для 4-х полюсных автоматов) — это защита от перегрузок и коротких замыканий в нейтральном проводе. Может использоваться настройка для фаз или собственная настройка для нейтрали: пониженная уставка (0,5 фазной уставки) или OSN – защита нейтрали с уставкой, превышающей в 1,6 раза уставку фазной защиты. В случае защиты OSN максимальная настройка аппарата ограничена до 0,63 х In.
Реализация защит у электронных расцепителей следующая. Измерительное устройство, с помощью датчиков тока и напряжения, производит необходимые измерения характеристик протекающих по силовой цепи автомата токов и в случае аварийной ситуации, через исполнительный соленоид, отключает автоматический выключатель.
В большинстве случаев, защиты обеспечиваемые электронными расцепителями, имеют возможность настройки пользователями. Поэтому, при указании типов защит для электронных расцепителей, не применяется символ Δ.
IR-модуль — самообучаемое устройство управления вентилятором клим-системы

Устанавливая предпусковой подогреватель для активации климат-контроля автомобиля с целью обогрева салона требуется установка дополнительного модуля.
Для этого устанваливается модуль IPCU (Intelligent Programmable Control Unit), представляющий собой электронный программируемый блок управления климат-контролем.
Для решения этих проблем компания Эберспехер разработала Intelligent Relay (IR-модуль). IR-модуль – это электронное самообучаемое устройство управления скоростью вращения вентилятора штатной климат-системы автомобиля. Модуль активирует электронно-управляемые вентиляторы климат-систем автомобилей в парковочном режиме работы подогревателя на автомобилях с напряжением бортовой сети 12 В. Он может функционировать как в качестве делителя напряжения, так и в качестве реле широтно-импульсной модуляции.
IR-модуль обладает рядом существенных преимуществ в сравнении с IPCU-реле:
Для установки IR-модуля, в отличие от IPCU-реле, не требуется дополнительное оборудование (осциллограф) для считывания сигнала управления системы климат-контроля автомобиля и его дальнейшей настройки (диагностический прибор). IR-модуль сам способен считать нужную информацию и программировать сигнал согласно полученным данным. Достаточно его смонтировать, подключить по предлагаемой схеме и выставить параметры работы климат-контроля. Модуль способен самообучаться, он запоминает настройки и воспроизводит их автономно. Таким образом, сокращаются временные, стоимостные и трудозатраты на установку отопителя.
Intelligent Relay отслеживает напряжение аккумулятора автомобиля. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигает допустимого минимума – 11,4В, IR-модуль отключает штатный вентилятор климатической системы, что автоматически снижает нагрузку на АКБ. Данная функция предусмотрена на случай чрезмерного разряда батареи, что сделает невозможным запуск двигателя после его прогрева предпусковым подогревателем.
Помимо указанных преимуществ, это устройство дает возможность включать штатный вентилятор климат-контроля не при 30°С, а при 50 или даже 60°С, то есть при наиболее комфортных для двигателя температурах.
Предпусковой подогреватель Hydronic в комплексе с IR-модулем позволяет поддерживать тепло в салоне автомобиля с выключенным двигателем даже при достаточно низких температурах «за бортом». Это особенно ценно, если в сильный мороз необходимо поддержать тепло в салоне заглушенного автомобиля в течение непродолжительного времени.
Intelligent Relay может работать с любым устройством управления отопителем, а GSM-модуль EasyStart Text+ позволяет устанавливать и регулировать режим прогрева автомобиля посредством мобильного телефона в любой точке Земли.
Гарантийный период – 2 года с момента монтажа.
Базовые настройки и технические характеристики:
Частота 1000 Гц
Рабочий цикл 50%
Выходное напряжение 5В
Максимальная пропускная способность по току нагрузки на выходе А = 50 мА
Максимальная пропускная способность по току нагрузки между входом Е и выходом А = 10А
Габаритные размеры 85х53х22мм
Материал корпуса – пластик