Водіям автомобілів оснащених механічною коробкою перемикання передач, час від часу, щоб включити потрібну передачу, доводиться керувати машиною за допомогою лише однієї руки. На відміну від них щасливі власники транспорту з автоматичною коробкою перемикання передач за рульове колесо протягом усього руху можуть триматися обома руками. І зараз ми розглянемо основні типи автоматичних коробок передач.

Короткий зміст :

Різновиди АКПП Типи автоматичних коробок

Класичний гідравлічний "Автомат" (АКПП) | Гідроавтомат

Яскравим прикладом класичної АКПП є саме гідравлічний тип акпп, він же гідроавтомат. У відсутності прямого зв'язку між двигуном та колесами і полягає особливість даного типуакпп. Постає питання про те - яким чином крутний момент передається? Відповідь проста — двома турбінами та робочою рідиною. Після подальшої «еволюції» такого типу «автомата» роль управління в них взяли на себе спеціалізовані електронні пристрої, що дозволило додати до таких АКПП спеціальні «зимовий» та «спортивний» режими, з'явилася програма для економічної їзди та можливість перемикати передачі «вручну».

На відміну від механічної коробки перемикання передач гідравлічному "автомату" палива потрібно трохи більше і часу на розгін потрібно більше. Але це та ціна, яку доводиться заплатити за комфорт. І саме «гідравліка», кинувши виклик «механіці», здобула впевнену перемогу в багатьох країнах, окрім «старої Європи».

Як працює автоматична коробка передач

Водіями в Європі тривалий час усі різновиди АКППкатегорично не приймалася. Багато чого довелося зробити інженерам перед тим, як остаточно адаптували автоматичну коробку перемикання передач для Європи. Але все це в результаті послужило підвищенню економічності, появі таких режимів як «зимовий» та «спортивний». До того ж коробка навчилася індивідуально підлаштовуватися під стиль водіння водія, з'явилася можливість ручного перемикання передач на АКПП — що було важливо для європейських водіїв.

Кожен із виробників вважав за краще називати такі трансмісії, але найпершою з назв з'явилося. Autostick. Одним із найпоширеніших сьогодні по праву вважається винахід фірми АУДІ. Tiptronic. БМВ, наприклад, таку трансмісію назвали. SteptronicВольво ж визнали відповідною назвою для коробки-автомата. Geartronic.

Все ж таки при тому, що водій включає передачі сам, ручним повністю він не вважається. Це більше напівавтоматика, оскільки трансмісійний комп'ютер продовжує контролювати роботу автомобіля незалежно від вибраного режиму.

Роботизована коробка передач АКПП робот

МТА (Manual Transmission Automatically Shifted) - або так званий у народі, конструктивно, мабуть, багато в чому подібний до «механіки», але з точки зору управління - це ні що інше як АКПП. І хоча витрата палива тут більш помірна, ніж на тій же МКПП, є й свої нюанси. «Робот» дуже ефективний лише на помірному темпі їзди.

Чим агресивнішим стає манера їзди, тим болючіше відчуваються перемикання передач. Часом при перемиканнях навіть може здатися, що вас ніби хтось пхає в задній бампер. Тобто відмінність робота (Дсг) від автоматаполягає у принципі роботи першого. Однак невисока вартість та незначна вага АКПП повністю компенсують цей недолік.

Про коробку DSG Відео

Навіщо "Роботу" два зчеплення?

Volkswagen Golf R32 DSG з 2 зчепленнями

Існуючі недоліки серйозно ускладнювали експлуатацію, особливо гостро це позначалося на комфортності руху. Тому конструктори в ході тривалих «пошуків» дійшли в результаті рішення, яке вирішило проблеми — вони оснастили «робота» двома зчепленнями.

У 2003 році компанія Volkswagen запустила в масове виробництво роботизовану трансмісію з двома зчепленнями, вперше встановивши її на автомобілі Гольф R32. Назву йому надали DSG(Direct Shift Gearbox). Тут парними передачами керував один диск зчеплення, а непарними другий. Роботу коробки це значно пом'якшило, але тут з'явився інший солідний недолік - ціна цієї АКПП досить висока. Хоча масове визнання автолюбителями такої трансмісії зможе вирішити цю проблему.

Варіатор Варіаторна коробка передач

Варіаторна трансмісія (Continuously Variable Transmission) - вона момент, що крутить, змінює плавно, в цьому є її особливість. Цей різновид АКПП не має ступенів, фіксоване передатне число у її передач відсутнє. І якщо порівняти її з «гідравлікою» – то роботу останньої ми можемо відстежувати за показаннями тахометра, а от варіаторДуже стабільно підхоплює моменти перемикання передач у своїй швидкісний баланс залишається постійним.

Варіатор Безступінчаста трансмісія

Корисне відео про те, що являє собою варіаторна коробка передач

Особливості Відмінності варіатора від АКПП.

Не зможуть полюбити таку коробку ті водії, які звикли «слухати» свій автомобіль, бо подібно до тролейбуса, не змінює тональності двигуна. Але відмовлятися від варіатора з цієї причини, мабуть, не варто. Інженери знайшли вихід із цієї ситуації, додавши режим, де «віртуальні передачі» можна обирати вручну. Режим перемикання передач імітує, що дозволяє водієві відчувати їзду як на звичайній. автоматичній коробціперемикання передач.

Як визначити, яка коробка встановлена ​​в автомобілі, варіатор або гідроавтомат:

1. По можливості вивчіть технічну документацію автомобіля. Найчастіше автомат позначається як AT (Automatic Transmission), варіатор - CVT;
2. Пошукайте інформацію в Інтернеті. Зазвичай у технічні характеристикина популярних сайтах Ви обов'язково знайдете відповідь;
3. Тест-драйв. Якщо на автомобілі встановлений варіатор - то ніяких, навіть малопомітних поштовхів, ривків Ви не відчуєте, розгін схожий із набором швидкості "тролейбуса". На класичному автоматі відчуваються перемикання передач, хоча на справному вони практично непомітні, не відчути їх неможливо.

Що надійніше та краще: варіаторна коробка, робот чи автомат?

Розробка засобів безпеки електромереж стала актуальною з моменту їх появи. Різні навантаження призводили як до пошкодження кабелів, до виникнення пожеж.

На сьогоднішній день найбільш популярними пристроями цього типу стали автоматичні вимикачі.

Вони дозволяють запобігти таким подіям, як пожежі, пошкодження електропроводки. Оскільки вони автоматичні, то й спрацьовування відбувається без участі людини. Вибір правильного вимикача допоможе убезпечити приміщення від аварій.

Конструкція та принцип дії

Розуміння механізму автоматичного спрацьовування вимикача допоможе зробити вибір правильної моделі. Конструктивно автомат включає наступні ключові елементи:

• клеми;
• тумблер;
• електромагнітний розчіплювач;
• біметалічна пластина.

Залежно від виду навантаження, спрацьовує один із двох механізмів.

При виникненні навантаження ланцюга струмом, що перевищує номінал у рази, спрацьовує біметалічна пластина. Вона нагрівається протягом кількох секунд, у результаті відбувається її теплове розширення. При досягненні певних розмірів здійснюється її суттєвий вигин та ланцюг розмикається. Налаштування параметрів пластини здійснюється виробником. Для вимикачів, які застосовуються у побуті, час спрацьовування займає 5-20 с. Там, зазвичай, ставиться маркування літерами: B, C, D.

Режим короткого замикання (КЗ) характеризується лавиноподібним зростанням струму, що перевищує як номінал, а й його гранично допустимі навантаження. Часу на нагрівання пластини при стрибку не залишається, інакше проведення може оплавитися. Спрацьовує у такій ситуації електромагнітний розчіплювач. Магнітне поле надає руху сердечник, який здійснює розмикання ланцюга. Миттєве спрацьовування дозволяє убезпечити приміщення від наслідків КЗ.

Класифікація

Електричні автомати розрізняються за такими ключовими характеристиками:

• кількість полюсів;
• час струмова характеристика;
• величина робочого струму;
• відключаюча здатність.

Число полюсів

Ця характеристика відповідає числу ліній електропроводки, які можна безпосередньо підключити до автомата. Усі вихідні дроти будуть відключені одночасно під час спрацювання автомата.

Однополюсний автомат. Це найпростіший вид пристроїв захисту ланцюга. До нього підключається всього 2 дроти: один йде до навантаження, другий живлення. Ставиться він на стандартну din планку розміром 18 мм. Провід живлення підводиться зверху, а навантаження до нижньої клеми. Він може працювати в лініях електропроводки з однією, двома чи трьома фазами. Крім проводів живлення та навантаження у нього є нейтраль та заземлення, які підключені на відповідні шини. На вході такі автомати не ставлять, оскільки ланцюг буде розмикатися тільки по фазній лінії. Нульова проводка залишається замкненою і при збоях на ній може залишитися потенціал.

Двополюсний автомат, його відмінність від однополюсного. Цей тип автоматичних вимикачів дозволяє повністю знеструмити електропроводку приміщення. Він дозволяє синхронізувати момент вимкнення двох своїх вихідних ліній. Останнє призводить до більш високого рівнябезпеки під час проведення електромонтажних робіт. Його можна використовувати як окремий тумблер таких приладів, як водонагрівач або пральна машина. Підключення виконується за допомогою 4 кабелів: по парі на вході та виході.

Логічне просте питання: чи можливе підключення двох однополюсних автоматів замість одного двополюсного? Зрозуміло, що ні. Адже при автоматичному спрацюванні відключення у двополюсника вимикаються всі вихідні лінії. У пари незалежних автоматів перевантаження може не виникнути на одній з ліній і обесточка буде частковою. У звичайних квартирахможна підключати до цього автомата лінію фази та нейтралі. При розмиканні відбуватиметься повна обесточка всієї групи пристроїв, які від нього запитані.

Трьох та чотириполюсні автомати. Всі три або чотири фазні дроти підключаються до полюсів відповідного автоматичного вимикача. Використовуються вони, при підключенні зіркою, коли фазні дроти захищені від перевантажень, а середній провід залишається весь час комутованим, або трикутником, коли середнього центрального кабелю немає, а фазні захищаються.

Якщо відбувається навантаження на одній з ліній, відключення відбувається відразу на всіх інших. До цих автоматів підключаються 6 (трифазний автомат) або 8 дротів. По 3–4 на виході та стільки ж ліній на виході. Монтуються вони на din рейки завдовжки 54 (трифазний автомат) та 72 мм, відповідно. Їх використовують найчастіше в промислових установкахпри підключенні потужних електродвигунів.

Час струмовий параметр

Характер споживання харчування різними пристроямиваріюється навіть при збігу значень потужності. Нерівномірна динаміка споживання при коректній роботі, сплеск навантаження під час включення - всі ці явища призводять до суттєвих змін у такому параметрі як струм споживання. Розкид потужності може призвести до помилкового спрацювання вимикача.

Щоб унеможливити подібні ситуації вводяться динамічні параметри роботи, звані час струмовими характеристиками автоматичних вимикачів. Автомати за цим параметром поділяються на кілька типів. Час спрацьовування автомата у кожної із груп свій. Лицьова панельвимикача маркується відповідною літерою зі списку A, B, C, D, K, Z.

Номінальний струм

Відмінності автоматів залежно від номінальних значень струму поділяються на кілька груп (12 рівнів струму). Він безпосередньо пов'язаний з часом спрацьовування за перевищеного енергоспоживання. Визначити робоче значення можна суто теоретично, склавши суми струмів, споживаних кожним із пристроїв окремо. У цьому слід брати незначний запас. Також слід не забувати про можливості електропроводки.

Автомати призначені в першу чергу для запобігання її пошкодженням. Залежно від металу проводів та їх перетину розраховується максимальне навантаження. Номінали автоматичних вимикачів струму дозволяють зробити такий поділ.

Вимикаюча здатність

Цей параметр залежить від максимальної величини струму у разі виникнення КЗ за умови, що автомат виконає відключення мережі. За величиною струму КЗ всі автомати поділяються на групи.

• У першу входять приладиіз номіналом 4,5 кА. Їх використовують у приватних будинках, призначених для мешкання людей. Гранична величина струму становить приблизно 5 кА. Це пов'язано з тим, що опір системи провідних кабелів, які йдуть до будинку від підстанції, становить 0,05 Ом.
• Друга група маєноміналом 6 кА. Такий рівень вже застосовується у житлових багатоквартирних будинкахі громадських місцях. Граничний струмможе досягати 5,5 кА (опір проводки 0,04 Ома). У цьому використовуються моделі типів: B, C, D.
• На промислових установкахномінал складає 10 кА. Таку ж величину має гранична величина струму, яка може виникати в ланцюзі поряд з підстанцією.

Як вибрати правильний автомат

Донедавна широко поширені фарфорові запобіжники з плавкими елементами. Вони добре підходили до однотипного навантаження радянських квартир. Зараз кількість побутових приладів стала набагато більшою, внаслідок чого ймовірність отримання спалаху зі старими запобіжниками зросла. Щоб не допустити цього, необхідно ретельно підійти до вибору автомата з правильними характеристиками. Слід уникати надлишкових запасів потужності. Остаточний вибір робиться після виконання кількох простих дій.

Визначення числа полюсів

При визначенні цього параметра вимикача слід керуватися простим правилом. Якщо планується убезпечити ділянки ланцюга з пристроями, що мають незначне енергоспоживання (наприклад, приладами освітлення), краще залишити свій вибір на однополюсному автоматі (частіше класу B або C). Якщо планується підключення складного побутового пристрою, Що володіє суттєвою потужністю споживання (пральна машина, холодильник), слід встановлювати двополюсний автомат (класу C, D). Якщо ж здійснюється обладнання невеликого виробничого цехуабо гаража з багатофазними руховими установками, то варто вибирати триполюсний варіант (класу D).

Обчислення споживаної потужності

Як правило, на той час, коли планується здійснити підключення автомата, проводка в кімнату вже підведена. Виходячи з перерізу жил та типу металу (мідь або алюміній) можна визначити максимальну потужність. Наприклад, для мідної жили 2,5 мм 2 ця величина становить 4–4,5 кВт. Але проводку часто підводять із великим запасом. Та й розрахунок слід робити до початку виконання всіх монтажних робіт.

У цьому випадку знадобиться значення, яка сумарна потужність буде використовуватися всіма приладами. Завжди можливий варіант одночасного включення. Так, на звичайній кухні часто використовуються такі прилади:

• холодильник- 500 Вт;
• електричний чайник- 1700 Вт;
• мікрохвильова піч- 1800 Вт

Сумарне навантаження складає 4 кВт і для нього вистачить автомата на 25 A. Але завжди є споживачі, які включаються епізодично і можуть створити фактори, що сприяють спрацьовування вимикача. Такими пристроями можуть бути комбайн чи міксер. Тому слід брати автомат із запасом у 500–1200 Вт.

Обчислення номінального струму

Оскільки потужність в однофазних мережах дорівнює добутку напруги на силу струму, то струм легко визначити як приватне від потужності і напруги. Для наведеного вище прикладу цю величину легко обчислити, знаючи, що напруга в мережі становить 220 В. Величина споживаного струму становить 18,8 A. Враховуючи запас в 500-1200 В, вона складе 20,4-23,6 A.

Для того, щоб робота не припинялася навіть при таких короткочасних перевищеннях навантаження, номінальну силу струму для автомата можна взяти рівною 25 A. Приблизно такому ж значенню відповідає і номінал, виходячи з мідного кабелюз перетином 2,5 мм 2 якого вистачить із запасом для такого навантаження. Автомат із номінальним струмом 25 А спрацює до того, як він почне нагріватися.

Визначення час струмової характеристики

Цей параметр визначається за спеціальною таблицею, в якій перераховані пускові струми та час їхнього протікання. Наприклад, для побутового холодильника кратність пускового струму становить 5. При потужності 500 Вт, робочий струм становить 2,2 A. Величина пускового струму складе 2,2 * 7 = 15,4 A. Дані про періодичність беруться також за спеціальною таблицею.

Таблиця № 1. Пускові струми та тривалості імпульсів для побутових приладів

Для вибраного пристрою ця характеристика не перевищує 3 с. Вибір стає очевидним: для такого споживача необхідно брати автоматичний вимикач типу B. Допустимо робити вибір автомата за потужністю навантаження. Можна пропустити останній етап, зупинивши свій вибір на вимикачі класу В. Для побутових потреб найчастіше бувають достатніми характеристики електричних вимикачів класу В і С.

Автомати електричні виконують функцію захисту проводки від перевантажень, замикань, аварій, які можуть виникнути при стрибках напруги. Щоб не сталася надзвичайна ситуація, необхідно у квартирах, приватних будинках, гаражах, дачах та господарських спорудвстановлювати електричні автоматичні вимикачі. Коли трапляються перевантаження чи стрибки, то прилад реагує та працює неоднаково. У тій чи іншій ситуації відбувається спрацьовування окремих частин устрою, тоді як інші частини продовжують працювати, забезпечуючи безпеку житла.

Принцип роботи захисного автомату

Вимикач має компактні, невеликі розміри, пристрій поміщений у пластмасу із термостійких матеріалів. На одній стороні -лицьової - встановлена ​​рукоятка, що дозволяє вмикати і вимикати прилад, на іншій - ззаду - фіксатор-клапан, який кріпиться на спеціальну DIN-рейку. Знизу та зверху розташовані гвинтові клеми.

Принцип роботи вимикачів залежить від стану мережі та протікання струму проводки. Коли прилад електричного вимикачазнаходиться в нормальному режимі, то через автомат проходить струм, показники якого можуть дорівнювати або менше встановленого номінального значення. Напруга від зовнішньої мережі йде на верхню клему з нерухомим контактом. Звідси струм надходить на замкнутий рухомий контакт, а далі переходить на котушку соленоїда, що є гнучким мідним провідником. Вже звідси струм йде тепловий розчіплювач, з якого надходить на нижню клему. Саме вона підключена до мережі.

Таблиця номіналів автоматів за струмом

Штатний струм, який проходить по проводці, може бути більшим або меншим за встановлені значення. На їх основі складено класифікацію частокових характеристик для розчіплювачів у пристроях. Кожен вид у державному стандарті відзначений латинською літерою, а допустиме перевищення слід шукати за формулою коефіцієнта – k = I/In.

У таблиці 1 вказано норми кожного типу частокових показників.

Таблиця 1

Стаття на тему: Чому не варто купувати світлодіодні лампиу Китаї: 7 причин

У таблиці 2 наведено тимчасові характеристики приладів автоматичного вимкненняструму.

Таблиця 2

Тип	Характеристика	Види ланцюгів
А	Захист на відрізку АВ активується, коли коефіцієнт дорівнюватиме 1,3. Вимкнення струму відбувається протягом 60 хв. Якщо струм і далі збільшуватиметься, то час відключення скорочується рівно вдвічі. Електромагнітний захист із швидкістю 0,05 сек. спрацює, якщо номінал перевищить у 2 рази.	Не схильні до короткочасних навантажень, застосовуються в промислових масштабах, а не побуті.
У	Штатний номінал може бути перевищений у 3-5 разів. Активація соленоїда відбувається, якщо навантаження зросте вп'ятеро. Тоді знеструмлення відбудеться протягом 0,015 сек. Термоелемент відключиться протягом 4 секунд. вже за триразового перевищення.	Характерні для кіл без високих пускових струмів.
З	Перевантаження відбувається частіше, ніж за інших видів, допустимі показники вищі за норму - в 5 разів. Як тільки станеться перевищення штатного режиму, автоматично відключиться термоелемент.	У побутових мережах, де часто є навантаження різного типу.
D	Перевищення штатної норми відбувається у 10 разів, після чого відключається термоелемент, та у 20 разів – для соленоїда.	Використовується для захисту пускових пристроїв, по яких проходить високий струм.
До	Відключення соленоїда відбудеться, якщо струм перевищить показники у 8 разів.	Такі прилади треба ставити на кола, що мають індуктивне навантаження.
Z	Характерно невелике перевищення – від 2 до 4 разів.	Використовується для підключення електронних приладів.
MA	Термоелемент не застосовується, щоб вимкнути навантаження.	Встановлюється на пристрої з електричними двигунами.

Підбір автоматичного вимикача за потужністю

Одним із головних показників, за яким здійснюється вибір автоматичного вимикача, є потужність навантаження. Це дозволяє розрахувати потрібне значення струму пристрою, його захисту від перепадів напруги. Розрахунок проводиться за номінальним струмом, тому рекомендується вибирати за потужністю окремих ділянок. До уваги варто брати менші чи номінальні показники розрахункових струмів. Допустимий струм електропроводки буде більшим, ніж номінальна потужність вимикача.

Необхідно враховувати і такий показник, як частокова характеристика пристрою. Основним параметром визначення номінального показника потужності є перетин проводу. Допустиме значення струму, що вказується на автоматичному вимикачі, має бути трохи менше, ніж максимальний струм для перерізу дроту. Вибирають пристрій за найменшим перерізом проводу, який прокладено у проводці.

Стаття на тему: Робимо прикраси з гарбуза для саду, дачі та будинку своїми руками (38 фото)

Чим небезпечна невідповідність кабелю мережному навантаженню

Якщо автомат не відповідатиме мережній потужності та навантаженню, тоді він не захищатиме проводку від того, що сила струму та напруга різко зросте або впаде.

Перетин кабелю для мережного навантаження має точно відповідати потужності апарату. Якщо потужність по різних ділянках буде за сумою більшою, ніж номінальна величина, то збільшуватиметься температура. Через це може статися плавлення ізоляційного шару кабелю. Внаслідок чого почнеться займання електричної проводки. Також, якщо перетин кабелю не відповідатиме навантаженню, то спостерігатимуться такі явища:

• задимлення.
• Запах горілої ізоляції.
• Виникає полум'я.
• Вимикач не відключатиметься від мережі, оскільки номінальні показники струму по проводці не перевищуватимуть допустимі норми.

Процес плавлення ізоляційного шару через деякий час спровокує коротке замикання. Далі відбудеться відключення автоматичного вимикача, вогонь здатний охопити весь будинок.

Захист слабкої ланки електроланцюжка

Правила пристрою електроустановок свідчать, що вимикач для електричної мережі зобов'язаний максимально захистити найслабшу ділянку або містити такий номінал струму, який повністю відповідатиме параметру установок, які включені в мережу. Щоб підключити дроти до мережі, необхідно, щоб їх поперечні перерізимали сумарну потужність усіх підключених апаратів.

Дотримання подібних правил здатне захистити квартиру чи будинок від виникнення аварії через слабку ділянку електропроводки. Ігнорувати описані вимоги не можна, оскільки власник житла здатний втратити як прилад автоматичного вимкнення струму, а й квартиру.

Як розрахувати номінал автоматичного вимикача

• I - показник/величина номінального струму.
• Р - сумарна потужність всіх установок, включених у ланцюг. До уваги беруться лампочки та інші пристрої, що споживають електрику.
• U – напруга струму в мережі.

Для розрахунку номіналу можна використовувати таблицю 3:

Вид підключення	Однофазне в кіловатах	Трифазне (трикутник) у кіловатах	Трифазне (зірка) у кіловатах
U, B Автоматичне, в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Автоматичними вимикачами називаються пристрої, завдання яких полягає у захисті електричної лінії від впливу потужного струму, здатного викликати перегрів кабелю з подальшим оплавленням ізоляційного шару та займанням. Зростання сили струму може бути викликане занадто великим навантаженням, що відбувається при перевищенні сумарною потужністю пристроїв тієї величини, яку кабель може витримати за своїм перерізом - у цьому випадку відключення автомата відбувається не відразу, а після того, як провід нагрівається до певного рівня. При КЗ струм зростає багаторазово протягом частки секунди, і пристрій відразу реагує на нього, миттєво припиняючи подачу електрики в ланцюг. У цьому матеріалі ми розповімо, якими бувають типи автоматичних вимикачів та їх характеристики.

Автоматичні захисні вимикачі: класифікація та відмінності

Крім пристроїв захисного відключення, які не використовуються окремо, є 3 типи автоматів захисту мережі. Вони працюють із навантаженнями різної величиниі відрізняються між собою за своєю конструкцією. До них відносяться:

• Модульні АВ. Ці пристрої монтуються в побутових мережах, де протікають струми незначної величини. Зазвичай мають 1 або 2 полюси та ширину, кратну 1,75 см.

• Литі вимикачі. Вони призначені для роботи в промислових мережах зі струмами до 1 кА. Виконані в литому корпусі, через що й одержали свою назву.
• Повітряні електричні автомати. Ці пристрої можуть мати 3 або 4 полюси та витримують силу струму до 6,3 кА. Використовуються в електричних ланцюгах із установками високої потужності.

Існує ще один різновид автоматів для захисту електромережі – диференціальні. Ми не розглядаємо їх окремо, оскільки такі пристрої є звичайними автоматичними вимикачами, до складу яких входить ПЗВ.

Типи розчеплювачів

Розчіплювачі є основними робочими компонентами АВ. Завдання їх у тому, щоб за перевищенні допустимої величиниструму розірвати ланцюг, тим самим припинивши подачу до нього електроенергії. Існує два основних типи цих пристроїв, що відрізняються один від одного за принципом розчеплення:

• Електромагнітні.
• Теплові.

Розчіплювачі електромагнітного типу забезпечують практично моментальне спрацьовування автоматичного вимикача та знеструмлення ділянки ланцюга при виникненні в ньому надструму короткого замикання.

Вони є котушкою (соленоїд) з сердечником, що втягується всередину під впливом струму великої величини і змушує спрацьовувати відключає елемент.

Основна частина теплового розчіплювача – біметалічна пластина. Коли через автомат проходить струм, що перевищує номінальну величину захисного пристрою, пластина починає нагріватися і, згинаючи убік, стосується відключаючого елемента, який спрацьовує та знеструмлює ланцюг. Час на спрацьовування теплового розчіплювача залежить від величини струму перевантаження, що проходить по пластині.

Деякі сучасні пристроїоснащуються як доповнення мінімальними (нульовими) розчіплювачами. Вони виконують функцію вимкнення АВ, коли напруга падає нижче граничного значення, що відповідає технічним даним пристрою. Існують також дистанційні розчіплювачі, за допомогою яких можна не тільки відключати, а й включати АВ, навіть не підходячи до розподільного щита.

Наявність цих опцій значно підвищує вартість апарату.

Кількість полюсів

Як було зазначено, автомат захисту мережі має полюса – від однієї до чотирьох.

Підібрати для ланцюга пристрій за їх кількістю зовсім нескладно, достатньо лише знати, де використовуються різні типиАВ:

• Однополюсники встановлюють для захисту ліній, до яких включені розетки та освітлювальні прилади. Вони монтуються на фазний провідне захоплюючи нульового.
• Двополюсник потрібно включати в ланцюг, до якого приєднано побутова техніказ досить високою потужністю (бойлери, пральні машинки, електричні плити).
• Триполюсники монтуються в мережах напівпромислового масшатабу, до яких можуть підключатися такі пристрої, як свердловинні насосиабо обладнання автомайстерні.
• Чотирьохполюсні АВ дозволяють захистити від КЗ та перевантажень електропроводку з чотирма кабелями.

Застосування автоматів різної полюсності – на наступному відео:

Характеристики автоматичних вимикачів

Існує ще одна класифікація автоматів – за їх характеристиками. Цей показник означає ступінь чутливості захисного приладу до перевищення величини номінального струму. Відповідне маркування покаже, наскільки швидко у разі зростання струму зреагує пристрій. Одні типи АВ спрацьовують миттєво, тоді як іншим цього знадобиться певний час.

Існує наступне маркування пристроїв щодо їх чутливості:

• A. Вимикачі цього типу найбільш чутливі та на підвищення навантаження реагують миттєво. У побутові мережі їх практично не встановлюють, захищаючи за їх допомогою ланцюги, до яких включено високоточне обладнання.
• B. Ці автомати спрацьовують у разі зростання струму з незначною затримкою. Зазвичай вони включаються до лінії з дорогими побутовими приладами(рідкокристалічні телевізори, комп'ютери та інші).
• C. Такі апарати – найпоширеніші у побутових мережах. Відключення їх відбувається не відразу після підвищення сили струму, а через деякий час, що дає можливість нормалізації її при незначному перепаді.
• D. Чутливість цих приладів до зростання струму найнижча з усіх перелічених типів. Їх найчастіше встановлюють у щитках на підході лінії до будівлі. Вони забезпечують підстрахування квартирних автоматів, і якщо ті з якоїсь причини не спрацьовують, відключають загальну мережу.

Особливості підбору автоматів

Деякі люди думають, що найнадійніший автоматичний вимикач – це той, який може витримувати найбільший струм, отже, саме він може забезпечити максимальний захист ланцюга. Виходячи з цієї логіки, до будь-якої мережі можна підключати автомат повітряного типу і всі проблеми будуть вирішені. Однак, це зовсім не так.

Для захисту ланцюгів із різними параметрами треба встановлювати апарати з відповідними можливостями.

Помилки в підборі АВ загрожують неприємними наслідками. Якщо приєднати до звичайного побутового ланцюга захисний апарат, розрахований на високу потужність, то він не знеструмлюватиме ланцюг, навіть коли величина струму значно перевищить ту, яку може витримати кабель. Ізоляційний шар нагріється, потім почне плавитись, але відключення не відбудеться. Справа в тому, що сила струму, руйнівна для кабелю, не перевищить номінал АВ, і пристрій "порахує", що аварійної ситуаціїне було. Лише коли розплавлена ​​ізоляція викличе коротке замикання, автомат відключиться, але на той час може початися пожежа.

Наведемо таблицю, у якій вказані номінали автоматів для різних електромереж.

Якщо ж пристрій буде розрахований на меншу потужність, ніж та, яку може витримати лінія і яку мають підключені прилади, ланцюг не зможе нормально працювати. При включенні апаратури АВ постійно вибиватиме, а зрештою під впливом великих струмів він вийде з ладу через «залиплих» контактів.

Наочно про типи автоматичних вимикачів на відео:

Висновок

Автоматичний вимикач, характеристики та види якого ми розглянули у цій статті, є дуже важливим пристроємщо забезпечує захист електричної лінії від пошкоджень потужними струмами. Експлуатацію мереж, не захищених автоматами, заборонено Правилами влаштування електроустановок. Найголовніше – правильно підібрати тип АВ, що підійде для конкретної мережі.

Основна відмінність цих комутаційних апаратів від решти подібних пристроїв полягає в комплексному поєднанні здібностей:

1. довгостроково підтримувати номінальні навантаження у системі з допомогою надійного пропускання через свої контакти потужних потоків електроенергії;

2. захищати працююче обладнання від випадково виникаючих несправностей електричної схемиза рахунок швидкого зняттяз нього харчування.

За нормальних умов експлуатації обладнання оператор може вручну комутувати навантаження автоматичними вимикачами, забезпечуючи:

різні схеми харчування;

зміна конфігурації мережі;

виведення обладнання із роботи.

Аварійні ситуації в електричних системах виникають миттєво та стихійно. Людина не здатна швидко зреагувати на їхню появу і вжити заходів до усунення. Ця функція покладається на автоматичні пристрої, вбудовані у вимикач.

В енергетиці прийнято поділ електричних систем за видами струму:

постійний;

змінний синусоїдальний.

Крім того, існує класифікація обладнання за величиною напруги на:

низьковольтне – менше тисячі вольт;

високовольтне – все інше.

Для всіх типів цих систем створюються автоматичні вимикачі, призначені для багаторазової роботи.

Ланцюги змінного струму

За потужністю електроенергії, що передається, автоматичні вимикачі в ланцюгах змінного струму умовно поділяють на:

1. модульні;

2. у литому корпусі;

3. силові повітряні.

Модульні конструкції

Специфічне виконання у вигляді невеликих стандартних модулів з кратною шириною 17,5 мм визначає їх назву та конструкцію з можливістю установки на Din-рейку.

Внутрішній пристрій одного з подібних автоматичних вимикачів показано на зображенні. Його корпус повністю виготовлений із міцного діелектричного матеріалу, що виключає .

Живлячий та відхідний дроти підключаються на верхній та нижній клемний затискач відповідно. Для ручного керування станом вимикача встановлено важіль із двома фіксованими положеннями:

верхнє призначене для подачі струму через замкнений силовий контакт;

нижнє – забезпечує розрив ланцюга живлення.

Кожен із подібних автоматів розрахований на тривалу роботу за певної величини (Iн). Якщо ж навантаження стає більше, відбувається розрив силового контакту. Для цього всередині корпусу розміщено два види захисту:

1. тепловий розчіплювач;

2. струмове відсікання.

Принцип їх роботи дозволяє пояснити частокова характеристика, що виражає залежність часу спрацьовування захисту від струму навантаження або аварії, що проходить крізь неї.

Представлений на малюнку графік наведено для одного конкретного автоматичного вимикача, коли зона роботи відсічення обрана 5÷10 крат номінального струму.

При початковому перевантаженні працює тепловий розчіплювач, виконаний з , яка при збільшеному струмі поступово нагрівається, згинається і впливає на механізм, що відключає не відразу, а з певною затримкою за часом.

У такий спосіб він дозволяє невеликим перевантаженням, пов'язаним із короткочасним підключенням споживачів, самоусунутись та виключити зайві відключення. Якщо ж навантаження забезпечить критичний нагрів проводки та ізоляції, відбувається розрив силового контакту.

Коли ж в ланцюзі, що захищається, виникає аварійний струм, здатний своєю енергією спалити обладнання, то в роботу вступає електромагнітна котушка. Вона імпульсом за рахунок кидка навантаження, що виникла, викидає сердечник на відключаючий механізм з метою миттєвого припинення позамежного режиму.

На графіці видно, що чим вищі струми коротких замикань, тим швидше відбувається їх відключення електромагнітним розчіплювачем.

За цими ж принципами працює побутовий запобіжник автоматичної ПАР.

При розриві високих струмів створюється електрична дуга, енергія якої може випалити контакти. Щоб унеможливити її дію в автоматичних вимикачах використовується дугогасна камера, що розділяє дуговий розряд на маленькі потоки і гасить їх за рахунок охолодження.

Кратність відсікання модульних конструкцій

Електромагнітні розчіплювачі налаштовуються та підбираються під роботу з певними навантаженнями тому, що при запуску вони створюють різні перехідні процеси. Наприклад, під час включення різних світильників короткочасний кидок струму через змінний опір нитки розжарення може наближатися до трьох крат номінальної величини.

Тому для розеткової групи квартир і ланцюгів освітлення прийнято вибирати автоматичні вимикачі з характеристиками часу струму типу «В». Вона становить 3÷5 Iн.

Асинхронні двигуни при розкручуванні ротора з приводом викликають великі струми перевантажень. Для них підбирають автомати з характеристикою «С», або – 5÷10 Iн. За рахунок створеного запасу за часом та струмом вони дозволяють двигуну розкрутитися та гарантовано вийти на робочий режим без зайвих вимкнень.

У промислових виробництвахна верстатах та механізмах зустрічаються навантажені приводи, підключені до двигунів, що створюють більш збільшені навантаження. Для таких цілей застосовують автоматичні вимикачі характеристики D з номіналом 10÷20 Iн. Вони добре себе зарекомендували під час роботи у схемах з активно-індуктивними навантаженнями.

Крім того, автомати мають ще три види стандартних частокових характеристик, які застосовуються в спеціальних цілях:

1. "А" - у довгих проводок з активним навантаженням або захистів напівпровідникових пристроїв з величиною 2÷3 Iн;

2. "K" - для виражених індуктивних навантажень;

3. "Z" - у електронних пристроїв.

У технічної документаціїу різних виробниківкратність спрацьовування відсікання для останніх двох типів може трохи відрізнятися.

Цей клас пристроїв здатний комутувати більші струми, ніж модульні конструкції. Їхнє навантаження може досягати величини до 3,2 кілоампера.

Вони виготовляються за тими ж принципами, що і модульні конструкції, але, з урахуванням підвищених вимог до пропускання збільшеного навантаження, їм намагаються надати відносно невеликі габарити та високу технічну якість.

Ці автомати призначені для безпечної роботина промислових об'єктах. За величиною номінального струму їх умовно поділяють на три групи з можливістю комутації навантажень до 250, 1000 та 3200 ампер.

Конструктивне виконання їх корпусу: три- або чотириполюсні моделі.

Силові повітряні вимикачі

Вони працюють у промислових установках та оперують струмами дуже великих навантажень до 6,3 кілоампера.

Це найскладніші пристрої комутаційних апаратів низьковольтного устаткування. Вони використовуються для роботи та захисту електричних систем як вступні та відхідні апарати. розподільчих установок підвищених потужностейта для підключення генераторів, трансформаторів, конденсаторів або потужних електродвигунів.

Схематичне зображення їх внутрішнього пристроюпоказано на зображенні.

Тут використовується вже подвійний розрив силового контакту і встановлені камери з ґратами на кожній стороні відключення.

В алгоритмі роботи беруть участь котушка включення, пружина, що замикає, мотор-привод взводу пружини та елементи автоматики. Для контролю протікаючих навантажень вбудований трансформатор струму із захисною та вимірювальною обмоткою.

Автоматичні вимикачі високовольтного обладнання відносяться до дуже складних технічним пристроямта виготовляються строго індивідуально під кожен клас напруги. Вони використовуються, як правило, .

До них висуваються вимоги:

високої надійності;

безпеки;

швидкодії;

зручності користування;

відносної безшумності під час роботи;

оптимальної вартості.

Навантаження, що розривають при аварійному відключенні, супроводжуються дуже сильною дугою. Для її гасіння використовуються різні способи, включаючи розрив ланцюга у спеціальному середовищі.

До складу такого вимикача входять:

контактна система;

дугогасний пристрій;

струмопровідні частини;

ізольований корпус;

приводний механізм.

Один із таких комутаційних апаратів показаний на фотографії.

Для якісної роботисхеми в подібних конструкціях, крім робочої напруги, враховують:

номінальну величину струму навантаження для надійної передачі у включеному стані;

максимальний струм короткого замикання за чинним значенням, який здатний витримати механізм, що відключає;

допустиму складову аперіодичного струму в момент розриву схеми;

можливості автоматичного повторного включення та забезпечення двох циклів АПВ.

За способами гасіння дуги під час відключення вимикачі класифікують на:

олійні;

вакуумні;

повітряні;

елегазові;

автогазові;

електромагнітні;

автопневматичні.

Для надійної та зручної роботивони мають приводний механізм, який може використовувати один або кілька видів енергій або їх поєднань:

зведеної пружини;

піднятого вантажу;

тиску стисненого повітря;

електромагнітного імпульсу від соленоїда

Залежно від умов застосування вони можуть створюватися з можливістю роботи під напругою від одного до 750 кіловольт включно. Звичайно, що вони мають різну конструкцію. габарити, можливості автоматичного та дистанційного керування, налаштування захисту для безпечної експлуатації.

Допоміжні системи таких автоматичних вимикачів можуть мати дуже складну розгалужену структуру та розміщуватись на додаткових панелях у спеціальних технічних будівлях.

Ланцюги постійного струму

У цих мережах теж працює величезна кількість автоматичних вимикачів, які мають різні можливості.

Електроустаткування до 1000 вольт

Тут масово запроваджуються сучасні модульні пристрої, що мають можливість кріплення на Din-рейку.

Вони успішно доповнюють класи старих автоматів типу АЕ та інших подібних, які закріплювалися на стінках щитів гвинтовими з'єднаннями.

Модульні конструкції постійного струму мають такий самий пристрій та принцип роботи, як їх аналоги на змінній напрузі. Вони можуть виконуватися одним або декількома блоками та підбираються за навантаженням.

Електроустаткування вище 1000 вольт

Високовольтні автоматичні вимикачі для постійного струму працюють на установках електролізного виробництва, металургійних промислових об'єктах, залізничному та міському електрифікованому транспорті, підприємствах енергетики.

Основні технічні вимогидо роботи таких пристроїв відповідають їх аналогам на змінному струмі.

Гібридний вимикач

Вченим шведсько-швейцарської компанії ABB вдалося розробити високовольтний вимикач постійного струму, який поєднує у своєму пристрої дві силові конструкції:

1. елегазову;

2. вакуумну.

Він отримав назву гібридного (HVDC) та використовує технологію послідовного гасіння дуги відразу у двох середовищах: гексафториду сірки та вакууму. Для цього зібрано наступний пристрій.

На верхню шину гібридного вакуумного вимикача підводиться напруга, а з нижньої елегазової шини - знімається.

Силові частини обох комутаційних пристроїв з'єднані послідовно та керуються своїми індивідуальними приводами. Щоб вони одночасно працювали, створено пристрій управління синхронізованих координатних операцій, який передає команди на керуючий механізм з незалежним харчуванням по оптоволоконному каналу.

За рахунок застосування високоточних технологій розробникам конструкції вдалося досягти узгодженості дій виконавчих механізмів обох приводів, що укладається в проміжок часу менше однієї мікросекунди.

Управління вимикачем походить від блоку релейного захисту, вбудованого через ретранслятор до лінії електропередачі.

Гібридний вимикач дозволив значно підвищити ефективність складових елегазових та вакуумних конструкцій за рахунок використання їх спільних характеристик. При цьому вдалося реалізувати переваги перед іншими аналогами:

1. здатність надійно відключати струми КЗ при високовольтному напрузі;

2. можливість невеликого зусилля щодо комутацій силових елементів, яка дозволила значно зменшити габарити и. відповідно, вартість обладнання;

3. доступність виконання різних стандартів для створення конструкцій, що працюють у складі окремого вимикача або компактних пристроїв на одній підстанції;

4. здатність усувати наслідки швидко зростаючої напруги, що відновлюється;

5. можливість формування базового модуля для роботи з напругою до 145 кіловольт і вище.

Відмінна риса конструкції – здатність розривати електричний ланцюг за 5 мілісекунд, що практично неможливо виконувати силовими пристроями інших конструкцій.

Гібридний пристрій вимикача відзначено в числі десяти кращих розробокза рік за версією технологічного оглядуМТІ (Масачусетського технологічного інституту).

Подібними дослідженнями займаються інші виробники електротехнічного обладнання. Вони теж досягли певних результатів. Але компанія АВВ випереджає їх у цьому питанні. Її керівництво вважає, що під час передачі електроенергії змінного струму відбуваються її великі втрати. Їх значно можна знизити, використовуючи ланцюги високовольтної постійної напруги.