Принцип работы и технические характеристики герконовых датчиков

Принцип работы и виды герконовых датчиков, схема и применение

Для уменьшения влияния негативных факторов, влияющих на контакты и несущих разрушающее воздействие, разработаны герконовые датчики — коммутирующие устройства. Контактная группа в них помещается в герметичную колбу.

Эти контакты переводят магнитопровод, могут менять своё положение. Конструкция геркона распространена, несмотря на свою хрупкость.

Описание и назначение

Герконом является устройство электромеханического типа, которое размыкает или замыкает электрические контакты. Это происходит за счёт магнитно-контактного поля, которое генерирует электромагнит. Это может делать и постоянный магнит.

Геркон переводится как герметичный контакт. Это обуславливается его конструкцией. Его составляющие — ферромагнитными пластинами, которые запаяны в капсулу из стекла. Она заполняется инертным газом, вместе с двумя контактами выхода.

Благодаря оболочке воздействие внешних факторов сводится к минимуму, при этом устройство может функционировать в нормальном режиме.

В колбе может содержаться иссушенный воздух, азот и любой другой инертный газ. Кроме этого, его могут откачать, чтобы создать вакуум. Это делают, чтобы повысить уровень коммутируемого напряжения.

Датчики из геркона применяются в разных системах и устройствах:

  • Бытовые счетчики.
  • Клавиатуры в оборудовании промышленного назначения и синтезаторах. Возникновение искры с них исключено. Именно поэтому их широко используют при производстве взрывоопасных вещей (где есть пыльные испарения или горючие).
  • Оборудование для медицинских учреждений.
  • Системы, которые охраняют и контролируют положение, работающее по автоматическому принципу.
  • Телекоммуникационные системы.

Для систем безопасности актуальны устройства, изготавливаемые из магнита и геркона. Они дают сигнал о закрытии и открытии дверей.

Стоит отметить, что распространены герконовые реле, которые состоят из проволочной обмотки и контактного датчика. У такой системы отмечают значимые преимущества: устойчивость к влаге, простое использование, нет деталей, которые двигаются.

С помощью герконов защищаются электроустановки от перегрузок.

Схема

Устройство и принцип работы

Принцип работы геркона похож на выключатель. Его составляющие — пара сердечников, проводящих ток и зазор. Их герметично запаивают в стеклянной колбе, у которой инертная среда. Благодаря этому исключается процесс окисления.

Управляющая обмотка находится вокруг колбы и питается постоянным током, за счет которого работает. Магнитное поле генерируется с помощью обмотки после подачи питания. После отключения от питания катушки магнитный поток прекращается. После этого размыкаются пружинами контакты. Так как трение отсутствует, они являются абсолютно надежными.

У герконового датчика есть своя особенность: в состоянии покоя на пружины реле не действуют никакие силы. Благодаря этому они замыкают контакт за несколько секунд.

Магниты постоянного характера также используются. Их принято относить к поляризованным.
Стандартные устройства работают по другому принципу функционирования. Система магнитов под воздействием электромагнита заряжает каждый сердечник потенциалом.

Это заставляет их размыкать цепь и отталкиваться друг от друга.

Герконы, которые переключаются, состоят из трёх контактов. Два из них сделаны из специального ферромагнитного сплава, один не магнитится. Когда наводится магнитное поле, разомкнутые контакты замыкаются, при этом пара немагнитного размыкается.

Как осуществляется управление

Управление герцогом осуществляется несколькими способами. Самый простой — управление магнитом в электрической схеме. Его перемещение осуществляется линейным способом. Это актуально для охранных сигнализаций, в которых магнит крепится на дверь, после чего геркон срабатывает (при закрытой двери).

Существует угловое перемещение магнита. Его используют редко, когда недоступны к применению остальные способы.

Перекрытие шторкой, как один из способов, уже не применяется. Его использовали для вычислительных устройств и их клавиатур до девяностых годов.

Плюсы и минусы

У герконовых датчиков есть свои преимущества и недостатки. К плюсам относят:

  • В контактах отсутствует дребезг. Это актуально для тех, выводы которых смочены ртутью.
  • По сравнению с классическим реле датчики отличаются высоким быстродействием.
  • Датчик считается долговечным и не поддаётся физическим ударам (например, при неосторожном обращении или падении).
  • Такой вид датчика не создаёт шум.
  • Контакты слабо сгорают, так как располагаются в вакууме или инертном газе. Это относится и к тем случаям, когда замыкание с размыванием происходит с возникновением искры.
  • Доступная для всех цена, так как при производстве не используют тугоплавкие или драгоценные металлы.
  • Небольшой размер по сравнению с классическими реле.

  • По сравнению с открытыми контактами они тяжеловаты.
  • Скорость срабатывания ограничена.
  • Нужно создавать магнитное поле.
  • Бывают случаи, когда контакты остаются в замкнутом состоянии и вывести их из него нельзя.
  • Внешние магнитные поля влияют на них.

Разновидности

Устройство работает по принципу размыкания, либо замыкания линии, передающей электричество. Напряженность магнитного потока задает замкнутое или разомкнутое положение. Примечательно, что не важно, откуда возникает магнитное поле. Оно может появляться как от электромагнита, так и постоянного магнита.

Намагничивание в устройстве начинает происходить тогда, когда под действие попадают силовые линии. После этого, сила упругости преодолевается и притягивает контакты друг к другу. В итоге цепь замыкается.

В таком состоянии датчик будет находиться до тех пор, пока будет оставаться магнитное поле. После прекращения воздействия силовых линий контакты размыкаются. Чтобы произошло следующее замыкание, необходимо, чтобы создалось поле вокруг устройства снова.

Исходя из этого, специалисты считают геркон переключателем.

Замыкающие

Замыкающие по своему принципу работы постоянно находятся в разомкнутом состоянии. Для них это нормальное статичное положение, а контакты между собой не соединятся.

Переключающие

У такого типа в составляющей конструкции есть три вывода. При нормальном состоянии, когда отсутствует влияние электромагнитного поля, оба контакта замкнуты (один с другим). После появления поля, в одном контакте происходит замыкание, а тот, который замкнут нормально — размыкается.

Размыкающие

Размыкающие отличаются тем, что когда магнитное поле отсутствует, контакты соединяются между собой. Такой тип относят к нормально разомкнутым.

Типы по технологическим особенностям

Так как конструкций различных герконовых реле много, выделяют ряд характеристик. Благодаря ним можно отличать конкретный вид от остальных. К основным характеристикам относят:

  • Время отпускания — этот тот период времени от момента, когда ток в катушке пропадает, до перехода контактов в своё обычное положение. Промежуток времени — 0,2-1 мкс.
  • Уровень вибрации. Этот заданный уровень нельзя превышать, так как стеклянные колбы трескаются. Измерение величины вибрации происходит количеством колебания в секунду.
  • Время реакции. Промежуток времени, начинающийся с подачей тока, и завершаемый в момент размыкания или замыкания. Составляет примерно 0,5-2 мкс.
  • Допустимое показание. Мощность герконового датчика определяется из совокупности сечения контактов и материала. Измерение происходит в кВт и Вт.
  • Емкость контактов. Она может измеряться только тогда, когда контакты разомкнуты.

Сухие

Сухой выглядит как герметичный баллон, состоящий из стекла. Внутри него находятся контакты. К контактам относятся сердечники из магнита, они привариваются снаружи колбы, с торца. При этом ртуть в этом случае не добавляется.

Ртутные

При ртутном контакте в стеклянный корпус добавляются ртутные капли, благодаря которым смачивается деталь. При срабатывании геркона качество контакта улучшается. Благодаря такой системе можно избежать дребезга и вибрации в контактах. Это увеличит время срабатывания.

Рекомендации по защите

Если подключается герконовый датчик своими руками, то нужно учесть следующие моменты:

  • Необходимо установить самую тонкую металлическую пластину. Её ставят между магнитом и герконовым датчиком для защиты.
  • Магнитные и герконовые датчики нужно устанавливать так, чтобы они были направлены друг к другу. Расстояние при этом должно быть коротким.

Примеры практического применения в быту

Геркон позволяет управлять освещением в коридоре. Например, используя геркон, свет может включаться автоматически, при открытии входной двери. Спустя несколько минут он будет выключаться. При этом, когда уровень освещения нормальный – в течение дня, свет включаться в коридоре не будет.
Используется он и в домашней, охранной сигнализации как извещатель.

Наиболее распространенным видом герконовых датчиков является разомкнутый геркон. Каждый контакт в стеклянной емкости представляет собой плоскую проволоку. Поверхности контактов покрыты золотом, палладием, радием или серебром, что способствует уменьшению сопротивления и позволяет защитить контакты от коррозии. Пространство стеклянной колбы заполнено водородом, аргоном или азотом, либо просто представляет собой вакуумное пространство, что также способствует повышению антикоррозийных свойств.

Герконовые датчики: принцип работы, схема

Любая техника может ориентироваться в окружающей среде только с помощью специальных датчиков, которые позволяют получить необходимую информацию. Они могут быть нацелены на выяснение скорости объекта, состояния, текущих целей или типа изменений в окружающей среде. Одними из самых полезных считаются герконовые датчики. Почему именно так?

Что такое герконовый датчик?

Разнообразие и принцип работы

  1. Имеют замыкающийся контакт. В таких случаях, когда отсутствует магнитное поле, то датчик в разомкнутом состоянии. Когда оно есть, то он замыкается.
  2. Имеют размыкающийся контакт. Когда отсутствует магнитное поле, то датчик в замкнутом состоянии. Когда оно есть, он размыкается.
  3. Имеют переключающийся контакт. Конструктивно отличаются от двоих предыдущих. В первую очередь тем, что имеют три вывода. Так, если отсутствует магнитное поле, то замыкается одна пара. Когда оно есть, то другая.

Классификация может быть проведена исходя из особенностей конструкции:

  1. Используются «смоченные» контакты. Сюда относятся герконы, выводы которых соприкасаются с каплями ртути. Её присутствие уменьшает контактное электрическое сопротивление. Также данный тип отличается низкой вероятностью возникновения дребезга.
  2. Используются «сухие» контакты.

Особенности

  1. Значение напряженности, которое должно быть у магнитного поля, чтобы произошло замыкание контактов.
  2. Коммутируемый ток.
  3. Значение напряженности, которым должно обладать магнитное поле, чтобы происходило размыкание контактов.
  4. Максимальная мощность, что может быть коммутируемая герконом.
  5. Значение электрического сопротивления, которое имеет зазор между сердечниками (интересует только разомкнутое состояние).
  6. Напряжение, при котором возникает пробой геркона.
  7. Сопротивление в контактной области, которое возникает во время замыкания сердечников.
  8. Время, которое проходит между моментами влияния управляющего магнитного поля и замыканием электрической цепи.
  9. Электрическая емкость, которая имеется между выводами геркона, когда он в разомкнутом состоянии.
  10. Время, которое необходимо, чтобы после удаления эффекта магнитного поля произошло размыкание электрической цепи.
  11. Коммутируемое напряжение.
  12. Число срабатываний геркона, при котором основные его параметры будут оставаться в допустимых пределах.

Преимущества

  1. Отсутствует дребезг контактов (относится к герконам, у которых выводы смочены ртутью).
  2. Долговечность. Считается, что если датчик не поддаётся физическим ударам (вследствие падения или при неосторожном обращении), через него не пропускают слишком большой ток, то он может работать бесконечно. Хотя согласно технической документации, число срабатываний всё же ограничено значением в 10 3 —10 8 .
  3. Поскольку контакты геркона расположены в инертном газе или вакууме, то они слабо обгорают, даже когда происходит размыкание или размыкание с возникновением искры.
  4. Данные датчики обладают меньшим размером, чем классические реле, и при этом рассчитаны на точно такой же ток.
  5. При производстве для контактов не применяются драгоценные и тугоплавкие металлы, что позитивно сказывается на стоимости.
  6. Герконы почти не создают шум.
  7. Датчики обладают высоким быстродействием (если сравнивать их с классическими реле).
Читайте также:  Принцип работы и функционал температурных реле с датчиком температуры

Недостатки

  1. Обладают значительным весом (если сравнивать с открытыми контактами).
  2. Необходимо создавать магнитное поле.
  3. Хрупкие. Не подлежат использованию в условиях ударных нагрузок и при сильных вибрациях.
  4. Попадают под влияние внешних магнитных полей, из-за чего возникает необходимость в защите.
  5. Иногда контакты геркона могут остаться в замкнутом состоянии, из которого их нельзя вывести.
  6. Ограничение скорости срабатывания.
  7. При больших токах контакты геркона могут самопроизвольно разомкнуться.

Применение

Где же нашли своё применение герконовые датчики? Но прежде чем говорить о них, стоит упомянуть, что наметилась тенденция их замены. В качестве более совершенной технологии используются твердотельные датчики Холла. Но вернёмся к теме статьи:

  1. Клавиатура клавишных синтезаторов и промышленных приборов, где необходима взрывобезопасность и долговечность, что особенно важным является в промышленности. Поскольку детали хотя и являются мелкими, необходимы для того, чтобы управлять различными механизмами. И если данная функция недоступна – страдает производительность.
  2. Герконовые датчики уровня жидкости в различных емкостях.
  3. В телерадиоаппаратуре.
  4. В датчиках, которые отображают состояние (открыто/закрыто) или позицию предмета. Сферы применения: компьютерные, охранные, строительные технологии. Они могут сообщать, в каком положении окна и двери, таким образом возможно построение автоматизированных систем со своими целями.
  5. В электронных счетчиках тока.

Что такое герконы, как они устроены и работают?

Что это такое?

Сегодня герконы практически не используют, так как появились датчики Холла. Но все же в некоторых случаях данные изделия незаменимы. Они просты в использовании, и это служит тем, что их еще используют в различном типе схем или же устройств.

Если нужны надежность и долговечность, то эта деталь незаменима ничем. Где применяется выключатель? Он может входить в конструкцию датчика, электронных реле и других устройств.

Герконы, как и другие аппараты или их детали делятся на различные виды.

По функциям:

Конструктивные и технические признаки:

  1. Сухой контакт (без каких бы то ни было секретов, работает по принципу описанном чуть ниже).
  2. Ртутный контакт (в стеклянном корпусе к контакту добавлены ртутные капли, которые их смачивают, когда срабатывает геркон, что улучшает качество контакта. Также это позволяет избежать контактного дребезга (вибрации), что увеличивает время срабатывания.

Исходя из этого, лучше в использование взять ртутный контакт, но и это не во всех моментах.

Конструктивные особенности

Конструкция геркона представляет собой герметичный баллон из стекла, внутри которого находятся контакты. Эти контакты – это сердечники из магнита, которые приварены с торцевых сторон колбы. Внешние части этих сердечников подключаются к электросети. На схеме ниже демонстрируется устройство изделий:
где:

  1. Колба из стекла.
  2. Переключающийся контакт.
  3. Неподвижный контакт.

Самыми распространенными являются герконовые датчики на замыкание. Контакты из ферромагнитной проволоки прямоугольного вида. В зависимости от мощности и размера геркона, сердечники изготовляют из пермаллоевой проволоки. Также покрытие можно заменить и другими металлами (золото, серебро, родий и другие).

В колбу запускают инертный газ или вакуумируют, что не дает возможности развития коррозии в герконовом выключателе. При изготовлении детали также учитывается то, что между сердечниками есть зазор определенного размера.

Как работает герконновый датчик?

Контактные группа придет в действие только в том случае, если вокруг герконового выключателя будет определенное напряжение магнитного поля, которое создано любым способом, будь оно постоянным или же электромагнитным. Принцип действия заключается в том, что сердечники внутри колбы намагничиваются, притягиваются один к другому и этим замыкают цепь. Все это будет находиться в действии до исчезновения магнитного поля. Дальнейшие срабатывания тоже зависят от наличия магнитного поля вокруг геркона.

Принцип работы магнитного датчика на размыкание работает немного по-другому. При наличии магнитного поля контакты намагничиваются одинаковым наименованием и отталкиваются друг от друга, чем цепь размыкается.

Переключающийся герконовый выключатель при магнитном поле: замыкает разомкнутые контакты, а немагнитный контакт остается таким, как и был до этого.

Наглядно увидеть, как работают герконы, вы можете на видео ниже:

Пробивное напряжение устройств может вырастать до 5 кВ. Срабатывает датчик в 0,5-2 мс, а выключается в 0,1-0,7 мс, а это значительно меньше нежели, к примеру, срабатывание электромагнитного реле.

Назначение и область применения

Используют герконовые выключатели и по сей день в:

  • клавиатуры и синтезаторы;
  • оборудование для безопасности и автоматики;
  • оборудование для подводного плавания;
  • оборудование для тестирования и снятия замеров;
  • аппаратура в медучреждениях и коммуникационные аппараты.

К примеру, в системах охраны геркон используют как реле. Также устройства используются и в охранном датчике. Из себя это представляет: геркон плюс магнит. Если рассматривать герконовое реле, то оно представляет собой: геркон и обмотка из проволоки. Плюсами такого реле, являются:

  • маленький размер и простота конструкции;
  • не поддается влиянию влаги и обгоранию контактов;
  • нет подвижных элементов.

Применять такие детали можно много в чем и где. Но одним существенным недостатком является низкая ударостойкость, а это уж немаловажно для различного рода систем, датчиков и т.д.

Плюсы и минусы приспособления

Использование герконовых датчиков дало как положительные, так и отрицательные моменты:

  • конструкция, позволяющая уменьшать размеры;
  • быстрое срабатывание и отключение;
  • полностью герметизированы сердцевины;
  • электрическая прочность между контактами;
  • долгое время служения (за исключением ударов);
  • геркон работает в любых погодных условиях от -60 до +120 градусов.
  • низкая ударостойкость;
  • восприятие внешних магнитных полей;
  • низкая мощность при коммутации цепи;
  • произвольное размыкание при высоком токе;
  • иногда могут возникать замыкания и размыкания произвольно.

Советы по применению

Если вам нужно использовать герконы, то учитывайте следующие нюансы применения:

  1. Обязательно нужно избегать ультразвука, так как он может воздействовать и изменить электрические характеристики.
  2. При установке следует помнить о том, что магнитное поле может изменить характеристики выключателя.
  3. Запрещается ударять и ронять герконовые выключатели, т.к. из-за инертного газа, который при ударе разбалтывается, баллон может лопнуть, что выведет устройство из строя.
  4. Следует придерживаться рекомендациям от производителя при паянии.

Технические характеристики

Все технические характеристики основных типов герконовых выключателей приведены в таблице ниже:

Маркировка герконов зависит от области, в которой они действуют. Каждая из существующих аббревиатур что-то обозначает (например, КЭМ – коммутация электрических механизмов, А – работа в любых климатических условиях, В – работа только в помещении). При выборе необходимо учитывать эти нюансы.

Найти выключатели можно в электротехнических магазинах, на радиорынках или же заказать в интернете. Если вам нужен геркон для автомобиля, то приобрести его можно в автосервисе. Также есть возможность сделать герконовый выключатель самому, но для этого нужно дорогое оборудование.

Вот мы и рассмотрели технические характеристики герконов, а также их принцип работы и область применения. Надеемся, теперь вам стало понятно, что собой представляют данные выключатели и для чего они используются.

Будет полезно прочитать:


Что такое герконовый датчик и где он применяется?

Ни одна современная система охраны, контроля, пожаротушения, экстренного оповещения не может функционировать без применения датчиков, связывающих ее с окружающим миром. Датчики определяют наличие задымления, пыли в воздухе, движение объектов и еще множество других изменений.

Герконовый датчик по-прежнему используется во многих подобных системах благодаря своей надежности.

Что такое геркон

Геркон — электромеханическое устройство, замыкающее либо размыкающее электрические контакты под влиянием магнитного поля, генерируемого электромагнитом, либо постоянным магнитом.

Термин «геркон» означает герметичный контакт. Обусловлено это его конструкцией. Состоит он из двух ферромагнитных пластин, запаянных в стеклянную капсулу с двумя выходными контактами и заполненную инертным газом. Такая оболочка минимизирует воздействие окружающей среды и обеспечивает надежное функционирование устройства.

Колба может содержать азот, иссушенный воздух, иной инертный газ. Также из колбы может быть откачан весь газ до состояния вакуума. Этим добиваются повышения уровня коммутируемого напряжения.

Назначение и область применения

Герконовые датчики, несмотря на вытеснение их датчиками Холла, по-прежнему находят применение во многих устройствах и системах:

  1. Клавиатуры синтезаторов и промышленного оборудования. Конструкция датчиков исключает возможность возникновения искры. Поэтому в первую очередь их применяют на взрывоопасном производстве, где присутствуют горючие испарения или пыль.
  2. Бытовые счетчики.
  3. Автоматические системы охраны и контроля положения.
  4. Оборудование, работающее под водой или в условиях высокой влажности.
  5. Телекоммуникационные системы.
  6. Медицинское оборудование.

В системах безопасности применяются устройства, состоящие из геркона и магнита. Они сообщают об открытии или закрытии дверей.

Также применяются герконовые реле, состоящие из контактного датчика и проволочной обмотки. Такая система обладает некоторыми преимуществами: простота, компактность, влагостойкость, отсутствие движущихся деталей.

Используются герконы и в особых областях — это механизмы защиты от перегрузок и короткого замыкания высоковольтных и радиотехнических электроустановок. Также это высокомощные радары, лазеры, радиопередатчики и прочее оборудование, работающее под напряжением до 100 кВ.

Разновидности

В зависимости от нормального состояния контактов устройства разделяют на:

  • замкнутые — цепь размыкается под воздействием магнитного поля;
  • переключаемые — под воздействием поля замыкается один контакт, а при отсутствии поля — другой;
  • разомкнутые — срабатывание геркона происходит при появлении магнитного поля.

В зависимости от конструкции датчики бывают:

  • газовые — стеклянная гильза заполнена сухим воздухом или инертным газом;
  • ртутные — на контакты, дополнительно наносится ртуть, которая способствует улучшению коммутации, минимизирует сопротивление и убирает вибрацию замыкаемых пластин.

Герконы по техническим характеристикам подразделяются на:

  1. Герконы.
  2. Газакон — устройство, обладающее функцией памяти. То есть положение контактов сохраняется после отключения магнитного поля.
  3. Геркотроны — реле с высоковольтной изоляцией. Предназначено для работы в устройствах с напряжением от 10 до 100 кВ.
  4. Герсикон — реле, предназначенное для управления оборудованием и автоматикой с мощностью до 3 кВт. Конструкция характеризуется увеличенным коммутационным током и наличием дугогасительных контактов.
Читайте также:  Какие бывают классы защиты от поражения электрическим током

Благодаря разнообразию конструкций герконы продолжают использовать во многих областях.

Принцип действия

Геркон по принципу работы схож с выключателем. Реле состоит из пары токопроводящих сердечников с зазором между ними. Они герметично запаяны в стеклянной колбе с инертной средой, исключающей процесс окисления.

Вокруг колбы размещается управляющая обмотка, питаемая постоянным током. При подаче питания обмотка генерирует магнитное поле, воздействующее на сердечники, и приводит к замыканию контактов между собой.

При отключении катушки от питания магнитный поток исчезает и контакты размыкаются пружинами. Надежность обеспечивается отсутствием трения между контактами, которые, в свою очередь, выполняют роль проводника, пружины и магнитопровода.

Особенностью герконового датчика является то, что на пружины реле в состоянии покоя не действуют никакие силы. Это позволяет им замыкать контакт за доли секунды.

Применяться могут и постоянные магниты. Такие устройства называют поляризованными.

Нормально замкнутые устройства имеют другой принцип функционирования. Под воздействием электромагнитной силы система магнитов заряжает сердечники одним потенциалом, заставляя их отталкиваться друг от друга, размыкая цепь.

Переключаемые герконы состоят из трех контактов. Один из них установлен стационарно и не магнитится, 2 других сделаны из ферромагнитного сплава. При наведении магнитного поля пара разомкнутых контактов замыкается, размыкая пару с немагнитным контактом.

Принцип действия и устройство магнитоуправляемого геркона

Для повышения надёжности работы различных устройств вместо реле применяют геркон. Это электромеханический прибор, который имеет два устойчивых состояния — открытое (для протекания электрического тока) и закрытое. Кроме того, такие устройства часто применяются при построении охранных систем, датчиков присутствия магнитного поля. Их используют в авиа- и автомобильном строении. При этом существует несколько типов приборов, отличающихся контактными группами.

История изобретения

Советский ученый Петербургского университета В. И. Коваленко, проводя эксперименты с магнитным полем в 1922 году, создал магнитоуправляемые контакты. Это изобретение было зарегистрировано в Советском Союзе и получило патент под номером 466.

Его изобретение представляло собой сердечник из магнитомягкого материала, к которому через изоляторы крепились контакты, сделанные из ферромагнетика, обладающего высокой магнитной проницаемостью. После подачи тока в катушке возникало магнитное поле, намагничивающее контакты и приводя к их замыканию. Если же подача тока прекращалась, поле исчезало, а контакты размагничивались и размыкались.

На то время изобретение не получило практического применения из-за неудобности его использования и низкой надёжности. В 1936 году конструкция геркона была доработана инженерами американской компании Bell Telephone Laboratories. Ими было предложено рабочие контакты устройства поместить в герметично замкнутую колбу. Занимался этой разработкой Уолтер Эллвуд, который в итоге и создал модель устройства. Но из-за сложностей в изготовлении прибор опять же не получил широкого применения.

Использовать прибор начали лишь только в 1941 году, когда американская компания Western Electric известная своими техническими инновациями вместо шумных электромеханических реле в своей телефонной станции не стала использовать геркон.

В середине 60-х годов XX века в СССР массово проводилась телефонизация страны. На основании выводов Министерства связи СССР было решено, что в качестве коммутирующих элементов будет использоваться геркон. Так, на заводе «Красная заря», расположенном в Ленинграде, началось серийное производство устройств. Через шесть лет магнитоуправляемые герконы стали изготавливать и в Рязани, на металлокерамическом заводе.

В начале 1990 года объём производства в СССР достиг 230 млн штук в год, что соответствовало примерно четверти мирового рынка. Сегодня ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов» остался единственным заводом, выпускающим такую продукцию на территории бывшего Советского Союза. В настоящее время ведутся разработки, направленные на снижение размеров, повышение быстродействия, чувствительности и стабильности герконов.

Суть устройства

Принцип работы устройства основан на замыкании или размыкании электрической линии, в которой он установлен, при воздействии на него магнитным полем. Таким образом, в зависимости от напряжённости магнитного потока, контакты прибора имеют два положения — замкнутое и разомкнутое. При этом природа возникновения магнитного поля значения не имеет. Например, это может быть как постоянный магнит, так и электромагнит.

При попадании под действие силовых линий в устройстве происходит намагничивание внутренних контактов. В результате на них, оказывается, действие, преодолевающее силу упругости, приводящее к притягиванию контактов друг к другу. Цепь замыкается. В случае если линия подключена к источнику питания через прибор начинает протекать электрический ток.

Такое состояние продержится до тех пор, пока магнитное поле не будет убрано. Как только силовые линии перестанут воздействовать, контакты сразу же разомкнутся. Для следующего замыкания необходимо опять вокруг устройства создать поле. Таким образом, геркон, по сути, является переключателем, положение которого зависит от силы магнитного потока, оказывающего на него воздействие.

По принципу работы приборы классифицируют на три типа:

  1. Замыкающие — находятся в нормально разомкнутом состоянии. То есть в статичном положении их контакты между собой не соединены.
  2. Размыкающие — в таких приборах при отсутствии магнитного поля контакты соединены между собой, то есть этот тип считается нормально замкнутым.
  3. Бистабильные (трёхконтактные) — имеющие в своей конструкции три вывода. В нормальном состоянии (магнитное поле отсутствует) один контакт замкнут с другим. Как только появляется поле, нормально замкнутый контакт размыкается, а другой замыкается.

В зависимости от нормального положения контактов герконы применяются как для размыкания цепи, так и для замыкания или приключения линий. Поэтому они с успехом могут заменить собой механические реле.

Конструкция прибора

В термине «геркон» уже заложен принцип его конструкции. Это слово образовано из трёх начальных букв каждого из двух слов — «герметичность» и «контакт», что подчёркивает как его функциональность, так и назначение. Ведь работающий геркон на размыкание или замыкание — это, по сути, соединяющее устройство, представляющее собой контактную пару или группу, помещённую в герметичную колбу.

Бывает, что такой прибор называют герконовым шаром из-за похожести на него, хотя, конечно, это далеко не так. Конструктивно устройство представляет собой стеклянную оболочку вытянутой формы, герметично запаянную с двух сторон. В середине колбы создаются условия, приближённые к вакууму, при этом в некоторых устройствах внутренний объём заполняется инертным газом, например, чистый азот или его смесь с водородом. Использование газа помогает защитить контакты от обгорания.

Контакты же помещаются внутрь колбы. К ним припаиваются выводы, выходящие наружу прибора. В качестве материала для изготовления контактных групп используют ферромагнетик, например, сталь, никель с напылением стойкого металла — родия или рутения.

Следовательно, можно выделить три части конструкции:

  • запаянная колба;
  • контактные пластины;
  • выводы.

Кроме того, внутренность геркона может быть заполнена парами ртути. Такой вид называется ртутным. Контактная поверхность смачивается каплей ртути, что позволяет снизить электрическое сопротивление контактных площадок, а значит уменьшить дребезг.

Изучая конструкцию геркона можно сделать вывод, что критически важным показателем надёжности срабатывания прибора будет качество изготовления колбы, а именно её герметичность в месте её контакта с выводами.

Технические характеристики

Герконы, как и любые электротехнические приборы, обладают различными техническими характеристиками. Перед тем как выбрать устройство именно их следует тщательно изучить. Основным параметром, характеризующим геркон, является время срабатывания. Оно определяется временным интервалом, в течение которого происходит реакция прибора на воздействующее магнитное поле, изменяющее его нормальное состояние. Обычно скорость переключения контактов не превышает 2 мкс.

Кроме времени реакции, параметры приборов определяют следующие характеристики:

  1. Сила магнитного поля — обозначает чувствительность прибора, то есть минимальное значение силы, при которой положение контактов изменится. Зависит от размеров устройства и используемых ферромагнетиков.
  2. Мощность коммутации — это допустимое значение энергии, которое может передать через себя устройство без ухудшения своих остальных характеристик. Определяется типом материалов, использующихся при изготовлении контактов и их сечения.
  3. Наибольшее напряжений — определяет значение амплитуды сигнала, которое может выдержать устройство. При его превышении наступает пробой.
  4. Ток переключения — значение номинального тока, на который рассчитана работа устройства.
  5. Сопротивление контактов в замкнутом состоянии — чем это значение меньше, тем меньше теряет свою мощность сигнал, проходя через устройство.
  6. Рабочая температура — интервал температуры, при котором заявленные производителем характеристики соответствуют действительным.
  7. Частота переключения — определяет быстродействие срабатывания. Такая частота может достигать одного мегагерца.
  8. Число коммутационных циклов — характеризуется числом срабатываний. Существуют модели, которые могут выдержать до 4 млрд переключений.
  9. Ёмкость контактов — измеряется между разомкнутыми контактами и зависит как от размеров прибора, так и от расстояния между коммутируемыми площадками. Считается паразитным параметром.

Также немаловажной технической характеристикой геркона является его физический размер. Зависит он от габаритов баллона, а именно его длины и диаметра. По состоянию на 2017 год наименьшим герконом в мире считается изделие, производимое в США компанией Hermetic Switch Inc, длина его баллона составляет 4,01 мм.

Обозначение и маркировка

Герконы относятся к устройствам релейного типа. Поэтому правильное их обозначение указано в ГОСТ 2 .756−76 ЕСКД. На электрических схемах условно графическое изображение нормально разомкнутого геркона выглядит в виде окружности, в середине которой изображаются два последовательных отрезка. С левой стороны начиная с места разрыва, к отрезку чертится небольшой прямая линия, подходящая к нему под углом 120 0 . Окружность символизирует собой герметичность устройства, а отрезки — коммутационные контакты.

В нормально замкнутом же обозначении, выводы в окружности рисуются пересекающимися. Обозначение трёх контактного устройства выглядит по-другому. Всё так же рисуется окружность, но в ней, с одной стороны, изображаются два параллельных отрезка, а с другой — отрезок, расположенный по центру расстояния между ними. На нём же рисуется и переключающий контакт.

Согласно советским нормам на схемах и в литературе геркон подписывается буквой «К», после которой ставится порядковый номер изделия на схеме. В иностранном же обозначении используются две латинские буквы SF.

Стандарта же в маркировке изделий нет. Каждый производитель обычно на корпус геркона наносит своё заводское обозначение: например, КЭМ, TRA, АСМК, КА, КСК. Поэтому чтобы узнать к какому типу относится то или иное устройство, понадобится смотреть даташит производителя.

Читайте также:  Правила установки счетчиков электрической энергии

Достоинства и недостатки

Применение герконов, конечно же, не так широко распространено, как, например, электромеханических реле, но всё же, они не являются дефицитными деталями. Поэтому остро вопрос, где же взять геркон, среди радиолюбителей не стоит. К несомненным преимуществам размыкающих герконов, впрочем, как и замыкающих, относится:

  • высока надёжность — она превышает показатели обычных реле использующих открытые контакты почти в 100 раз;
  • быстродействие — скорость срабатывания по сравнению с электромеханическими реле может быть быстрее в два-три раза;
  • отсутствие шума;
  • гальваническая развязка — их последовательное подключение в линию позволяет создать электрическую развязку управляющих и коммутируемых цепей;
  • возможность коммутировать даже слабые по уровню сигналы;
  • небольшой размер;
  • долговечность — устройство способно совершить миллиарды включений, что обусловлено отсутствием трения;
  • способность их работать без источника электроэнергии.

Благодаря своим свойствам герконы нашли применение в разнообразных датчиках позиционирования, измерительных приборах (велосипедный спидометр), в автоматических подъёмниках, выключателях, ноутбуках (регистрируют открытие и закрытие крышки) и даже в компьютерных клавиатурах.

Но, несмотря на это, герконы также имеют недостатки. Главный из них — хрупкость, из-за неё приборы нельзя использовать в местах сильной вибрации. Кроме этого, в результате износа площадок контакты могут «залипать», а в случае больших токов (нагрева) самопроизвольно размыкаться.

Но, как видно, на фоне достоинств недостатки не так уж и велики. Очень часто, используя геркон, радиолюбители собирают собственную недорогую систему сигнализации или автоматический блок включения света.

Геркон: технические характеристики, принцип работы, примеры применения

Любые механические контакты подвержены износу. Чтобы уменьшить влияние этого деструктивного фактора, в первой половине прошлого века было разработаны магнитоуправляемые коммутационные устройства, контактная группа которых помещалась в вакуумную колбу. В СССР такие элементы получили название «Геркон», по сокращению от «герметизированный контакт», в англоязычной технической документации принято название «reed switch».

Давайте рассмотрим принцип действия этих устройств, конструкцию, основные характеристики, достоинства и недостатки. В завершении статьи будет приведена пара полезных схем, где используются герконы.

Внешний вид и особенности конструкции

Данные устройства представляют собой контактную группу, изготовленную на основе ферримагнитного материала, которая помещается в стеклянную колбу. Из нее откачен воздух (созданы условия максимально приближенные к вакууму), как вариант возможно наполнение инертным газом. Внешний вид устройства и его обозначение на принципиальных схемах представлены ниже.

А) внешний вид геркона; В) обозначение на принципиальных схемах

С конструктивным исполнением, можно ознакомиться на рисунке 2.

Конструкция геркона

Обозначение:

  • А – выводы устройства.
  • В – стеклянная колба.
  • С – контактная группа.
  • D – инертный газ или вакуум.

Разновидности

Коммутационные устройства данного класса принято разделять в зависимости от устройства контактной группы на следующие виды:

  1. Элементы с нормально-разомкнутыми контактами (внешний вид такого устройства показан на рис. 1).
  2. Элементы с нормально-замкнутым контактом.
  3. С переключающимся контактом.

Помимо функциональных признаков, перечисленных выше, имеются и технологические, разделяющие герметичные коммутирующие устройства на две группы: сухие и ртутные. Отличительная особенность последних заключается в том, что внутри колбы содержится капля ртути. Она служит для «смачивания» контактной группы, это позволяет существенно снизить переходное сопротивление и вибрацию (дребезг) контактов при коммутации, что положительно отражается на качестве контакта.

Принцип действия

Срабатывание устройства (замыкание, размыкание или переключение контактов) требуется воздействовать на элемент магнитным полем, напряженность которого будет достаточной для коммутации. В качестве источника такого поля может выступать обычный или электромагнит.

Под воздействием силовых линий происходит намагничивание контактов и по преодолению порога упругости они коммутируют цепь.

Принцип работы нормально-разомкнутого геркона

Соответственно, как только на контактную группу перестанет действовать магнитное поле, она вернется в исходное состояние. То есть, функционально контакты помимо своего прямого назначения играют роль магнитопровода и упругого элемента.

Устройства с нормально-замкнутыми контактами действуют несколько иначе. Их ферримагнитные упругие элементы, попадая под воздействие магнитного, поля приобретают одинаковый заряд, что заставляет их отталкиваться, разрывая контакт.

Принцип действия нормально-замкнутого геркона

Иногда в таких коммутаторах только один упругий элемент выполнен из ферримагнитного сплава, в результате приближения магнита он притягивается к нему, отключая цепь.

Подобный принцип задействован в герконах с переключающей группой контактов, в котором два из них изготавливаются из магнитного материала. Под воздействием магнита они притягиваются друг к другу, а немагнитный контакт остается в исходном положении. В результате происходит перекоммутация цепи.

Срабатывание переключающего геркона

Основные параметры

Свойства герметичных коммутаторов определяются механическими и электрическими параметрами. К первым относятся:

  • Nmax – число, указывающее максимально допустимое количество срабатываний без изменения основных характеристик.
  • Vcp – величина отображающая интенсивность поля необходимую для реакции устройства. В технической терминологии данную характеристику называют магнитодвижущей силой.
  • Vотп – величина соответствующая силе размыкания.
  • tcp — время, необходимое на срабатывание контактной группы.
  • tотп – интервал времени, необходимый на отпускание.
  • Последние два параметра наиболее значимые из механических характеристик, поскольку описывают скорость коммутации.
  • Теперь перечислим основные электрические характеристики:
  • RK – сопротивление между контактами в замкнутом состоянии.
  • RИЗ – сопротивление разомкнутых контактов.
  • UПР – напряжения пробоя, данная характеристика зависит как от предыдущего параметра, так и расстояния между группой контактов. Помимо этого на электрическую прочность влияет наполнение колбы.
  • Pmax – коммутируемая мощность.
  • CK – емкость, образуемая разомкнутыми контактами.

Как осуществляется управление?

Управлять герметичным коммутатором можно двумя способами:

  • используя постоянный магнит;
  • воздействуя катушкой, подключенной к постоянному источнику тока.

В первом варианте управление может осуществляться путем линейного или углового перемещения постоянного магнита. Также встречается способ, при котором поле перекрывается при помощи специальной шторки.

В качестве примера использования способа управления при помощи магнита можно привести датчики уровня, а также положения, охранную сигнализацию и т.д.

Второй вариант позволяет создать реле на основе геркона. В отличие от традиционной конструкции, такое устройство будет более надежным и долговечным, поскольку практически не содержит в себе подвижных механических элементов. Что касается небольшого количества контактных групп, то этот недостаток легко устраняется путем увеличения количества задействованных герконов.

Упрощенное изображение конструкции герконового реле

Примером применения данного способа управления может служить токовое реле на основе геркона. Оно представляет собой катушку, намотанную проводом толстого сечения, внутри которой размещается герметичный коммутатор. Данное приспособление может служить в качестве защитной системы от перегрузки в цепях постоянного тока. Чувствительность прибора легко регулировать путем линейного перемещения коммутатора внутри катушки.

Плюсы и минусы

Любая конструкция помимо преимуществ не лишена недостатков. Зная сильные и слабые стороны устройства можно найти оптимальную сферу для его применения. Давайте рассмотрим, в чем заключается преимущества герметичных коммутаторов, к таковым свойствам можно отнести:

  • Высокую надежность коммутации. Она практически на два порядка превышает этот показатель у открытых контактных групп. Это достигается за счет высокого сопротивления между разомкнутыми контактами (RИЗ), оно может исчисляться десятками МОм. Немаловажную роль играет и показатель электрической прочности (UПР), напряжение пробоя у некоторых моделей превышает 10 кВ.
  • Быстродействие также является неоспоримым преимуществом. Частота коммутации многих моделей приближается к 1 кГц. Что касается параметров, описывающих скорость коммутации, то они находятся в следующих диапазонах: tcp — от 0,4 до 1,8 мс, tотп – от 0,25 до 0,9 мс, что намного превышает подобные характеристики открытых контактных групп.
  • Долговечность, число срабатываний исчисляется миллиардами, ни одна открытая контактная группа даже близко не может приблизиться к этому рубежу.
  • Данный тип коммутаторов нетребователен к согласованию с нагрузкой.
  • Управление может производиться без использования электроэнергии.

Характерные недостатки:

  • Низкие показатели коммутируемой мощности.
  • Небольшое число контактов.
  • Дребезг при срабатывании (конструкции «мокрого» типа избавлены от этого недостатка).
  • Большие размеры для современной радиотехнической базы.
  • Недостаточная прочность стеклянной колбы.
  • Чувствительность к воздействию внешних магнитных полей.

Несмотря на явное преобладание положительных качеств, данные устройства постепенно вытесняются полупроводниковыми аналогами, такими как датчики Холла. Отсутствие дребезга, небольшие размеры и более высокая прочность сыграли решающую роль.

Примеры практического применения в быту

Как и было обещано в начале статьи, приводим пару полезных схем, в которых используются герконы. Начнем с универсального управления освещением в прихожей. Принцип работы заключается в следующем: при открытии входной двери автоматически включается свет, и спустя несколько минут выключается. При достаточном уровне освещения, свет в прихожей не включается.

Схема управления освещением прихожей

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 68 кОм, R2 – 33 кОм, R3 – 470 кОм, R4 – 10 кОм, R5 – 27 кОм.
  • Конденсаторы: С1 – 0,1 мкФ, С2 – 100 мкФ х 25 В, С3 – 470 мкФ х 25 В.
  • Стабилитрон и диоды: VD1 – КС212Ж, VD2 и VD3 – КД522 (1N4148), VD4 – КД209 (1N4004).
  • Транзисторы: VT1 и VT2 – ÌRF840.
  • SG1 – любой обычный герконовый датчик, например, 59145-030.
  • FR1 – фоторезистор, подойдет любого типа с сопротивлением на свету не ниже 8 кОм, в темноте – 120-180 кОм.
  • Триггер D1 – К561ТМ2 (СD4013).

Настройка схемы сводится к подбору сопротивления R1, для выбора оптимального времени задержки отключения освещения.

Теперь рассмотрим схему простой домашней сигнализации, где в также используется типовой герконовый датчик для двери.

Простая домашняя сигнализация

Обозначения:

  • Резисторы: R1, R2 и R3 – 100 кОм, R4 – 33 кОм, R5 – 100 кОм, R6 – 1 кОм.
  • Конденсаторы: С1 – 100 мкФ х 16 В, С2 – 50 мкФ х 16 В, С3 0,068 мкФ.
  • Диоды и светодиод: VD1 и VD2 – КД522 (1Т4148), HL1 — АЛ307Б.
  • Транзисторы: VT1 – КТ829, VT2 – К361.
  • Микросхема: К561ЛА7.
  • S1 – герконовый датчик 59145-030.

В качестве сирены используется звуковой оповещатель АС-10.

Питание схемы осуществляется от аккумулятора 12 В, емкостью 4 А*ч.

Ссылка на основную публикацию

Принцип работы и технические характеристики трехполюсных автоматов

Двухполюсный и трехполюсный выключатели: назначение, характеристики, особенности монтажа

Назначение автоматических выключателей, внедряемых в схемы электрических сетей, касается защитных функций. Если в режиме перегрузки сети использовать ручной прибор, вероятность получить значительные повреждения оборудования существенно возрастает.

Автоматические двухполюсный и трехполюсный выключатели снижают такие риски до минимума, так как обеспечивают моментальный разрыв цепей на случай аварии.

Разберемся в особенностях электрических автоматов, приведем советы по выбору, установке и эксплуатации таких устройств.

Исполнение автоматических выключателей

В практике использования подобного оборудования отмечается частое применение трёх видов устройств: однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные.

В чём проявляется разница между этими тремя видами автоматов? Попытаемся разобраться.

Однополюсный прибор, в общем-то, не вызывает особых вопросов. Если внедрить выключатель однофазную схему, то устройство будет работать как обычный рубильник, только в режиме автоматической реакции – то есть без вмешательства пользователя разорвёт цепь на случай нарушения заданных рабочих условий.

Краткая характеристика двухполюсника

Аналогичное устройство, но исполненное в виде двухполюсного автоматического выключателя, несколько отличается по функциональности.

Схемотехника двухполюсного прибора выполнена с учётом контроля и сравнения условий работы двух независимых токовых линий.

Двухполюсные автоматы применяются, как правило, для внедрения в проекты построения электрических сетей, когда требуется контроль и сравнение условий работы двух участков единой электрической сети. По сути, двухполюсная конфигурация прибора представляет собой тандем пары однополюсных устройств.

Однако схема защиты и блокировки двухполюсника работает по принципу сравнения параметров каждого устройства в отдельности, в режиме реального времени. Если на любом из двух контрольных участков параметры выходят за границы установок, моментально разрываются обе линии.

Этот важный момент показывает: замена двухполюсного автомата парой обычных однополюсных приборов невозможна в принципе. На случай перегрузки одной из цепей (или КЗ), сработает только один автомат.

Но учитывая, что электрическая сеть единая, электричество продолжит поступать через второй прибор, питающий другой участок. Подобная ситуация приводит к тяжёлым последствиям.

Между тем, существуют два подвида двухполюсных приборов:

  • с защитой одного полюса и обычной коммутацией нейтрали;
  • с защитой обоих полюсов и одновременной их коммутацией.

Первые обычно используются в качестве вводных автоматов, благодаря которым коммутируется фазный и нулевой проводники. При этом такая схема включения предусматривает использование дополнительной линии PE – заземляющего провода.

Вторые находят применение в схемах одной сети, где питаются два участка, действующие в условиях разных токовых нагрузок.

Особенности устройства трёхполюсника

Главное предназначение трехполюсного автоматического выключателя – использование в схемах трёхфазных сетей. Конструктивные особенности этого вида приборов заключаются в наличии защитных функций на каждом отдельном полюсе.

Срабатывание защиты на любом из полюсов приводит к размыканию всех полюсов.

Несмотря на конкретное назначение автоматов такого типа, их вполне допустимо использовать на однофазных или двухфазных линиях.

Конструктивно трехполюсный автомат содержит следующие элементы:

  • механизм управления;
  • систему контактов;
  • модуль гашения электрической дуги;
  • расцепляющее устройство.

Свободные контакты обычно монтируются внутри крышки прибора. Контактная система связывается с траверсой главных контактов кинематическим способом.

Функциональные узлы прибора смонтированы внутри корпуса. Крышка и корпус автомата выполняются из материалов, не пропускающих электрический ток (пластмасса, текстолит и т.п.).

Механизм защиты трёхполюсников обеспечивает моментное отключение, как в режиме «авто», так и в случае ручного действия. При этом, если имеет место перегрузка в электрической схеме, моментное отключение происходит независимо от силы воздействия на рукоятку управления.

То есть, даже если пользователь будет удерживать рукоятку в состоянии включения, автомат в режиме перегрузки всё равно разомкнёт все полюсы.

Существует модификации трёхполюсников, где добавлен ещё один полюс под нулевой проводник. По сути, речь идёт о четырёхполюсном исполнении с точки зрения конструктивных деталей.

Функционально автомат на четыре полюса напоминает двухполюсную систему. Задача устройства та же самая, только по отношению к трёхфазной сети.

Обобщённые технические характеристики автоматов

Информация о основных параметрах автоматических выключателей указана на его корпусе. Чтобы разобраться в буквенно-цифровых обозначениях, необходимо уметь “читать” маркировку устройств.

Широко распространёнными в быту и промышленности отмечаются приборы, соответствующие следующим основным техническим характеристикам, в зависимости от их конструктивного исполнения:

Конфигурация автомата1-полюсный2-полюсный3-полюсный
Напряжение постоянного тока, В240440600
Напряжение переменного тока, В380380660
Номинальный ток, А0,6 – 1000,6 – 1000,6 – 100
Напряжение независимого расцепителя, В24 – 44024 – 44024 – 440
Норма температуры окружающей среды, ºС-25 / +60-25 / +60-25 / +60

Приборы выбирают по определенным критериям, среди которых напряжение, величина номинального тока, температурные показатели.

Подробнее о выборе автоматических выключателей читайте в статьях:

Монтажные тонкости выключателей

Для всех электрических приборов подобного исполнения определён порядок внедрения в состав электрической схемы.

Установленным порядком, в частности, предполагаются следующие действия монтажников, прежде чем двухполюсные и трехполюсные выключатели будут установлены:

  • прибор должен соответствовать исполнению под текущую схему;
  • корпус автомата не имеет деформаций и повреждений;
  • рычаг включения/отключения чётко срабатывает в режиме ручной активации.

Основание, на которое предполагается инсталляция устройства, необходимо проверить на ровность поверхности. Не допускается монтаж на основания, где за счёт неровной поверхности после крепления корпус автомата подвергается напряжениям изгиба.

Соединение с проводниками сети

Присоединение медных проводников, имеющих сечение 16 – 25 мм 2 , выполняют через кабельные наконечники (ГОСТ 9688-82). Если необходимо сделать соединение проводниками из меди сечением 4 – 16 мм 2 , используются кабельные наконечники иного типа (ГОСТ 7386-80).

Применительно к соединениям алюминиевых проводов, используются концевые элементы по аналогии ТАМ-7, соответствующие параметрам ГОСТ 9581-80.

Сетевое проводники, подводящие напряжение от источника питания, подключают к верхней группе неподвижных контактов автоматических выключателей. Подводить и подключать проводники необходимо так, чтобы они не создавали усилия на зажимах автомата.

Наконечники следует затягивать контактными зажимами плотно, но без критичных усилий, способных привести к срыву резьбы. Заделке проводников в кабельных наконечниках следует уделять высокое внимание. Обязательно использовать изоляционные трубки, ленту в качестве защитной оболочки.

Нюансы расстановки и крепежа

Когда выполняют монтаж нескольких единиц оборудования, требуется соблюдать правила расстановки приборов относительно друг друга. Так, расстояние между близко расположенными приборами следует выдерживать не менее 5 мм.

Минимальные расстояния от металлических частей распределительных устройств: сверху 30 – 50 мм, сбоку 5 – 10 мм, в зависимости от величины подведённого напряжения.

Если на монтаже применяются приборы, конструктивно сделанные в дополнительной оболочке, все монтажные манипуляции с ними производятся при снятой крышке оболочки. Установку крышки выполняют с учётом правильного вхождения поводка приводного механизма. Крепление крышки винтами исполняют равномерно.

По завершении монтажа автоматы обязательно проверяются на чёткость момента включения/отключения.

Монтажные схемы и правила подключения выключателя подробно описаны в этой статье.

Техническое обслуживание в период эксплуатации

Нормальные условия действия двухполюсных и трехполюсных автоматических выключателей позволяют выделять время на технический осмотр приборов не чаще одной профилактики за три года работы. Этот факт лишний раз подтверждает высокое качество исполнения практически любых автоматов.

Между тем, согласно инструкций, технический осмотр обязательно выполняется, если автоматический выключатель срабатывал по причине тока короткого замыкания.

Для любой причины, будь то срабатывание устройства в условиях аварийной ситуации или техобслуживание по графику, технический осмотр устройств выключает в себя:

  • диагностирование механизма включения/отключения в ручном режиме без нагрузки;
  • проверку затяжки винтов основных и свободных контактов;
  • надёжность крепежа прибора к основанию;
  • очистку от загрязнений и посторонних предметов;
  • имитацию отключения методом механического воздействия на чувствительный элемент;
  • проверку работоспособности в рабочем режиме.

Практика пользования электрическими сетями отмечает обращение с приборами разных производителей, включая отечественных и зарубежных.

Большая часть всех эксплуатируемых устройств автоматической защиты характеризуется безупречной работой в плане качества.

Выводы и полезное видео по теме

Что такое автоматы и чем они различаются, можно узнать из следующего видеоролика:

О критериях выбора защитных устройств:

Надёжность работы устройств автоматической блокировки часто определяет не бренд, а правильный подбор с учётом рабочей нагрузки. Также значимое влияние на действие приборов оказывает точный расчёт сечения проводников, питающих нагрузку от автомата и расчёт сечения кабеля ввода.

Когда все нюансы монтажа учтены, даже китайские приборы, которые в несколько раз дешевле брендовых, работают достаточно долгий период времени без особых нареканий.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения двухполюсных и трехполюсных выключателей. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.

Автоматический трехполюсный выключатель 100а, 63а, 25а и 32а

Чтобы защитить проводку и бытовые электрические приборы, используются специальные устройства. Автоматический трехполюсный выключатель ГОСТ Р 50345-99 позволяет при перегрузке сети отключить сразу несколько полюсов.

Принцип работы и область использования

Трехполюсный автоматический выключатель или автомат – это коммутационный прибор, который необходим для защиты электропотребителей. Особенностью этого устройства является возможность подключения к нескольким полюсам, благодаря чему оно активно используется при контроле работы трехфазных элекродвигателей.

Фото – обозначение трехполюсного автоматического выключателя

Читайте также:  Как правильно сделать подвод электричества к частному дому

В большинстве случаев, у прибора два режима работы, которые можно менять при ручной регулировке. При переводе рычага из одного положения в другое, коммутатор отключает или включает нагрузку. Но при этом, если в сети появляются перепады напряжения, то устройство незамедлительно на них реагирует в автоматическом режиме и полностью отключает проводку от локальной электрической цепи. В особенности такая функция необходима во время короткого замыкания, когда ток на небольшой промежуток времени значительно превышает допустимые показатели.

Благодаря тому, что трехполюсник является не только простым выключателем нагрузки, но и защитным прибором, его можно использовать:

  • При защите квартирной проводки;
  • Для контроля работы сети при нестабильном напряжении (в особенности в небольших городах или поселках, где часто встречаются подобные проблемы);
  • Для защиты трехполюсных электроприборов (двигатели, станки и прочее). В основном это автоматы с силой тока до 1000 А

    Классификация специальных трехполюсников может производиться по номинальной силе тока, напряжению сети и типу расцепителя. Сейчас выпускаются автоматы с электромагнитным, тепловым и комбинированным расцепителем. Они выбираются в зависимости от условий использования. Например, электромагнитный расцепитель реагирует на короткие замыкания в локальной электрической цепи, в то время как тепловой – на перегрузки при работе.

    Модель с электромагнитным принципом работы пользуется большей популярностью. Но, для обеспечения максимальной безопасности рекомендуется покупать комбинированные устройства контроля.

    Есть еще один тип автомата – селективный. Он разработан в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21, и может контролировать работу конкретных устройств независимо от показателей напряжения и силы тока в сети. Наиболее популярны модели марки Schneider Electric. Такой автомат не требует дополнительного контроля и дополнительно оснащен защитным модулем.

    Видео: разновидности автоматических выключателей

    Технические характеристики

    В зависимости от потребностей сети, нужно выбрать подходящий выключатель. Если Вы будете использовать прибор с меньшими характеристиками, нежели нужно, то при перегрузке сети он может сгореть.

    Рассмотрим параметры автоматического трехполюсного выключателя 16А марки GE (General Electric):

    Ток, А 16 Тип модульный Установка Характеристика С (5-10 In) Прочие параметры электрической сети Напряжение 240В, частота 50-60 Гц Отключение 6 кА при напряжении 220 В Степень защиты IP 20 Климат УХЛ3

    Самым известным импортным выключателем считается модель трёхполюсного автомата производства ABB (АВВ) S203 SNC 25А:

    Номинальный ток, А 25 Рабочее напряжение, В 440 Частота, Гц 50..60 Модель с расцепителем Тепловым и электромагнитным Исполнение корпуса IP4x/IP2x Износостойкость при механическом выключении 10000/20000 циклов

    Автоматический выключатель для силы тока 32А, производитель КЭАЗ, трехполюсный:

    Ток 31,5А, нужно отметить, что при такой силе всегда выбирается ближайшее большее значение номинального тока Тип Модульный Установка Тип С (5-10 In) Прочие параметры электрической сети Напряжение 400В, частота 50-60 Гц Допустимая отключающая способность Icu 6 кА при напряжении 220 В Защита IP 20 Климат УХЛ3

    Параметры автоматического трехполюсного выключателя 40А, производитель Legrand:

    Номинальное напряжение, В 230 Рабочая сила тока, А 40 Тип срабатывания с криволинейной характеристикой C Отключение, кА 6 Установка В зависимости от типа автомата возможен монтаж на din-рейку и непосредственно в щиток

    Вводной включатель Compact NSX100F TM50D 50A, автоматический трёхполюсный(«Schneider Electric»):

    Рабочая сила тока, А 50 Тип автомата Комбинированный ТМ-D Прочие характеристики электрической сети 690 B, 50 Гц Допустимая отключающая способность, кА 36 Монтаж На панель

    Характеристики контактора АВМ-63А:

    Сила тока, А 61,5 Тип автомата Селективный Прочие характеристики электрической сети Напряжение 400В, частота 50-60 Гц Допустимая отключающая способность Icu 6 кА при напряжении 220 В

    Выключатель автоматический трехполюсный ВА-100А (выкатное отключение):

    Сила тока, А 100 Параметры сети Напряжение 400В, частота 50 Гц Срабатывание, А 1200 Тип выключателя Не ограничивающий Класс расцепителя Комбинированный (электромагнитный и тепловой) Установка Несъемная Настройка Ручная Климатическое исполнение, категория размещения У3

    Купить трехполюсный автомат на 63А, 80А, 100А и прочие можно в специальных электромагазинах, цена зависит от марки и класса устройства. Стоимость варьируется от 3–5 долларов за штуку до нескольких десятков.

    Трехполюсный автоматический выключатель: принцип работы

    Где и как можно использовать трехполюсный автоматический выключатель для защиты оборудования

    Трехполюсный автоматический выключатель не является новой концепцией использования для защиты трех однофазных нагрузок с целью экономии места и затрат.

    Но что если защищаемые нагрузки, например, электродвигатели, имеют разные технические данные и требуют разных видов защиты? Во многих устройствах – например, машинах и установках с несколькими нагрузками – обычно имеет смысл защищать каждую нагрузку отдельно и индивидуально.

    Оптимальная безопасность электрической нагрузки

    Индивидуальная защита, в отличие от групповой, обеспечивает оптимальную безопасность каждой электрической нагрузки от возможных повреждений, вызванных перегревом. Кроме того, исключается возможность ложных срабатываний. Если однополюсной защиты достаточно, то такие автоматические выключатели для защиты оборудования надежно могут справляться с этой задачей. Пример: если в одном агрегате необходимо защитить три двигателя, для этой цели потребуются три одно полюсных автоматических выключателя.

    Другой альтернативой является использование трех однополюсных выключателей вместо одного трехполюсного выключателя. Это значительно уменьшит время монтажа и требования к пространству. Кроме того, в случае сбоя нагрузки все три нагрузки всегда будут отключены от напряжения питания, включая неисправные нагрузки. Это обеспечит полное отключение агрегата.

    Трехполюсный автоматический выключатель и его особенности

    Однако трехполюсный автоматический выключатель может использоваться только при условии, что номинальные значения тока автоматических выключателей будут сопоставлены с рабочими характеристиками нагрузок. Если тремя защищаемыми нагрузками являются три одинаковых электродвигателя, можно использовать любой стандартный трехполюсный автоматический выключатель. Но что, если для используемых двигателей требуются разные номиналы выключателей? Стандартные трехполюсные автоматические выключатели должны быть отключены, потому что их трехполюсные камеры имеют одинаковые номиналы.

    Комбинации тепловых автоматических выключателей E-T-A, например трехполюсный 3130 или многополюсная модель 3140 с кнопочным управлением, предлагают потенциальное решение. Их камеры полюсов могут быть оснащены различными биметаллическими расцепителями. Это позволяет пользователям выбирать требуемые значения тока из всего диапазона значений тока выключателя.

    Типы автоматических выключателей

    Трехполюсный автоматический выключатель 3130 с кулисным приводом может иметь биметалл 5 А в камере первого полюса, биметалл 10 А во второй камере и биметалл 16 А в третьей камере. Типы автоматических выключателей E-T-A 3130 и 3140 имеют международные сертификаты, включая VDE, UL, CSA и CCC, даже если они оснащены различными биметаллическими расцепителями, и поэтому подходят для глобального использования.

    Многополюсные автоматические выключатели могут быть особенно полезны, когда используются для защиты однофазных нагрузок или нагрузок постоянного тока. Если многополюсный автоматический выключатель предназначен для защиты различных нагрузок, то номинальные значения тока в разных полюсных камерах следует отрегулировать в соответствии с пределами отключения нагрузок. Комбинации автоматических включателей/выключателей E-T-A отвечают этим требованиям.

    Можно ли объединять однополюсные автоматы в двухполюсные или трехполюсные?!


    Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

    Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

    Особенности работы автоматов защиты сети

    К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

    Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

    • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
    • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

    Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

    Токи перегрузки

    Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

    Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

    За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

    Читайте также:  Правила установки счетчиков электрической энергии

    Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

    Токи короткого замыкания

    Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

    Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

    На видео про селективность автоматических выключателей:

    Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

    Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

    Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

    Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

    В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

    Автоматы типа МА

    Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

    Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

    Приборы класса А

    Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

    Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

    Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

    Защитные устройства класса B

    Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

    Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

    Автоматы категории C

    Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

    Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

    Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

    Автоматические выключатели категории Д

    Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

    Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

    Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

    Защитные устройства категории K и Z

    Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

    Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

    Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

    Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

    Наглядно про категории автоматов на видео:

    Заключение

    В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

    Автоматический трехполюсный выключатель: устройство, принцип работы

    Электрическое оборудование стабильно работает в штатном режиме при условии обеспечения номинальных параметров тока в сети. Но при коротком замыкании или в результате перегрузки сети возникает угроза разрушения электропроводки, создаются условия для выхода из строя электроприборов. Для защиты проводки и электрооборудования в трехфазных сетях, применяют автоматический трехполюсный выключатель, обеспечивающий безопасность локальных цепей.

    Это коммутационное устройство может отключать номинальные токи в ручном режиме или автоматически разрывать перегруженные либо аварийные линии. Особенность работы трёхполюсного выключателя в том, что он одновременно коммутирует все три фазы, что очень важно для защиты электромоторов. В отличие от плавкой вставки, трёхполюсники рассчитаны на многократное срабатывание и обладают стабильностью уставки, заложенной в конструкции прибора.

    Устройство

    Автоматический выключатель конструктивно состоит из трёх автоматов, объединённых в одно устройство (модульная конструкция). Каждый автомат, независимо от других, реагирует на аномальные отклонения токов, однако, благодаря планке, соединяющей рычажки управления, замыканий цепей или их размыкание происходит одновременно по трём фазам. На рисунке 1 показано фото типичного модульного выключателя.

    Рис. 1. Трёхполюсный автомат

    Существуют конструкции, в которых механизмы заключены в один корпус, с одним рычагом управления. Такое строение характерно для мощных промышленных трёхполюсных автоматов.

    Рассмотрим устройство трёхполюсного автомата на примере модульного бытового автоматического выключателя (см. рис. 2).

    Рис. 2. Конструкция автоматического выключателя

    Конструктивные узлы:

    • силовые контакты;
    • дугогасительный механизм;
    • расцепители (устройства для разъединения контактов);
    • механизм взвода;
    • рычаг управления;
    • клеммы полюсов автомата для подключения проводов.

    Расцепители бывают тепловыми и электромагнитными. Чаще всего применяются в комбинации. Силовые контакты расположены в дугогасительной решётчатой или щелевой камере. В мощных выключателях используют комбинированные камеры, сочетающие в себе решётчатые и щелевые конструкции.

    Возле контактов может быть вмонтирована пластиковая вставка, которая при испарении выделяет газы, используемые для гашения дуги. Поток раскалённых газов или воздуха проходит через дугогасительную камеру и выходит в атмосферу по специальному каналу для отвода выпускных паров.

    Для защиты цепей используются разные виды трёхполюсных выключателей, но их устройство существенно не отличается от конструкции приведённой выше.

    На схемах устройства изображаются так, как показано на рис. 3.

    Рис. 3. Изображение на схемах

    Механизмы расцепления

    Исполняющим элементом конструкции является механизм расцепления, который состоит из коромысел, рычагов, пружин и защёлок, обеспечивающих мгновенное размыкание электрической цепи. Этот механизм приводят в действие расцепители, которые по принципу действия делятся на типы:

    • термобиметаллические – пластины с памятью;
    • электромагнитные – соленоид с сердечником;
    • электронные, управляемые полупроводниковыми элементами;
    • микропроцессорные, на базе интегральных микросхем.

    Напоследок заметим, что в некоторых промышленных образцах выключателей применяются электромеханические, электромагнитные, пневматические и другие типы приводов для управления автоматами. Это позволяет персоналу включать либо отключать устройства дистанционно.

    Принцип работы

    В рабочем состоянии автоматического выключателя его контакты находятся в замкнутом положении. Номинальные токи свободно протекают через автомат. В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока его не выключит оператор или токи нагрузки не превысят наперёд заданных значений.

    Возможны два случая:

    1. Отключение в результате КЗ (происходит без выдержки времени).
    2. Разрыв цепи вследствие её перегрузки, которая длится дольше заданного промежутка времени.
    Читайте также:  Какие бывают классы защиты от поражения электрическим током

    При коротком замыкании резко возрастает ток в защищаемой электрической сети, в результате чего срабатывает электромагнитный расцепитель, приводя в действие рычаги механизма расцепления. В течение 0,01 – 0,02 секунды происходит обесточивание проводки. За такой короткий промежуток времени она провода не успевают сильно нагреться.

    Благодаря наличию дугогасительной камеры исключена возможность протекания тока по плазменному каналу разряда. Это, во-первых, защищает контакты от выгорания и залипания, а во-вторых – сводит к минимуму время отключения аварийного участка электрической сети.

    Параметры срабатывания электромагнита рассчитаны на аварийные токи. Однако, на превышение номинальных токов в результате перегрузок, создаваемых потребителями, данное устройство не реагирует. В таких случаях для защиты проводки используется биметаллический расцепитель.

    Он работает по принципу: при возрастании нагрузки в течение определённого периода (промежуток времени задаётся производителем) нагреваются биметаллические пластины. Если нагрузка не уменьшается, одна из пластин начинает изгибаться, приводя в действие коромысло, связанное с рычагом механизма расцепления. Под усилием пружины происходит скачкообразное срабатывание защиты. Повторное включение возможно только после остывания теплового расцепителя.

    В случае, когда перегрузка была кратковременной (например, при запуске электромотора), пластина не успевает нагреться. При возвращении параметров электрической сети к норме, трёхполюсный выключатель продолжает работать в штатном режиме.

    Тепловые уставки регулируются винтом (см. рис. 2). При необходимости можно, в небольших пределах, изменить стандартные регулировки. Изменение уставок позволяет изменить чувствительность трёхполюсного выключателя, что иногда бывает полезно, при ложных срабатываниях защиты. Но имейте ввиду – такие действия оправданы лишь в том случае, когда вы уверены в том, что ваша электропроводка способна выдержать повышенные нагрузки локальной сети.

    В некоторых моделях функции тепловых контактов могут выполнять электромагнитные реле, оборудованные гидравлическими замедлителями. Их преимущество в том, что нет надобности в ожидании остывания пластин для повторного включения. Недостаток – ограниченное время срабатывания. Если нагревание пластины может длиться от нескольких секунд до часа (при умеренных перегрузках), то электромагнит с замедлителем отключит питание гораздо быстрее.

    Технические характеристики

    График на рисунке 4 прекрасно иллюстрирует критичные характеристики выключателей типов B, C, D.

    Рис. 4. График срабатывания защиты

    Обратите внимание на зоны защиты от перегрузок и от КЗ. Зона B характерна для выключателей, применяемых в защите линий освещения или очень протяжённых линий. Отключение происходит в течение 7 – 15 секунд, при достижении током величины, кратной номинальному: от 3·In до 5·In,где In номинальный ток.

    В зоне C тепловая защита сработает в течение 0,5 – 1,5 с, при достижении нагрузки от 5·In до 10·In. Применяется в линиях с умеренными пусковыми токами.

    Зона D – Это уже электромагнитная защита от КЗ. Время отключения 0,01 – 0,02 с.

    Промышленные автоматы типа Z, L, K, имеют параметры теплового отключения от 8·In до 12 ·In.

    Приводим таблицу основных характеристик некоторых типов трёхполюсных автоматических выключателей серии А3700.

    Тип устройстваНоминальный ток выключателя,

    In (А)

    Номинальный ток рацепителя,

    In (А)

    Тое соленоида, АУдарный ток, кА
    ПКС* в цепи 380 ВОПКС**
    в цепи 380 В
    Выключатели на напряжение до 660 В
    А3712Б1608040036
    160630, 1000, 160075125
    А3722Б2502501600,2000,25080150
    А3732Б4004002500, 3200, 4000100150
    А3742Б6306304000, 5000, 6300100150
    А3792Б6306302500, 3200, 4000. 5000, 630011,1150
    Выключатели на напряжение до 380 В
    А3712Ф160804002528
    160630, 1000,1600
    А3722Ф2502501600,2000,25003538
    А3732Ф6304002500,3200, 40005053
    6304000,5000,6300

    *ПКС – предельное значение тока, с которым выключатель может справиться несколько раз.

    **ОПКС – критическая величина тока, отсекаемого автоматическим выключателем не более 1 раза.

    Область применения

    Основное назначение автоматических трёхполюсных выключателей – защита электрических линий от перегрузок и КЗ, а также трёхфазного электрооборудования. Массовое применение автоматы нашли на производстве, где используются различные станки и прочее оборудование с электроприводом.

    В бытовых электросетях выключатели применяются реже, так как в основном используется однофазная сеть. Но если кто-то пользуется трёхфазной сетью, то для защиты проводки целесообразно применять трёхполюсные выключатели модульной конструкции. Такие устройства компактные, надёжные, имеют удобное крепление.

    Сфера применения 3-х полюсных автоматических выключателей

    При сборке распределительного щитка для трехфазной сети используются 3-х полюсные автоматические выключатели. При возникновении перегрузки сети или при коротком замыкании такой автомат расцепит сразу три фазы.

    Сколько полюсов бывает

    Однополюсный, двухполюсный, трехполюсный и четерехполюсные автоматы

    В распределительном щитке квартиры или дома наиболее часто используются однополюсные автоматические выключатели. Их задача расцепить фазный проводник, тем самым прервав подачу электричества на контур. Дифференциальные автоматические выключатели и УЗО отключают одновременно и фазу и рабочий ноль, т.к. их срабатывание может быть связано с нарушением целостности проводки. Вводной автомат в таком щитке всегда должен быть двухполюсный.

    Трехфазный ток используется предприятиями для питания мощных агрегатов, требующих напряжения в 380 вольт. Иногда четырехжильный кабель (три фазы и рабочий ноль) подводится к жилому дому или офису. В связи с тем, что в этих помещениях не используется оборудование, рассчитанное на такое напряжение, в распределительном щитке три фазы разделяются и получается напряжение 220 между каждой фазой и рабочим нулем.

    Для таких щитков используют 3-х полюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Срабатывают они при превышении номинальной нагрузки по любому из трех проводов и отключают их все одновременно, а в случае с четырехполюсным – дополнительно отключается рабочий ноль.

    Зачем использовать два и четыре полюса

    Вводной автоматический выключатель обязательно должен полностью отключать все фазы и рабочий ноль, т.к. один из проводов вводного кабеля может давать утечку на ноль и если его не отключить, используя однополюсный или 3-х полюсный автоматический выключатель, есть вероятность поражения током.

    Утечка при 3-х полюсном автоматическом выключателе

    На рисунке видно, что в таком случае весь рабочий ноль в сети оказывается под напряжением. Если использовать вводной автомат, отключающий фазу и ноль, этого можно избежать, следовательно использование четырехполюсного и двухполюсного автоматических выключателей для трехфазных и однофазных электросетей более безопасно.

    Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

    Каждый 3-х полюсный автомат – это три однополюсных, которые срабатывают одновременно. На каждую клемму 3-х полюсного автоматического выключателя подключается одна фаза.

    Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

    Как видно из схемы, на каждый контур приходится отдельный электромагнитный и тепловой расцепители, а в корпусе 3-х полюсного автомата предусмотрены отдельные дугогасители.

    3-х полюсный автоматический выключатель разрешается использовать и в однофазной электросети. В этом случае на две клеммы выключателя подключаются фазный и нулевой провода, а третья клемма остается пустой (сигнальной).

    Стоимость

    3-х полюсные автоматические выключатели, в зависимости от производителя, отличаются и по цене. В таблице ниже вы можете сравнить стоимость таких электроустановочных изделий самых популярных в РФ марок: IEK, Legrand, Schnider Electriс и ABB:

    Таблица стоимости 3-х полюсных автоматических выключателей лидеров на рынке РФ

    Видео о полюсности выключателей и способах подключения

    Ролик будет полезен новичкам, желающим разобраться в вопросах отличия и функциональности однополюсных, двухполюсных, 3-х полюсных и 4-х полюсных автоматических выключателей. Как правильно их подключать и в каких случаях следует использовать тот или иной автомат.

    Комментарии:

    А я думал, что трехполюсный подключается как фаза-ноль-земля, а оно оказывается вот как… Век живи, век учись! А его можно использовать в щитке под однофазную сеть, если надо отключать сразу три контура?

    Evgen, а зачем он тогда нужен? Запитай все три фазы через однополюсный выключатель и будут они тебе отключаться одновременно без проблем! И место на рейке сэкономишь.

    А почему нельзя использовать трехполюсный выключатель в однофазной сети? Отключать одновременно фазу, ноль и землю? Если поставить его, например, на вводе в щиток. Мне кажется так правильнее.

    Denis, а зачем тебе на вводе отключать землю? Трехполюсный выключатель нужен только в трехфазной сети, но использовать его в однофазной возможно, но нецелесообразно. Также нецелесообразно, как отключение заземления в приведенном вами примере

    Ноль иногда отключить полезно-при перекосе фаз,в деревнях сплошь и рядом.А вот землю рвать надо ТОЛЬКО если есть разд.транс,и ПОСЛЕ него.

    Virtual Private Servers

    Одной из наиболее видных, в прямом смысле этого слова, характеристик автоматического выключателя являектся характеристика определяющая количество полюсов автомата.

    а если надо отключить две фазы и ноль трёх полюсный пойдет

    Оставить комментарий Отменить ответ

    Бестопливный генератор – способ заработать на безграмотности

    Плюсы и минусы вертикальных ветрогенераторов, их виды и особенности

    Ветряк для частного дома – игрушка или реальная альтернатива

    Power Bank с солнечной батареей – расчет на безграмотность

    Как выбрать солнечную панель – обзор важных параметров

  • Ссылка на основную публикацию