Конспект учебного занятия по электротехнике Автоматический выключатель

  • Автоматический выключатель
  • Автоматический выключатель выполняет три основный функции
  • По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей
  • Итак, рассмотрим конструкцию автоматического выключателя входят (рис.1)
  • Рассмотрим принцип работы автоматического выключателя

  • Скачать 26.96 Kb.


    Дата25.09.2017
    Размер26.96 Kb.

    Скачать 26.96 Kb.

    Тема урока: Автоматический выключатель





    hello_html_648175e3.gifhello_html_648175e3.gif


    Обучающийся должен:

    знать: основные законы электротехники, принципы действия, устройство, основные характеристики аппаратуры управления и защиты.

    Автомати́ческий выключа́тель (англ. Circuit breaker) - контактный коммутационный аппарат, способный включать токи, проводить их и отключать при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение нормированного времени и отключать токи при нормированных ненормальных условиях в цепи, таких как короткое замыкание.
    Конститу́ция (от лат. constitutio - устройство, установление, сложение) - основной закон государства, особый нормативный правовой акт, имеющий высшую юридическую силу. Конституция определяет основы политической, правовой и экономической систем государства.

    уметь: применять законы электротехники, читать принципиальные, электрические и монтажные схемы, рассчитывать параметры схем, собирать электрические схемы

    Цель урока:

    1. Образовательная: изучить законы электротехники, принципы действия, устройство, основные характеристики аппаратуры управления и защиты

    2. Развивающая: развивать навыки самостоятельной работы;

      Электри́ческая схе́ма - это документ, составленный в виде условных изображений или обозначений составных частей изделия, действующих при помощи электрической энергии, и их взаимосвязей. Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой Э.
      развивать умения анализировать рабочую документацию; организовывать, оценивать и корректировать собственную деятельность; нести ответственность за результаты своей работы; осуществлять поиск информации.
      Информацио́нный по́иск (англ. information retrieval) - процесс поиска неструктурированной документальной информации, удовлетворяющей информационные потребности, и наука об этом поиске.

    3. Воспитательная: воспитывать ответственность, трудолюбие, аккуратность.

    Ход урока:

    1. Объяснение нового материала

    Автоматический выключатель («автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей  (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.

    Коммутационный аппарат - аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях. Коммутационный аппарат - электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.
    Электри́ческая цепь (гальвани́ческая цепь) - совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.
    Коро́ткое замыка́ние (КЗ) - электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов.

    Автоматический выключатель выполняет три основный функции:

    • коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);

    • обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый;

    Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.

    По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:

     воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);

     автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);

     модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.

    Итак, рассмотрим конструкцию автоматического выключателя входят (рис.1):

    C:\Documents and Settings\Администратор\Рабочий стол\avtomaticheskiy-vyklyuchatel-ustroystvo-i-princip-raboty-4.jpg


    1 — верхняя винтовая клемма;

    2 — нижняя винтовая клемма;

    3 — неподвижный контакт;

    4 — подвижный контакт;

    5 — гибкий проводник;

    6 — катушка электромагнитного расцепителя;

    7 — сердечник электромагнитного расцепителя;

    8 — механизм расцепителя;

    9 — рукоятка управления;

    10 — гибкий проводник;

    11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;

    Биметалли́ческая пласти́на - пластина, изготовленная из биметалла или из механически соединённых кусков двух различных металлов. Как правило, используется как основная часть термомеханического датчика.

    12 — регулировочный винт теплового расцепителя;

    13 — дугогасительная камера;

    Дугогаси́тельная ка́мера (дугогаси́тельная решётка) - специальное устройство, применяющееся в приспособлениях дугогашения в различных электрических коммутационных аппаратах для предотвращения горения и быстрого гашения электрической дуги.

    14 — отверстие для отвода газов;

    15 — защелка фиксатора

    Рис.1 Устройство автоматического выключателя




    Поднимая рукоятку управления вверх, автоматический выключатель подключается к защищаемой цепи, опустив рукоятку вниз — отключатся от нее.

    Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая, таким образом, автоматический выключатель от защищаемой цепи.

    Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.

    Рассмотрим принцип работы автоматического выключателя

    В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя (когда рычаг управления взведен) электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме. Далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.

    Перегрузка возникает, когда ток в  цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.

    Электри́ческий ток - направленное (упорядоченное) движение частиц или квазичастиц - носителей электрического заряда.

    Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).

    При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е.

    Номинальный ток - наибольший допустимый по условиям нагрева токопроводящих частей и изоляции ток, при котором оборудование может работать неограниченно длительное время.
    Электромагнитная индукция - явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года.
    подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.

    Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового.

    При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее.

    Электри́ческая дуга́ (во́льтова дуга́, дугово́й разря́д) - физическое явление, один из видов электрического разряда в газе.
    Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.

    Итак, можно сделать вывод:

    • автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь;

    • имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки;

    • имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания;

    • содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.


    1. Закрепление темы урока

    Ответить на вопросы:

    1. Что называется автоматическим выключателем?

    2. Какие функции выполняет автоматический выключатель?

    3. Как устроен автоматический выключатель?

    4. Принцип действия автоматического выключателя?

    1. Выполнить задание по варианту.