Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Автоматы и УЗО

Автоматические предохранители ПАР - устройство и особенности использования

Автоматические предохранители ПАРС начала массовой электрификации страны остро стоял вопрос обеспечения защиты электрооборудования и людей от поражения электрическим током. С этой целью промышленностью был налажен массовый выпуск предохранителей с плавкими вставками, снабженных тонкой проволочной нитью. Она перегорала при повышенной нагрузке или возникновении короткого замыкания в контролируемой схеме.

В их конструкцию входила стационарно устанавливаемая диэлектрическая колодка с двумя контактами, в которую вкручивался фарфоровый корпус со сменяемой плавкой вставкой. Такие предохранители устанавливали парами в фазный и нулевой провод питающей сети.

После непродолжительной эксплуатации были выявлены недостатки этой конструкции:

  • частые перегорания калиброванных нитей вставки, вызванные плохой стабильностью электрических характеристик системы электроснабжения и низкой технической грамотностью населения;

  • необходимость иметь в домашнем пользовании большой запас сменных предохранителей;

  • массовое применение самодельных «жучков» вместо плавких вставок со значительно превышенными номиналами токовых нагрузок, объясняемое не только дефицитом предохранителей в продаже, но и нежеланием людей их приобретать.

Предохранитель с плавкой вставкой

После этого промышленность освоила выпуск автоматического устройства защиты домашней электропроводки 220 вольт на основе уже используемых колодок.

По существующей традиции их тоже стали называть предохранителями. Только попутно добавили термины:

  • автоматический, который определяет возможность автономного отключения неисправностей и последующего ручного включения человеком без замены каких-либо деталей;

  • резьбовой, указывающий на принцип крепления к диэлектрической колодке.

В итоге эта защита получила краткое название ПАР, состоящее из сокращения этих трех слов.

Внешний вид защиты ПАР

Принцип формирования защитной характеристики

В основу работы ПАР заложено одновременное отслеживание протекающих через него токов нагрузок двумя устройствами на основе:

1. тепловых расцепителей, работающих с задержкой времени на отключение;

2. токовой отсечки, быстросрабатывающей при возникновении критических нагрузок сети.

Сводная временна́я характеристика этих защит ПАР показана действующим графиком.

Временная защитная характеристика ПАР

За основу шкалы взято превышение нагрузок номинальных величин по оси абсцисс и продолжительность ее действия в секундах на оси ординат.

На графике явно видны две линии этой характеристики:

1. ниспадающий участок по гиперболической зависимости, образованный работой теплового расцепителя;

2. строго прямая вертикальная линия, показывающая работу токовой отсечки.

Рабочая характеристика предохранителя автоматического резьбового наглядно демонстрирует два принципа, заложенных в основу конструкции этого устройства:

1. надежное пропускание тока номинальной нагрузки без ложных срабатываний (кривая немного сдвинута вправо от соотношения I/Iн=1);

2. отключение при превышениях номинальных величин.

Участок работы теплового расцепителя обеспечивает ускорение отключений сильно завышенных нагрузок и в то же время сохранение подачи напряжения на домашнюю сеть при незначительных кратковременных бросках тока.

Например, при трехкратном превышении номинального значения, вызванного запуском электродвигателя и выходом его на режим, ПАР контролирует ситуацию и не отключит напряжение в течение 8 секунд, которых вполне достаточно для включения и разгона ротора вместе с подключенной кинематической схемой.

Если же превышение достигнет шести крат, то защита сработает за время чуть большее одной секунды.

При девяти кратах завышения номинального тока включается в работу токовая отсечка, снимающая напряжение с оборудования за время 0,1 секунды или даже быстрее.

Как выбрать оптимальную конструкцию ПАР для домашнего использования

Автоматические предохранители разрабатываются специально для применения в бытовых условиях с напряжением 220 и чуть реже — 380 вольт. С этой целью на их корпусе и в документации указываются технические характеристики, реализованные производителем.

Примеры обозначений номиналов ПАР

Устройства, предназначенные для двухпроводных сетей 220, выпускаются на номинальные токи 6,3 и 10 ампер, а для цепей 380 — 10, 16 или 20. Этими показателями и надо ориентироваться при выборе защиты.

Для этого рассчитывают мощность всех электрических потребителей квартиры, которые могут быть одновременно включены, и делят ее выражение в ваттах на действующее напряжение сети в вольтах. Получается ток нагрузки в амперах. Остается сопоставить его с номинальным током ПАР и выбрать наиболее подходящую модель из линейки, выпускаемой производителем.

Следует учесть, что создание небольшого запаса по току срабатывания защиты обеспечит резерв мощности потребления для подключения дополнительных приборов, а отсутствие его вызовет избыточные, заведомо ложные отключения.

Режимы работы ПАР

Исходя из закономерностей, показанных с помощью временно́го графика, можно выделить четыре основных этапа состояния защиты:

1. номинальный режим;

2. срабатывание теплового расцепителя;

3. токовая отсечка;

4. ручное отключение и включение.

Рассмотрим их более подробно.

Режим оптимальной нагрузки ПАР

Конструкция основных элементов защиты показана на нижерасположенной картинке.

Режим нормального состояния ПАР

Ток нагрузки подается на центральный контакт защиты и снимается с бокового, расположенного на резьбовом металлическом вкладыше. Внутри корпуса перемещается подвижный якорь, который обладает двумя фиксированными положениями:

1. нижним рабочим, когда силовые контакты замкнуты;

2. верхним защитным, обеспечивающим разрыв электрической схемы.

При расположении внизу на якорь действует усилие сжатой пружины, направление которого вверх заблокировано фиксацией верхних контактных площадок поворачивающегося рычага. Его положение ограничивается с левой стороны штифтом биметаллической пластины (отдельные производители устанавливают скрученную проволоку), а с другой — продолжением корпуса электромагнита отключения.

В этом состоянии через ПАР проходит номинальный ток нагрузки по пути:

  • центральный контакт корпуса;

  • провод соединения с неподвижным контактом;

  • левый контакт подвижного мостика, подключенный за счет усилия ужима пружины;

  • биметаллическая пластина с упорным штифтом;

  • гибкий провод, подключенный к обмотке электромагнита;

  • проводник, соединяющий катушку отключения со вторым подвижным контактом;

  • контактную площадку между правой стороной мостика и стационарной частью;

  • провод, обеспечивающий связь с резьбовым наконечником.

Проходящий по биметаллу и обмотке катушки ток номинальной величины вызывает в них рабочий нагрев и электромагнитное поле, которые только подготавливают отключающие элементы к работе, но не способны снять напряжение с рабочей схемы.

Отключение аварийных режимов происходит при превышении значений уставки.

Режим перегрузки сети

Когда ток нагрузки становится больше номинальной величины, то его тепловое воздействие на биметалл постепенно приводит к изгибу пластинки и выводу закрепленного на ней штифта из зацепления с подвижным рычагом якоря.

Режим перегрева биметаллической пластины

Левый конец рычага выходит из зацепления и проворачивается вокруг своей оси вращения. Освобожденная энергия сжатой пружины выталкивает якорь вверх совместно с прикрепленным к нему подвижным мостиком. Левый и правый силовые контакты надежно обеспечивают двухсторонний разрыв токовой цепи, оказавшейся под действием аварийного режима.

После прерывания тока биметаллическая пластина начинает остывать и возвращаться в свое первоначальное положение. Но, для этого необходимо выдержать некоторое время.

После того как биметалл вернется в охлажденное состояние, можно нажимать большую белую кнопку ручного включения на торце ПАР. Это действие опустит весь якорь и введет левую часть коромысла в зацепление с вернувшимся в исходное положение штифтом.

Предохранитель оказывается переведенным в рабочее положение и начинает контролировать процессы протекания тока через него. Если причина отключения ПАР осталась не устраненной, то последует его очередное срабатывание.

Режим короткого замыкания в сети

Когда между фазным и нулевым проводами возникает маленькое электрическое сопротивление или они замыкаются накоротко, то образуется ток КЗ, проходящий по обеим отключающим систем. Только катушка электромагнита работает быстрее, чем выгибается биметалл.

Режим работы электромагниты отключения

Сердечник катушки под воздействием образовавшегося магнитного поля резко втягивается вниз и наносит удар по рычагу, а защелка электромагнита одновременно поворачивается относительно своей оси, снимая удержание якоря.

Нижняя пружина своим усилием, как и в предыдущем случае, выбрасывает вверх подвижную систему вместе с закрепленными силовыми контактами. В результате происходит снятие ими напряжения с защищаемой зоны.

Поскольку для такого отключения необходимо протекание тока большой величины, то он успевает разогреть биметаллический элемент, который деформируется и запрещает быстрое ручное включение до остывания и возвращения своего ограничительного штифта в исходное положение.

Предохранитель можно вернуть во включенное состояние после охлаждения теплового расцепителя. Но, для этого причина срабатывания ПАР должна быть ликвидирована. Иначе произойдет повторное снятие напряжения со схемы чуткой защитой.

Режим ручного отключения ПАР

Иногда для выполнения ремонтных работ, например, периодического снятия электросчетчика на поверку, необходимо отключить напряжение с электропроводки квартиры. Для этих целей на корпусе предохранителя смонтирована маленькая кнопка красного цвета ручного отключения.

Режим работы ручного отключения

При нажатии на нее корпус защелки электромагнита поворачивается вокруг своей оси, освобождая зацепление правой части поворотного рычага, как и при срабатывании от электромагнита. Якорь освобождается от удержания и под усилием пружины размыкает свои контакты.

Напоминаем, что для безопасного проведения работ в электроустановках необходимо визуально убедиться в создании разрыва цепи. Его можно увидеть только при вывернутом корпусе защиты из диэлектрической колодки.

Во время эксплуатации ПАР особое внимание обращают на:

  • состояние контактных площадок и силу их ужима;

  • степень сжатия пружины, влияющую на скорость аварийных отключений.

Заключение

Предохранители автоматические резьбовые по своим характеристикам отвечают требованиям безопасности и надежности работы. Однако, благодаря быстрому возрастанию нагрузок в домашней сети и массовому выпуску под них различных автоматических выключателей, обладающих меньшими габаритами и возможностью крепления на Din-рейку, защиты ПАР все меньше устанавливаются в новостройках и продолжают работать в старых зданиях, расположенных в основном среди сельской местности.

Читайте также: Какие защитные устройства лучше: плавкие предохранители или автоматические выключатели?

Бравый Алексей Семенович


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Автоматы и УЗО

Другие статьи:

  • Как учитываются токи у автоматических выключателей
  • Характеристики автоматических выключателей
  • Какие защитные устройства лучше: плавкие предохранители или автоматические ...
  • Автоматические выключатели серии А3700 ХЭМЗ
  • Устройство и принципы работы магнитного пускателя
  • Про электрические аппараты защиты для "чайников": плавкие предохранители


  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    Да кому нужен этот антиквариат?

      Комментарии:

    #2 написал: Андрей | [цитировать]

     
     

    Владимир, а вы повнимательней посмотрите, что используется в отдаленных деревнях.

    И спросите там у людей сколько они  получают и могут-ли они себе позволить все поменять. А автору большое спасибо за материал.

      Комментарии:

    #3 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    А что всё-то? 2 автомата на 10А купить? Это рублей 600. При всём уважении, даже для деревни это не очень большие деньги. Тем более можно найти и дешевле. А старые ПАРы не факт что сработают, по крайней мере на перегрузку они реагируют уже значительно хуже. А это риск пожара.

      Комментарии:

    #4 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Андрей! Что толку знать устройство аппарата, если он все равно не поддается ремонту. Кому это надо, если электрики ЖКХ (им за 40 лет) ставят жителям УЗО и уверяют оных, что уж теперь то у них не сгорят стиральные машины и телевизоры. Почитать и понять, что такое реле контроля напряжения нет желания, а моим словам не верят. Как-же, у них опыт! Что касается ПАР... За три года работы в ЖКХ, я их сотни видел. Ненадежны, выгорают видимо в режиме перегруза. Любой китайский автоматический выключатель значительно лучше, только здесь требуется периодическая протяжка контактов, чего люди не делают!!! Раньше, в перестройку был в России журнал "Спрос". Там сравнивались товары разных производителей. Что устанавливать, что говорить людям? Не ясно.
    С Уважением, Сергей Гаврилов. 

      Комментарии:

    #5 написал: Vladimir | [цитировать]

     
     

    Странно, я сам электромонтер ЖКХ, но разницу между УЗО и УЗМ знаю.

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK