Автоматический выключатель АП-50 — это защитное устройство, предназначенное для автоматического отключения электрических цепей в аварийных ситуациях. Его основная задача — защита электродвигателей и другого электрооборудования от повреждений, вызванных чрезмерной нагрузкой или коротким замыканием. Кроме того, этот аппарат может использоваться для ручного включения и отключения цепей.
Конструкция и устройство автомата АП-50
На изображении представлен внешний вид автоматического выключателя АП-50.
Данная серия выпускается в двух- и трехполюсном исполнении. Двухполюсные модели предназначены для работы в цепях постоянного тока напряжением до 220 В и переменного тока до 500 В частотой 50-60 Гц. Трехполюсные выключатели работают только с переменным током в том же диапазоне напряжений. Все электрические компоненты устройства размещены в прочном пластмассовом корпусе, состоящем из основания, основной части и съемной лицевой панели.
Конструктивно автомат состоит из четырех ключевых узлов:
- Механизм управления с кнопками «Вкл»/«Выкл», основанный на принципе свободного расцепления для мгновенного срабатывания.
- Дугогасительные камеры, расположенные в нижней части корпуса. Они предназначены для быстрого гашения электрической дуги, возникающей при размыкании контактов.
- Расцепители — два основных защитных элемента: тепловой (биметаллическая пластина, закрытая текстолитовой крышкой) и электромагнитный (соленоид).
- Контактная система, включающая в себя неподвижные и подвижные контакты.
Электромагнитный расцепитель обеспечивает практически мгновенное отключение при резком скачке тока, характерном для короткого замыкания. Тепловой расцепитель срабатывает при длительной, но меньшей перегрузке; время его срабатывания обратно пропорционально величине тока. Заводская настройка расцепителей производится при температуре +35°C. В корпусе предусмотрены клеммы для подключения кабелей и достаточно места для установки дополнительных элементов, таких как блок-контакты или расцепитель минимального напряжения. Чувствительность расцепителей можно регулировать с помощью специального рычага, расположенного под кнопками управления.
Модели АП-50 могут поставляться без блок-контактов, с одним или с двумя. При необходимости блок-контакты можно установить самостоятельно.
Основные технические параметры и условия эксплуатации
Исправный автомат соответствует требованиям механической стойкости по категории М7 (ГОСТ 17516.1). Важно отметить, что устройство не имеет влагозащиты, поэтому требует установки в сухих помещениях. Не рекомендуется монтаж в местах с высокой влажностью, температурой выше +40°C, а также там, где возможно образование конденсата, инея или прямое воздействие солнечных лучей и теплового излучения от отопительных приборов.
Характеристики теплового расцепителя при температуре окружающей среды 15-25°C:
- При токе 1,05 от номинального (1,05 In) аппарат не должен отключаться в течение часа.
- При токе 1,35 In отключение должно произойти не более чем за 30 минут.
- При шестикратной перегрузке (6 In) срабатывание происходит за 2-15 секунд.
- После срабатывания от перегрузки повторное включение возможно только через 2 минуты, необходимые для остывания биметаллической пластины.
Автомат рассчитан на ограниченное число операций включения-выключения (коммутационный ресурс). Для моделей на ток до 10 А это 50 000 циклов, для 16-25 А — 25 000, для более высоких номиналов — 20 000. Максимальный ток включения составляет 10 А.
Для обеспечения долговечности и надежной работы необходимо регулярно проводить техническое обслуживание: очищать устройство и пространство вокруг него от пыли и загрязнений, которые могут проводить ток и вызвать неисправность, а также проверять правильность положения контактов.
Класс токоограничения и быстродействие
На графике показаны время-токовые характеристики автоматических выключателей АП-50.
В паспорте устройства параметр быстродействия (класс токоограничения) обычно не указывается. Его определяют экспериментально в условиях лаборатории. Исправный автомат должен осуществлять отсечку при коротком замыкании за 0,01-0,015 секунды. Если время срабатывания превышает 0,2 секунды, устройство считается неработоспособным. Из-за конструктивных особенностей (значительного хода сердечника электромагнита) класс токоограничения у АП-50 оценивается как 1. В случаях, где требуется максимально быстрое отключение для защиты чувствительного оборудования, рекомендуется выбирать автоматы других серий с более высоким быстродействием.
Время-токовые характеристики срабатывания
Зависимость времени срабатывания от величины тока для серии АП-50 нелинейна и варьируется в зависимости от номинала автомата. Для малых номиналов (1,6, 2,5, 4 А) при небольших перегрузках (в 2-4 раза) время отключения меньше, чем у аппаратов на большие токи. При значительных перегрузках картина обратная. Тепловой расцепитель срабатывает в диапазоне перегрузок 1,5-3 раза от номинала за время от 70 до 300 секунд. Электромагнитный расцепитель при 3,5 In может срабатывать с задержкой до 60 секунд, а при 10 In активируется практически мгновенно (за секунды) при восьмикратной и более перегрузке.
Как работает автоматический выключатель АП-50
Принцип действия основан на работе двух расцепителей. При возникновении в цепи длительной перегрузки биметаллическая пластина теплового расцепителя нагревается, изгибается и воздействует на механизм свободного расцепления. При коротком замыкании резко возрастающий ток в катушке электромагнитного расцепителя создает магнитное поле, втягивающее сердечник, который также приводит в действие механизм расцепления. В результате специальная рейка размыкает силовые контакты во всех полюсах одновременно. Электрическая дуга, возникающая при разрыве цепи, затягивается в дугогасительную камеру, дробится на несколько частей металлическими пластинами и гаснет. Регулировку уставки максимального тока можно выполнить с помощью регулировочного винта, доступ к которому возможен только при отключенном питании и снятой крышке корпуса.
Производители выключателей АП-50
Оборудование этой серии производится на нескольких предприятиях в России и Украине. Среди российских производителей наиболее известны:
- Курский электроаппаратный завод (КЭАЗ) — выпускает модели с маркировкой АП50Б.
- Челябинский «Электроконтактор» — производит модифицированные версии с квадратными кнопками управления и вынесенными на поверхность корпуса клеммами для подключения проводов.
В Украине производством занимается УПП УТОС в городе Коростень Житомирской области.
Методика испытаний автомата АП-50
Проверка работоспособности включает в себя тестирование обоих типов расцепителей — теплового и электромагнитного — с помощью подачи контрольных токов различной величины.
Проверка теплового расцепителя
На фото показан процесс проверки электромагнитного расцепителя АП-50.
Для испытаний используется специальный прибор, например, РЕТОМ-21. Полюса автомата соединяются последовательно, и испытательное устройство подключается к крайним клеммам. Проверка проводится в три этапа:
- Ток 1,05-1,1 In: в течение часа отключения происходить не должно.
- Ток 1,35 In: автомат должен отключиться в интервале до 30 минут.
- Ток 6 In: отключение должно произойти в течение 2-15 секунд.
Эта процедура подтверждает способность устройства корректно реагировать на разные уровни перегрузки.
Проверка электромагнитного расцепителя
Данный тест проверяет реакцию на ток короткого замыкания. На автомат подается десятикратная перегрузка (10 In, например, 500 А для аппарата на 50 А). Исправный выключатель должен сработать (отсечь ток) за время от 0,1 до 0,2 секунды. Более медленное срабатывание указывает на неисправность.
Заключение: Автоматические выключатели серии АП-50 являются надежным и проверенным решением для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий в бытовых и промышленных условиях. Однако при выборе следует учитывать их относительно невысокое быстродействие (класс токоограничения 1) и отсутствие влагозащиты, что требует соблюдения определенных условий эксплуатации.
