На рис. 11.1 изображена электрическая цепь, во всех частях которой, т. е. и через провода и через лампу, проходит один и тот же ток. Однако нить лампы раскалена до 2500 °C, а провода холодные. Почему?
Рис. 11.1. Схема цепи питания лампы накаливания
Потому что, во-первых, сопротивление нити велико (1936 Ом), а проводов мало (2,5 Ом). Значит, в нити выделяется в 1936: 2,5 = 775 раз больше теплоты. Во-вторых, масса нити мала и сосредоточена в небольшом пространстве, масса проводов значительно больше и провода растянуты на 100 м. Значит, нить охлаждается плохо, а провода хорошо. Одним словом, в одной и той же цепи могут быть участки, имеющие различные температуры.
11.2. Ввинчиваемые автоматические выключатели ПАР с резьбой Е-27
Автоматические выключатели (автоматы), например, серии ПАР (рис. 11.2), пришли на смену ввинчивающимся пробкам. Поэтому они имеют такую же резьбу Е-27, как у пробок. Они не требуют замены элементов электросети при отказе от использования пробок.
Рис. 11.2. Общий вид автоматического резьбового предохранителя серии ПАР
ПАР предназначены для защиты электрических цепей от короткого замыкания, изменения напряжения, перегрузок и других нарушениях режима работы цепи, а также для ручного отключения и включения линий и потребителей энергии. Автоматические выключатели относятся к защитным устройствам многократного действия.
Включают цепь автоматическим выключателем вручную, а отключать ее могут как вручную, так и автоматически, в результате срабатывания вмонтированного в корпус расцепителя.
Последний представляет собой блок, встроенный в корпус выключателя и предназначенный для отключения выключателя под действием тока, превышающего ток настройки.
Во всех автоматах расцепляющее устройство конструируют так, что исключается возможность удерживания контактов выключателя во включенном положении (кнопкой, рукояткой или дистанционным приводом) при отклонении от режима работы в защищаемой цепи. Быстрота отключения не зависит от оператора, а определяется исключительно конструкцией расцепителя.
Преимущества автоматов перед плавкими предохранителями:
♦ срабатывают надежнее, чем плавкие предохранители;
♦ при защите трехфазного устройства устраняется возможность его работы в неполнофазном режиме, так как при перегрузках и коротких замыканиях отключаются сразу же все три фазы;
♦ значительно снижаются простои электрооборудования из-за того, что на включение сработавшего автомата требуется меньше времени, чем на замену перегоревшего предохранителя.
Основные требования к автоматическим выключателям:
♦ обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим работы при номинальной силе тока;
♦ не повреждаясь, отключать цепь при токах короткого замыкания.
Конструкции автоматических выключателей различаются расцепителями — встроенными устройствами в виде защитных реле для дистанционного отключения.
Автоматы с тепловыми расцепителями предназначены для защиты от перегрузок. В качестве теплового расцепителя служит биметаллическая пластинка. При прохождении по ней тока перегрузки она изгибается и приводит в действие расцепляющий механизм, отключающий автомат. Тепловые расцепители отключают цепь в зависимости от длительности и силы тока, превышающего уставку теплового расцепителя.
Совет.
Силу тока уставки теплового расцепителя выбирайте равной 125–150 % от значения длительной силы тока максимально допустимой нагрузки.
Автоматы с электромагнитным расцепителем служат для защиты от коротких замыканий. Автомат с электромагнитным расцепителем в каждой фазе имеет электромагнитное реле максимального тока, состоящее из катушки, сердечника и пружины. Ток короткого замыкания, проходя по катушке, содействует втягиванию внутрь ее сердечника, который сжимает пружину и приводит в действие расцепляющее устройство. Такое отключение называют отсечкой. Электромагнитные расцепители срабатывают практически мгновенно (за 0,02 с).