Схема подключения автоматов

Для реализации систем токовой защиты возможно использование разных автоматов, отличающимся по номиналам, время-токовым характеристикам, токам короткого замыкания и количеству полюсов. Все указанные, кроме количества полюсов автомата, параметры влияют на характеристики работы системы токовой защиты но не влияют на схему подключения автоматического выключателя. На схему подключения автомата влияет только количество полюсов автоматического выключателя, зависящее, в свою очередь от схемы защиты и видов подключаемых нагрузок. Среди схем подключения автоматов можно выделить однофазную схему подключения автомата, трехфазную схему подключения и схему подключения автомата как вводного автомата. Однофазная схема подключения автомата Однофазная схема подключения автоматического выключателя является самой распространенной, так как подавляющее количество электропроводок, это однофазные двухпроводные или трехпроводные электропроводки. Приведенное изображение иллюстрирует как раз одну из таких, двухпроводных однофазных электропроводок, наиболее часто встречающихся в быту. Натуральная схема показывает подключение модульного автомата, вне зависимости от его мощности, предназначенное для защиты однофазной электропроводки, питающей электророзетку без заземления. С точки зрения однофазного подключения автомата, наличие заземляющего контакта в розетке при трехпроводной системе питания, ничего не изменяет, так как при такой схеме подключения отсутствует электрическое соединение между проводниками, находящимися под напряжением (фаза и нейтраль) и проводом заземления. При однофазном подключении автоматического выключателя, автомат всегда подключается в разрыв фазного провода, то есть последовательно с нагрузкой в цепи фаза-автомат-нагрузка-нейтраль. Такое подключение обусловлено тем, что источником электричества является фаза и при необходимости снятия напряжение, надо отключать именно фазу. Второй причиной установки автомата на фазный провод является запрет на разрыв нейтрали при отсутствии гарантированного разрыва фазы. В случае разрыва нейтрали при неотключенном напряжении фазы, вся электропроводка, включая нейтраль после нагрузки, но до места ее разрыва, оказывается под напряжением, что может привести к поражению электротоком от корпусов незаземленных электроприборов и к порче некоторых электроприборов, так как при наличии напряжения на нейтрали может возникнуть напредусмотренное протекание тока с нейтрали на заземление. Схема подключения вводного автомата Схема подключения вводного автомата так же является однофазным подключением автоматического выключателя, однако отличается от вышеописанной схемы тем, что в случае срабатывания автомата или его механическом отключении размыкаются сразу две пары контактов, разрывая как фазный провод, так и провод нейтрали. Вводной автомат применяется там, где необходимо, в технологических целях или целях безопасности полностью обезточить, то есть гарантированно снять напряжение, с защищаемых автоматом цепей как в случае аварии, так и в случае ручного отключения. В случае применения однофазного однополюсного подключения автомата, такой гарантии нет, так как нейтральный провод не разрывается, и в случае неисправности системы электроснабжения верхнего, по отношению к автомату, уровня например - "отгорание нуля", возможно попадание фазового напряжения на нейтральный провод. В этом случае даже при отключенном однополюсном автомате на фазе, вся проводка окажется под напряжением сети со всеми вытекающими последствиями для безопасности и электроприборов. Применение двухполюсного автоматического выключателя в качестве вводного автомата возможно благодаря его конструкции, обеспечивающей одновременное размыкание (разрыв) двух проводов, как фазового, так и нейтрального, вне зависимости от того, сработал ли электромагнитный расцепитель или тепловой расцепитель (независимо в обоих полюсах или только в одном) или автомат был выключен принудительно - вручную, рычагом взвода автомата . Схемой подключения вводного автомата можно и нужно пользоваться не только для ввода электропитания на объект, но так же и при наличии необходимости гарантированного отключения питания любого устройства. В качестве примера, можно привести подключение розетки, находящейся снаружи помещения на открытом воздухе. При неисправности системы электропитания, неожиданное появление напряжения на нейтрали может привести к электроудару человека, уверенного что напряжение отключено и чинящего какой либо садовй электроинструмент. Трехфазная схема подключения автомата Трехфазная схема подключения автомата может быть реализована двумя основными способами, в зависимости от того, какие типы нагрузок подключаются к трехфазной сети. В целом, следует отметить, что сама сеть электропитания изначально является трехфазной, так как трехфазная передача электроэнергии по историческим причинам оказалась наиболее эффективной. Однофазное электропитание предсталяет собой часть трехфазной системы питания и если пройти по цепи цепи однофазной проводке вверх, к источнику напряжения, то в подавляющем большинстве случаев можно дойти до трехфазного автомата токовой защиты, раздающего напряжение на однофазные проводки. Трехфазная схема подключения трехполюсного автомата Трехфазная схема подключения трехполюсного автомата обеспечивает защиту проводников и цепей питающих трехфазную нагрузку со схемой подключения "треугольник". Такая схема подключения применяется для многих электроприборов, таких как электродвигатели, нагреватели, трансформаторы. Необходимость подключения потребителей электроэнергии треугольником обычно обусловлена необходимостью получения большой мощности, которая может быть обеспечена трехфазным электропитанием. При использовании трехфазного подключения треугольником, снимаемая электрическая мощность больше чем при использовании однофазного питания в примерно 1,8 раз при условии равности токов. Такое увеличение мощности обеспечивается за счет межфазного напряжения, составляющего 380 вольт, в отличие от напряжения фаза-нейтраль, составляющего 220 вольт. Для трехфазного подключения треугольником применяются трехполюсные автоматы. на вход которых подяются фазы, а выход которого подключается к вершинам трехфазной "треугольной" нагрузки. Для подключения треугольником может использоваться и четырехполюсные автоматы. однако четвертый полюс подключаться не должен, нейтральный провод не заводится на автомат и не подключается к нагрузке, так как схема треугольником не предусматривает наличия соединения фаза-нейтраль. Однако, для возможности подключения нагрузки треугольником и получения повышенной мощности требуется выполнение определенных условий, заключающихся в равной силе межфазных токов, обеспечиваемых равными электрическими сопротивлениями межфазных нагрузок. Выполнение этого условия возможно только в случае единого поведения всех межфазных нагрузок, то есть отсутствия каких либо дополнительных электрических соединений или других воздействий, которые могут изменить силу межфазного тока. Иными словами, соединение треугольником и получение повышенной мощности возможно только для отдельно взятого, и специально на это рассчитанного, электроприбора что объясняет необходимость применения еще одного типа трехфазного подключения для питания однофазных нагрузок. Трехфазная схема подключения четырехполюсного автомата Трехфазная схема подключения четырехполюсного автомата предназначена для двух основных применений. Этими применениями являются подключение трехфазной нагрузки со схемой подключения "звезда" и, как частный случай звезды - подключение нескольких (от одной до трех) однофазных электропроводок. Схема подключения звездой предполагает, кроме некоторых случаев с равными по определению нагрузками, наличие нейтрального провода, необходимого для сбалансированности нагрузок. В случае равных токов, протекающих по всем трем фазам, необходимости в нейтрали нет, однако в случае трех однофазных проводок, подающих питание на разных потребителей электроэнергии, вероятность равных нагрузок крайне низка и для балансировки нагрузок используется нейтраль, по которой несбалансированная часть тока уходит из системы. Например, в случае включения только одной из трех подключенных звездой проводок, фазный ток будет равен току нейтрали, а в случае включения всех трех проводок и равенстве их нагрузок, ток в нейтрали будет равен нулю, что в принципе позволяет нейтраль отключить вовсе, как это часто делается при подключении трехфазных двигателей звездой . Схема подключения Схема подключения пускателя В основе всех или, по крайней мере, большинства схем запуска асинхронных электродвигателей, применяемых очень широко как в промышленности, так и в обычном быте, лежит очень простая схема. Плох тот электрик, который ее не знает. Упрощенный вариант схемы пускателя. Итак, вся схема, кроме электродвигателя, который установлен непосредственно на конкретном оборудовании или устройстве, монтируется либо в щитке, либо в специальной коробке (ПМЛ). Кнопки ПУСК и СТОП могут находиться как на передней стороне этого щитка, так вне его (монтируются на месте, где удобно управлять работой), а может быть и там, и там, в зависимости от удобства. К данному щитку подводится трёхфазное напряжение от ближайшего места запитки (как правило, от распределительного щита), а с него уже выходит кабель, идущий на сам электродвигатель. А теперь о принципе работы. На клеммы Ф1, Ф2, Ф3 подается трехфазное напряжение. Для запуска асинхронного электродвигателя требуется срабатывание магнитного пускателя (ПМ) и замыкание его контактов ПМ1, ПМ2 и ПМ3. Для срабатывания ПМ необходимо подать на его обмотку напряжение. Кстати, величина его зависит от самой катушки, то есть от того, на какое именно напряжение она рассчитана. Это также зависит от условий и места работы оборудования. Катушки бывают на 380, 220, 110, 36, 24 и 12 В). Данная схема рассчитана на напряжение 220 В, поскольку берётся с одной из имеющихся фаз и нуля. Схема подключения магнитного пускателя через кнопочный пост. Подача электропитания на катушку магнитного пускателя осуществляется по такой цепи. С ф1 поступает фаза на нормально замкнутый контакт тепловой защиты электродвигателя ТП1, далее проходит через катушку самого пускателя и выходит на кнопку ПУСК (КН1) и на контакт самоподхвата ПМ4 (магнитного пускателя). С них питание выходит на нормально замкнутую кнопку СТОП и после замыкается на нуле. Для запуска требуется нажать кнопку ПУСК, после чего цепь катушки магнитного пускателя замкнётся и притянет (замкнёт) контакты ПМ1-3 (для пуска двигателя) и контакт ПМ4, который даст возможность при отпускании кнопки пуска продолжать работу и не отключить магнитный пускатель (называется самоподхватом). Для остановки электродвигателя требуется всего лишь нажать кнопку СТОП (КН2) и тем самым разорвать цепь питания катушки ПМ. В результате контакты ПМ1-3 и ПМ4 отключатся и работа будет остановлена до следующего запуска Пуска. Для защиты обязательно ставятся тепловые реле (на нашей схеме это ТП). При перегрузке электродвигателя повышается ток и двигатель резко начинает  нагреваться, вплоть до выхода из строя. Данная защита срабатывает именно при повышении тока на фазах, тем самым размыкает свои контакты ТП1, что подобно нажатию кнопки СТОП. Данные случаи бывают в основном при полном заклинивании механической части или при большой механической перегрузке в оборудовании, на котором работает электродвигатель. Хотя и нередко причиной становится и сам движок, из-за высохших подшипников, плохой обмотки, механического повреждения и т.д. Подключения пускателя по схеме реверс Подключения пускателя по схеме реверс. Вариант приведенной выше схемы пускателя по упрощенному варианту используется для запуска электродвигателей, работающих в одном режиме, т. е. не меняя вращения (насосы, циркулярки, вентиляторы). Но для оборудования, которое должно работать в двух направлениях (кран-балки, тельферы, лебедки, открывание-закрывание ворот и др.) необходима другая электрическая схема. Подключение пускателя по схеме звезда - треугольник Подключение пускателя по схеме звезда - треугольник. Переключение двигателя со звезды на треугольник применяют для защиты электрических цепей от перегрузок. В основном переключают со звезды на треугольник мощные трехфазные асинхронные двигатели от 30-50 кВт и высокооборотные 3000 об/мин, иногда 1500 об/мин. Если двигатель соединен в звезду, то на каждую его обмотку подается напряжение 220 Вольт, а если двигатель соединен в треугольник, то на каждую его обмотку приходится напряжение 380 Вольт. Здесь в действие вступает закон Ома I=U/R: чем выше напряжение, тем выше ток, а сопротивление не изменяется. Проще говоря, при подключении в треугольник (380) ток будет выше, чем при подключении в звезду (220). Когда электродвигатель разгоняется и набирает полные обороты, картина полностью меняется. Дело в том, что двигатель имеет мощность, которая не зависит от того, подключен он в звезду или в треугольник. Мощность двигателя зависит в большей степени от железа и сечения провода. Здесь действует другой закон электротехники W=I*U. Мощность равна силе тока, умноженной на напряжение, то есть чем выше напряжение, тем ниже ток. При подключении в треугольник (380) ток будет ниже, чем в звезду (220). В двигателе концы обмоток выведены на «клеммник»  таким образом, что, в зависимости от того, каким образом поставить перемычки, получится подключение в звезду или в треугольник. Такая схема обычно нарисована на крышке. Для того чтобы производить переключения со звезды на треугольник, мы вместо перемычек будем использовать контакты магнитных пускателей. Схема подключения трехфазного двигателя к однофазной сети с реверсом и кнопкой для подключения пускового конденсатора. Схема подключения трехфазного асинхронного двигателя, в пусковом положении которого обмотки статора соединяются звездой, а в рабочем положении — треугольником. К двигателю подходит шесть концов. Магнитный пускатель КМ служит для включения и отключения двигателя. Контакты магнитного пускателя КМ1 работают как перемычки для включения асинхронного двигателя в треугольник. Обратите внимание, что провода от клеммника двигателя должны быть включены в таком же порядке, как и в самом двигателе. Главное - не перепутать. Магнитный пускатель КМ2 подключает перемычки для включения в звезду к одной половине клеммника, а к другой половине подается напряжение. При нажатии на кнопку «ПУСК» питание подается на магнитный пускатель КМ. Он срабатывает, и на него подается напряжение через блок-контакт. Теперь кнопку можно отпустить. Далее напряжение подается на реле времени РВ, оно отсчитывает установленное время. Также напряжение через замкнутый контакт реле времени подается на магнитный пускатель КМ2, и двигатель запускается в «звезду». Через установленное время срабатывает реле времени РТ. Магнитный пускатель Р3 отключается. Напряжение через контакт реле времени подается на нормально-замкнутый (замкнутый в отключенном положении) блок-контакт магнитного пускателя КМ2, а оттуда на катушку магнитного пускателя КМ1. И   электродвигатель включается в треугольник. Схема включения нереверсивного пускателя. Пускатель КМ2 следует также подключать через  нормально-замкнутый блок контакт пускателяКМ1 для защиты от одновременного включения пускателей. Магнитные пускатели КМ1 и КМ2 лучше взять сдвоенные с механической блокировкой одновременного включения. Кнопкой «СТОП» схема отключается. источник