мини|250п|Аутоматски прекидачи произвођача Шнајдер различите ампераже и осетљивости Аутоматски прекидач или аутоматски осигурачи је самостални електрични прекидач, конструисан да заштити електричну мрежу од оштећења изазваним преоптерећењем струјом или струјом кратког споја.
За разлику од осигурача, који после обављања своје функције више није способан за рад и мора се заменити новим, аутоматски прекидач (осигурач) се може поново вратити у рад (ручно или аутоматски).
Аутоматски прекидачи се производе у разним величинама, од малих кућних, који штите кућну инсталацију, до великих прекидача намењених за заштиту високо-напонских водова целих градова.
Историјски развој Првобитни аутоматски прекидач је описао Едисон 1879. са патентном пријавом, иако су његови комерцијални системи дистрибуције електричне енергије користили обичне осигураче .
Принцип рада Сви аутоматски прекидачи имају заједнички принцип рада у свом функционисању, мада се могу веома разликовати зависно од напона и струје који прекидају.
Аутоматски прекидач мора да детектује услове за прекидање струјног кола. У ниско напонској мрежи ово је уобичајено урађено у самом прекидачу. Аутоматски прекидачи за јаке струје или за велике напоне, уобичајено су управљани уређајем који врши откривање ситуација у којима ће дејствовати аутоматски прекидач. Соленоид који ће извршити укључење механизма прекидача у погон, уобичајено користи батерију, мада неки високо-напонски прекидачи користе струјне трансформаторе, заштитне релеје и интерни извор струје .
Чим је откривена грешка, контакти прекидача се морају отворити да би прекинули коло; за раздвајање контаката се користи неки вид механичке енергије (сабијена опруга или сабијени ваздух). Мали прекидачи могу се ручно вратити у погон, док већи имају соленоиде да покрену дејство и електричне моторе да поново сабију опруге и врате прекидач у рад.
Контакти аутоматског прекидача морају подносити токове струје без великог грејања, а такође морају и подносити високу температуру која настаје током раздвајања контаката од волтиног лука. Контакти су направљени од бакра или бакарних легура, легура сребра и других материјала. Радни век контаката је ограничен услед трошења у току рада од самог волтиног лука. Мали аутоматски прекидачи, после квара на контактима се морају цели заменити, док велики високо-напонски прекидачи имају могућност замене само контаката.
Када се прекида струјно коло, на месту прекида ствара се електрични лук (такозвани Волтин лук, по Алесандру Волти). Појава овог лука се мора одиграти у затвореном простору, затим га хладити и угасити у контролисаним условима, тако да новонастали размак између контаката може издржати напон на крајевима контаката без поновног успостављања електричног лука. Прекидачи користе вакуум, ваздух, инертне гасове или уље као медијум у којем се појава електричног лука дешава. Различите технике се користе за гашење лука: Издуживање лука Појачано хлађење Расподела у коморама на више малих лукова Повезивање кондензатора у паралелу са контактима (у колима једносмерне струје)
Када се отклоне кварови који су изазвали активирање аутоматског прекидача, контакти морају бити затворени да би се поново успоставило електрично коло.
Сметње изазване луком Мали нисконапонски аутоматски прекидачи користе само ваздух за гашење волтиног лука. Они са већим оптерећењима имају металне или неметалне коморе за гашење лука. Гашење лука у коморама се врши магнетним одувавањем електричног лука.
Гас (уобичајено Сумпор хексафлуорид) се користи у великим аутоматским прекидачима да угасе волтин лук који је издужен помоћу магнетног одувавања. Овај гас (SF6) има високу диелектричну отпорност.
Вакуумски аутоматски прекидачи имају особеност да волтин лук који се формира у њима има најмању дужину лука јер нема гасова који би се могли јонизовати и успоставити електрично коло (иако остаци контаката који су се одвојили од електрода могу да се појаве у овој средини и изазову појаву волтиног лука). Дужина електричног лука у овим прекидачима је веома мала, свега (<2-3 -{mm}-). Вакуумски аутоматски прекидачи се најчешће користе у средње-напонским прекидачима, до 35.000 -{V}-.
Ваздушни аутоматски прекидачи могу да користе ваздух за одувавање електричног лука, или, да се контакти веома брзо заклоне у малу затворену комору, сакривајући се изложеном луку који се у том моменту одувава.
Аутоматски прекидачи уобичајено могу да прекину ток струје веома брзо: време гашења лука је негде између 30 и 150 -{ms}- пошто је механизам покренут.
Струја кратког споја Највећа дозвољена струја кратког споја, коју прекидач може да прекине, одређена је тестирањем самог прекидача. Уградња прекидача у коло које има већу струју кратког споја него што је прекидна моћ прекидача, може изазвати неадекватно реаговање и неуспешно искључивање кола у квару. У ситуацији каква је наведена безмало је сигурно да би дошло или до катастрофалног квара прекидача или чак и до његове експлозије.
Типови аутоматских прекидача мини|десно|200п|Предња страна ваздушног аутоматског прекидача номиналне струје 1250 -{A}- произведеног од ABB. Овај нисконапонски прекидач се може извадити из свог кућишта ради сервисирања. Карактеристике окидања се дефинишу помоћу малих DIP прекидача у горњој зони.
Пуно различитих класа ових прекидача се може дефинисати, а да буду базирани на напону, типу конструкције, специјалним карактеристикама итд.
Нисконапонски аутоматски прекидачи мини|Унутрашњост аутоматског прекидача (АП) Нисконапонски (напона мањег од 1.000 -{V}-AC) аутоматски прекидачи (ННАП) се користе најчешће у домаћинствима, као и у пословним и индустријским инсталацијама, укључујући: МАП (Минијатурни аутоматски прекидачи) —— ;декларисана струја не већа од 100 A. Карактеристика окидања се не може мењати. Рад базиран на температурној или температурно-магнетној промени. Прекидач десно доле припада овој групи. ПМАП (Посебно моделирани аутоматски прекидач)—— ; декларисане струје веће од 1.000 A. Рад базиран на температурној или температурно-магнетној промени. Може се подешавати струја окидања. Нисконапонски прекидачи могу се уграђивати у НН ормаре.
Особине НН аутоматских прекидача дате су међународним стандардом -{IEC}- 947. Ови прекидачи се уграђују у ормаре који имају извлачеђе фиоке, које дозвољавају замену и преповезивање, без растављања целог уређаја.
Велики нисконапонски (НН) прекидачи у моделираним кућиштима, могу да имају управљање електричним моторима. Ово им дозвољава да буду управљани даљинском командом. Они могу чинити део спојног прекидача у системима подршке (то је онај прекидач који се укључује у случају нестанка главног напајања, рецимо између агрегата и мреже у болницама, или спојни прекидач између две мреже одговарајућег напона, када се врши селективно искључење одређеног дела мрежа, а напајање преко другог дела).
Нисконапонски прекидачи се могу користити и у колима једносмерне струје. Мада се за примену у једносмерним колима користе посебни прекидачи, јер лук који се формира у колу једносмерне струје, не мења смер, као у наизменичним колима.
Мали АП су монтирани или директно у опрему, или спаковани у разводну таблу.
Аутоматски прекидач, номиналне струје 10 -{А}-, је најчешће уграђивани аутоматски прекидач у кућним инсталацијама по Европи. Унутрашња конструкција АП се састоји од: Активациона полуга - користи се да се ручно укључи или искључи АП. Такође, она показује статус АП (да ли је укључен или искључен). Већина АП је тако конструисана да може да се искључи чак и кад се активациона полуга држи у положају „укључено” и ова функција се зове позитивно искључење. Механизам покретача - представља склоп који врши састављање или растављање контаката. Контакти - дозвољавају проток струје кад су спојени. Улаз и излаз АП Биметална трака Калибрациони завртањ - дозвољава произвођачу да прецизно подеси АП после састављања. Соленоид Комора за гашење волтиног лука
Магнетни аутоматски прекидач Магнетни аутоматски прекидач користи соленоид, чија вучна сила расте са порастом струје. Контакти АП су осигурани резом. Како струја у соленоиду расте ван вредности одређене прекидачем, тако сила повлачи ове резе отпуштајући контакте који гурани опругама се раздвајају. Неки магнетни АП имају у свом саставу хидраулични механизам са временским одлагањем дејства. Током преоптерећења, захваљујући овом механизму, неће се искључити АП док се време које је предвиђено за реакцију не потроши. Овај поступак се користи у колима у којима је неопходно да се мотори покрену струјама већим од номиналних струја прекидача, а да они не би прекинули покретање, користи се ова временска задршка хидрауличним механизмом. У случају струје кратког споја, ова задршка нема ефекта јер је сила повлачења соленоида вишеструко већа па ће се коло прекинути без одлагања. Температура околине утиче на време одлагања али нема ефекта на вредност струје коју троши магнетни АП за свој рад.
Термомагнетни аутоматски прекидач Термомагнетни аутоматски прекидач, представљају најчешћи тип прекидача у разводним таблама, и они користе два принципа рада:
први је електромагнетни, када због струје кратког споја делује и искључује коло, а
други је биметални склоп који искључује АП после дуготрајног деловања струје нешто веће од номиналне.
Одабир прекидача према оптерећењу Одабир прекидача према оптерећењу се врши у зависности од номиналне струје намењене за трајни рад, као и од максималне струје кратког споја коју могу сигурно да прекину.
У случају кратког споја, велика струја кратког споја може протицати кроз АП. Када контакти покушају да се отворе да би прекинули ток струје, појавиће се електрични лук који ће дозволити да се настави ток струје.
Највећа струја кратког споја коју прекидач може да прекине одређена је тестирањем опреме. Зато се према међународним стандардима -{IEC}- 60898-1 и Европском стандарду -{EN}- 60898-1 дефинише појам номинална струја оптерећења -{I}-n аутоматског прекидача за ниски напон, као струја коју овај прекидач може да подноси стално (на температури околине 30° целзијуса). Усвојене су следеће номиналне вредности : 6 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A и 100 A. Аутоматски прекидачи су обележени ознаком номиналне струје али без симбола A. Уместо њега, користи се словни знак -{B, C}- или -{D}- који упућују на тренутну струју окидања, која представља минималну вредност струје која ће изазвати дејствовање прекидача да прекине коло без времена задршке (на пример, мање од 100 -{ms}-), са ознаком -{I}-n:
ТипТренутна струја окидања B изнад 3 -{I}-n па до и укључујући 5 -{I}-n C изнад 5 -{I}-n па до и укључујући 10 -{I}-n D изнад 10 -{I}-n па до и укључујући 20 -{I}-n K изнад 8 -{I}-n па до и укључујући 12 -{I}-n За заштиту оптерећења који често троше велике количине струје у кратким интервалима (око 400 -{ms}- до 2 -{s}-) у току нормалног рада . Z изнад 2 -{I}-n па до и укључујући 3 -{I}-n за периоде реда десет и више секунди . За заштиту оптерећења као што су полупроводници или мерни уређаји који користе струјне трансформаторе.
Аутоматски прекидачи са својствима растављача мини|десно|Овај трополни аутоматски прекидач са заједничким окидањем има номиналну струју оптерећења од 2 A Код употребе трофазних потрошача, у коло са њима, према потреби, се везују трополни АП са заједничким окидањем, на сваку фазу. Да би се обезбедило искључивање свих фаза, чак и у случају квара на једној, користе се трополни аутоматски прекидачи са својствима растављача, односно са заједничким окидањем. Могу имати два или три окидајућа механизма у кућишту, или за мале прекидаче, могу имати пластиком састављене полуге за укључење. Постоје двополни, који се користе за искључивање два линијска вода (рецимо према разводним таблама) и трополни, за моторе или опет разводне табле .
Аутоматски прекидачи средњег напона