Серия «Сделано в СССР»

Речь пойдет о автомате защиты серии АСТ-2.Год производства 1968.

Чем же необычен этот автомат? Необычен он оригинальным устройством. Как мы знаем, большинство обычных автоматов имееют в качестве защиты два типа реле. Первое реле, это электромагнитное, которое быстро отключает сеть при коротком замыкании, и второе - тепловое, которое отключает сеть при довольном долгом превышении, определенного значения, тока через автомат.

У автомата АСТ-2, тоже есть эл. магнитное реле защищающее от КЗ.

Интересен механизм срабатывания, он здесь с элементом эксцентрики, который одновременно является тумблером автомата. Не думаю, что это надежнее чем в современных автоматах, скорее всего наооборот, но само по себе, оригинальное решение.

Впечатляет устройство контактной группы. Металла не пожалели, всё основательно, сечения большие, контакты серебряные на мощных теплоотводах.

Как видите, на первый взгляд, устройство имеет только реле от короткого замыкания, а тепловых реле на биметаллических пластинах нет. Значит этот автомат не имеет защиты от длительного прохождения большого тока? Но это не так.

Тут применено элегантное решение - сердечник эл. магнитного реле сделан полым. В эту полость наливают вязкую жидкость( не удалось уточнить какую, извините)), и помещают свободно перемещяющийся сердечник-поршень, а так же пружину.

Как это работает? При превышении величины проходящего тока через катушку, ей не хватает пока силы притянуть якорь и разорвать цепь. Но, постепенно, под действием эл. магнитных сил катушки, преодолевая сопротивление жидкости и пружины, начинает перемещаться сердечник-поршень, и если это по времени будет продолжаться, то сердечник втянется по цилиндру увеличивая притяжение к сердечнику реле якоря. В конце концов якорь притянется и реле разорвёт эл. цепь. Защита сработала. Интересное, красивое решение. Хотя, повторюсь, может и уступает в простоте и надежности современным схемам.

Честно говоря, не планировал писать именно об этом образце. Мне интересны те, что "зацепили" меня, либо дизайном, либо простой надежной конструкцией, либо чем-то необычным, либо просто понравились)). Этот образец меня не зацепил. Но он идеально подходит для рассказа людям, далеким от электротехники, о устройствах такого типа. Речь идёт о так называемых "автоматических выключателях", или попросту "автоматах". Образец ВА - 51-25, трехполюсный, предназначен для защиты сети от коротких замыканий и перегрузок по току, и ручного отключения/включения. Те "автоматы", что стоят у нас в щитках квартир или домов имеют схожую конструкцию.

Тут нужно обьяснить, что "автомат" - это довольное сложное реле. Многих "не технарей" , это удивляет, какое это реле? Ведь реле - это большая катушка на сердечнике, якорь, контакты и прочее. И где всё это помещается в маленькой коробочке?В маленьком корпусе, уместились аж два типа реле! Один тип, это тепловое реле на биметаллических пластинах, другое это быстродействующее эл. магнитное.

Биметалл - это пластина из двух разных металлов, с разным тепловым расширением. Нагреваясь,она изгибается.

Отключение/включение осуществляется контактной группой. В момент разрыва цепи, особенно при коротком замыкании, между контактами возникает электрическая дуга, для её гашения служит дугогасительная камера.

Как вы сами понимаете, надежность работы такого реле, сильно зависит от точности изготовления деталей, качества материалов, культуры производства, квалификации рабочих и так далее.

Несмотря на то, что "автоматы" это шаг вперёд, по сравнению с плавкими предохранителями, они уступают по надежности им, и даже бывают причиной пожаров и человеческих жертв.

Поэтому, для обеспечения надежной защиты, близкой к 100%, до сих пор не отказываются от старых, добрых плавких предохранителей. Для более лучшего понимания устройства, приведу схему "автомата" в разрезе.

Да, разговор о простейшем устройстве, которое раньше использовалось для защиты электрической сети дома от коротких замыканий и длительных перегрузок по току.

Принцип работы прост и надёжен - при превышении величины тока, проволочка, плавкая вставка пробки, ( пробка - привычное народное название сего устройства), расплавляется, электрическая цепь размыкается и тем самым защищается от повреждений всё электрооборудование. Интересна история появления идеи плавких предохранителей. Считают, что некий француз Франсуа Клеман Бреге,в 1847 году, для защиты телеграфных линий от разрядов молний, предложил использовать вставки из проводов малого диаметра. Но идея не получила практического применения и даже не была запатентована... В 1879 году, профессор С. Томпсон предложил предохранитель в виде шарика из свинца и олова, висящий на соединяемых проводах.

Но применение плавкие предохранители нашли во время, когда стали применять для освещения лампы накаливания.В то время, стоимость ламп была высокой, около 25 центов, (центов того времени) , а напряжение в сетях было не стабильным и что бы защитить лампы от перегорания, появляются различные вставки, например оловяная фольга, зажатая между латунными держаками на деревянной подставке. После случаев коротких замыканий, где видимо такие вставки бурно плавились, появились предложения помещать их в закрытые коробки, например, некий Дж. Роуорт предлагал для этого футляры от пилюль. Да, вот так начиналась история предохранителей...Понятно, что такие предохранители не имели выверенных параметров, то есть могло случиться, что нити накаливания всё равно перегорали. Большое дело тут сделал А. Кокбурн, он провёл исследования по выбору подходящих материалов для плавких вставок и влиянии температуры вставки и тока для начала плавления,тем самым дав начало надежности срабатывания предохранителей. Именно он предложил, что ток срабатывания, должен быть в 1,5 - 2 раза больше номинального рабочего тока. Наконец, 4 мая 1880 года Т. Эдисон получает патент на "проводник безопасности ламп накаливания"

Эдисоновский предохранитель был закрытого типа, что позволяло избежать пожара, при попадании расплавленных частиц на мебель, ковры и т. д. Однако, при большом напряжении, такие предохранители даже при срабатывании, давали пропуск тока, из-за отсутствия наполнителя. И в 1890 году инженер М. Морди запатентовал решение, в котором плавкая медная проволочка помещалась в стеклянную трубочку, наполненую негорючим, непроводящим материалом, например песок.

Так, однако хватит истории)). Вернёмся к старой проверенной конструкции времён СССР

На первом фото, вы увидите кольцо красного цвета. Это калибр. Он не позволяет поставить вставку на больший ток. Зеленый калибр - 6 ампер. Красный - 10 ампер. Синий - 20 ампер. Хотя про истории с гвоздями, вы наверняка слышали,но это, как говорится, совсем другая история...

Под такую конструкцию, позднее были сделаны пробки-автоматы

Увы, усложнение конструкции понизило надежность... Популярность в народе, такие пробки не получили, да и стоили дороже.

P. S. В связи с некоторыми комментами, привнесу текст из учебника эл. техники. Надеюсь в нём есть ответы на ваши замечания.

Ничего особенного, простое, надежное, технологичное реле времён СССР, предназначеное для пуска трехфазных эл. двигателей мощностью до 4 квт. Название П6-111 У4. В данном исполнении, пускатель не имеет собственного закрытого корпуса, и поэтому предназначен для монтажа в шкафах или других защищённых от влаги и пыли местах.

Устройство при неполной разборке, разделяется на две части, нижнюю, где собственно магнитная система(без якоря), и верхнюю, где расположены контакты

Здесь использован Ш - образный магнитопровод. Для уменьшения потерь от вихревых токов в стали, магнитопровод не делают цельным, а набирают из отдельных пластин(шихтуют),а пластины имеют изоляционное покрытие.

Медные шинки в крайних сердечниках, служат для того, что бы устранить эффект вибрации якоря при работе реле на переменном токе. Если обьяснять причину кратко, то они не позволяют возвратным пружинам реле, оттягивать якорь от сердечников в то время, когда переменный ток равен "нулю". Если подробно обьяснять, то это много букв)). А средний полюс сделан короче, что бы не было перекосов при срабатывании и "механическое" притяжение якоря к м/проводу шло через крайние полюса.

Якорь пускателя тоже Ш-образный, на нем крепятся траверсы. Траверса- это деталь из пластмассы, на которой подпружиненно крепятся контактные мостики. Мостик - металлическая деталь, на которой расклепанны или приваренны контакты. Эти контакты называются подвижными,то есть именно они или прижимаются или отходят от других контактов, которые жестко закреплены на корпусе, и к ним соединяют провода при монтаже. Пружины в траверсах обеспечивают, с одной стороны надежный прижим контактов друг к другу, а так же смягчают удар при срабатывании реле. Вообще, правильно расчитать конструкцию такого вот устройства, довольно сложно)) Расчёт катушки, какой провод, сколько витков, уровень изоляции. Расчёт магнипровода, форма, сечение, материал, потери, зазоры и так далее и тому подобное))

В итоге, получается устройство, позволяющее например дистанционно, включить небольшой кнопкой довольно мощный электродвигатель.

Обнаружил, не встречавшийся ранее, выключатель, в довольно интересном корпусе. Он стоял на древнем стенде, который приготовили к выбрасыванию. Судя по прибору, амперметру, стенд начала 60 годов прошлого века.

Выключатель был грязный и пыльный, в таком виде я не стал его фотографировать, а разобрал, отмыл, почистил, собрал.

Внутри оказался обычный пакетный выключатель, который был немного неисправным, а именно, позволял переключение с большим трудом и только в одну сторону. Пришлось разобрать, все вычистить и починить.

Со снятой крышкой, выглядит так

Он лежал в контейнере для мусора, среди кучи всякого хлама. И наверно, проходя мимо третий или четвёртый раз, я всё таки не выдержал. Пожалел. Было что-то в этом приборчике, что захотелось его спасти от свалки...Этот дизайн 50-60 годов прошого века, литой прочный корпус,циферблатная индикация и прочее - сейчас в век пластмассы и электроники, смотрится потрясающе, и немного, как-то по детски)) Первоначальный осмотр не обнадеживал, было видно, что его вскрывали, не родное стекло болталось, ручки поворота отсутствовали как и клемма заземления. Пробное первое включение показало, что счётчик импульсов (а именно для этого прибор) не работает.

Вскрытие показало весьма интересную конструкцию. Это не просто электромагнит, где катушка на сердечнике, при подаче напряжения притягивает якорь, а при отключении якорь возвращается обратно пружиной(так устроено обычное электромагнитное реле). Здесь конструкторы применили принцип работы поляризованного электромеханизма. Применили двухобмоточную катушку, а ось вращения якоря совместили с возвратной пружиной. Вообщем и в целом, весьма достойная конструкция. Как известно, поляризованные магнитные системы отличаются высокой чувствительностью. Например есть такие реле, из этих типов, что срабатывают от импульсов в миллионые доли ватта! Не буду утомлять вас описанием самого ремонта, лучше поближе познакомлю с деталями

При подаче на выводы прибора эл. сигнала(импульса), катушка намагничивает магнитопровод - двухполюсник. Якорь уже намагничен постоянным магнитом, находящимся под крылашками якоря и поэтому легко реагирует, даже от слабого сигнала и притягивается одной из сторон, к одному из полюсов магнитопровода. При этом приводится в напряжение плоская пружина, которая является осью якоря. К другому концу якоря прикручен храповый механизм, вращающий через вал с шестернёй стрелку первого циферблата. Когда эл. сигнал (импульс) прекращается, притяжение якоря исчезает и плоская пружина(она же и ось) возвращает весь механизм в начальное положение. Заметьте, а отличие от современных электронных счетчиков, с красивыми табло с цифрами, этот прибор не требует абсолютно никакого внешнего питания(!). Ему для работы хватает весьма слабых скачков напряжений(импульсов), которые он собственно и подсчитывает)) Здорово, правда?

Первый индикатор показывает импульсы с разрядом x1, второй с разрядом х100.Подсчёт импульсов происходит вращением(скачками) стрелки на фоне циферблата. Интересно, что сброс показаний происходит вращением циферблатов. Для этого есть ручки сзади прибора. Это умно придумано, так как нет воздействия на механизм поворота стрелки при сбросе, это повышает надёжность работы.

В целом, если оценивать конструкцию, то можно сказать, что здесь применён метод, когда надёжность и правильность работы достигается квалификацией сбощика-калибровщика.Посмотрите,сколько узлов здесь нужно взаимно правильно расположить, отрегулировать и законтрить. Где-то допустишь ошибку будут сбои, заедания и т. д. Зато для изготовления прибора не нужны высокоточное оборудование, инструмент и квалификация рабочих делающих детали.СБ-1М/100,такое обозначение у этого советского, очень интересного приборчика.