Описание и принцип работы автоматического выключателя ап-50

Исторические факты

Согласно учебнику, Л. А. Родштейна «Электрические аппараты низкого напряжения», допущенного министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для электротехнических техникумов и выпущенного издательством «ЭНЕРГИЯ» в 1964 году тиражом 18500 экземпляров, автоматические выключатели серии АП выпускаются только на два номинальных тока 25 А и 50 А в двух и трехполюсном исполнении и называются АП-25 и АП-50. Л. А. Родштейн не за один день написал свой учебник — дело подготовки материалов для учебного издания сложное и долгое. А потом их еще нужно вычитать, согласовать, утвердить… Да и писался он не на пустом месте. К тому моменту автоматические выключатели широко использовались в стране.

В учебниках даётся информация по фундаментальным, необходимым и актуальным знаниям, а значит, АП-50 уже был известным аппаратом, если возникла потребность в его изучении при подготовке специалистов для народного хозяйства страны. Все это позволяет смело прибавить к возрасту автомата как минимум десяток лет. И, в итоге получается, что 1953 год — год окончательного восстановления промышленности после разрушительной войны и год возможного рождения легендарного АП-50.

Другой источник — «Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре» Г. А. Карвовского и С. П. Окорокова, выпущенный Государственным энергетическим издательством 1962 года (Госэнергоиздат М-Л), тиражом 25 000 экземпляров (сдано в набор в 1961 г.) дает подробное описание автоматического выключателя типа АП-50, разбирает его технические характеристики, предназначение, конструктивные исполнения; в табл.7-19 на стр.148 приводится полная и подробная информация по расцепителям коммутационной стойкости. Однако, в отличии от ученика Л. А. Родштейна, имеются сведения по выключателям на полную линейку номинальных токов ( 1,6 А; 2,5 А; 4 А; 6,4 А; 10 А; 16 А; 25 А; 40 А; 50 А), при этом коммутационная способность выключателя составляет от 0,3 кА до 1,5 кА.

Интересно, что в более раннем справочнике Г. А. Карвовского ничего не сказано об АП-25, речь идет только об АП-50. И уже дана полная шкала номинальных токов, на которые выпускались в те давние времена коммутационные аппараты АП-50, за исключением номинального тока на 63 А. Видно, что номинальные токи полностью соответствуют современным параметрам выключателей, кроме одного — на 63 А. Поэтому и называется данный аппарат АП-50 — ведь выпускался он когда-то только на максимальный номинальный ток 50 А. Номинал добавили, а название оставили.

Устройство, назначение, технические параметры, фотографии автоматического выключателя серии АП50Б, подробный разбор внутренних элементов автомата АП 50

Назначение автоматического выключателя АП50Б

При использовании в тексте названий АП50Б или АП 50 подразумевается один и тот же коммутационный аппарат.
 
Автоматический выключатель АП50Б предназначен для исполнения следующих функций:

  • беспрепятственное пропускание электрического тока через токопроводящие элементы в обычных условиях эксплуатации;
  • ручное управление снабжением электрической цепи при помощи кнопок на передней панели (до 30 коммутаций в час);
  • протекция электрической сети от сверхтоков;
  • запуск и остановка электрических двигателей.

Двухполюсный выключатель АП 50 2МТ применяют в сетях постоянного тока на напряжение до 220 V.Трёхполюсный выключатель АП 50 3МТ задействован в цепях переменного тока напряжением до 500 V с номинальной частотой 50 и 60 Hz.
 
 

Технические и эксплуатационные параметры автомата АП 50

Выключатель АП50Б выпускают на рабочие токи 1,6 А, 2,5 А, 4 А, 6,3 А, 10 А, 16 А, 25 А, 40 А, 50 А и 63 А.
Запрашиваемые исполнения автомата АП 50 – 2МТ и 3МТ, то есть двухполюсный и трёхполюсный аппарат с магнитным (М) и тепловым (Т) расцепителем.
Климатическое исполнение выключателя и категория размещения У3 (УЗ) – работоспособность в умеренном климате (У) в строениях с кровлей и вентиляцией естественным способом (категория 3) согласно ГОСТ 15150.
Степень защиты от климатических факторов и от прикосновений к токопроводящим элементам IP20 (отсутствует защита от воды) по ГОСТ 14254.
 
Настройка электромагнитного расцепителя в зоне КЗ (короткого замыкания) может быть 3,5 и 10·In. Первую заводскую регулировку (3,5·In) используют в сетях с низкими значениями замыканий накоротко (например, сети управления или сигнализации). Автоматы со второй уставкой (10·In) запрашивают наиболее часто и монтируют повсеместно.
Электромагнитный расцепитель в заводских условиях настроен на вызывание автоматического расцепления при токе КЗ 10·In (где In – значение номинального тока в амперах).
 
Тепловой расцепитель настроен при комнатной температуре t = +20 °С ± 5 °С таким образом:

  • при протекание тока значением 1,05·In не срабатывает за один час;
  • за время равное 30 минутам размыкает контакты при силе тока 1,35·In;
  • при нагружение любого полюса отдельно током 6·In расцепитель перегрузки срабатывает за 1,5-15 секунд;
  • последующее включение после расцепления возможно через 2 минуты (время для остывания).

Автоматический выключатель воспринимает (без поломки) внешние механические факторы (вибрации, удары) согласно группе механического исполнения М7 по ГОСТ 17516.1.
 
 

Устройство (принцип действия) автоматического выключателя АП50Б

Выключатель АП устроен следующим образом:

  • съёмная крышка, основа и пластина (дно) выполненные из пластмассы;
  • механизм с мгновенным срабатыванием с кнопками «Включить» и «Отключить»;
  • три пары расцепителей в зоне сверхтоков (3 электромагнитных + 3 тепловых в каждом полюсе, если автомат трёхполюсный);
  • подвижный (двигающийся) и неподвижный (стационарный) контакты в каждом полюсе;
  • система для гашения электрической дуги;
  • контактный ввод и вывод для монтажа кабелей и проводов с кабельными наконечниками и без них.
Фотографии автоматического выключателя АП50Б со снятой крышкой.
Фотография 1 Фотография 2 Фотография 3 Фотография 4
Нумерация на рисунках определяет следующие составляющие:
  • 1 и 2 – крышка и основание коммутационного аппарата соответственно;
  • 3 и 4 – кнопки «включить» и «отключить»;
  • 5 и 6 – электромагнитный и тепловой расцепители соответственно;
  • 7 и 8 – двигающийся (подвижный) и стационарный (неподвижный) контакт соответственно;
  • 9 и 10 – контактный вывод со стороны источника электроэнергии и вывод со стороны нагрузки;
  • 11 – поворотная отключающая рейка;
  • 12 – дугогасительная система (решётка из стальных пластин).

 
На крышке 1 автоматического выключателя укреплена дугогасительная система 12.
Механизм свободного расцепления гарантирует моментальное расхождение контактной системы (7 и 8), как при оперирование кнопкой 4, так и при автоматическом срабатывании. Расцепители 5 и 6 могут поворачивать отключающую рейку 11, что приводит к мгновенному срабатыванию.
Тепловой и электромагнитный расцепители (5 и 6) подключаются в сеть последовательно между подвижным контактом 7 и контактным выводом 10. Для обеспечения высокой стойкости к износу подвижный контакт подключается с помощью медного многопроволочного плетёного проводника.
 Скачать заводской каталог и руководство по эксплуатации, просмотреть цены, фото можно в этой рубрике.

Эпилог

И как так получилось, что за столько десятилетий не было внесено никаких принципиальных изменений в конструкцию АП-50? Менялись требования, условия, технологические поколения, уже появились умные, набитые искусственным интеллектом аппараты, а «апэшка» осталась в первозданном виде и не сдаёт свои позиции. Возможно ли в здравом уме себе представить, что вместо современного мобильного телефона кто-то захочет продолжать использовать телеграф или коммутатор? Вон уже простую и безобидную, никому не мешающую лампу накаливания и ту заменили светодиодами! Подключайте свои сервера и компьютеры, томографы и андроиды через самое надёжное и безотказное семидесятилетнее устройство! Или же Веллер прав?

Испытания автомата АП50

Данная процедура включает в себя проверку функционирования двух основных расцепителей. В процессе применяется ток с разными показателями перегрузки.

Проверка теплового расцепителя АП50

Проверка электромагнитного расщепителя АП-50

В качестве тестируемого аппарата можно использовать, например, РЕТОМ-21. Его подсоединяют к крайним полюсам выключателя после последовательного соединения полюсов. Тестирование проводят тремя типами тока:

  • 1,05 * In или 1,1 * In (где In – номинальное значение) – при подаче такого тока прибор не должен выключаться на протяжении часа;
  • 1,35 * In – ток, при котором расцепление должно происходить в течение получаса;
  • 6 * In – при подаче такой перегрузки отключение происходит в течение 2-15 секунд.

Процедура позволяет проверить исправность автомата при реагировании на различные степени перегрузки.

Проверка электромагнитного расцепителя АП50

Этот расцепитель срабатывает при поступлении десятикратной перегрузки (10 * In, то есть 500 А). Выключение должно происходить за 0,1-0,2 с, при более продолжительном реагировании аппарат считается бракованным.

Аналитические выводы

Таким образом, возраст аппарата подбирается уже к семидесяти годам, а возможно, и более. И теория о его «трофейном» происхождении выглядит все более правдоподобно. Из всех имеющихся упоминаний АП-50, следует, что в начале 50-х годов автомат успешно использовался в народном хозяйстве страны. Сомнительно, что за одну послевоенную пятилетку сумели и автоматический выключатель разработать, и производство наладить. А вот то, что все работы над полученными и вывезенными из Германии образцами выполнялись силами харьковских специалистов по созданию конструкторской документации для производства и эксплуатации оборудования, выглядит реалистично.

И вот уже этот без пяти минут ровесник «Лампочки Ильича» востребован во времена четвертой технологической революции. Голова идет кругом, а душа наполняется восхищением от гениальности изобретенного в прошлом веке выключателя и от таланта конструкторов. Где-то у М. Веллера написано, что все последующие поколения сильно заблуждаются, когда считают своих предшественников более отсталыми и менее развитыми по сравнению с собой. Мир развивается, а значит и мы автоматически с ним становимся умнее. Но вот АП-50 в очередной раз заставляет нас серьезно задуматься на эту тему. И не питать иллюзий! Если посмотреть на конструкцию аппарата по учебной литературе, по имеющимся изделиям того периода, или же по конструкторской документации, то очевидно, что за все последующие годы никаких изменений, кроме внешнего вида, автоматический выключатель не претерпел.


Рубильник отжал — промышленность поднял!