Выключатель автоматический — это коммутационный механический аппарат, который конструктивно способен включать, отключать и проводить токи в их номинальных значениях (меньше либо равном номинальному), кратковременно проводить и автоматически отключать токи, по значению выходящие за пределы нормальных значений, с заданной уставкой по времени. Например, ненормальный ток, равный 1,5×Iном, где Iном — это номинальный ток, с длительной выдержкой времени, тогда как глухое короткое замыкание в цепи отключается мгновенно.
Выключатель автоматический конструктивно содержит в себе два защитных механизма, которые при превышении величины тока воздействуют на расцепитель автоматического выключателя (собственно поэтому он и называется выключатель автоматический или автомат).
Рассмотрим подробнее эти механизмы. Так как самые распространенные виды повреждений в электрических цепях — это короткие замыкания, то приоритетной или основной защитой будет выступать мгновенный расцепитель, второстепенной защитой автоматического выключателя — расцепитель с выдержкой времени.
Первый защитный механизм автоматического выключателя основан на электромагнитном принципе. В конструкции выключатель автоматический содержит катушку-соленоид с сердечником и рычажок, настроенный таким образом, что при превышении заданного значения тока усилия магнитного поля достаточно для воздействия рычажка на расцепитель, который срывает механизм автоматического выключателя с защелки и приводит к размыканию контактов выключателя. Так как такая защита автоматического выключателя действует сразу по достижении установленного значения тока, то такая защита называется мгновенной.
Второй защитный механизм выключателя автоматического основан на тепловом принципе. При протекании тока через проводник происходит его нагрев. Чем меньше сечение проводника и большее протекающий ток, тем сильнее происходит нагрев. На контролируемом участке цепи в выключетеле устанавливается биметаллическая пластика, настроенная таким образом, что при заданной температуре она резко меняет свою форму, воздействуя на расцепитель автоматического выключателя, тем самым отключая его. Нагрев проводника в выключателе происходит длительно, чем меньше ток, тем более длительным будет время нагрева проводника, и тем позже биметаллическая пластина отключит автоматический выключатель. Тепловая защита автомата построена таким образом, что при номинальном токе нагрева проводника не достаточно для изменения формы биметаллической пластины, поэтому при номинальных и минимально превышаемых номинальных значениях автоматический выключатель не будет отключаться бесконечно долгое время. Время работы такой защиты напрямую зависит от протекаемого тока по проводнику. Чем он ближе к номинальному значению (т. е. к порогу несрабатывания выключателя автоматического), тем дольше будет время отключения, и наоборот, если значение тока близко к значению мгновенного отключения, то время отключения максимально сократится. Особенностью такой защиты является то, что автоматический выключатель не удасться включить в первое время после отключения, так как биметаллическая пластина останется деформированной до остывания проводника. По этому признаку можно легко определить, что автоматотключился именно по теплухе, соответственно можно сделать вывод о том, что необходимо разгружать участок цепи от потребителей, либо выключатель автоматический устанавливается большего номинала.
