Автоматические выключатели — от чего защищают и как устроены
Автоматические выключатели – это устройства, задача которых заключается в защите электрической линии от повреждения под воздействием тока большой величины. Это могут быть как сверхтоки короткого замыкания, так и просто мощный поток электронов, в течение достаточно длительного времени проходящий по кабелю и вызывающий его перегрев с дальнейшим оплавлением изоляции. Автомат защиты в этом случае предотвращает негативные последствия, отключая подачу тока в цепь. В дальнейшем, когда ситуация придет в норму, аппарат можно вновь включить вручную.
Функции автоматического выключателя
Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:
- Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
- Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.
Основные типы выключателей
Существует три основных вида АВ, отличающихся друг от друга по конструктивному исполнению и предназначенные для работы с нагрузками разной величины:
- Модульный. Он получил свое название из-за стандартной ширины, кратной 1,75 см. Рассчитан на токи небольшой величины и устанавливается в сетях бытового электроснабжения, для дома или квартиры. Как правило, это однополюсный автомат или двухполюсный.
- Литой. Называется так из-за литого корпуса. Может выдерживать до 1000 Ампер и используется преимущественно в промышленных сетях.
- Воздушные. Предназначен для работы с токами величиной до 6300 Ампер. Чаще всего это трехполюсный автомат, однако сейчас выпускают аппараты этого типа и с четырьмя полюсами.
Автомат защитный однофазный представляет собой автоматический выключатель, который наиболее распространен в бытовых сетях. Он бывает 1- и 2-х полюсным. В первом случае к аппарату подключается только фазная жила, а во втором – еще и нулевая.
Кроме перечисленных видов, существуют также устройства защитного отключения, обозначаемые аббревиатурой УЗО, и дифференциальные автоматы.
Первые нельзя считать полноценными АВ, их задача заключается не в защите цепи и включенных в нее приборов, а в предотвращении удара электрическим током при касании человеком открытого участка. Дифференциальный защитный автомат представляет собой объединенные в одном устройстве АВ и УЗО.
Как устроены автоматы защиты?
Рассмотрим подробно устройство автоматического выключателя. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала. Он состоит из двух частей, которые соединены между собой заклепками. Если необходимо разобрать корпусную часть, заклепки высверливаются, и открывается доступ к внутренним элементам защитного автомата. К ним относятся:
- Винтовые клеммы.
- Гибкие проводники.
- Рукоятка управления.
- Подвижный и неподвижный контакт.
- Электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником.
- Тепловой расцепитель, в состав которого входит биметаллическая пластина и регулировочный винт.
- Газоотводное отверстие.
- Дугогасительная камера.
С задней стороны автоматический защитный предохранитель оборудован специальным фиксатором, с помощью которого он крепится на DIN-рейке.
Последняя представляет собой рейку из металла, имеющую ширину 3,5 см, на которую крепятся модульные устройства, а также некоторые виды электрических счетчиков. Чтобы присоединить автомат к рейке, корпус защитного устройства следует завести за ее верхнюю часть, после чего защелкнуть фиксатор, надавив на нижнюю часть аппарата. Снять автомат защиты с DIN-рейки можно, подцепив защелку снизу.
Фиксатор модульного выключателя может быть очень тугим. Чтобы прикрепить такое устройство к DIN-рейке, нужно заранее подцепить защелку снизу и завести защитное устройство на место крепежа, после чего отпустить фиксирующий элемент.
Можно сделать проще – при защелкивании фиксатора сильно нажать на его нижнюю часть отверткой.
Наглядно, зачем нужен автоматический выключатель, на видео:
Принцип действия автоматического выключателя
Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.
Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.
Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.
Особенности работы теплового расцепителя
При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.
Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.
Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.
Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.
Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.
Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.
Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.
Нюансы электромагнитной защиты
Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.
Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.
Наглядно про автоматические выключатели на видео:
Дугогасительная камера
Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.
При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.
Заключение
В этой статье мы рассказали о том, что такое автоматические выключатели, какими бывают эти устройства и по какому принципу они работают. Напоследок скажем, что защитные автоматы не предназначены для установки в сеть в качестве обычных выключателей. Такое использование достаточно быстро приведет к разрушению контактов аппарата.
yaelectrik.ru
Как выбрать автоматический выключатель по мощности, по току для дома
Сейчас наличие автоматических выключателей в электрической сети любого дома является уже обычно практикой.
Если раньше такой выключатель и имелся в сети, то только на входе проводки в дом.
Сейчас же их устанавливают на разные ветки сети дома, производящих подачу электрической энергии на определенные потребители.
СОДЕРЖАНИЕ (нажмите на кнопку справа):
Функции автоматического выключателя
Обычно знания владельца дома по поводу этих выключателей сводиться к тому, что они защищают приборы, включенные в сеть или одну из ветвей ее от перегрузки.
И это действительно так, но это лишь следствие работы данного устройства.
Основное же назначение – защита проводки от превышений значений силы тока, в первую очередь – критических.
Если коротко, то при превышении силы тока выключатель обесточит ту часть проводки, которая прикреплена к его выходным клеммам. Вот только срабатывание его может быть разным.
При незначительном увеличении силы тока он обесточит сеть через определенный период времени.
А вот при резком скачке, возникающего обычно при коротком замыкании, выключатель сработает практически мгновенно, что убережет проводку от расплавления и возможного возникновения возгорания.
Если рассматривать автоматический выключатель внешне, то особой сложности конструкции его и не видно – просто пластиковый коробок с клеммами для подключения проводки и небольшой тумблер для включения-выключения.
Но это только внешне.
Конструкция автоматического выключателя
Внутренняя же конструкция его не такая уж и простая.
В корпусе располагаются:
- Механизм взвода;
- Винт тепловой установки;
- Биметаллический тепловой расцепитель;
- Электромагнитный катушечный расцепитель;
- Дугогасительная камера;
- Силовые контакты;
- Канал отвода раскаленных газов.
Каждый из этих элементов выполняет определенную работу. Читайте по теме — что такое дифавтомат, как подключить.
Механизм взвода соединен с тумблером, а на концах его установлены силовые контакты. Им и производится передача электрического тока с входящих клемм на выходящие.
Биметаллический (тепловой) расцепитель представляет собой пластину, которая при нагреве изгибается, разъединяя силовые контакты.
Предназначен этот расцепитель для прекращения подачи тока, если его сила не имеет пикового значения.
При незначительном превышении силы тока со временем пластина разогреется и произойдет размыкание контактов. То есть, срабатывает этот расцепитель через определенное время.
Винтом же регулируется зазор между пластиной и контактом. Регулировка этого винта выполняется заводом-изготовителем.
Электромагнитный расцепитель предназначен для мгновенного обесточивания сети. Срабатывает он только при воздействии на него токов больших значений, возникающих при коротком замыкании.
При срабатывании одного из расцепителей, между контактами неизбежно произойдет возникновение электрической дуги, и чем больше сила тока – тем она сильнее.
Чтобы эта дуга не привела к повреждению элементов выключателя, в его конструкцию входит дугогасительная камера, которая гасит внутри себя возникшую дугу.
При всем этом внутри образуются газы с повышенной температурой, которые отводятся по специальному каналу.
Конструктивно все автоматические выключатели практически одинаковы, но рабочие параметры их отличаются.
Существуют определенные критерии выбора автоматических выключателей, которые и учитывают их параметры.
Основные характеристики автоматических выключателей
Ток короткого замыкания.
Первым из критериев, который учитывается при выборе автомата, является ток короткого замыкания, он же – отключающая способность выключателя.
Этот критерий характеризует максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.
Измеряется данный показатель в Амперах, но поскольку при коротком замыкании сила тока может достигать значительных показателей, то этот критерий для автомата указывается в тысячах Ампер.
Значение силы тока.
Вторым критерием при выборе является номинальное значение силы тока, с которым будет работать выключатель.
Этот критерий указывает силу тока, при превышении которой автомат сработает и произойдет обесточивание.
На данный показатель влияет много факторов – сечение провода, материал его изготовления, протяженность проводки до автомата, нагрузка, которая будет создаваться в проводке при подключении электроприборов.
Еще один критерий – ток срабатывания.
Данный показатель указывает, какое максимальное значение силы тока может выдержать выключатель без срабатывания электромагнитного расцепителя.
Дело в том, что при включении приборов могут возникать пусковые токи, которые зачастую в несколько раз превышают номинальное значение, но при этом они не являются током короткого замыкания. К примеру, при включении компьютера.
Эти пусковые токи краткосрочны, поэтому не приводят к срабатыванию теплового размыкателя, поскольку для этого требуется время, а их сила недостаточна для включения в действие электромагнитного размыкателя.
Критерий поделен на классы, которые указывают, во сколько раз сила пускового тока может превышать номинальную без срабатывания автомата.
Селективность – это уже менее важен критерий.
Исходя из первых трех критериев, условно можно разделить все автоматы для использования на:
- Малонагруженных сетей;
- Средненагруженных;
- Высоконагруженных сетей.
При этом использовать, к примеру, высоконагруженный автомат для ветви сети, которая обеспечивает питание лампочек не только нецелесообразно, но и опасно.
Его характеристики значительно выше, чем требуется для такой сети, поэтому даже при возникновении КЗ он может попросту не сработать.
И наоборот, автомат для малонагруженных сетей при использовании на сетях с большой нагрузкой будет срабатывать даже при небольших перегрузках.
Количество полюсов автомата указывает, с каким из типов сетей он может работать.
Для обычной домашней однофазной сети подходит двухполюсный выключатель.
На обеспечение отдельного участка этой сети подойдет однополюсный автомат.
А вот если имеется трехфазная сеть в доме, то понадобится четырехполюсный выключатель.
Но это только критерии, указывающие основные характеристики. Следует отметить, что все они нанесены в виде маркировки на корпусе автоматического выключателя.
Теперь на примере объясним, за что отвечает каждый из элементов этой маркировки.
Обозначение маркировки выключателей
На всех автоматах имеется крупная буквенно-цифровая маркировка (В10, С16, С10, D50).
Эта маркировка включает в себя два параметра выключателя: класс тока срабатывания и номинальный ток напряжения.
Всего классов три – В, С и D. Каждый из них имеет свою кратность силы тока по отношению к номинальному значению.
Так, автомат класса «В» способен принять силу тока в 3-5 раз большую номинала, до того, как он произведет разъединение контактов. Такие автоматы подходят для слабонагруженных сетей.
У класса «С» сила тока до срабатывания автомата может достигать 5-10-кратного увеличения по сравнению с номинальным значением. Автомат с этим классом уже предназначен для средненагруженных сетей.
Класс D предназначен для высоконагруженных сетей, где возможно кратковременное значительное увеличение силы тока. Такой автомат может выдержать до срабатывания ток силой, превосходящей номинальное значение в 10-20 раз.
Второе значение этой маркировки указывает как раз номинальное значение тока, с которым будет работать выключатель.
Основным параметром при выборе по данному значению является сечение провода.
От сечения провода зависит, какая допустимая сила тока может через него проходить.
Так, медный двухжильный провод с сечением 1,5 мм. кв., уложенный закрытым способом (в штробу или трубу) может пропускать через себя ток силой 18А без нанесения ущерба для самого провода.
При превышении этого значения провод начнет греться, что может привести к расплавлению изоляции, а без нее между проводами возникнет КЗ.
Для провода сечением 2,5 мм. кв. это значение уже достигает 25 А. В итоге чем больше сечение, тем больше пропускная способность провода.
Ниже в таблице можно посмотреть все значения тока.
Теперь свяжем эту маркировку воедино.
К примеру, имеется выключатель с обозначением В10. Это значит, что номинальная сила тока, которую автомат будет пропускать через себя без включения в работу теплового расцепителя – 10 А.
Выключатель имеет класс В, поэтому до срабатывания электромагнитного расцепителя от способен пропустить краткосрочный ток силой до 30-50 А.
Но в этом есть небольшой подвох, который следует учитывать при выборе автомата.
К примеру, сила тока, проходящая через него, превышает номинальное только в 1,5 раза. Для срабатывания электромагнитного расцепителя этого явно недостаточно.
Но при этом если пропускная способность провода будет точно соответствовать номинальной силе тока автомата, то увеличенное значение тока будет разрушающе действовать на сам провод.
В конструкции имеется тепловой расцепитель, который в конечном итоге все же сработает, но для этого нужно время, чтобы биметаллическая пластина разогрелась и разомкнула контакты.
И этот период может быть достаточно длительным, при этом увеличенное значение тока все это время будет негативно воздействовать на проводку.
Поэтому при выборе автомата следует подбирать его с номинальным значением ниже, чем пропускная способность провода.
Так, для провода 1,5 мм. кв., способного пропускать через себя ток силой 18А лучшим будет автоматический выключатель с номинальным значением 10 А.
В таком случае даже при увеличении силы тока выше номинального, провод будет пропускать его без возможного повреждения.
А для провода сечением 2,5 мм. кв. и пропускной силой тока 25А подойдет автоматический выключатель с номинальной силой тока в 16 А.
Перейдем ко второй маркировке – отключающей способности автомата. На корпусе она нанесена в виде цифрового обозначения – 4500, 6000, 10000 и т.д.
Как уже сказано, это максимальная сила тока, при которой автомат сработает без своего повреждения.
Разберем на примере, в сети произошло КЗ, в результате которого сила тока увеличилась до 5000А.
Электромагнитный расцепитель сработал, однако при этом возникла электрическая дуга.
Если автомат имеет отключающую способность на уровне 4500А, его дугогасительная камера не сможет полностью погасить дугу такой мощности, произойдет повреждение самого автомата.
Но если установлен автомат, у которого показатель отключающей способности составляет 6000А, то его камера дугу погасит, при этом без своего повреждения.
По сути, данный показатель – это характеристика защищенности самого автомата.
И третья маркировка, наносимая на корпус, и которая является тоже важной – класс токоограничения.
Эта маркировка цифровая, располагается рядом с маркировкой отключающей способности, состоит она из цифры 2 или 3.
Данная маркировка указывает на быстродействие автомата при КЗ. При возникновении замыкания, сила тока увеличивается не мгновенно, а нарастает.
И чем раньше произойдет срабатывание автомата, тем меньше вреда нанесет ток КЗ.
Сейчас практически не встречаются автоматы с классом «2», поскольку они несколько медленнее, чем выключатели класса «3».
Ошибки при выборе, которые нужно учитывать
Напоследок рассмотрим самые распространенные ошибки, которые допускаются при выборе автоматического выключателя.
Ошибка 1.
Выбирая автомат, руководствуются суммарной мощностью потребителей, что является одной из самых грубых ошибок.
Автомат только защищает проводку от перегрузок, изменить ее характеристики он неспособен.
Если поставить мощный автомат на слабую проводку и подключить к ней сильный потребитель энергии, это неизбежно приведет к повреждению проводки, при этом автомат не сможет выполнить свою работу.
Поэтому всегда нужно ориентироваться по сечению провода и его пропускной способности, а не по мощности потребителей.
Ошибка 2.
Зачастую все ветки сети оснащаются одинаковыми автоматами, а затем пытаются использовать одну из ветвей в качестве сильнонагруженной.
Еще на стадии монтажа электрической сети желательно позаботиться о том, чтобы хоть одна из веток имела повышенные параметры и была оснащена автоматом, рассчитанным на значительные нагрузки.
К примеру, в гараже частного дома возможно использование приборов, создающих значительную нагрузку.
Эту ветвь лучше заранее усилить, чем потом переделывать или надеяться, что автомат или проводка «выдержат».
Ошибка 3.
При приобретении автоматических выключателей покупатели стараются минимизировать затраты. На безопасности лучше не экономить.
Покупать такие устройства следует только у хорошо зарекомендованных фирм в специализированных магазинах, а еще лучше у официального дистрибьютора.
Надеемся, что данные выше советы помогут вам правильно подобрать автоматический выключатель для своего дома.
elektrikexpert.ru
| Базовые понятия электрики Инструменты электрика Электроинструменты электрика Техника безопасности Помощь при поражении током Защита от электрического тока Кабели, провода и шнуры Характеристики составляющих проводов Маркировка кабельной продукции Виды кабелей, проводов и шнуров Сопутствующие изделия Способы соединения проводов Электромонтажные изделия Изделия для прокладки кабеля Электромонтажные коробки Розетки и выключатели Осветительная аппаратура Трансформаторы Автоматические выключатели Предохранители Ящики и боксы под автоматы Электрические счетчики Монтаж кабеля Выбор проводов Составление схемы электропроводки Монтаж скрытой проводки Штробление стен Скрытая прокладка проводки в трубах Скрытая прокладка кабеля в перегородках, полах и потолках Монтаж открытой электропроводки Прокладка кабеля сквозь стены, дверные проемы и оконные рамы Монтаж розеток, выключателей и распределительных коробок Освещение Виды светильников Основные правила освещения Монтаж освещения в квартире или ч. доме Галогенные лампы с трансформатором Монтаж уличного освещения Дизайнерские ухищрения в освещении Монтаж распределительных (ЩЭ) щитков Заземление Заземление в многоэтажном доме Система уравнивания потенциалов Электричество в частном доме Трехфазные и однофазные сети Ввод электроэнергии в частный дом Подключение к линии электропередачи Заземление в частном доме Защита от молний в частном доме Система уравнивания потенциалов Применение стабилизаторов Монтаж электрики на открытом воздухе Система «Умный дом» Ремонт электропроводки Отключение электроэнергии во всей квартире (доме) Срабатывание УЗО Приложения |
Существует множество разновидностей ВА. Некоторые из них служат лишь в качестве выключателей цепи и предохранения сети от перегрузки. Таковы, например, старые ВА типа АЕ в черном карболитовом корпусе (рис. 5.95). В большинстве старых щитков в подъездах жилых домов стоят именно такие. Впрочем, они вполне надежны и эксплуатируются до сих пор (рис. 5.96). Современные вариации допускают дополнительные функции, например защиту от токов пониженной нагрузки. По времени срабатывания на недопустимое напряжение автоматы делятся на 3 вида: селективные, нормальные и быстродействующие. Время срабатывания нормального автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с. В селективных ВА это время такое же. Быстродействующие ВА работают проворнее — у них данная величина составляет всего 0,005 с. Все ВА заключены в пластиковый небьющийся корпус со специальным креплением (планкой или рейкой) на задней плоскости. Устанавливать автомат на такое крепление очень легко — достаточно вставить его на рейку до щелчка. Снять можно при помощи отвертки, слегка потянув за специальное ушко сверху ВА. Это существенно облегчает задачу по установке автомата в шкафу (рис. 5.97). Внутри корпуса располагается «начинка» автомата, его главные предохранительные устройства, которых может быть 2 (рис. 5.98).
Речь идет об электромагнитном и тепловом расцепителях — своеобразных механизмах автоматического прерывания цепи. Биметаллическая пластина при нагревании проходящим через нее током недопустимо высокого значения распрямляется и размыкает контакты — это тепловой расцепитель. По времени срабатывания он самый медленный. Электромагнитный расцепитель работает по правилу «мертвой руки». Катушка, находящаяся в центре автомата, непрерывно поддерживается на месте стабильным напряжением. Стоит ему выскочить за номинальные пределы, как катушка буквально выскакивает со своего места, разрывая цепь. Такой способ разрыва цепи самый быстрый. У всех ВА есть контакты для присоединения подходящих и отходящих проводов (рис. 5.99).
Автоматы различают по степени чувствительности к срабатыванию отключения. В стандартных наиболее распространенных моделях чаще всего применяются ВА с пороговым значением, примерно равным 140 % от номинального. При повышении напряжения в полтора раза срабатывает электромагнитный (быстрый) расцепитель. При незначительном превышении номинального напряжения работает тепловой расцепитель. Процесс отключения при этом может растянуться на часы, что сильно зависит от температуры внешней среды. Однако автомат среагирует на изменение напряжения в любом случае.
ВА различают по количеству полюсов. Что это значит? В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые соединены между собой общим механизмом отключения (рис. 5.100 и 5.101). Автоматы бывают одно-, двух-, трех- и четырехполюсными (это касается бытового применения). У ВА есть различия по другим показателям. Они отличаются по пороговой силе тока, которую пропускают через себя. Чтобы автомат мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку производит изготовитель, поэтому на автомате сразу пишут числовое значение данного порога. Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А (рис. 5.102). Есть автоматы со значениями и 1000, и 2600 А, но в быту они не используются. Эти цифры означают суммарную мощность всех потребителей электрического тока, которые будут подключаться к цепи, «охраняемой» автоматом.
Чувствительность автомата необходимо рассчитывать не только по суммарной мощности предполагаемых энергопотребителей, но и проводке, и электромонтажным изделиям — розеткам и выключателям. В табл. 5.9 представлена типология автоматов.
Далее рассмотрим соответствие сечения кабеля и автомата, защищающего этот проводник, при помощи табл. 5.10 и 5.11. Максимальный длительный ток кабеля принят для температуры жил +65 и воздуха +25 °С. Количество одновременно прокладываемых проводников — до 4. Ряд автоматов: 0,5 А, 1 А, 2 А, 3 А, 4 А, 6 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. Данные табл. 5.11 подходят и для трехжильного кабеля. В этом случае третья жила должна быть проводом защитного заземления или зануления.
Устройство защитного отключения (УЗО) по внешнему виду очень напоминает обычный автомат: те же корпус и рычаг отключения (рис. 5.103). Собственно, УЗО и может выступать в качестве ВА, то есть как выключатель определенного участка цепи (рис. 5.104). Помимо этого, у него есть еще несколько функций. Главная из них — это защита человека от электрического тока и случайной утечки из сети. УЗО не может защитить от короткого замыкания, оно просто не прореагирует на него. Принцип работы УЗО — сравнивать входящий из сети ток с показателями, на которые настроен прибор. Допустим, если человек взялся рукой за провод и через него пошел ток, УЗО моментально
разомкнет цепь, поскольку сигнал из сети не будет совпадать с нормальными показателями. То же произойдет, если случится обрыв провода. УЗО обязательно устанавливается в любом распределительном щите, иногда их там несколько. Особенно это касается помещений с повышенным уровнем влажности — ванной и кухни. Важно помнить, что УЗО реагирует только на утечку тока из цепи. Любое другое нарушение работы, даже такой случай, когда человек возьмет в руки фазовый и нейтральный провода, то есть сам станет частью цепи, оставит его безучастным. Так что не стоит надеяться на одно лишь УЗО, а лучше укомплектовать распределительный щит дополнительными устройствами защиты от всех видов нарушения работы сети. На лицевой части любого УЗО есть кнопка «Тест», нажав которую можно узнать, в рабочем ли состоянии механизм. Если он исправен, то разорвет цепь (отщелкнется), если же изменений не произойдет — прибор не работает (рис. 5.105).
Точно так же, как и В А, УЗО отличаются по чувствительности к значению силы тока и могут иметь несколько полюсов для подсоединения независимых проводников. Ряд числовых значений у них совпадает с автоматами: 6,3, 10, 16, 25 А и т. д. Однако у них есть и второй показатель — это отклонение величины силы тока по входящему проводнику. В бытовом УЗО, который предназначен в основном для защиты человека, порог чувствительности к отклонению от номинала равен 30 мА (рис. 5.106). УЗО срабатывает очень быстро, в течение 0,05 с. В идеале это должно означать, что человек даже не успеет почувствовать укол тока, как сеть обесточится. Менее чувствительные УЗО используются в электротехнике, в которой порог опасного отклонения много выше, чем в случае поражения человека. Показания такого УЗО — 300 и 500 мА. ПРИМЕЧАНИЕ Если номинальный ток превысит показатель силы тока в УЗО, то он не отключится подобно автомату, а просто сгорит, поэтому прибор нужно ставить с запасом. Дифференциальный автомат (АД) это гибридное устройство, совмещающее в себе УЗО и механизм защиты от перегрузки тока, то есть обычный автоматический выключатель (рис. 5.107). Дифавтоматы, как их часто называют, различаются по многочисленным показателям. Например, регуляция номинального порогового тока, задержка времени и т. д. Дифавтомат заменяет собой сразу два устройства: автоматический выключатель и УЗО.
Это сокращает время монтажа и удобно при обслуживании. Многие АД имеют специальную индикацию, которая при срабатывании показывает, от чего именно произошел разрыв цепи: короткого замыкания или утечки. По внешнему виду АД практически ничем не отличаются от УЗО, только маркировка на нем другая. Продукция российского производства имеет надпись на лицевом щитке «АД» и далее числовые значения. |
delo-elektrika.ru
Автоматы защиты, зачем они нужны
Автоматы защиты это низковольтные коммутационные аппараты многоразового использования, предназначенные для механического отключения электрических цепей квартиры и защиты электропроводки от короткого замыкания и перегрузки.
Как таковые, автоматические выключатели не защищают человека, от токов утечки. Для этой цели служат УЗО или дифференциальные автоматы защиты. Правильно рассчитанный автомат защиты защищают электрический кабель, а следовательно саму групповую цепь от перегрева и короткого замыкания.
Автоматы защиты — устройство
Основой устройства автоматы защиты являются два расцепителя. Именно они реагирует на перегрузку и короткое замыкание в цепи. Согласно СП31-110–2003 во внутрених сетях квартиры применяются автоматы защиты с двумя типами расцепителя, тепловым и электромагнитным. Такие автоматы носят назание автоматы с комбинированным расцепителем.
Тепловые расцепители служат для размыкания цепи при перегрузке.
Работают они следующим образом. Основа теплового расцепителя биметаллическая пластина. В нормальном режиме работы, то есть когда ток с цепи соответствует норме, биметаллическая пластина не работает. При увеличении тока в цепи, а возникает это при перегрузке или коротком замыкании, биметаллическая пластина деформируется и «щелкает» по механизму расцепления. Все цепь разомкнута, автомат выполнил свою задачу. После остывания и взведении рычага управления автомат опять готов к работе.
Так как процесс нагрева процесс не моментальный, то автоматы защиты срабатывают на перегрузку с времянной задержкой, порой очень длительной.
Если для защиты групповой цепи ставить автомат защиты, только с тепловым расцепителем, то для защиты от короткого замыкания цепи требуется дополнительно установить плавкий предохранитель.
Вторым расцепителем в автомате защиты, является индукционный или электромагнитный расцепитель. Этот тип расцепителя срабатывают моментально. Предназначен индукционный для защиты электрической цепи от короткого замыкания.
Принцип работы индукционного расцепителя в следующем. Механизм расцепления это сердечник двигающийся внутри катушки. При нормальном режиме он замкнут. При аварийном режиме увеличение тока в катушке, приводит к втягиванию сердечника и цепь расцепляется.
Относительный недостаток индукционного расцепителя , это срабатывание при токах (токи отключения) значительно превышающих номинальные токи цепи. Такие токи могут возникать только при коротком замыкании (КЗ).
Значение тока отключения индукционного автомата зависит от типа покупаемого автомата защиты. О типах автоматов защиты чуть ниже по тексту.
Типы автоматов защиты по время-токовой характеристике
Не буду занимать ваше внимание теорией, просто скажу, что время-токовая характеристика «придумана» за тем, чтобы разделить автоматы защиты по месту их применения. А за основу взяты следующие вычисления тока защиты от короткого замыкания (КЗ):
- Тип B: Ток защиты (отключения) при КЗ от 3 до 5 значений номинального тока в цепи.
- Тип C: Ток защиты (отключения) при КЗ от 5 до 10 значений номинального тока в цепи.
- Тип D: Ток защиты (отключения) при КЗ от 10 до 20 значений номинального тока в цепи.
На самом деле для практики, приведенные выше значения токов отключения, не имеют особого значения. Для практики, большее значение имеет места применения автоматов защиты в зависимости от типа: B; C; D; K; Z. Смотрим таблицу.
Разделение автоматов на типы, происходит по их характеристикам зависимости токов отсечки и времени отсечки, называемых время-токовые характеристики. Для электросети квартиры актуальны автоматы типа B и C.
Тип автомата вы можете увидеть, при покупке автомата, на его корпусе в связке с номинальным током. Например: C16A. Это значит автомат защиты типа Cна номинальный ток 16 Ампер. Или B32A — это автомат типа B на 32 Ампера.
Практика применения знаний
Например. У вас в квартире групповая цепь из 8 розеток для устройств со средней мощностью 300 Вт. Расчитаем минимально допустимый ток срабатывания автомата защиты и выберем его тип.
- I номин.= 300×8⁄220=10,9 А;
- I расчетная автомата защиты= 10,9×1,45=15,8 А.
- Розеточная группа, значит тип автомата C.
Рассчитанный таким образом расчетный ток автомата защиты, не может служить основанием для установки автомата защиты, C16A. В окончательном расчете автомата защиты нужно учесть сечение токопроводящих жил кабеля и способ их прокладки. Сечение жил связать с допустимым током нагрузки на кабель, по нему рассчитать ток автомата защиты, сравнить его с расчетным током автомата защиты, как в этом примере, и только потом определить номинал автомата защиты.
©Ehto.ru
Статьи по теме
Похожие посты:
Поделиться ссылкой:
ehto.ru
Выключатель автоматический: как выбрать — 9 схем
Со времен далекой молодости после окончания института в памяти запечатлелась картинка: я у друга в однокомнатной квартире. Мы сидим за шахматами. Его молодая жена шьет рядом.
По комнате бодро ходит малыш. Ему еще нет годика: познает мир. В левой руке какая-то погремушка, в правой — женская шпилька от волос.
И вдруг — ужас! На наших глазах он вставляет эту проволоку в розетку, получает удар током. Мышцы ног мгновенно реагируют: прыжок от стенки метра на полтора. Мальчик падает.
Из розетки вырывается пламя и дым. Знаете, чем все закончилось? Пацан отделался легким испугом, а алюминиевая проводка от розетки до распределительной коробки выгорела полностью. Свет не отключился.
Защиты от короткого замыкания не сработали: автомат заклинило, но пожара не было. Огонь просто погас внутри бетонной стены после того, как отгорел провод. Шпилька успела привариться к контакту розетки.
Вот я и решил написать подробную инструкцию, что такое выключатель автоматический: как выбрать его модуль за 9 шагов поэтапно. Будете выполнять — избавитесь от многих неприятностей.
Содержание статьи
Автоматический выключатель: принцип работы и устройство в картинках
Основное назначение автомата — ликвидировать аварийные ситуации в подключенных токовых цепях. Они бывают двух видов:
- Короткие замыкания (КЗ) или “коротец”, как их называют на жаргоне электриков.
- Перегрузки.
КЗ возникают за счет подключения к цепям действующего напряжения электрических цепочек с минимальным сопротивлением, которые создают громадные токи, зависящие от мощности питающих источников.
Токи коротких замыканий могут прожигать не только изоляцию воздушной среды во время ее ионизации, но и плавить металл проводки, вызывать
пожар, причинять другие беды.
На принципе управления токов коротких замыканий работают многочисленные сварочные аппараты, люди успешно пользуются ими. Но, внезапно появляющиеся КЗ наносят огромный вред.
Перегрузки опасны тем, что незаметно создают перегрев изоляции, повреждают ее. За счет возникших в ней дефектов появляются опасные токи утечек, которые способны выявить и ликвидировать только УЗО.
Перегрузки тоже являются частой причиной пожаров оборудования.
Конструкция автоматического выключателя состоит из двух раздельных модулей, каждый из которых работает, реагируя преимущественно на КЗ или перегрузку. Это:
- Электромагнитная отсечка.
- Тепловой расцепитель.
Простая кинематическая схема показывает устройство автоматического выключателя и принцип его работы.
Электрический ток протекает от сети к нагрузке сквозь замкнутые главные контакты и катушку соленоида отключения. Тепловое воздействие воспринимается биметаллической пластиной, а силовое — сердечником электромагнита.
Биметалл или сердечник в критической ситуации бьют по поворотному рычагу, выколачивая его из зацепления с защелкой, удерживающей главный контакт во включенном состоянии. Под действием сильной отключающей пружины он быстро размыкает электрическую цепь.
Конструктивно все производители реализуют этот принцип по своим разработкам. Поэтому они немного отличаются на всех моделях. Но, общее представление внутреннего устройства дает следующая картинка.
Принцип работы электромагнита расцепителя отсечки двумя словами
Когда по обмотке протекает ток, то в ее сердечнике, служащей магнитопроводом, создается магнитное поле.
Если сила тока достигает критической величины, то магнитная энергия выстреливает сердечник, преодолевая натяжение удерживающей пружины. Тогда боек выбивает защелку.
Современный электромагнитный расцепитель имеет небольшие габариты, подключается гибкими проводниками к контактам.
Тепловой расцепитель автоматического выключателя: насколько просто работает
Конструкция состоит из двух соединенных пластин: сталь и латунь. У них разное линейное расширение: зависимость от температуры. При нагреве биметалл изгибается в одну сторону, а охлаждении — противоположно.
Ток проходит по закрепленной на биметаллической пластине обмотке. Во время перегрузки или КЗ биметалл воздействует на поворотный механизм, а тот — отключает автомат, обесточивая подключенные потребители.
Выключатель автоматический: как выбрать по науке и жить в безопасности
Огромное количество производителей и обширный ассортимент их автоматов, предназначенных для разных условий эксплуатации, усложняют выбор их приобретения.
При покупке следует использовать только научный подход, не полагаясь на мнение даже знакомых электриков. С этой целью все ведущие заводы наносят маркировку прямо на корпусе модуля автомата. Привожу пример для Legrand.
Выбирать модуль выключателя автоматического нужно минимум по 9 характеристикам:
- значению действующего напряжения и форме тока;
- числу полюсов;
- величине номинального тока защищаемой цепи;
- времятоковой характеристике;
- мощности нагрузки;
- предельной коммутационной способности;
- классу токоограничения;
- селективности действия;
- степени защита корпуса IP.
Вам придется учесть их действие комплексно.
Смотрим напряжение автоматического выключателя: начальный
шаг
Сразу надо обращать внимание на условия надежной работы модуля. Дело в том, что подобные защиты могут создаваться для универсальной работы в цепях постоянного или/и переменного тока.
Примером может служить известная серия советских и российских защит, выпускаемая как автоматический выключатель АП-50.
У них бывает разный уровень напряжения. Он не всегда может подойти для надежной работы в конкретной проводке. Надо проверять внимательно.
Отдельные модули могут быть созданы только для эксплуатации в цепях переменного тока.
Число полюсов автоматического выключателя: шаг №2
Бытовые автоматы изготавливают для работы в однофазной или трехфазной цепи. На защите ввода при аварии они снимают потенциалы фаз и нуля, полностью обесточивая питающую схему.
У отходящих же линий отключается только потенциал фазы, а ноль остается в работе. Этого вполне достаточно для ликвидации аварии и создания более простой схемы подключения.
Шаг 3: выбор автоматического выключателя по току — скрытые секреты
Важно: температура окружающей среды сильно влияет на время срабатывания защиты. Все проверки и расчет проводят при +30 градусах. Реальные условия требуют учета температурных коэффициентов.
Нормальная работа автомата требует учитывать 4 значения тока:
- Номинальной величины.
- Условного нерасцепления.
- Условного расцепления.
- Длительно допустимого.
Величина номинального тока пишется Iн (In). Она указывается на корпусе, используется как базовое значение для выбора, работы и проверок защиты. Такая нагрузка должна длительно проходить через замкнутые контакты без их отключения.
Током условного нерасцепления называют величину I=1,13×Iн. При такой нагрузке защита не должна отключаться за время меньшее, чем 1 час с номиналом до 63 А и 2 часа — более мощным.
Характеристика условного тока расцепления определяет величину, которая надежно разрывает превышенную нагрузку.
Длительно допустимая величина тока введена для учета температурного состояния проводки без ее чрезмерного нагрева с учетом характеристик токопроводящей способности: вида металла и поперечного сечения.
Все эти величины я привел наглядным графиком для меди.
Можете им воспользоваться при расчете проекта новой проводки. Данные брал из
справочников, а электрическими проверками не занимался.
Если кто-то возьмется за эту работу, то результаты
обязательно опубликую. А проверять надо, ибо с длительно допустимыми токами в
медном проводе 4 и 6 квадрата просматривается интересная закономерность.
С алюминием не стал возиться: в быту он опасен. Тем пользователям, кому интересен этот вопрос, предлагаю сравнить его характеристики с медью по следующей таблице.
Выбор автоматического выключателя при проектировании проводки необходимо проводить по характеристике его номинального тока. Этот анализ осуществляют последовательно за 3 приема:
- Расчет тока линии по нагрузке подключенных потребителей.
- Выбор номинала модульной защиты по ближайшему значению стандартного ряда величин токов.
- Подбор сечений проводников под действующие токовые нагрузки.
Каждая из трех составляющих важна. Допущенные ошибки исправлять сложно. Поэтому каждый этап следует повторно проверять.
Одиночные или групповые потребители, как и однофазная или трехфазная схема питания накладывают свои особенности на расчет тока подключенной линии по собственным формулам. Это наиболее сложная часть анализа.
Шаг 4: времятоковая характеристика выключателя — основа правильного выбора типа конструкции
Нагрузки электрической сети носят случайный либо закономерный
характер. Они всегда меняются при подключении потребителей.
Лампы накаливания и ТЭНы с резистивными сопротивлениями не дают такие эффекты, как включение индуктивных устройств: электродвигателей, дросселей, трансформаторов. Кабельные линии обладают емкостным сопротивлением.
Любое включение прибора связано с созданием апериодических
составляющих, формирующих переходные процессы. Они характеризуются различными бросками токов.
Конструкция автоматического выключателя должна учитывать эти
явления и обеспечивать нормальное электроснабжение потребителей в любой
сложной, изменчивой ситуации.
Под эти требования технически сложно создать простой и надежный автоматический выключатель с универсальным набором возможностей.
Электротехническая наука пошла по другому пути: разделение нагрузок по типам реактивных составляющих и создание модулей защит под каждую.
С этой целью используется времятоковая характеристика выключателя, имеющая 3 типа: B, C и D. Они имеют разные параметры отстроек защиты от токов переходных процессов.
На графике по оси абсцисс приведено отношение тока действующей нагрузки к номинальной величине, а ординат — время отключения в
секундах и их долях.
Тип B применяется для потребителей с характерной резистивной нагрузкой: обогреватели, цепи освещения, протяженные линии электропитания.
Тип C используется для смешанных схем с розеточными группами и потребителями, создающими умеренные нагрузки при включении электродвигателей.
Тип D выбирают для потребителей не бытового назначения: силовые трансформаторы и нагрузки с повышенными токами при пусках оборудования.
Если использовать тип B автоматического выключателя для
дома, то он может ложно срабатывать при включениях стиральной или посудомоечной машины, электрических насосов, мощных пылесосов.
Автомат типа D просто не среагирует на опасность, когда она не достигнет величины его уставки, но потребует защиты оборудования от броска тока.
Автоматические выключатели типа С по своим характеристикам лучше всего приспособлены для работы в домашней проводке. Но их настройку все равно необходимо проверять качественно.
Выбор автоматического выключателя по мощности — шаг №5: нужно ли его делать?
Именно вопросу выбора автоматов по мощности нагрузки уделяют много внимания авторы статей для интернет. Поэтому я решил тоже высказать свое
мнение. А ваша задача: учесть или высказаться против.
Вся хитрость в том, что электрические характеристики любых бытовых приборов указываются в ваттах, а защиты маркируются амперами. Никаких
других секретов здесь больше нет.
Блогеры просто переводят нагрузку, выраженную мощностью, через напряжение бытовой сети в ток. Делают это посредством новых таблиц, схем, калькуляторов.
Я предлагаю отказаться от этой идеи, а модуль защиты рассчитывать по току номинальной величины с учетом вольтамперной характеристики. Будет меньше ошибок, да и искать их станет проще. Понимаю, что выбор остается за вами.
Шаг 6: предельная коммутационная способность — критическая характеристика модуля защиты
Исходим из того, что в природе нет контактов, способных выдерживать любые нагрузки. У них всегда есть предел, выше которого они просто сгорают.
Эту величину производитель определяет экспериментально и показывает цифрой внутри прямоугольника.
Обычно модули создаются под токи КЗ до 4,5 либо 6 или 10 килоампер. Когда автомат имеет отличия предельной коммутационной способности (ПКС) для цепей переменного и постоянного тока, то они указываются отдельно. Причем каждой величине приписывается свой символ: « ~ », « — », « ~/- ».
Это значение в принципе зависит от технического состояния электропроводки — ее сопротивления. Оно закладывается в проект, зависит от многих факторов:
- протяженности магистралей;
- сечения и качества токопроводящих жил;
- количества и состояния соединительных контактов;
- удаленности от питающей трансформаторной подстанции;
- условий технического обслуживания.
Из практики:
- У старых зданий с ветхой алюминиевой проводкой ПКС составляет 4500 ампер.
- Медная электропроводка обеспечивает токи КЗ 6 килоампер.
- Когда потребитель находится близко от трансформаторной подстанции, то автоматы надо ставить на 10кА.
Если не выполнить выбор автомата по предельной коммутационной способности, то его контакты от аварийного тока могут привариться. Тогда отключения не произойдет, а вся подключенная нагрузка выгорит.
Шаг 7: классы токоограничения автоматического выключателя — в чем суть характеристики
Скорость отключения короткого замыкания напрямую влияет на
безопасность оборудования, а модули защит работают не одинаково. Показатели быстродействия позволяют подбирать автоматы, работающие в щадящем или экстремальном режиме оборудования.
Для наглядности действия рассмотрим их срабатывание на примере длительности одного периода напряжения синусоиды тока или напряжения (обозначается Т).
В него входят две полуволны гармоники. Для стандартной частоты 50 герц время прохождения периода составляет 20 миллисекунд (мс).
Максимальное значение тока или его амплитуда достигается при четверти периода или половине полупериода. На графике я показал усредненные временные показатели трех классов токоограничения: 1, 2 и 3.
Класс №1 самый продолжительный, а значит экстремальный. Его время чуть превышает 10 мс. Для наглядности показано как Т/2. На корпусе автомата его просто не обозначают.
Класс №2 занимает промежуточное время по скорости. Такая защита должна отработать за время 6÷10 мс. На графике усреднено как 1/2(Т/2).
Класс №3 самый быстрый и экономный со временем срабатывания 2,5÷6 мс, что я обозначил как 1/3(Т/2).
Классы токоограничения 2 и 3 маркируются на корпусе под прямоугольником ПКС квадратиком с соответствующей цифрой.
Шаг 8: селективность автомата — залог качественного отключения аварии
Смысл выбора этого параметра заключается в избирательной способности защиты правильно локализовать короткое замыкание или перегруз и оставить в работе исправное оборудование.
Поясняю на простом примере квартирной проводки.
Любая розетка по разным причинам может стать источником короткого замыкания. Аварию может отключить автомат №3 квартирного щитка, №2 —
подъездный или №3 — домовой.
Однако обесточивать этаж либо подъезд /дом имеет смысл только при отказе выключателя №3, используя эту функцию как резервную. В первую
очередь надежно должны срабатывать квартирные защиты.
Поэтому они настраиваются на более быстрое срабатывание или меньшие уставки тока при наладке. Предусмотреть эту возможность следует во
время выбора конструкции.
Иногда возникают затруднения с настройкой избирательности на вводном автомате. Для таких случаев можно приобрести специальный селективный
автоматический выключатель.
Его конструкция имеет механизм, обеспечивающий два пути протекания тока: основной и дополнительный для теплового расцепителя со своими
связанными силовыми контактами.
Резистор селективности внутри дополнительного канала задерживает срабатывание своего контакта на уставку избирательности. А основной канал работает как обычный.
Общее отключение защиты происходит после разрыва контактов обоих каналов, что также способен выполнить электромагнит отсечки.
Подобный механизм может быть полезен владельцам частных домов или коттеджей, хотя в большинстве случаев селективность можно обеспечить выбором характеристик быстродействия и настройкой токовых уставок обычных модулей.
Проверка селективности срабатывания защит должна обязательно проводиться до ввода их в эксплуатацию и периодически при эксплуатации.
Заключительный шаг №9: степени защиты корпуса для помещений повышенной влажности
Обычно автоматы устанавливают в квартирном или ином щитке, защищенном от проникновения воды и посторонних предметов. Но иногда их приходится включать на мобильное оборудование или удлинители.
Когда такими приборами пользуются во влажных помещениях, то следует обращать внимание на техническую способность корпуса работать в опасной
среде.
Она маркируется индексом IP с цифрами, обозначающими степень защиты. На обычных автоматах достаточно обозначения IP20. Ее показывают в сопроводительной документации.
Во всем предшествующем материале я намеренно не рекламирую ни одного производителя автоматов. Советую выбирать модуль защиты по техническим характеристикам, реально проверяя их на стендах. Бренд — хорошая вещь, но испытания важнее.
Программа Электрик 7.8 или способ компьютерного расчета автомата
На сайте электротехнических программ можно бесплатно скачать и установить на свой компьютер доступный калькулятор расчета. Адрес я показал картинкой.
Загрузка, инсталляция и работа описаны отдельной статьей. Я проверил несколько функций этой программы. Работает нормально. Результат вычислений усредненный.
Можете использовать.
Вам придется учесть 2 фактора:
- Сайт работает на бесплатном конструкторе и забит навязчивой рекламой.
- Автор не берет на себя ответственность за конечный результат вычислений. Его вам придется проверять вручную.
В целом программа подойдет начинающим электрикам для создания первоначальной схемы своего проекта.
Ошибки электриков не только начинающих в работе защит
Выбрать выключатель автоматический правильно по техническим характеристикам — еще не значит, что он будет надежно отключать случайно возникшую неисправность.
К такому выводу я пришел на работе, занимаясь многочисленной проверкой этих защит на специализированных стендах. Поэтому еще раз рекомендую приобретенный автомат до ввода в эксплуатацию подвергать жестким испытаниям от реальной нагрузки и замерять временные характеристики.
Ошибка электрика №1: проверка петля фаза-ноль не выполнена
Суть этого теста состоит в том, что ток короткого замыкания, который должен почувствовать и отключить автомат, банально по закону Ома зависит от сопротивления подключенной в него цепи.
Другими словами, длина проводов от автомата до розетки и дальше к включенному в нее потребителю может снизить ток короткого замыкания до
такого предела, когда уставка для срабатывания защиты окажется выше: выключатель не сработает.
Эта возможность проверяется специальными приборами.
Ее следует обязательно выполнять.
Ошибка электрика №2: плохой монтаж проводки обученной бригадой
Когда писал эту статью у меня в квартире пропал свет и надолго. Старенький макбук работает девятый год, аккумулятор уже изъят…
Под окном увидел аварийную машину электриков ЖКХ. Спустился вниз по лестнице спросить, что случилось. Подъездный щит вскрыт. Бригада 3
человека: пожилой монтер, производитель среднего возраста и молодой
руководитель работ после института с бумагами.
Один работает, два стоят и наблюдают. Присоединился, стал третьим. Мне сказали, что перемычка на нулевой провод греется и ее будут менять. Я это и так понял. Там алюминиевая жила где-то примерно на 6 квадрат (оценил взглядом).
Монтер ее заменил и подключил на скрутку. Да, на скрутку, причем длиной не более 4 см. Я говорю: халява, сэр! На меня устремилось 3 пары
глаз и последовал вопрос: ты кто такой? Отвечаю: релейщик с 330.
Двое ничего не поняли, а парень с института посмотрел с уважением. Попытка объяснить ошибку встретила психологический отпор со стороны
самоуверенного монтера.
Мне, увидев такую работу, пришлось сразу идти в магазин и покупать реле контроля напряжения, хотя планировал его установку позже. Здание то старое.
Обрыв нуля трехфазной сети за счет отгорания скрутки гарантирован, а ловить 380 вольт вместо 220 в своей квартире нет желания.
Тем людям, кто любит смотреть видео, рекомендую к просмотру ролик владельца elektrik-sam.info. Он тоже доступно объясняет все про выключатель автоматический: как выбрать его правильно.
Тема немного сложная и у вас могут остаться вопросы. Задавайте их в разделе комментариев. Я обязательно отвечу.
electrikblog.ru
Вводной автомат в квартиру — какой выбрать, и нужен ли он перед счетчиком? Обозначение на схеме номиналов и установка трехфазного или двухполюстного устройства
Вводный автомат – это средство коммутации электричества. Какие автоматы бывают, для чего нужны, как правильно выбирать, будет написано в статье.
Как выбрать вводный автомат в квартиру – советы и рекомендации
Вводный автомат это защитное устройство в доме при использовании электрической сети. Если возникает короткое замыкание или другая аварийная ситуация, выключатель обесточит электросеть. Чтобы обеспечить безопасность, важно уметь выбирать автоматику. Ошибки расчета приведут к поломке электроприборов и даже возгоранию.
Нужен ли в квартире или в доме вводной автомат
Для защиты дома от возгорания электропроводки устанавливается вводный автоматический выключатель. Обычно его монтаж производится на лестничной площадке перед счетчиками, но также устанавливают дополнительные автоматы в квартире. Монтируется прибор в распределительной коробке и пломбируется. Доступ к общему выключателю только у электрика дома, несанкционированная попытка проникновения приведет к выплате штрафа.
Устройство и принцип работы
Внешне прибор похож на обычное защитное устройство, которое устанавливается в распределительном щитке. Главное отличие от других средств защиты – большая величина номинального тока.
Элементы:
- соленоид;
- биметаллическая пластинка.
При возникновении короткого замыкания стремительно увеличивается сила тока. В катушке соленоида образуется мощное магнитное поле, из-за которого сердечник втягивается внутрь и цепь разрывается.
Автоматы различаются по количеству полюсов, номинальному току, потребляемой мощности, фазности электропитания.
Время — токовая характеристика
Времятоковые характеристики автоматических вводных выключателей маркируются латинскими буквами A, B, C и так далее. К группе А относятся устройства с наибольшей чувствительностью. Далее характеристики загрубляются, и приборы класса В будут срабатывать при 3-4 кратном превышении номинального тока. Автоматика класса С и D ставится при наличии в доме мощного оборудования – электроплит, котлов, сварочных аппаратов. Точные данные в документации к автомату.
Типы
Автомат выбирается с учетом схемы электросети и ее потребностей. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные устройства.
Однополюсный
Выключатель с одним полюсом используется в электрических сетях с одной фазой. Разные модели отличаются разными характеристиками, от которых зависит скорость отключения. В состав входят два механизма расцепителя — электромагнитный и тепловой.
Один срабатывает при коротком замыкании, второй при превышении нагрузки в течении определенного времени. Подсоединяется через верхнюю клемму, к нижней включается отходящий провод. Принцип действия такой же, как у отводящих автоматов, но номинал тока выше.
Двухполюсный
Используется в однофазном вводе. В конструкции блок с двумя полюсами, которые оснащены рычажками и общей блокировкой между механизмами выключения. То есть главное отличие от однополюсника в том, что при неполадке на любой из идущих от него линий, отключатся обе. Двухполюсники используются в типовых современных квартирах.
Нельзя заменить один двухполюсный выключатель двумя однополюсными автоматами! Это запрещено ПУЭ.
Трехполюсный
Для сетей на три фазы используются трехполюсники и четырехполюсники. Такие электросети есть в домах, где готовка пищи производится на электрических плитах. Для подключения трехполюсного автомата к каждой клемме подключается по фазе. В приборах с четырьмя полюсами дополнительно используется нейтральный провод.
При монтаже своими руками земля (не нейтраль) никогда не должна проходить через автомат.
Расчет автомата ввода
Перед приобретением автомата важно правильно его рассчитать.
Характеристики:
- количество полюсов;
- времятоковую характеристику;
- номинальный ток;
- установленная мощность;
- номинальный ток утечки;
- линейное напряжение;
- селективность;
- максимальный ток короткого замыкания.
Номинал тока определяется для одновременного подключения всех электроприборов в сеть. От тока зависит и мощность.
На мощные устройства, такие как водонагреватели и электрические плиты, ставятся дополнительные вводные автоматы.
Используются автоматы для систем TN-S и TN-C. В первом случае выбирается однополюсник с нулем или двухполюсник либо трехполюсник с нейтралью. Во втором случае нужен однополюсный (для сети 220 В) или трехполюсный (для 380 В) автомат.
Расчет для электросети квартиры 220 Вольт
Вводный автомат в квартиру с напряжением 220 В рассчитывается по следующей формуле:
Ip=Pp/(Uф*cosф). В этой формуле Uф – фазное напряжение, Рр – расчетная мощность, Ip – ток нагрузки. Cosф является безразмерной величиной, характеризующей наличие реактивной мощности.
Расчет для электросети квартиры 380 Вольт
Чтобы рассчитать выключатель для электросети 380 В, формула немного видоизменяется:
Ip=Pp/( Uн*cosф). Uн – это напряжение сети.
Выбирая устройство, номинальный ток следует увеличить на 10% для запаса.
Выбор ВА
Помимо основных критериев выбора есть и дополнительные. К ним относятся режим нейтрали, частота тока и величина линейного напряжения.
Режим нейтрали
Проще говоря, режим нейтрали – это способ заземления в доме. Традиционно в домах представлена система TN с различными вариациями. К наиболее распространенным относятся TN-C, TN-C-S и TN-S.
В системе TN-S имеется подводящий нулевой и рабочий провода, которые разделены от подстанции до потребителя энергии. Система TN-C представляет собой совмещенные подводящий нулевой и рабочий провода.
Частота тока
Одним из главных параметров электросети является частота тока. Это количество полных циклов изменения ЭДС (электро движущей силы) за одну секунду.
Для Российской Федерации это значение равняется 50 Гц. Проще говоря, ток 50 раз в секунду идет в одну сторону и 50 в другую проходя через нулевое значение 100 раз. Например обычная лампочка включенная в сеть с частотой 50Гц будет разгораться и тухнуть 100 раз в секунду.
Величина линейного напряжения
Для российских электросетей напряжение — фиксированная величина. Равняется 220 В или 380 В +- запас. Линейное — это напряжение между двумя фазами, которое на 60% больше, чем фазное. И соответственно = 380В.
Установка
Основной тип крепления автоматов — установка на DIN рейку. Напрямую к стене или корпусу распределительного щитка приборы не прикручиваются.
Прибор может изготавливаться в отдельном корпусе или быть установленным в общий щиток. При монтаже обязательно должен обеспечиваться доступ для электриков.
Вводный автомат должен быть опломбирован. Это обезопасит устройство от несанкционированного подключения. Ограничение доступа осуществляется при помощи заглушки на отверстиях.
Подключение снизу или сверху?
В ПУЭ сказано, что питающий кабель должен присоединяться как правило к неподвижным контактам. А у всех известных фирм неподвижные сверху.
Поэтому автомат ввода традиционно устанавливается в распределительном щите сверху слева. Для удобства отводящие линии монтируют сверху вниз . Но если смонтировать наоборот, все функции останутся такие же.
Схема включения
Входной выключатель используется не только для электробезопасности, но и для отключения потребителя от электричества при ремонтных работах. По этой причине автомат устанавливается перед счетчиками.
Доступ к автомату имеет только профессиональный электрик. Хозяева квартир не имеют права вмешиваться в защитную систему. В 90% случаев автомат ставится в подъездный щит в многоквартирных домах и в наружные системы (столбы, заборы) для коттеджей.
Владельцы могут установить дублирующий автомат, который используется для удобства обслуживания. Он ставится между счетчиком и групповой автоматикой внутри квартирного распределительного щита. Сила тока дублирующего устройства должна быть ниже, чем на вводном приборе.
Недопустимые ошибки при покупке
Самая главная ошибка при покупке устройств для защиты – это попытка экономить, не обращая внимания на критерии автомата. Неправильно подобранный автоматический выключатель приведет к негативным последствиям.
Также нежелательно покупать автоматы неизвестных производителей. Непроверенные приборы не будут выполнять свои обязанности в полной мере, и многие характеристики часто завышены.
Все главные ошибки связаны с неправильным расчетом номиналов. Пользователь может не учесть запас по току, неправильно выбрать линейное напряжение – это приведет к неправильному результату и, как следствие, покупке неподходящего автомата.
Советы по выбору:
- При заключении договора абонент заказывает необходимую мощность присоединения. Исходя из этого значения, рассчитывается место установки, нагрузка и другие параметры. Самопроизвольное увеличение нагрузки недопустимо, установка более мощного выключателя должна быть согласована с соответствующими службами.
- Нужно ориентироваться на электропроводку. Так, если бытовая техника выдерживает ток в 30 А, а старый провод рассчитан на предельное значение в 10 А, придется заменять проводку на более мощную или отказываться от прибора.
- Отдавать предпочтение нужно автомату с большим током, чем рассчитанное значение. Для прибора с 14 А нужно брать выключатель на 16 А и выше.
- Важно обратить внимание на селективность. Номинал вводного автомата обычно равняется 40 Ампер. Для электрической плиты ставится выключатель на 32 А. Осветительная группа и розетки требуют 10 А.
- В загородный дом или в гараж следует выбирать мощный выключатель. Это связано с тем, что могут использоваться мощные сварочные аппараты, погружные насосы и другая техника, требующая больших токов.
- Лучше устанавливать автоматику от одного производителя. Риск несоответствия оборудования друг с другом будет сведен к минимуму. Также при возникновении ситуации, требующей ремонта или замены, пользователю будет проще обратиться к одному изготовителю.
- Покупать приборы нужно в специализированном лицензионном магазине, который имеет соответствующие лицензии и сертификаты. Это сведет к минимуму риск покупки поддельного агрегата.
Это основные требования и правила по выбору автоматических выключателей для дома и дачи. Зная их, покупатель не допустит ошибки при покупке нужного прибора.
Вводный автоматический выключатель – это обязательное устройство для защиты дома. При возникновении экстренной ситуации прибор сработает и отключит подачу электроэнергии. Автоматы различаются по количеству полюсов, номинальному току, времятоковой характеристике, режиму нейтрали, напряжению сети и другим характеристикам. Перед покупкой следует обязательно рассчитать все параметры, иначе электробезопасность обеспечена не будет. При покупке важно избегать типовых ошибок и следовать советам, которые приведены выше.
Полезное видео
elektrika.expert
Электросчетчик, автомат, УЗО – выбор и схема подключения в щитке
Электромонтажная схема
соединения приборов в электрическом щитке
Ниже приведена фотография электромонтажной схемы соединения счетчика, автоматов защиты и УЗО между собой в электрическом щитке. Схема является типовой для небольшой городской квартиры или дачного домика.
Электроэнергия с автоматического выключателя, установленного в электрическом щитке подъезда, подается непосредственно на электросчетчик. Если УЗО нет, то со счетчика фазный провод L идет непосредственно на автоматические выключатели, а нулевой на клеммную планку. Заземляющий провод PE подключается напрямую к планке заземления.
В случае необходимости установить УЗО в отдельные ветви электропроводки, например ванной комнаты, то его можно включить в разрыв проводов в любом месте, как до автоматического выключателя, так и после него. Можно УЗО установить непосредственно на стенке перед вводом электропроводки в ванную комнату в дополнительной небольшой электрической коробке.
Мой щиток создавался под уже имеющуюся электропроводку и состоит всего из электрического счетчика и двух автоматических выключателей. Соединение проводов с помощью клеммной планки и перемычек я заменил скрутками, пропаянными припоем. Провод заземления PE в квартирной электропроводке отсутствует, поэтому он остался никуда не подключенным.
Как выбрать и подключить электрический счетчик
Счетчики электроэнергии бывают механические, электромеханические и электронные. В настоящее время, как правило, устанавливают электронные. Вне зависимости от конструктивных отличий, подключаются счетчики по одинаковой электрической схеме.
На фотографии представлена электрическая схема подключения на примере электросчетчика «Меркурий 200». Приходящий из подъездного щитка фазный провод всегда подключается к первому левому контакту счетчика, а ко второму, из которого выходит фазный провод, подключается нагрузка. К следующим контактам, которые внутри счетчика соединены между собой, подключается нулевой провод. После подключения проводов к электросчетчику винтовая группа закрывается крышкой и пломбируется.
Как выбрать электросчетчик
При замене механических электросчетчиков и при монтаже новой электропроводки в квартире, как правило, устанавливают электронные двух тарифные электросчетчики. Возможность счетчика учитывать по отдельности затраченную электроэнергию в дневное и ночное время позволит сократить затраты на оплату электроэнергии, так как ночной тариф дешевле.
При выборе электросчетчика нужно учесть всего три параметра: — количество фаз, максимальный ток нагрузки и класс точности. Ток, потребляемый даже в самой насыщенной электроприборами квартире, не превышает 60А. Оптимальным классом точности является второй, потому, что чем выше точность показаний, тем дороже он стоит.
Таким образом, для установки в любой квартире подойдет электронный однофазный двухтарифный электросчетчик любого типа на ток нагрузки 60 А второго класса точности. Бюджетной моделью является счетчик отечественного производителя «Меркурий 200.02», который установлен в моей квартире и надежно работающий уже более 10 лет. Его внешний вид показан на фотографиях этой статьи.
Если есть желание самостоятельно изучить все тонкости выбора и монтажа электрического счетчика, то рекомендую прочитать специально посвященную этому вопросу статью, ссылка на которую приведена ниже.
Как выбрать и подключить электрический счетчик
Виды электрических счетчиков по конструкции, сравнительная таблица для выбора. Таблица потребляемой бытовыми электроприборами мощности. Электрическая схема подключения однофазного счетчика в электрическом щитке. Как закрепить счетчик на DIN-рейке и правильно подключить провода. Подробнее…
Как выбрать и подключить автомат
защиты электропроводки
Этому вопросу на сайте посвящена отдельная статья, с которой можно ознакомиться перейдя по ссылке ниже.
Как выбрать и подключить автомат защиты электропроводки
Как выбрать автомат по сечению провода и типу B, C и D, маркировка, электрическая схема подключения, устройство и принцип работы. Как закрепить и снять автомат в щитке на DIN-рейке, правило подключения проводов. Почему запрещено на нулевой провод устанавливать автоматический выключатель. Подробнее…
Устройство защитного отключения (УЗО)
Название УЗО, которое создала фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co в 1937 году, с моей точки зрения не точно отражает назначение устройства. Правильнее было бы назвать УЗЧ – устройство защиты человека от поражения электрическим током, для чего оно и предназначено. В необходимости установки УЗО я сомневался и перед принятием решения провел анализ.
Принцип работы УЗО
Внешне УЗО похоже на двухполюсный модульный автомат защиты от короткого замыкания, внутри которого установлен расцепной механизм и дифференциальный трансформатор. По внешнему виду УЗО от автомата отличается только наличием дополнительной кнопки «Тест», служащей для проверки исправности УЗО. Если ее нажать, то УЗО сработает.
Согласно Закону Ома ток на любом участке замкнутой цепи течет одинаковый. Поэтом
ydoma.info