Автоматы электрические разновидности — Всё о электрике

Виды автоматических выключателей — какие бывают автоматы

Автоматическими выключателями называются устройства, задача которых состоит в защите электрической линии от воздействия мощного тока, способного вызвать перегрев кабеля с дальнейшим оплавлением изоляционного слоя и возгоранием. Возрастание силы тока может быть вызвано слишком большой нагрузкой, что происходит при превышении суммарной мощностью устройств той величины, которую кабель может выдержать по своему сечению – в этом случае отключение автомата происходит не сразу, а после того, как провод нагреется до определенного уровня. При КЗ ток возрастает многократно в течение доли секунды, и устройство тут же реагирует на него, мгновенно прекращая подачу электричества в цепь. В этом материале мы расскажем, какими бывают типы автоматических выключателей и их характеристики.

Автоматические защитные выключатели: классификация и различия

Помимо устройств защитного отключения, которые не используются по отдельности, есть 3 типа автоматов защиты сети. Они работают с нагрузками разной величины и отличаются между собой по своей конструкции. К ним относятся:

• Модульные АВ. Эти устройства монтируются в бытовых сетях, в которых протекают токи незначительной величины. Обычно имеют 1 или 2 полюса и ширину, кратную 1,75 см.

• Литые выключатели. Они предназначены для работы в промышленных сетях, с токами до 1 кА. Выполнены в литом корпусе, из-за чего и получили свое название.
• Воздушные электрические автоматы. Эти устройства могут иметь 3 или 4 полюса и выдерживают силу тока до 6,3 кА. Используются в электрических цепях с установками высокой мощности.

Существует еще одна разновидность автоматов для защиты электросети – дифференциальные. Мы не рассматриваем их отдельно, поскольку такие устройства представляют собой обычные автоматические выключатели, в состав которых входит УЗО.

Типы расцепителей

Расцепители являются основными рабочими компонентами АВ. Задача их состоит в том, чтобы при превышении допустимой величины тока разорвать цепь, тем самым прекратив подачу в нее электроэнергии. Существует два основных типа этих устройств, отличающихся друг от друга по принципу расцепления:

Расцепители электромагнитного типа обеспечивают практически моментальное срабатывание автоматического выключателя и обесточивание участка цепи при возникновении в нем сверхтока короткого замыкания.

Они представляют собой катушку (соленоид) с сердечником, втягивающимся внутрь под воздействием тока большой величины и заставляющим срабатывать отключающий элемент.

Основная часть теплового расцепителя – биметаллическая пластина. Когда через автомат проходит ток, превышающий номинальную величину защитного устройства, пластина начинает нагреваться и, изгибаясь в сторону, касается отключающего элемента, который срабатывает и обесточивает цепь. Время на срабатывание теплового расцепителя зависит от величины проходящего по пластине тока перегрузки.

Некоторые современные устройства оснащаются в качестве дополнения минимальными (нулевыми) расцепителями. Они выполняют функцию выключения АВ, когда напряжение падает ниже предельного значения, соответствующего техническим данным устройства. Существуют также дистанционные расцепители, с помощью которых можно не только отключать, но и включать АВ, даже не подходя к распределительному щиту.

Наличие этих опций значительно увеличивает стоимость аппарата.

Количество полюсов

Как уже было сказано, автомат защиты сети имеет полюса – от одного до четырех.

Подобрать для цепи устройство по их числу совсем несложно, достаточно лишь знать, где используются различные типы АВ:

• Однополюсники устанавливают для защиты линий, в которые включены розетки и осветительные приборы. Они монтируются на фазный провод, не захватывая нулевого.
• Двухполюсник нужно включать в цепь, к которой подсоединена бытовая техника с достаточно высокой мощностью (бойлеры, стиральные машинки, электрические плиты).
• Трехполюсники монтируются в сетях полупромышленного масшатаба, к которым могут подключаться такие устройства, как скважинные насосы или оборудование автомастерской.
• Четырехполюсные АВ позволяют защитить от КЗ и перегрузок электропроводку с четырьмя кабелями.

Применение автоматов различной полюсности – на следующем видео:

Характеристики автоматических выключателей

Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.

Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:

• A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
• B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
• C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
• D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.

Особенности подбора автоматов

Некоторые люди думают, что самый надежный автоматический выключатель – это тот, который может выдерживать наибольший ток, а значит, именно он может обеспечить максимальную защиту цепи. Исходя из этой логики, к любой сети можно подключать автомат воздушного типа, и все проблемы будут решены. Однако это совсем не так.

Для защиты цепей с различными параметрами надо устанавливать аппараты с соответствующими возможностями.

Ошибки в подборе АВ чреваты неприятными последствиями. Если подсоединить к обычной бытовой цепи защитный аппарат, рассчитанный на высокую мощность, то он не будет обесточивать цепь, даже когда величина тока значительно превысит ту, которую может выдержать кабель. Изоляционный слой нагреется, затем начнет плавиться, но отключения не произойдет. Дело в том, что сила тока, разрушительная для кабеля, не превысит номинал АВ, и устройство «посчитает», что аварийной ситуации не было. Лишь когда расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, автомат отключится, но к тому времени может уже начаться пожар.

Приведем таблицу, в которой указаны номиналы автоматов для различных электросетей.

Если же устройство будет рассчитано на меньшую мощность, чем та, которую может выдержать линия и которой обладают подключенные приборы, цепь не сможет нормально работать. При включении аппаратуры АВ будет постоянно выбивать, а в конечном итоге под воздействием больших токов он выйдет из строя из-за «залипших» контактов.

Наглядно про типы автоматических выключателей на видео:

Заключение

Автоматический выключатель, характеристики и виды которого мы рассмотрели в этой статье, является очень важным устройством, которое обеспечивает защиту электрической линии от повреждений мощными токами. Эксплуатация сетей, не защищенных автоматами, запрещена Правилами устройства электроустановок. Самое главное – правильно подобрать тип АВ, который подойдет для конкретной сети.

Технические характеристики и принцип действия электрических автоматов

Автоматические выключатели – это устройства, через которые линия электропитания обеспечивается защитой от негативного воздействия мощного тока, что может спровоцировать перегрев проводов, оплавление изоляции и воспламенение.

Зачем нужны автоматические выключатели

Существует множество причин, по которым ток в сети может превысить нормальные показатели. В основном это происходит из-за чрезмерной нагрузки, когда суммарная мощность подключенных приборов превышает величину, которую может выдержать сечение кабеля. В этом случае автомат выключается не сразу, а только после того как температура провода достигнет установленного уровня.

Если в сети происходит короткое замыкание, это приводит к многократному увеличению мощности тока в мгновение, поэтому автоматический выключатель сразу реагирует на ситуацию и блокирует подачу электроэнергии.

Какими бывают автоматы

Существует три категории, к которым может относиться автомат защиты сети. Каждая из них предназначена для конкретной нагрузки, а отличия между видами заключаются в особенностях используемой конструкции.

• Модульные устройства чаще всего можно встретить в бытовых сетях, подключенных к сети электроснабжения с незначительными токами. В преимущественном большинстве случаев отличаются наличием одного или двух полюсов.
• Литые используются в промышленных сетях, где мощность тока достигает 1000 А. Свое название получили потому, что основной их особенностью является использование литого корпуса.
• Воздушные выключатели могут иметь до четырех полюсов, имея возможность выдерживать ток силой до 6300 А. В связи с этим их устанавливают только в электрические цепи, к которым подключаются высокомощные установки.

Также существуют дифференциальные автоматы, это обычные выключатели, имеющие УЗО в своей конструкции.

Расцепители и их разновидности

Расцепитель – это ключевой элемент любого автоматического выключателя. Несет в себе функцию блокировки электропитания, если величина тока превышает допустимое значение. При этом существует две разновидности таких устройств, которыми может быть оснащен автомат-выключатель – тепловые или электромагнитные.

Последние отличаются тем, что с их помощью достигается почти мгновенное срабатывание защитной системы, и участок сразу обесточивается, как только фиксируется возникновение короткого замыкания. В конструкцию входит катушка с сердечником, который под воздействием сильного тока втягивается внутрь, из-за чего постоянно срабатывает отключающий элемент.

В качестве дополнительного прибора часто устанавливаются нулевые расцепители, которые отключают автоматический выключатель, если напряжение имеет показатель ниже допустимого предела.

Встречаются приборы дистанционного типа, которые не только блокируют, но и возвращают подачу энергии без необходимости самостоятельно подходить к электрощиту. Однако эти опции существенно увеличивают общую цену оборудования.

Отличие автоматов по количеству полюсов

Комплектация автоматических выключателей предусматривают наличие до четырех полюсов. Чтобы приобрести подходящий прибор, достаточно разобраться в видах электрических автоматов, назначении и характеристиках каждого и них:

• Один полюс. Предназначены для безопасности в электросети, обеспечивающей питанием обычные розетки и освещение в доме. Устанавливаются на фазный провод, исключая захват нулевого.
• Два полюса. Подключаются к цепи, которой обеспечивается питание бытовых приборов, отличающейся высоким потреблением энергии. В эту категорию входят электроплиты, стиральные машины и другие.
• Три полюса. Устанавливаются в полупромышленные сети, которые обеспечивают питанием мощные устройства наподобие скважинных насосов или установок для автомобильной мастерской.
• Четыре полюса. Обеспечивают безопасность сети от перегрузок и коротких замыканий, позволяя подключать к ней сразу четыре кабеля.

Устройства выбираются только в зависимости от области их применения.

Параметры автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей – это еще один показатель, по которому они отличаются друг от друга. В первую очередь мастера обращают внимание, насколько защитное оборудование чувствительно к перепадам тока. Достаточно посмотреть соответствующую маркировку, чтобы понять, как устройство будет реагировать на возрастание силы тока. Одни сразу отключают доступ к питанию, в то время как другие срабатывают с задержкой.

В зависимости от чувствительности меняется и маркировка:

• А. Самые чувствительные и эффективные устройства, которые мгновенно отключают электроснабжение, как только фиксируется повышенная нагрузка. Их не используют в бытовых сетях. Основной сферой применения являются цепи, обеспечивающие питанием высокоточное оборудование.
• В. Когда фиксируется превышение током номинального значения силы, автомат отключает питание с небольшой задержкой. В преимущественном большинстве случаев сферой применения этих приборов являются линии, в которые подключается дорогая бытовая техника.
• С. Наиболее популярный вариант автоматов для бытового применения. Когда таким оборудованием регистрируется превышение силы тока, они не сразу отключают электропитание, а с некоторой задержкой. Благодаря этому, если перепад является незначительным, нагрузка может нормализоваться сама, не требуя принудительного отключения всего помещения.
• D. Имеют самую низкую чувствительность, из-за чего основной сферой их применения являются электрощиты, находящиеся на подходе к зданию. Другими словами, этими щитами обеспечивается своеобразная подстраховка квартирных устройств: если последние по каким-то причинам не срабатывают после обнаружения критической ситуации, общая сеть отключается этими приборами.

Также существуют специальные автоматы для сетей с нагрузкой выше 1000 вольт. Такие автоматические выключатели представляют собой сложное оборудование, которое производится по индивидуальному заказу под нужный класс напряжения. В большинстве случаев монтируют на трансформаторных подстанциях. Они должны быть надежными, безопасными, удобными в эксплуатации, быстро реагировать на возникающие аварии и быть относительно бесшумными во время работы.

Как выбрать автоматический выключатель

Есть мнение, что самый надежный вариант автоматического выключателя – это устройство, которое может выдержать максимальную нагрузку и обеспечить помещение максимально эффективной защитой. Если следовать такой логике, можно использовать в любых сетях воздушные автоматы, и таким образом избавить себя от большинства проблем, но на практике дело обстоит несколько иначе. В зависимости от параметров конкретной цепи будет зависеть и тип выключателя, который лучше в нее установить. Если ошибиться в выборе автоматического выключателя, в конечном итоге это может обернуться крайне негативно.

Если к обыкновенной бытовой сети электроснабжения будет подключен прибор, который рассчитан на работу в условиях повышенных мощностей, он не будет выключать питание даже тогда, когда сила тока будет существенно превышать все допустимые нормы. При этом температура изоляционного слоя значительно возрастет и станет разрушительной для кабеля, но номинальные показатели выключателя не будут превышены, поэтому автомат будет воспринимать такую ситуацию как рядовую. Отключение произойдет только после того, как вследствие плавления изоляции в сети произойдет короткое замыкание, но эта ситуация уже чревата пожаром.

Если допустимая мощность автомата, наоборот, не будет достигать той, которую выдерживает линия электропитания, нормальной работы цепи добиться практически невозможно. После подключения нескольких приборов электричество сразу выбьет, в итоге из-за постоянного воздействия большого тока он сломается по причине «залипания» контактов.

Автоматический выключатель – это крайне важное устройство, обеспечивающие защиту электроснабжения от риска повреждения под воздействием мощного тока. Работа сетей, в которых не стоят автоматы, запрещена в соответствии с Правилами устройства электроустановок. В связи с этим остается только правильно выбрать тип выключателя, который будет обеспечивать надежную защиту сети.

Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики

С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.

Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.

Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:

• Пожаров.
• Ударов человека током.
• Неисправностей электропроводки.

Виды и конструктивные особенности

Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.

Отключающая способность

Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:

• Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
• На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
• На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.

Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.

Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.

Число полюсов

Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.

Особенности автоматов с одним полюсом

Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.

Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.

Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.

Свойства автоматов с двумя полюсами

В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.

Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.

Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.

Трехполюсные электрические автоматы

В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.

Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.

К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.

Использование четырехполюсного автомата

Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.

Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.

Время-токовая характеристика

Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.

Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.

Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.

В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.

Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.

Электрические автоматы с маркировкой «В»

Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.

Свойства автоматов с маркировкой «С»

Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.

Значение маркировки «D» на автомате

С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.

Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.

Номинальный ток

Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.

Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.

Принцип действия электрических автоматов

Обычный режим

При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.

Режим перегрузки

Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.

Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.

Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.

Режим короткого замыкания

При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.

Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.

{SOURCE}

Автоматические выключатели. Виды и устройство.Работа, применение

Главная задача выключателей – разъединять цепь при высоких нагрузках в случае неисправностей сети. Для этого они были придуманы еще в позапрошлом веке. Со временем конструкция выключателей совершенствовалась, и на сегодняшний день существует разделение их на 6 групп только по току отключения, не говоря уже о других характеристиках и это автоматические выключатели.

Назначение

Автоматические выключатели часто называют автоматами. Они позволяют вручную коммутировать электрическую сеть. Одним нажатием клавиши создается новая цепь питания, а при необходимости отключается оборудование. Это удобно на бытовом уровне и в условиях промышленного производства. Когда надо обесточить устройство или отсечь от питания какую-то часть цепи, просто опускается клавиша выключателя, и можно производить работы. Затем возвращаем клавишу на место, и все функционирует, как прежде.

Но основная задача, все-таки, состоит в защите сети от коротких замыканий и перегрузки. Автоматы первые принимают на себя удар при перегрузках. Они размыкают цепь в нужный момент и не дают загореться проводке.

Внешне простейший выключатель представляет собой пластиковую коробку с контактами и рычагом включения/выключения. В коробке находится механизм, отвечающий за работу системы. Чтобы выключатель удобно было крепить к DIN-рейке, сзади на корпусе предусмотрены защелки.

Устанавливают автоматы на входе в дом, квартиру или иное строение, помещая их в вводном и распределительном щитке.

Автоматы рассчитаны на определенное количество отключений, поэтому злоупотреблять принудительным срабатыванием не стоит. Если требуется часто переключать сеть, то устанавливают реле или контакторы.

Ток мгновенного расцепления

Основной характеристикой выключателя считается ток мгновенного расцепления. Это ток, при котором устройство срабатывает и разъединяет цепь. В зависимости от тока расцепления выключатели разделяют на несколько групп.

Наиболее используемые группы:

• B, ток отключения составляет 3-5 номинальных токов (In) включительно.
• C, ток отключения более 5*In-10*In включительно. Наиболее универсальные выключатели.
• D, ток отключения более 10* In-20* In включительно.

Еще существуют группы L, Z, K, в которых токи мгновенного расцепления достигают большого значения. По европейским стандартам предусмотрена группа A для самых малых перегрузок до 3*In.

Автоматические выключатели группы B применяют для установки в местах со старой проводкой, там, где присутствуют лампы накаливания, электрические печки, обогреватели.

Автоматические выключатели из группы C используются чаще всего. Их устанавливают в квартирах и учреждениях с люминесцентными лампами, кондиционерами, стиральными машинами, холодильниками и прочей бытовой техникой.

Группу D применяют для защиты электродвигателей, которые обычно стоят на промышленных устройствах, таких как компрессоры, насосы, подъемники.

Использовать автоматы из группы D для бытовых потребностей вместо группы C нельзя, потому что время срабатывания выключателя у разных групп разное.

После того как автомат сработал, нельзя спешить сразу его включать. Вначале выясняют причину разъединения, устраняют ее, после чего возвращают выключатель в исходное положение.

Маркировка

На каждом выключателе стоит маркировка, которая позволяет определить основные параметры.

Латинская буква (B, C, D), как можно догадаться из вышесказанного, означает группу по току перегрузке. Следом за буквой идет цифра. Она указывает, на какой номинальный ток, выраженный в амперах, рассчитан прибор. На этот показатель в первую очередь обращают внимание, когда выбирают автомат. Какое значение он должен иметь, будет описано в следующем разделе.

Ниже стоит трехзначное число, обведенное в прямоугольную рамку. Это ток короткого замыкания, выраженный в амперах. Его также называют отключающей способностью. Это максимальный ток, при котором автомат срабатывает, выполняя свои функции. Для квартир и частных домов выбирают устройства с отключающей способностью 4500, 6000 А иногда 10000 А.

Предпочтение отдают 6000 или 10000 А, поскольку у таких автоматов больше возможностей, их выгоднее использовать. Отличие в цене мизерное, а уровень безопасности и срок службы выше.

Еще ниже под отключающей способностью стоит однозначное число в квадратике. Оно указывает на класс токоограничения. Чем выше класс, тем быстрее прибор срабатывает при коротком замыкании.

Лучшие выключатели имеют 3-й класс, но встречаются приборы и 2-ого класса (на них отмечено число 2).

Число 3 говорит о том, что прибор срабатывает на отсечке синусоиды тока, равной 1/3 полупериода. Если взглянуть на синусоиду, то станет понятно, что в этом случае ток не успевает достигнуть максимального значения.

На каждом автоматическом выключателе вверху стоит логотип производителя, что позволяет быстро найти любимую торговую марку. Также указывается напряжение, на которое рассчитан прибор, и его принципиальная схема.

Выбор автоматов

Выбрать автоматические выключатели не так уж сложно, как можно подумать. Для этого надо обращать внимание на такие параметры:

• Номинальное напряжение автомата, которое должно быть равно и больше напряжению домашней (промышленной) сети.
• Максимальный и номинальный ток.
• Количество полюсов (зависит от фазности сети).
• Условия, в которых будет работать выключатель, то есть особенности проводки и нагрузки.

Если сеть однофазная, то устанавливают 1-о и 2-х полюсные автоматы. Для трехфазной сети применяют 3-х и 4-х полюсные автоматы.

Чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, надо знать сечение провода, который идет за ним, и суммарную мощность всех приборов, то есть нагрузку.

Рассчитать максимальный ток просто. Для этого надо воспользоваться законом Ома и вспомнить, что мощность равна произведению напряжения на ток. Получается:

I=P/U, где P – мощность всех приборов.

Напряжение домашней сети составляет 220 В. Средняя мощность бытовых приборов в современной квартире с газовой плитой составляет 3 кВт, а в квартире с электроплитой 7 кВт. Но можно провести расчет индивидуально, чтобы быть более точным.

Допустим P=4 кВт. Получаем:

I=4000/220=18,2 А

У автоматов есть своя шкала номинальных токов, на которые они рассчитаны (4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 Ампер). Выбирать всегда надо автоматы с большим значением. В данном случае это 25 А.

Материал и площадь сечения проводки

Особое значение имеют характеристики проводки – ее материал и площадь сечения провода. В квартирах используют медную проводку, но бывают случаи применения алюминиевых проводов. В «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) приведены таблицы, по которым можно определить значение допустимого длительного тока.

Если применяется двужильный медный провод площадью 2,5 кв мм, проложенный в штробе или трубе, то для него допустимый длительный ток составляет 25 А. К сожалению, недобросовестные производители нарушают стандарты, уменьшая сечение, и добавляя в медь примеси. Если вы не уверены в качестве провода, то применяйте меньший показатель, а именно, 16 А. На такой ток должен быть рассчитан и автоматический выключатель.

Но в этом случае мощность всех приборов, установленных в доме должна понизиться, иначе проводка не выдержит нагрузки. Вот почему важно выбирать качественные материалы при прокладке электрических коммуникаций. Они обеспечивают безопасную работу и дают больше возможностей в применении бытовых приборов.

Покупая автоматические выключатели, поинтересуйтесь производителем, наличием документов на товар. Защитить себя от подделки можно, если обращаться в специализированные магазины, торгующие электротехническими устройствами. Хотя цена у них будет выше, чем на рынке, но гарантия безопасности в этом случае важнее.

Похожие темы:

УЗО как выбрать. Устройство и работа. Виды и особенности

Сегодня УЗО (устройства защитного отключения) находят повсеместное применение. Их активно используют строительные компании, частные домовладения. Почему эти устройства настолько важны? Каким образом они повышают безопасность и степень надежности эксплуатации электрической сети?

Что может УЗО

Устройства защитного отключения еще называют устройствами, обеспечивающими дифференциальную защиту. Они призваны обезопасить повседневную деятельность людей в зданиях с любым типом электропроводки. Аппараты защищают от поражения электротоком в случае поломок электрической аппаратуры, при входе в контакт с частями электрических установок, которые находятся под напряжением.

Аппараты защитного отключения предотвращают воспламенения и пожары, которые провоцируются утечками тока и замыканиями на землю. Данный функционал не свойственен стандартным автовыключателям, которые реагируют только при перегруженности электросети и коротких замыканиях.

Почему они столь важны для обеспечения противопожарной безопасности

Согласно статистическим данным, чуть менее половины всех пожаров возникает из-за замыканий электрической проводки. В значительном количестве происшествий за формулировкой «замыкание» кроется банальная утечка тока. Причиной ее чаще всего является стареющий, поврежденный изоляционный слой. В процессе утечек сила тока часто доходит до 500 мА. Эксперименты показывают, что утечка в половину Ампера не приводит к срабатыванию расцепителей ни теплового, ни электромагнитного типа. Это легко объяснимо. Ведь расцепители и не рассчитаны для фиксацию подобных утечек. В результате уже через 30-40 минут после начала утечки тока через наполнитель с влажными опилками начинается возгорание. Стоит учесть, что под опилками можно подразумевать любую пыль и другие аналогичные среды.

В каких ситуациях спасает устройство защитного отключения

Когда человек касается токоведущего элемента, через организм начинает течь ток примерно 220 мА (если речь идет о сети 220 В). Согласно нормативным данным человек прямо ощущает движение тока, сила которого достигает 5 мА. Порог неотпускания равен 10 мА. В этом случае движущийся по организму ток приводит к непроизвольным сокращениям мышц. Если же организм пропускает ток, сила которого достигает 30 мА, то уже может быть парализована дыхательная система человека. Кровотечения, сердечная аритмия могут начаться при 50 мА, проходящих сквозь человека. Летальные последствия возможны при движении через организм тока 100 мА. Таким образом, совершенно ясно, что нужно предпринимать защитные меры даже для блокировки воздействия 10 мА на тело человека.

Принцип действия УЗО

Оперативное срабатывание защитного автоматического устройства при токах меньше 500 мА предотвратит пожар, а при токах меньше 10 мА защитит человека при непреднамеренном касании токоведущих элементов. Общеизвестно, что продолжительность прикосновения к токоведущему элементу под напряжением 220В может составлять не более 0,17 с. (для 380В — 0,08с.). Суть проблемы заключается в том, что столь малые токи в крайне короткие промежутки времени стандартные автоматические выключатели зафиксировать просто не могут.

Это привело к созданию ферромагнитного сердечника, который окружает 3 обмотки:

1. Токопроводящая.
2. Токоотводящая.
3. Управляющая.

Ток, который сопоставим передаваемому на нагрузку фазовому напряжению, и ток, идущий от нагрузок по проводнику с нейтральным значением, находят в сердечнике магнитопотоки с противолежащими знаками. При условии, что в нагрузке и контролируемом участке отсутствуют потери, общий поток будет нулевым. В противоположной ситуации (при касании, нарушении изоляционного слоя, и т.д.) сумма 2-х потоков станет отличаться от нулевого значения. Возникший внутри сердечника поток осуществит наведение электрической движущей силы в управляющей обмотке. К ней посредством прецизионного фильтрующего аппарата присоединено реле.

Из-за воздействия ЭДС внутри управляющей обмотки реле УЗО инициирует разрыв цепи фазы и нуля.

Также большую роль играет тот момент, при какой утечки токов происходит срабатывание защитного автомата. Также нужно проследить время включения и выключения аппарата.В результате электрической проводки в частных домах утечка тока выбирается до 30 миллиампер, а режим срабатывания фиксируется в микросекундах.

При возникновении в сети короткого замыкания или перегрузок выбирается максимальное значение, которое способно выдержать сверхток. Защитный аппарат с автоматическим выключателем соединяется последовательно.
В случае возникновения в цепи замыкания, автомат сработает мгновенно. Также при покупке прибора необходимо обратить внимание на тот момент, что в результате короткого замыкания максимальный ток в сети до 10000 ампер, минимальный – 3000 ампер. Следует помнить, что защитный аппарат выбирается в зависимости от вида и нагрузок бытовых электроприборов. Доверяйте проверенным и лидирующим на рынке производителям электрической продукции, такие как Legrand, ABB, IEK, Hager и другие.

Сегодня в жилых домах, в промышленных, административных,коммерческих зданиях могут использоваться 2 типа приборов: электромеханические и электронные.

Стоимость электромеханических УЗО дороже, чем электронных приборов. В отношении работоспособности следует заметить, что она ниже у электромеханических аппаратов. В том случае если напряжение в сети нормальное,без перебоев, то лучше всего сделайте выбор в пользу электронного аппарата. Приемлемая стоимость электронного аппарата, доступность и универсальность делает устройство просто незаменимым. Дифференциальный автомат это комбинированный прибор (УЗО плюс автомат).

Приборы выпускают разные производители, соответственно они имеют и различные характеристики, и назначение. Для того чтобы не ошибиться в выборе, следует обратиться к опытному консультанту по продажам электрической продукции, да и самим не помешает ознакомиться с конструкцией защитного устройства.

Похожие темы:

Автоматический выключатель: устройство, принцип действия, назначение

На сегодняшний день при монтаже электропроводки невозможно обойтись без защитных аппаратов. В любом распределительном щите обязательно устанавливают вводной автомат и несколько дополнительных на освещение, розетки и другие группы проводов. Далее мы рассмотрим устройство, назначение и принцип действия автоматического выключателя.

Назначение

Прежде всего, разберемся с тем, что такое автоматический выключатель (АВ). Автомат представляет собой защитный аппарат, отключающий электроэнергию на определенном участке проводки по следующим причинам:

Помимо этого данное устройство может использоваться для того, чтобы «снять» напряжение на определенном участке электропроводки путем оперативного отключения (мероприятие проводиться крайне редко). Простыми словами, назначение автоматического выключателя заключается в защите электроприборов при выходе проводки из строя.

Что касается области применения автоматов, она возможна как в бытовых условиях (защита домов и квартир), так и на промышленных предприятиях. Автоматические выключатели применяются во всех сферах электроэнергетики.

К вашему вниманию видео урок, в котором находиться полное объяснение того, что такое автоматический выключатель и какой у него принцип действия:

Обзор существующих изделий

Конструкция

На сегодняшний день существует множество различных изделий для отключения тока в сети. Каждый из аппаратов имеет свою специфическую конструкцию, поэтому в данной статье мы рассмотрим пример с модульным автоматом.

Итак, устройство автоматического выключателя состоит из четырех основных частей:

• Система контактов (подвижный и неподвижный). Подвижный контакт соединен с рычагом управления, а неподвижный установлен в самом корпусе. Отключение электроэнергии происходит путем выталкивания подвижного контакта пружиной, после чего размыкается сеть.
• Тепловой (электромагнитный) расцепитель. Элемент, с помощью которого и размыкаются контакты. Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, которая изгибаясь, размыкает контакты. Изгибание происходит вследствие нагревания током (если его значение превышает номинальное). Такое расцепление происходит при повышенных нагрузках на линию электропередач. Действие магнитного расцепителя является мгновенным, вследствие возникновения короткого замыкания. Сверхток провоцирует движение сердечника соленоида, который приводит в действие механизм расцепления контактов.
• Система дугогашения. Данная часть автомата представлена двумя пластинами из металла, которые нейтрализуют электрическую дугу. Последняя возникает тогда, когда осуществляется разрыв цепи.
• Механизм управления. Для ручного отключения используется специальный механический рычаг либо кнопка (в других типах АВ).

Также предоставляем к Вашему вниманию более подробную конструкцию автоматического выключателя:

В данном видео примере наглядно предоставлена конструкция и принцип действия автомата:

Подробный принцип действия

Продолжая разговор о конструкции, хотелось бы рассказать про автоматы EKF. Устройства в линейке Averes оснащены окном реального состояния контактов, механизмом мгновенной коммутации (когда коммутация происходит еще до полного взведения рычага) и защитными шторками на клеммах. Гарантия на автоматы – 10 лет. В линейке PROxima у автоматов есть индикаторы состояния контактов и панель для пломбировки клемм. Гарантия – 7 лет. Надежный конструктив и литая лицевая панель делают корпуса этих автоматических выключателей более прочными. Подробнее об автоматах EKF можете узнать, перейдя по ссылке: https://ekfgroup.com/catalog/avtomaticheskie-vykljuchateli-modulnye-i-dop-ustrojstva.

Технические характеристики

Любой автоматический выключатель имеет свои индивидуальные характеристики, по которым мы и осуществляем выбор подходящей модели.

 

Основными техническими характеристиками автоматического выключателя являются:

• Номинальное напряжение (Uн). Данная величина устанавливается производителем и указывается на передней панели аппарата.
• Номинальный ток (Iн). Также устанавливается заводом и представляет собой максимальное значение тока, при котором защита не будет срабатывать.
• Номинальный рабочий ток расцепителя (Ipн). При увеличении тока в сети до значений 1,05*Iрн либо 1,2*Iрн некоторое время срабатывание не будет происходить. Данная величина обязательно должна быть ниже номинального тока.
• Время срабатывания при коротком замыкании (КЗ). При возникновении КЗ автомат выключается после определенного времени прохождения данного тока через аппарат (время срабатывания). Также устанавливается заводом изготовителем.
• Предельная коммутационная способность автоматического выключателя. Значение проходящих токов короткого замыкания, при которых устройство еще может нормально функционировать.
• Уставка по току срабатывания. При превышении данного значения аппарат моментально срабатывает и разъединяет цепь. Тут изделия делятся на 3 типа: B, C, D. Первый тип используется при монтаже длинной линии электропередач, диапазон срабатывания 3-5 номинальный рабочих токов расцепителя (Iрн). Устройство типа С работает в диапазоне 5-10 значений и используется в осветительных цепях. Тип D применяют для защиты трансформаторов и электродвигателей. Его диапазон работы составляет от 10 до 20 Iрн.

Общая классификация

Также хотелось бы предоставить Вам наиболее обобщенную классификацию автоматических выключателей для дома. На сегодняшний день изделия принято разделять по следующим признакам:

• Число полюсов: один, два, три либо четыре. Однополюсные и двухполюсные автоматические выключатели принято использовать в однофазной электропроводке. Последние два варианта применяются для трехфазной электросети.
• Тип привода. Аппаратом можно управлять вручную (ручной привод) либо на определенном расстоянии (электрический привод).
• Присутствие/отсутствие токоограничителя. В первом случае разрыв цепи при КЗ происходит быстрее, т.к. токоограничитель защищает проводку от предельных значений тока короткого замыкания.
• Вид расцепителя. Назначение и виды данных элементов конструкции автоматических выключателей мы рассмотрели выше. Еще раз повторимся, что электромагнитный расцепитель служит для защиты от токов КЗ, а тепловой – от токов перегрузки.
• Селективность/неселективность изделия. Данная функция позволяет регулировать время срабатывания АВ.
• Способ крепления. Обычно крепление представлено выдвижным либо стационарным фиксатором. В первом случае АВ устанавливается на известную всем электрикам DIN-рейку (как показано на фото), во втором случае монтаж осуществляется в раму электрического щита.

Также изделия могут классифицироваться по степени защиты IP, амперажу, предельному току КЗ и способу подключения проводов.

Вот и все, что вы должны знать об устройстве, принципе действия и назначении автоматических выключателей. Надеемся, что информация стала для вас полезной и теперь вы знаете, как работает автомат, из чего состоит и для чего нужен.

Также читают:

АВТОМАТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ — БЕЗОПАСНОСТЬ ВАШЕГО ДОМА

Современные нормы безопасности и обыкновенный здравый смысл требует. Чтобы сооружение основных инженерных систем, в том числе электропроводки предусматривало наличие различных устройств защиты от перегрузок. К таким устройствам относятся и автоматы для электропроводки.

Назначение автоматов электропроводки

Ранее роль автоматов выполняли обычные пробки. Все помнят эти простейшие устройства, сделанные из керамики, со сменными вставками. В их основание нередко вставлялись так называемые «жучки», которые повышали порог нагрузки, при котором вставка выходила из строя. В современных условиях, когда суммарная нагрузка на электропроводку порой составляет десяток-другой киловатт, на смену пробкам пришли электрические автоматы защиты. Выбирают автомат путем подбора его по нагрузке, имеющейся в квартире или на другом объекте, где требуется его установка. При определении суммарной нагрузки требуется сделать определенный запас мощности, но не слишком большой, иначе автомат не сработает даже при возникновении перегрузки.

Таблица 1 — Выбор автомата по мощности

Виды электрических автоматов

Вторым фактором, влияющим на выбор подходящего к данной проводке автомата, будет являться количество фаз, которые он обслуживает. По этому признаку автоматы делятся на однофазные и трехфазные. Последний вид чаще применяется на промышленных объектах, нежели в жилых домах.

Также автоматические устройства защиты бывают следующих видов:

• Обычный автоматический выключатель. Это устройство может предназначаться для ручного подключения или выключения электрической цепи, срабатывает при наличии короткого замыкания.

• Устройство защитного отключения (УЗО) реагирует на утечки тока в результате нарушения изоляции. Нетерпеливого человека может вывести из себя, так как обладает очень высокой чувствительностью и мгновенно выключается при первых признаках повреждения.

• Дифференциальный автомат – последнее слово техники для автоматических защитных устройств, объединяет в себе свойства автоматических выключателей и УЗО, вследствие чего крайне эффективен и без использования дополнительных устройств.

Устройство качественной защиты для системы электроснабжения дома – это гарантия безопасности работы и сохранности устройств, включенных в эту систему. Проектировать и устанавливать её должен квалифицированный специалист, обладающий необходимыми знаниями и навыками, самодеятельность в этом деле недопустима.

Рекомендуем ознакомиться:

— БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЫ

— ОБУСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРИКЕ В ДОМЕ СВОИМИ РУКАМИ

— СЕЧЕНИЕ ПРОВОДА ДЛЯ БЫТОВОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДКИ

Автор — Антон Писарев

назначение, виды, классификация, технические характеристики, установка, особенности эксплуатации, настройки и ремонта

Аппараты защиты — это устройства, которые предназначены для защиты электрических цепей, электрооборудования, машин и других агрегатов от любых угроз, мешающих нормальной работе этих устройств, а также для их защиты от перегрузок. Здесь важно отметить, что они должны быть правильно установлены, а эксплуатация должна проводиться точно в соответствии с инструкцией, иначе аппараты защиты сами могут стать причиной выхода оборудования из строя, взрыва, пожара и прочего.

Основные требования к приспособлениям

Для того чтобы прибор мог успешно эксплуатироваться, он должен удовлетворять следующим требованиям:

• Аппараты защиты ни в коем случае не должны иметь температуру сверх допустимой для них под нормальной нагрузкой электрической сети или электрического оборудования.
• Прибор не должен отключать оборудование от питания во время кратковременных перегрузок, к которым часто относится пусковой ток, ток при самозапуске и т. д.

При выборе плавких вставок для предохранителей необходимо основываться на номинальном токе в участке цепи, который и будет защищать данное устройство. Это правило выбора аппаратов защиты актуально в любом случае при выборе любого приспособления для защиты. Также важно понимать, что при длительном перегреве защитные качества значительно снижаются. Это негативно сказывается на приборах, так как в момент критической нагрузки они могут, к примеру, просто не отключиться, что приведет к аварии.

Аппараты защиты должны обязательно отключать сеть при возникновении длительных перегрузок внутри этой цепи. При этом должна обязательно соблюдаться обратная зависимость от тока по времени выдержки.

В любом случае устройство защиты должно отключать цепь в конце при возникновении короткого замыкания (КЗ). Если КЗ происходит в однофазной цепи, то отключение должно происходить в сети с глухозаземленной нейтралью. Если короткое замыкание происходит в двухфазной цепи, то в сети с изолированной нейтралью.

У аппаратов защиты электрических цепей имеется отключающая способность I _пр. Значение этого параметра должно соответствовать току короткого замыкания, который может возникнуть в начале защищаемого участка. Если же это значение будет ниже, чем максимально возможный ток КЗ, то процесс отключения участка цепи может не произойти вовсе или же произойти, но с задержкой. Из-за этого могут быть повреждены не только приборы, подключенные к этой сети, но и сам аппарат защиты электрической цепи. По этой причине коэффициент отключающей способности должен быть больше или же равен максимальному току короткого замыкания.

Предохранители плавкого типа

На сегодняшний день имеется несколько приборов для защиты электрических сетей, которые наиболее распространены. Одно из таких приспособлений — это плавкий предохранитель. Назначение аппарата защиты такого типа заключается в том, что он защищает сеть от перегрузок токового типа и от коротких замыканий.

На сегодняшний день существуют приборы разового применения, а также со сменными вставками. Эксплуатировать такие приспособления можно как в промышленных нуждах, так и в быту. Для этого есть приборы, которые используются в линиях до 1 кВ.

Кроме них есть высоковольтные устройства, применяющиеся на подстанциях, напряжение которых более 1000 В. Примером такого устройства может стать плавкий предохранитель на трансформаторах собственных нужд подстанций с 6/0,4 кВ.

Так как назначение этих аппаратов защиты — это защиты от КЗ и от токовых перегрузок, то они получили довольно широкое применение. Кроме того они очень просты и удобны в эксплуатации, их замена проводится также быстро и легко, а сами по себе они очень надежны. Все это привело к тому, что такие предохранители используются очень часто.

Для рассмотрения технических характеристик можно взять прибор ПР-2. В зависимости от номинального тока данный прибор выпускается с шестью видами патронов, которые отличаются по своему диаметру. В патроне каждого из них может устанавливаться вставка с расчетом на различный номинальный ток. К примеру, патрон, рассчитанный на ток 15 А, может быть снабжен вставкой и на 6 А, и на 10 А.

Кроме этой характеристики имеется также понятие нижнего и верхнего испытательного тока. Что касается нижнего значения испытательного тока, то это максимальное значение тока, при протекании которого в цепи на протяжении 1 часа не произойдет отключение участка цепи. Что касается верхнего значения, то это минимальный коэффициент тока, который при протекании в течение 1 часа в цепи расплавит вставку в аппарате защиты и управления.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели играют ту же роль, что и плавкие предохранители, но при этом их конструкция более сложная. Однако это компенсируется тем, что использовать выключатели гораздо удобнее, чем предохранители. К примеру, если в сети появится короткое замыкание по причине старения изоляции, то выключатель способен отключить от питания поврежденный участок электрической цепи. При этом же аппарат управления и защиты сам по себе достаточно легко восстанавливается, после срабатывания он не требует замены на новый, а после проведения ремонтных работ способен снова надежно защищать подконтрольный ему участок цепи. Использовать такого рода выключатели очень удобно, если необходимо провести какие-либо регламентные ремонтные работы.

Что касается производства данных приборов, то основной показатель — это номинальный ток, на который рассчитан прибор. В этом плане наблюдается огромный выбор, что позволяет подобрать под каждую цепь наиболее подходящее устройство. Если говорить о рабочем напряжении, то они, как и предохранители, делятся на два вида: с напряжением до 1 кВ и высоковольтные с рабочим напряжением выше 1 кВ. Здесь важно добавить, что высоковольтные аппараты защиты электрооборудования и электрических цепей производятся вакуумными, с инертным газом или маслонаполненными. Такое исполнение позволяет на более высоком уровне осуществлять расцепление цепи при возникновении такой необходимости. Еще одно существенное отличие автоматических выключателей от предохранителей состоит в том, что они изготавливаются для эксплуатации не только в однофазных, но и в трехфазных цепях.

К примеру, при возникновении короткого замыкания на землю одной из жил электрического двигателя автоматический выключатель отключит все три фазы, а не одну поврежденную. Это существенное и ключевое отличие, так как, если отключить лишь одну фазу, то двигатель будет продолжать функционировать на двух фазах. Такой режим работы является аварийным и сильно снижает срок эксплуатации прибора, а может и вовсе привести к аварийному выходу из строя оборудования. Кроме того, выключатели автоматического типа производятся для работы как с переменным, так и с постоянным напряжением.

Тепловое и токовое реле

На сегодняшний день среди аппаратов защиты электрических сетей имеется и множество разнообразных видов реле.

Тепловое реле — это одно из наиболее распространенных устройств, которое способно защищать электрические двигатели, нагреватели, любые силовые приборы от такой проблемы, как ток перегрузки. Принцип действия данного прибора очень прост, и основан он на том, что электрический ток способен нагревать проводник, по которому он протекает. Основная рабочая деталь любого теплового реле — это биметаллическая пластина. При нагреве до определенной температуры эта пластина изгибается, чем и разрывает электрический контакт в цепи. Естественно, что нагрев пластины будет происходить до тех пор, пока не достигнет критической точки.

Кроме тепловых, имеются и другие типы аппаратов защиты, к примеру токовое реле, которое контролирует величину тока в сети. Есть также реле напряжения, которое будет реагировать на изменение напряжения в сети и реле дифференциального тока. Последний прибор — это аппарат защиты от токов утечки. Здесь важно отметить, что автоматические выключатели, как и плавкие предохранители, не могут среагировать на возникновение утечки тока, так как это значение достаточно мало. Но при этом данного значения вполне хватит, чтобы убить человека при соприкосновении с корпусом прибора, подверженного такой неисправности.

Если наблюдается большое количество электрических приборов, которые нуждаются в подключении реле дифференциального тока, то часто используются комбинированные автоматы, чтобы уменьшить габариты силового щита. Такими устройствами стали приспособления, сочетающие в себе автоматический выключатель и реле дифференциального тока — автоматы дифференциальной защиты, или же дифавтоматы. При использовании таких устройств не только снижается размер силового щита, но и сильно облегчается процесс установки аппарата защиты, что, в свою очередь, делает их более экономичными.

Характеристики теплового реле

Основная характеристика для тепловых реле — это время срабатывания, которое зависит от тока нагрузки. Другими словами, данная характеристика называется время-токовой. Если рассматривать общий случай, то до подачи нагрузки через реле будет протекать ток I₀. В таком случае нагрев биметаллической пластины будет составлять q₀. Во время проверки данной характеристики очень важно учитывать, из какого состояния (перегретого или холодного) осуществляется срабатывание прибора. Кроме того, при проверке данных устройств очень важно помнить, что пластина не является термически устойчивой при возникновении тока короткого замыкания.

Выбор тепловых реле осуществляется следующим образом. Номинальный ток такого защитного устройства выбирается исходя из номинальной нагрузки электрического двигателя. Выбранный ток реле должен составлять 1,2-1,3 от номинального тока электродвигателя (тока нагрузки). Другими словами, такое устройство сработает в том случае, если в течение 20 минут нагрузка будет составлять от 20 до 30 %.

Очень важно понимать, что на работу теплового реле значительное влияние оказывает окружающая температура воздуха. Из-за роста температуры окружающей среды будет уменьшаться ток срабатывания данного приспособления. Если данный показатель будет слишком сильно отличаться от номинального, то нужно будет либо провести дополнительную плавную регулировку реле, либо же покупать новый прибор, но с учетом реальной температуры окружающей среды в рабочей зоне этого агрегата.

Чтобы уменьшить влияние окружающей температуры на величину срабатывания тока, необходимо приобретать реле с большим номинальным значением нагрузки. Для того чтобы добиться правильного функционирования теплого устройства, устанавливать его стоит в том же помещении, в котором находится и контролируемый объект. Однако нужно помнить, что реле реагирует на температуру, а потому располагать его вблизи концентрированных источников тепла запрещается. Таким источниками считаются котлы, источники отопления и прочие похожие системы и приборы.

Выбор устройств

При выборе оборудования для защиты электроприемников и электрических сетей необходимо основываться на номинальных токах, на которые рассчитаны эти приспособления, а также на ток, питающий сеть, где будут установлены такие агрегаты.

Во время выбора аппарата защиты очень важно иметь в виду возникновение таких ненормальных режимов работы, как:

• короткие замыкания междуфазного типа;
• замыкание фазы на корпус;
• сильное увеличение тока, которое может быть вызвано неполным коротким замыканием или же перегрузкой технологического оборудования;
• полное исчезновение или слишком сильное снижение напряжения.

Что касается защиты от короткого замыкания, то она должна выполняться для всех электрических приемников. Основное требование заключается в том, что отключение прибора от сети при возникновении КЗ должно быть минимальным из возможных. При выборе аппаратов защиты также важно знать, что должна быть предусмотрена полная защита от тока перегрузки, за исключением нескольких следующих случаев:

• когда перегрузка электрических приемников по технологическим причинам просто невозможна или же маловероятна;
• если мощность электрического двигателя меньше 1 кВт.

Кроме того, аппарат защиты электроустановок может не иметь функции защиты от перегрузки, если он устанавливается для слежения за электрическим двигателем, который эксплуатируется в кратковременном или же повторно-кратковременном режиме. Исключением является установка любых электрических приборов в комнатах с повышенной пожароопасностью. В таких помещениях защита от перегрузки должна устанавливаться на все приборы без исключения.

Защита минимального напряжения должна быть установлена в ряде следующих случаев:

• для электрических двигателей, которые не допускают включения в сеть при полном напряжении;
• для электрических двигателей, у которых самопуск не допускается по ряду технологических причин, или же он является опасным для сотрудников;
• для любых других электрических двигателей, отключение питания которых необходимо для того, чтобы снизить до допустимой величины суммарную мощность всех подключенных электрических приемников в этой сети.

Разновидности токов и подбор защитного устройства

Наиболее опасным является ток короткого замыкания. Основная опасность заключается в том, что он намного больше, чем нормальный пусковой ток, а также его значение может сильно отличаться в зависимости от участка цепи, где он возникает. Таким образом, при проверке аппарата защиты, который предохраняет цепь от КЗ, он должен максимально быстро производить разъединение цепи при возникновении такой проблемы. При этом он ни в коем случае не должен срабатывать при возникновении в цепи нормального значения пускового тока любого электрического прибора.

Что касается тока перегрузки, то здесь все довольно понятно. Таким током считается любое значение характеристики, которое превышает номинальное значение тока электрического двигателя. Но здесь очень важно понимать, что не при каждом возникновении тока перегрузки защитное устройство должно осуществлять отключение контактов цепи. Это важно еще и потому, что кратковременная перегрузка как электродвигателя, так и электрической сети в некоторых случаях допустима. Здесь стоит добавить, что чем более кратковременна нагрузка, тем больших значений она может достигать. Исходя из этого становится понятно, в чем заключается основное преимущество некоторых приборов. Степень защиты аппаратов с «зависимой характеристикой» в данном случае является максимальной, так как время их срабатывания будет уменьшаться с увеличением кратности нагрузки в этот момент. Таким образом, такие приборы является идеальными для защиты от тока перегрузки.

Если подвести небольшой итог, то можно сказать следующее. Для защиты от короткого замыкания должен быть выбран безынерционный аппарат, который будет настроен на срабатывание тока, который значительно выше пускового значения. Для защиты от перегрузки, наоборот, коммутационный аппарат защиты должен обладать инерцией, а также зависимой характеристикой. Он должен быть подобран таким образом, чтобы он не срабатывал за то время, пока происходит нормальный пуск электрического устройства.

Недостатки разных видов защитных устройств

Плавкие предохранители, которые ранее широко применялись в качестве аппаратов защиты распределительных устройств, обладают следующим рядом недостатков:

• довольно ограниченная возможность для применения в качестве защиты от тока перегрузки, так как отстройка от пусковых токов достаточно сложна;
• электродвигатель продолжит работу на двух фазах, даже если третью отключит предохранитель, из-за чего двигатель часто выходит из строя;
• в определенных случаях отключаемая предельная мощность является недостаточной;
• отсутствует возможность быстро восстановить подачу питания после отключения.

Что касается воздушных типов автоматов, то они более совершенны, чем плавкие предохранители, но и они не лишены недостатков. Основная проблема использования электрических аппаратов защиты заключается в том, что они не избирательны в плане действия. Особенно это заметно, если возникает нерегулируемый ток отсечки у установочного автомата.

Есть установочные автоматы, в которых защита от перегрузки осуществляется при помощи тепловых расцепителей. Чувствительность и задержка у них хуже, чем у тепловых реле, но при этом они действую на все три фазы сразу. Что касается универсальных автоматов для защиты, то здесь она еще хуже. Это обосновано тем, что в наличии имеются только электромагнитные расцепители.

Часто используются магнитные пускатели, в которые встроены реле теплового типа. Такие защитные средства способны защитить электрическую цепь от тока перегрузки в двух фазах. Но так как тепловые реле обладают большой инерционностью, они не способны обеспечить защиту от короткого замыкания. Если установить в пускатель удерживающую катушку, то можно обеспечить защиту от минимального напряжения.

Качественную защиту и от тока перегрузки, и от короткого замыкания могут обеспечить лишь индукционные реле или же электромагнитные реле. Однако они способны работать лишь через отключающий аппарат, из-за чего схема с их подключением получается более сложной.

Если подвести краткий итог вышесказанному, то можно сделать два следующих вывода:

1. Для защиты электрических двигателей, чья мощность не превышает 55 кВт, от тока перегрузки чаще всего используются именно магнитные пускатели с плавкими предохранителями или же с воздушными аппаратами.
2. Если мощность электрического двигателя более 55 кВт, то для их защиты используются электромагнитные контакторы с воздушными аппаратами или защитными реле. Здесь очень важно помнить о том, что контактор не допустит разрыва цепи при возникновении короткого замыкания.

При подборе нужного устройства очень важно проводить расчет аппаратов защиты. Наиболее важная формула — это расчет номинального тока двигателя, которая позволит подобрать средство защиты с подходящими показателями. Формула имеет следующий вид:

I_н=Р_дв ÷(√3*U_н*cos ц*n), где:

I_н — это номинальный ток двигателя, который будет иметь размерность в А;

Р_дв — это мощность двигателя, которая представляется в кВт;

U_н — это номинальное напряжение в В;

cos ц — это коэффициент активной мощности;

n — это коэффициент полезного действия.

Зная эти данные, можно без труда рассчитать номинальный ток двигателя, а далее без труда подобрать подходящий по назначению аппарат защиты.

Разновидности повреждений средств защиты

Основное отличие средств защиты электрический цепей от других приборов заключается в том, что они не только фиксируют дефект, но и разъединяют цепь, если значения характеристик выходят за определенные пределы. Наиболее опасной проблемой, которая часто выводит из строя средства защиты, стало глухое короткое замыкание. Во время возникновения такого КЗ показатели тока достигают наиболее высоких значений.

Когда происходит разрыв цепи при возникновении такой проблемы, часто возникает электрическая дуга, которая за короткий промежуток времени вполне способна разрушить изоляцию и оплавить металлические детали аппарата.

Если возникает слишком большой ток перегрузки, то он может привести к тому, что возникнет перегрев токопроводящих деталей. Кроме того, возникают механические силы, которые значительно увеличивают износ отдельных элементов у оборудования, что иногда может привести даже к поломке приспособления.

Есть быстродействующие выключатели, которые подвержены таким проблемам, как задевание подвижного рычага и подвижного контакта о стенки дугогасительной камеры, а также замыкание шины размагничивающего витка на корпус. Достаточно часто наблюдается слишком сильный износ контактных поверхностей, поршней и цилиндров приводов.

Ремонт быстродействующих аппаратов

Ремонт аппарата защиты быстродействующего типа любого вида необходимо выполнять в одной и той же последовательности. Быстродействующий выключатель, или БВ, продувается чистым сжатым воздухом под давлением не более 300 кПа (3кгс/см²). После этого прибор протирается салфетками. Далее необходимо снять такие элементы, как дугогасительная камера, блокировочное устройство, пневматический привод, якорь с подвижным контактом, индуктивный шунт и другие.

Непосредственно ремонт прибора осуществляется на специальном ремонтном стенде. Дугогасительная камера разбирается, ее стенки очищаются в специальной дробеструйной установке, после чего они протираются и осматриваются. В верхней части данной камеры могут быть допущены сколы, если их размеры не превышают показателей 50х50 мм.Толщина стенок в местах разрыва должна быть от 4 до 8 мм. Необходимо провести измерение сопротивления между рогами дугогасительной камеры. Для некоторых образцов показатель должен быть не менее 5 МОм, а для некоторых не менее 10 МОм.

Поврежденная перегородка должна быть срублена по всей ее длине. Все похожие места срубов должны быть тщательно зачищены. После этого смазывают склеиваемые поверхности при помощи клеящего раствора на основе эпоксидной смолы. Если были обнаружены изломанные веерные листы, то их заменяют. Если находятся изогнутые, то их необходимо выровнять и вернуть в эксплуатацию. Имеется также дугогасительная катушка, которая должна быть очищена от нагара и оплавлений, если таковые имеются.