Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Характеристика автоматического выключателя

Любому автоматическому выключателю необходимо время на срабатывание. Оно может быть составлять сотые доли секунды, а может и несколько минут. Все зависит от тока, который будет протекать через автоматический выключатель. Если правильно выбрали кабель и автомат, то можете не бояться, что при повышенном токе изоляция на ваших проводах не расплавится, например за 30 секунд, которые необходимы, чтобы автоматический выключатель сработал от определенной перегрузки.

Есть такие интересные время-токовые характеристики автоматических выключателей – это такие красивые графики кривых зависимости времени срабатывания от величины тока. Они на автоматах обозначаются буквами B, C и D.

Эти буковки стоят перед значением номинала автомата. Ниже представлены обычные графики, по которым можно определить, через какое время нагрузка будет обесточена при повышенном токе или его скачке. В школу ходили? С графиками работать умеете? Тогда сразу разберетесь. По вертикальной оси стоит время в секундах. По горизонтальной шкале стоит отношение протекающего по проводам тока к номинальному току автомата I/In.

Содержание

Что такое время-токовые характеристики автоматических выключателей и зачем они нужны?

Чем же различаются время-токовые характеристики автоматических выключателей «B», «C» и «D»? Все просто! Они различаются в значении величины отношения протекающего тока к номинальному току I/In.

№ пп Время-токовая характеристика автоматического выключателя Отношение протекающего тока к номинальному току I/In
1 B 3-5
2 C 5-10
3 D 10-20

Если все равно остались вопросы, то идем дальше разбираться вместе. Буду приводить все на конкретных примерах, так как это будет более понятно, чем если буду объяснять «на пальцах».

Допустим, есть у нас автоматический выключатель номиналом 10А с характеристикой В. Мы выбрали на 10А, так как проще будет считать, и они часто используются в быту.

Например, произошло ЧП. Жена попросила повесить ковер, а Вы когда сверлили, попали в провод, идущий от распредкоробки. Бабах! Вокруг тишина и темно. Здесь Вы просто сверлом закоротили жилы провода, и произошло короткое замыкание. Было такое? Признаюсь, что у меня в молодости такое было.

В данной ситуации автоматические выключатели с характеристикой В срабатывают практически мгновенно, когда ток в сети превысит значение номинала автомата в 3-5 раз. В нашем случае это ток лежит в пределах 30-50 ампер. Конечно при коротком замыкании ток увеличивается в сотни раз, но автомату с характеристикой В достаточно 3-5 кратного увеличения. Здесь приходит в действие электромагнитный расцепитель.

Смотрим графики ниже и видим, что при токе 50А автомат сработает через 0,01 секунду. Это получается отсюда. Ток при КЗ делим на номинальный ток автомата, т.е. 50А/10А=5. Теперь на горизонтальной шкале находим цифру 5 и ведем условную линию (на рисунке она выделена красным) вертикально вверх до пересечения с кривой. Ставим точку и от нее ведем условную горизонтальную линию до оси времени. У нас получилось ориентировочно 0,01 секунда. Аналогично при перегрузке сети током 15А у нас отношение составило 1,5 и время задержки на срабатывание составит 30 секунд. Здесь автомат отключится благодаря работе теплового расцепителя. Если сечение провода рассчитано правильно, то его изоляция таким током и за это время не успеет расплавиться. Вы защищены.

Выше мы рассмотрели нижнюю кривую, но на картинке их можно выделить 3 шт. Зачем все это? Давайте разберемся. Эти кривые предназначены для разных состояний автоматических выключателей: «холодного» (верхняя кривая) и «горячего» (нижняя кривая), а сам график составлен для температуры окружающей среды +30С. По пунктирной линии рассчитывается время отключения для автоматом номиналом не выше 32А.

Для холодного состояния автоматического выключателя с характеристикой В для вышеописанного примера, время задержки на срабатывание составит при токе 50А – 0,04 сек. и при токе 15А – 4000 сек. (примерно 67 мин.). На рисунке выше это показано синим цветом.

Еще учтите, что автоматы стоят в разных местах – в квартире, в подъезде, на улице и т.д. Например, зимой дома температура +25, в подъезде +16, на улице -25. Соответственно температура элементов расцепителя разная и ему нужно разное время, чтобы прогреться и заставить автомат сработать.

Еще здесь существуют поправочный коэффициент. Чем ниже температура окружающей среды, тем больший ток через себя будет пропускать автомат и наоборот. При одной и той же нагрузке в жарких и в холодных помещениях один и тот же автомат будет срабатывать при разных значениях тока. Это колебания не значительные и этот вопрос становится актуальным, когда автоматический выключатель сильно нагружен и работает на пределе своего номинала. Стоит повыситься окружающей температуре, как он сможет отключить нагрузку. Часто такой вопрос встает летом в жарких помещениях.

Теперь скажу несколько слов про время-токовые характеристики автоматических выключателей C и D. Суть их заключается в том, что все графики характеристик сдвинуты вправо, т.е. таким образом, увеличивается время их срабатывания. Автомат с характеристикой C при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 5-10 раз. Автомат с характеристикой D при коротком замыкании сработает, когда ток в сети превысит номинальный ток самого автомата в 10-20 раз.

Из графиков получаем (смотрим ниже). Для автоматического автомата на 10А характеристики C время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 0,02 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 27 сек. и при токе 15А примерно 5000 сек. (83 мин.).

Для автоматического автомата на 10А характеристики D (смотрим графики ниже) время срабатывания уже будет: при токе 50А примерно 1,5 сек. и при токе 15А примерно 40 сек. Это для горячего состояния автомата (красный цвет). Для холодного состояния (синий цвет) получаем: при токе 50А примерно 30 сек. и при токе 15А примерно 6000 сек. (100 мин.).

Вот видите какая разница в значениях времени при перегрузке автоматов. Это тоже нужно знать и учитывать при их выборе.

Как правило, для квартир используют автоматические выключатели с характеристикой B, а на производстве — C и D. Хотя очень часто можно встретить в этажных щитках автоматы с параметром C. Еще автоматы с параметром B в продаже редко встречаются.

Также учтите, что каждый автомат может пропускать через себя ток больший номинального в 1,13 раз.

Это видно из графика. Видите на горизонтальной оси значение 1,13 и если вести условную линию вертикально вверх, то она никогда не пересечет кривую времени. Следовательно, автомат при таком токе не сработает. Поэтому выбирайте кабель большего сечения, т.е. с запасом. Лучше перестрахуйтесь.

Смотрите для каких автоматических выключателей какой соответствует ток не отключения. Это тоже учитывайте при выборе автоматического выключателя по номиналу и кабеля.

№ пп Номинал автоматических выключателей, А Условный ток не отключения автоматических выключателей, А
1 10 11,3
2 16 18,08
3 20 22,6
4 25 28,25

Например, для нагрузки, потребляющей ток 25А вы выбрали кабель сечением 2,5мм2. Тут жена собралась готовить обед, попутно пить чай, размораживать мясо в микроволновке и еще принесла на кухню фен (который вы не учитывали в своих расчётах), чтобы волосы посушить. Таким образом, вместо 25А вы можете получить в сети 28А, и автомат тут не сработает, так как он сработает при токе 25А*1,13=28,25А. Из таблицы видно, что для такого тока уже нужен провод сечением минимум 3 мм2. Но у нас провод сечением 2,5 мм2 и поэтому он будет греться и плавиться изоляция.

Да еще возьмите на заметку, что многие производители лукавят при производстве кабеля. Делают его по ТУ (техническим условиям), при которых уменьшают сечение кабеля. Я придерживаюсь такого мнения в выборе кабеля и автоматических выключателей, что лучше все брать с разумным запасом, чем предполагаемая нагрузка.

Не забываем улыбаться:

А не пойти ли мне поработать? — подумал электрик.
И не пошел …

Как правильно подключить автоматы в электрическом щите – это распространенный вопрос, ведь подобные действия требуют от мастера хотя бы базовых навыков. Для начала следует в соответствии с правилами составить проект электропроводки, определиться с местом установки, составить чертежи, выбрать основание и комплектующие элементы. Только после вышеперечисленных действий мастера приступают к монтажным работам, а потом подсоединяют щит к кабелю.

Подключение автоматов в электрическом щитке

Куда устанавливают электрощит для счетчика и автоматики

Первым делом необходимо определиться с местом для установки щитка. Так, специалисты считают, что лучше фиксировать его возле входной двери в коридоре, ведь тогда не придется прокладывать кабель с лестничной площадки, что значительно упростит монтаж.

Как правило, закрепляют щиток на уровне видимости жителей квартиры — это позволит без проблем снимать показания и отключать автоматы. Поэтому место установки будет отличаться в зависимости от роста домочадцев.

Обратите внимание! До сих пор встречаются электрики, которые предпочитают устанавливать счетчики под потолком (как это делали раньше). Старые конструкции фиксировались на стену без ящиков, поэтому закрепляли их на высоте в целях безопасности.

Электрощиток в квартире

Любые современные щитки имеют надежное основание, закрываются с помощью замка, поэтому посторонние или маленькие дети не смогут туда добраться, если не будут иметь доступ к ключам.

При выборе места для монтажа учитывают и то, откуда будет проходить кабель воздушной или подземной линии питания (в квартире или частном доме). Уточнить подобную информацию можно у сотрудников компании, отвечающей за электроэнергию.

Приобрести готовый электрощит или собрать самостоятельно

Теперь электрики уже не только самостоятельно собирают щитки, но и устанавливают готовый заводской вариант со всем внутренним наполнением. Такие конструкции даже изготавливают по специальному заказу под конкретную квартиру.

Главный момент в этом деле – это опыт установки фирменных щитков. Если мастер уже сталкивался с таким монтажом, то опасаться не стоит. В других же случаях лучше собрать конструкцию на месте, поэтапно.

Видео – Сборка щитка для квартиры

Схема соединения автоматов в электрощите

Прежде чем приступить к установке автоматов, необходимо внимательно изучить их схематичное устройство, ведь схема монтажа состоит из нескольких элементов с разными обозначениями.

Электромонтажная схема

Таблица 1. Элементы, используемые при монтаже электрощита.

Название Характеристика
Автомат вводной Его устанавливают на защиту целого контура электропроводки. Так, жилы основного кабеля фиксируют к зажимам автомата. Для удобства использования, впереди автомата закрепляют рубильник. Он позволяет отключить ток от всей конструкции, чтобы провести ремонтные работы. В этом случае кабель питания тоже необходимо завести на этот рубильник.
Счетчик Его ставят уже после автоматов. Основным назначением счетчика является контроль потребляемой электроэнергии. Иногда его закрепляют в другом месте еще до электрощита вместе с автоматами (на лестничной площадке).
Устройство защитного отключения Основной функцией УЗО является защита от ударов током и возгораний. К примеру, в малогабаритной квартире после счетчика устанавливают только одно УЗО, потому что больше не требуется из-за минимальной нагрузки. Иногда устанавливают несколько таких устройств на линии, где имеется большое потребление электроэнергии.
Линейные автоматы Они требуются для линий в отдельные комнаты. При наличии высокого напряжения или замыкания они разрывают цепочку, благодаря чему предотвращают пожар или короткое замыкание. Они нужны для защиты различных электроприборов.
Дифференциальные автоматы Их устанавливают вместо нескольких основных автоматов с защитным устройством на отдельных линиях для различных бытовых приборов.
Монтажная рейка Рейка фиксируется к задней стенке основания щитка. В зависимости от размеров ящика, количество реек и модулей может отличаться. Для того чтобы приобрести щиток под определенное количество модулей, предварительно составляют подробный чертеж соединений.
Гребенка Предназначаются с целью расключения щита, чтобы соединить нули с подводками заземления. В одном щитке имеются нулевые гребенки и заземляющие.
Шина распределения Они связывают между собой линейные, дифференциальные автоматы и защитное устройство. Они надежно изолированы, благодаря чему безопасно фиксируют автоматы через входной зажим. Их используют как для фазы, так и для нуля.

Электросчетчик

Устройство автомата

Чаще всего автомат представляет собой конструкцию из следующих элементов:

  1. Рукоятка взвода. Она позволяет включить устройство или же отключить при необходимости монтажа.
  2. Включающий механизм.
  3. Контакты. Соединяют и разрывают общую цепочку.
  4. Зажимы. Используются для подключения к защитному устройству.
  5. Механизмы, работающие по условию. Сюда относится биметаллическая платина теплового расцепителя. В некоторых конструкциях присутствует винт регулировки, с помощью которого можно скорректировать силу тока.
  6. Дугогасительная камера.

    Располагается в любом полюсе прибора.

В зависимости от назначения, автоматы оснащают дополнительными элементами

Как устроен механизм отключения

В автомате присутствует особый механизм, который способствует разрыву цепочки при повышении силы тока.

Существуют различные принципы функционирования подобных устройств:

  1. Электромагнитные. Отличительной особенностью является стремительное срабатывание при наличии замыкания. При резком повышении силы тока в действие приводится катушка, сердечник которой и размыкает цепочку.
  2. Тепловые. Здесь основным элементом является биметаллическая пластинка, которая при повышении температуры меняет форму, выгибается в обратную сторону, за счет чего размыкает цепочку.

Электромагнитные устройства

По аналогичному принципу функционируют электрочайники, из-за чего происходит их отключение при закипании воды. Для разрыва цепи используют и полупроводниковые устройства, но они редко применяются в сетях.

Маркировки на автоматах

Все модели автоматов имеют различные обозначения, по которым их можно идентифицировать. Обычно, большинство производителей предпочитают выпускать такие конструкции, которые могут использоваться в различных условиях и отраслях.

Для того, чтобы исключить ошибки во время подключения, следует разобраться с маркировками на корпусной части:

  1. Логотип. Чаще всего в верхней части автомата можно обнаружить логотип копании производителя. Кроме того, все бренды выпускают изделия определенной цветовой гаммы. Это значит, что рядовому пользователю не составит труда отыскать нужный вариант.
  2. Окно индикатора. Определяет состояние контактов на данный момент. При поломке выключателя в этом окне можно увидеть напряжение в сети или его отсутствие.
  3. Тип устройства. В стандартных сетях обычно используют автоматы типов C и B. Между собой они отличаются коэффициентом чувствительности.
  4. Номинальный ток. Здесь показывается максимальное значение силы тока. Часто указывают два значения – для однофазной и трехфазной сети.
  5. Предельно допустимый ток выключения. Обозначает предел напряжения при замыкании, из-за которого автомат выключается, но при этом остается исправным.
  6. Схема. Иногда на автомате можно встретить даже чертеж подсоединения контактов, который находится в боковой части.

Расположение маркировки

Какой автомат выбрать

При выборе устройства в первую очередь следует учитывать его предельно допустимый ток. Для этого необходимо посчитать, какая сила тока потребуется для всех установленных в квартире приборов.

Кроме того, значение имеет и толщина проводки, поскольку по ней течет электричество. Требуется оптимальная величина в зависимости от степени нагревания. Еще большое значение имеет наличие полюсов:

  1. Один. Цепочки с осветительными приборами и розетками, к которым подключаются только примитивные устройства.
  2. Два. Используется с целью защиты электропроводки, которая подводится к крупным приборам (стиральным машинам, плитам, холодильникам, отоплению, водонагревателям). Кроме того, устанавливается для дополнительной защиты между электрощитом и квартирой.
  3. Три. Актуальны при наличии сети с тремя фазами, что бывает на производственных предприятиях, собственных мастерских.

Однополюсной автомат

Автоматы устанавливаются в щитке по стандартному принципу – от большего к меньшему. Это значит, что сначала фиксируют автомат с двумя полюсами, а только потом с одним. После чего следуют остальные устройства с меньшей мощностью.

Видео – УЗО или дифференциальный автомат: что выбрать

Особенности подключения автоматических выключателей

После того, как вы определитесь с типом автоматов, их необходимо подключить. Если придерживаться определенных этапов, то справиться с таким процессом можно без каких-либо специальных навыков.

Общие рекомендации по сборке электрощитка

Здесь мы рассмотрим процесс поэтапной сборки электрического щита для однокомнатной квартиры. Для начала потребуется подготовить все инструменты и комплектующие, которые будут использованы в процессе монтажа:

  • электрический щиток;
  • ножницы по металлу;
  • инструмент для снятия изоляции (стриппер);
  • бокорезы;
  • кабелерез;
  • отвертка;
  • винтоверт;
  • провода;
  • гребенки;
  • полный комплект автоматики.

Цены на вольтметры

Следует заранее подготовить инструменты

Сборка щитка — пошаговая инструкция

Шаг 1. Первым делом на верхней рейке нам потребуется расположить автоматику, таким образом, как она должна выглядеть после фиксации. Сначала мы укладываем рубильник, после чего УЗМ (защитное устройство), после чего три УЗО на разные группы (ток утечки 30 мА, номиналом 63,63 и 40 А).

Первый на 40 А – свет, второй на 63 А – на варочную панель и духовку, третий на 63 А – на оставшиеся группы. В конце устанавливается один дифференциальный автомат типа «А», потому что такие устройства рекомендуют производители большинства бытовых приборов.

Начиная работу, разложите перед собой все нужные инструменты

Шаг 2. Далее необходимо перейти ко второй рейке и расставить автоматы в правильном положении. Расставлять их надо строго под определенной группой УЗО. Начинать следует с правой стороны.

Таким образом под каждой группой будет располагаться все девять модулей

Шаг 3. Теперь автоматику необходимо запитать между собой. Для таких целей следует использовать гребенки в двух конфигурациях. Первая – PS-1 на 12 модулей. Вторая – PS-2 на 12 модулей. Поскольку у нас только 9 модулей, лишний участок гребенки потребуется удалить машинкой со специальным диском. Так, сначала необходимо запитать верхний модуль.

Отмечаем нужное расстояние на гребенке и отрезаем диском

Шаг 4. Когда миниатюрная гребенка будет готова, потребуется вставить ее в автоматику, а потом затянуть винтовые крепления.

Винты первого УЗО трогать не следует, потому что туда питание будет подаваться проводами

Шаг 5. Теперь необходимо запитать по аналогичному принципу нижнюю автоматику. Здесь придется учесть некоторые нюансы. Медь вместе с пластиковой частью отпиливать не стоит, их следует отрезать отдельно. Это позволит исключить необходимость использования боковых заглушек. Так, пластмассовая часть будет длиннее медной, тем самым обеспечивается дополнительная безопасность.

Поскольку автоматика разделяется на три части, то понадобится разделить и медную часть (два модуля, два модуля, 5 модулей). После чего эти три части можно использовать под единой гребенкой из пластика.

Устанавливаем нижнюю гребенку

Шаг 6. Далее необходимо подавить питание от рубильника на УЗМ, это позволит проверить функциональность. Для этого нам понадобится подготовить два кабеля 10 квадратных миллиметров — черный и синий (на фазу и нуль). Потребуется сначала отрезать кабели нужной длины, затем снять изоляции по краям, а только потом подсоединять.

Таким образом, должно выглядеть соединение рубильника и УЗМ, которое необходимо проверить

Шаг 7. Проверяем работоспособность соединения. Для этого нам необходимо подготовить питающий кабель с вилкой на одном конце и соединениями на другом. Одну сторону следует подключить к автомату, а вилку включить в розетку (вторым этапом).

Теперь необходимо выставить примерную величину УЗМ, что позволит проверить работоспособность, после чего нагрузку отключают, как и питающий кабель

Шаг 8. Далее необходимо подать питание на первое УЗО, потому что все остальные мы уже запитали гребенкой. Здесь тоже необходимо отрезать кабель нужного размера, зачем зачистить его концы и подключить питание от УЗМ на первое УЗО.

Далее потребуется провести проверку с помощью того же питающего кабеля

Шаг 9. Следующим этапом нам необходимо сдвинуть все нижние автоматы в правую сторону и зафиксировать их ограничителем.

Затягиваем винт ограничителя

Шаг 10. Теперь необходимо убрать питающий кабель и перенести конструкцию в щиток. Теперь необходимо перейти к этапу установки нулевых шин. Здесь имеется три УЗО и такое же количество шин.

Потребуется установить шины и подключить каждое УЗО к шине. Сделать это следует с помощью кабеля 6 квадратных миллиметров. В данном случае тоже потребуется отрезать нужный размер, снять изоляцию.

Поочередно присоединяем каждое УЗО к своей нулевой шине

Шаг 11. Далее нам потребуется запитать группы автоматов к каждому УЗО. Теперь понадобится взять кабель того же сечения, но только уже красного цвета. Здесь тоже следует отмерить нужную длину, зачистить, а только потом соединить.

Таким образом будет выглядеть итоговое соединение

На данном этапе процесс подключения всех элементов щитка считается завершенным. Теперь следует только подтянуть винтовые крепления, еще раз проверить работоспособность устройства, закрыть его крышкой. Кроме того, желательно промаркировать автоматику, чтобы понимать последовательность компонентов.

Обратите внимание! Провода нагрузки и питающий кабель следует закреплять уже на месте установки.

Видео – Монтаж электрического щитка

Подводим итоги

Читайте также нашу статью на тему — Как подобрать кондиционер, где подробно рассказывается, как выбрать эффективную сплит-систему.

Для того, чтобы подключить автоматику в электрическом щитке, не обязательно вызывать профессионального электрика. Справиться с поставленной задачей можно и без посторонней помощи, следуя этапам инструкции. Желаем удачи!

Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.

У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.

Разберем их по порядку.

Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит?

Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.

Существуют 3 класса автоматических выключателей:

  1. класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
  2. класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
  3. класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)

Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.

Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети

Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.

Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

двух одножильных

трех одножильных

четырех одножильных

одного двухжильного

одного трехжильного

0,5

0,75

1,5

2,5

Сечение токопроводящей жилы, мм2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

двух одножильных

трех одножильных

четырех одножильных

одного двухжильного

одного трехжильного

2,5

Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.

Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.

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.

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:

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.

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.

В электропроводке квартиры или дома обязательно имеется элемент, который называется автоматическим выключателем, или, чаще, автоматом.

Такой прибор предназначен для автоматической защиты электрической сети от неприятностей, которые могут возникнуть при перегрузке или коротком замыкании. Кроме того, с его помощью можно вручную включать и выключать электрическую цепь.

Существует много различных конструкций автоматов, которые предназначены для защиты электросетей как индивидуальных квартир или домов, так и промышленных предприятий или торговых залов.

Автоматические выключатели определяются номинальным током и группой. В зависимости от этих характеристик автоматы защиты делятся на 3 группы – В, С и D. В бытовых электросетях обычно используются устройства типа С, в которых ток мгновенного выключения лежит в пределах от 5 до 10 значений номинального тока. Далее будут рассмотрены автоматы типа С модульного вида.

В состав автомата защиты от короткого замыкания входят и перегрузки электросети следующие блоки:

  • корпус;
  • механизм управления;
  • устройство коммутации;
  • расцепители;
  • дугогасительная камера.

Корпус устройства представляет собой пластмассовую коробку, размеры которой стандартизированы. На передней стороне имеется рычаг для включения и выключения автомата, сзади имеется защелка для крепления на DIN-планке, а сверху и снизу – клеммы для подключения проводов.

Одной из отличительных характеристик электрического автомата есть механизм управления, который предназначен для ручного включения и выключения. Он состоит из рукоятки или кнопок.

Устройство коммутации – это набор силовых и вспомогательных контактов. Эти контакты могут быть подвижными или неподвижными.

Расцепители — устройства, предназначенные для размыкания электроцепи в случае, если ток в цепи превышает заданные значения. В автомате имеются электромагнитный и тепловой расцепители. Электромагнитный — это катушка индуктивности с металлическим сердечником, связанным системой рычагов с подвижным силовым контактом автомата. В тепловом — используется биметаллическая пластина, которая под действием протекающего по ней тока изгибается и через рычаги воздействует на подвижной контакт автомата.
Перед эксплуатацией устройства необходимо сделать проверку действия расцепителей автоматических выключателей.

Для ослабления воздействия дуги, которая возникает при размыкании силовых контактов, в автомате предусмотрена специальная камера, состоящая из металлических пластин. Электрическая дуга, попадающая в эту камеру, разбивается пластинами на несколько частей и гасится.

Принцип работы автомата при перегрузке

При включении в цепь питания слишком большого числа потребителей электроэнергии в цепи может появиться ток, величина которого может превышать максимальную для данной электросети величину. На практике это может возникнуть, например, когда в квартире включаются стиральная машина, утюг, чайник, бойлер, и другие мощные потребители электроэнергии.

В случае, когда фактический ток цепи превышает номинальный у автомата, в последнем срабатывает тепловой расцепитель.

Состоящая из двух слоев металлов биметаллическая пластина при прохождении через нее тока нагревается. Под действием тепла эта пластина изгибается, воздействует на подвижный контакт автомата и размыкает цепь.

Перед тем, необходимо определиться с нагрузкой и типом проводки, для которой устанавливается защита. В результате этого обозначается требуемая полюсность автомата.

Правильную установку автоматического выключателя нужно делать согласно соответствующих схем подключения. О нюансах этого процесса можно прочитать .

Величина тока срабатывания теплового расцеплителя обычно больше номинального тока автоматического выключателя на 13-45%. Эта величина может меняться с помощью регулировочного винта при заводской регулировке в довольно широких пределах. Временная задержка выключения автомата при перегрузке необходима для того, чтобы не было лишних отключений при непродолжительном увеличении тока, что, например, бывает при пуске .

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

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:

  • воздушные;
  • масляные;
  • вакуумные.

Гашение электрической дуги в масле или в вакууме применяется в основном в высоковольтных выключателях. Гашение дуги в воздухе может применяться как низковольтных, так и в высоковольтных выключателях.

Автоматические выключатели могут включаться вручную, с помощью встроенного электродвигателя или электромагнитного привода. Электрические приводы в основном применяют для дистанционного управления автоматами. Большинство низковольтных выключателей, рассчитанных на относительно небольшие токи, обычно снабжаются ручным приводом.

Нужно заметить, что автоматические выключатели хоть и являются коммутационными аппаратами, однако, их ресурс включения-отключения значительно ниже, чем у магнитных пускателей или контакторов.

В этом материале мы будем рассматривать широко распространенные автоматы, предназначенные для установки на DIN-рейку.

Назначение и принцип действия защит автоматических выключателей

Как уже отмечалось выше, автоматические выключатели оснащаются двумя видами токовых защит, защитой от токов короткого замыкания и тепловой защитой.

В модульных автоматических выключателях защита от токов короткого замыкания осуществляется с помощью электромагнитных расцепителей устанавливаемых на каждую фазу. Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку из нескольких витков толстого провода, по которой течет ток. Внутри катушки размещается сердечник из ферромагнитного материала. При достижении током порогового значения, сердечник втягивается внутрь катушки и электромагнитный расцепитель срабатывает. Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, называется уставкой отсечки. Следует заметить, что срабатывание отсечки происходит очень быстро. Поэтому отсечка является токовой защитой без выдержки времени. Порог срабатывания токовой отсечки обычно выбирают больше 4. Кратность тока срабатывания расцепителей указывается на корпусе автомата.

Защита от токов перегрузки в автоматических выключателях реализуется с помощью тепловых реле устанавливаемых на каждой фазе. Тепловое реле представляет собой биметаллическую пластину, на которую навит провод, по которому течет ток. При протекании тока превышающего номинальный ток выключателя, биметалл нагревается и деформируется. Деформирующаяся пластина воздействует на расцепитель автомата и, он отключается. Уставка тепловых расцепителей автоматических выключателей обычно составляет 1.2I ном. Время срабатывания защиты зависит от величины тока. Чем больше ток, тем быстрее срабатывает защита. Таким образом, с помощью теплового реле не только контролируется величина тока, но и осуществляется выдержка времени. Следует заметить, что работа тепловой защиты напрямую зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому защита от перегрузки автоматических выключателей может гарантировано сохранять свои характеристики только в диапазоне температур указанных производителем.

Зависимость времени срабатывания защит автомата от тока называется время-токовой характеристикой. Типичный график время-токовой характеристики автомата приведен на рисунке.

На графике видно, что время срабатывания тепловой защиты, в зависимости от тока, может составлять от одного часа до одной секунды. Скорость срабатывания отсечки от величины тока зависит в гораздо меньшей степени.

Конструкция модульных автоматических выключателей

Основные детали модульного автоматического выключателя показаны на рисунке.

Модульные автоматические выключатели предназначены для установки на DIN-рейку. Для этой цели на задней стороне автоматов имеется специальный паз и замок надежно фиксирующий выключатель на рейке. Автоматические выключатели могут иметь от одного до четырех полюсов. В однофазной сети чаще всего используются однополюсные автоматы, а в трехфазной – трехполюсные.

Основными узлами автоматов являются:

  • Контактная система;
  • Расцепители, тепловой и электромагнитный;
  • Система дугогашения;
  • Механизм взвода и расцепления.

Контактная система состоит из подвижного и неподвижного контактов. Для обеспечения низкого переходного сопротивления, контактирующие поверхности покрываются металлокерамикой на основе серебра. Подвижный контакт соединяется с электромагнитным расцепителем посредством гибкой металлической связи.

Гашение дуги в автоматических выключателях осуществляется в дугогасительных камерах. Для гашения дуги в камере устанавливается ряд металлических пластин, которые дробят и охлаждают дугу. Камера изготавливается из фибры, которая при нагреве выделяет газы способствующие гашению дуги. Избыточное давление газов отводится из корпуса автомата через специальный канал.

Механизм включения и отключения автоматического выключателя устроен таким образом, что включение и отключение выключателя происходит быстро, независимо от скорости движения рычага управления.

Критерии выбора автоматических выключателей

Номинальный ток автоматического выключателя должен соответствовать максимально допустимому току защищаемой линии. Обычно максимальный ток определяется сечением и материалом проводов или кабелей.

Кратность тока электромагнитного расцепителя автомата выбирают исходя из пусковых токов электродвигателей, защищаемых выключателем. Это связано с тем, что пусковые токи двигателей могут превышать номинальные токи в четыре и более раз.

Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для оперативных включений и отключений низковольтных электрических цепей и защиты их от токов КЗ и перегрузок, а также от исчезновения или снижения напряжения сети.
Роль защитных элементов, реагирующих на отклонение той или иной контролируемой величины от своего нормального значения, выполняют расцепители. В автоматах могут быть установлены следующие расцепители:
максимального тока, срабатывающие мгновенно при токе КЗ в цепи;
минимального напряжения, срабатывающие в случае понижения или исчезновения напряжения;
обратного тока, которые срабатывают при изменении направления тока в цепи постоянного тока;
независимые (ни от каких параметров электрической цепи), которые служат для дистанционного отключения автоматов;
тепловые, применяемые для защиты от перегрузок (по типу тепловых реле пускателей);
комбинированные, включающие электромагнитные и тепловые расцепители одновременно.
Автоматические выключатели снабжаются механизмом свободного расцепления (МСР), который позволяет обеспечить отключение автомата в процессе включения или после него.
На рис. схематично представлена конструкция автоматического выключателя, имеющего дугогасительные 1 и главные 2 контакты. Главные контакты, выполняемые из меди, имеют малое переходное сопротивление и могут длительного пропускать большой ток. Дугогасительные контакты, выполняемые из металлокерамики, включаются параллельно главным.
Включение автомата осуществляется вручную при повороте рукоятки 7 по часовой стрелке вокруг оси 03 или дистанционно электромагнитным приводом 8. При этом рычаги 5 механи: ма свободного расцепления перемещают вправо контактный рычаг 3, преодолевая усилие отключающей пружины 4. Пр: повороте рычага 3 вокруг оси О, замыкаются дугогасительные контакты 7, сжимая свою амортизационную пружину, затем — главные 2: Включенный автомат становится на защелку при перемещении шарнирного со единения Ог вниз.

Принципиальная конструкция автоматического выключателя
Отключение автомата осуществляется вручную путем поворота рукоятки против часовой стрелки или автоматически и дистанционно при протек нии тока по обмотке отключа щего электромагнита расцепителя 6. Его сердечник перемещает шарнир Ог вверх и жесткая система рычагов 5 «ломается» по шарниру. Отключающая пружина 4 отключает выключатель. Возникающая между контактами 1 дуга гасится в дугогасительной камере путем деления на ряд дуг металлическими пластинами 9.
Резьбовой автомат с комбинированным рацепителем показан на рис. 2. Включение автомата вручную осуществляется нажатием кнопки 1, отключение — кнопки 2. При включенном автомате ток протекает от центрального контакта 10 через неподвижные контакты 6 и 11, соединенные контактным мостиком 5, биметаллическую пластину 13, гибкую связь 14, обмотку электромагнитного рацепителя 15 к резьбовой гильзе 7.
При коротком замыкании сердечник 16 электромагнита втягивается вниз, рычаг защелки 3 поворачивается вокруг оси О, освобождая рычаг 4. Подвижная система выключателя под действием сжатой пружины 9 перемещается вверх, толкатель 8 размыкает контакты.
При длительной перегрузке биметаллическая пластина 12 нагревается и изгибается, штифт защелки 13 перемещается влево, освобождая рычаг 4, автомат отключается.
Внешний вид автоматического выключателя показан на рис. 2, а. Он собран в пластмассовом корпусе, имеет металлический цоколь с резьбой, при помощи которой ввертывается в резьбовую гильзу основания пробочного предохранителя.
Рис. 2. Резьбовой автоматический выключатель: а — внешний вид; б — принцип устройства
Широкое распространение получили автоматические выключатели, у которых ручное управление осуществляется с помощью Рукоятки 8 (рис. 3), Выключатель состоит из электромагнитного расцепителя максимального тока 1, корпуса 2, контактов 3, выводных зажимов 4, дугогасительной камеры 5, механизма свободного расцепления, крышки 7, регулятора теплового реле 9. Рукоятка управления 8 является одновременно указателем положения выключателя: верхнее положение — выключатель включен, нижнее — отключен.
Рис. 3. Автоматический выключатель с рукояткой управления
Таким образом, автоматические выключатели являются как коммутационными так и защитными аппаратами низковольтных электрических цепей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *