Виды и принцип работы электрических автоматов

Для чего нужен автоматический выключатель?

Автоматические выключатели защищают линии электросети (попросту — провода) от перегрузок, вызванных подключением к ним большого числа нагрузок (например, бытовых приборов). Эти перегрузки значительно сокращают срок службы линий, способны вывести линии из строя и могут послужить причиной пожара.

Широко распространено заблуждение о том, что автоматический выключатель служит для защиты бытовых приборов от перегрузок сети (причем, очень часто не уточняется, от каких именно перегрузок). Это неверное представление порождает массу ошибок при выборе номинала автоматического выключателя.

Зачастую, при замене или установке автоматического выключателя его номинал выбирается наобум из принципа “помощнее и подешевле”.

На самом деле автоматический выключатель защищает не приборы, а линии электросети от перегрузок по току, поэтому расчет автомата, защищающего линию, должен вестись исходя из параметров линии (то есть, первоначально, из характеристик кабеля).

К примеру, можно привести случай, когда на линию, выполненную из старого алюминиевого кабеля сечением в 1,5мм. ставился автомат номиналом в 40А. Тепловые перегрузки на этой линии привели к тому, что срок службы данного кабеля вместо 20 лет сократился до 2-х месяцев, после чего потребовалась полная замена кабеля. Совершенно понятно, что замена кабеля удовольствие несоизмеримо более дорогое, чем правильный выбор автомат. защиты.

2) Автоматические выключатели. Предназначение

Автоматические выключатели обычно называют просто “автоматы”. Они предназначены для защиты электрических сетей от перегрузки и коротких замыканий.

В прошлом функции автоматов выполняли пробки, в которые вставлялись предохранители. Основное преимущество автоматов в том, что для их повторного включения достаточно поднять рычажок, т.е.

не нужно менять предохранитель, как в пробках.

Основные характеристики автоматов – номинальный ток и класс срабатывания.

Обе эти характеристики всегда указываются на корпусе автомата, например: C16, B6, D32.

Номинальный ток характеризует значение силы тока, который автомат способен пропустить (измеряется в амперах).При превышении этой величины, автомат срабатывает и размыкает цепь. Автоматы выпускаются со следующими стандартными значениями номинального тока: 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Класс срабатывания характеризует кратковременное значение тока, при котором автомат НЕ сработает. Существуют классы срабатывания «B», «C» и «D». Автоматы класса «B» применяются в сетях без больших скачков напряжения (в диапазоне от 3 до 5 значений номинального тока). Автоматы класса «C» чаще всего применяются в квартирах, офисах и коттеджах. Они рассчитаны на токи в 5-10 раз превышающие значение номинального тока.Тип «D» используют в сетях, где допускается токи от 10 до 50 значений номинального тока.

В домашних условиях обычно используют офнофазные (однополюсные) автоматы. Они служат для размыкания фазного проводника. Реже используют двухфазные (двухполюсные) автоматы и автоматы типа «фаза + нейтраль». Они одновременно размыкают фазный (L) и нулевой (N) провода.

Трехфазные (трехполюсные) и четырехфазные (четырехполюсные) используются, как правило, в промышленных установках с напряжением 380 Вольт.

Как правило, количество модулей, занимаемых автоматом на din-рейке соответствует количеству фаз.

3) Как выбрать автоматический выключатель?

В домашних условиях рекомендуется ставить входной автомат и отдельный автомат на каждую линию (например, на кухню, на санузлы, комнаты и т.д.). Как уже было написано выше, для дома рекомендуется использовать автоматы с классом срабатывания «С».

При выборе номинального тока следует учитывать качество проводки и суммарную мощность электроприборов, которые планируется подключать. При этом номинальный ток автомата обязательно должен быть меньше максимального тока, который может выдержать провод. Так, например для медного провода сечением 2,5кв. мм рекомендуется подключать автомат не более 20А, а для 4кв. мм – 32А.

4) Опасные ошибки

Более 20 лет назад часто использовалась алюминиевая проводка с сечением 1,5 кв.мм. Для такой проводки нужны автоматы не более 6А.

Сегодня, когда мы используем стиральные и посудомоечные машины наравне с электрочайниками такие автоматы могут часто срабатывать. Серьезной ошибкой в этом случае является использование автоматов с более высоким номинальным током (например, 16А), поскольку они не будут выключаться и может показаться, что проблема решена.

Но на самом деле при использовании такого автомата с такой проводкой резко возрастает опасность короткого пожара из-за слишком высокой нагрузки на проводку. Большая доля бытовых пожаров происходит по причине неправильного использования автоматических выключателей.

Нужно помнить, что автомат не защищает человека от поражения электрическим током.

Главная задача автомата – защита электросети от перегрузок. Если человек касается оголенного провода, таких перегрузок просто не возникает, хотя человеку может быть причинен вред. Для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям служат устройства защитного отключения (УЗО).

ГРУППА КОМПАНИЙ ПЭК предлагает широкий ассортимент низковольтной аппаратуры, в том числе:

По всем вопросам обращайтесь в офис нашей компании по тел.: +7 (473) 300-30-56

Источник: http://www.1-etk.ru/catalog/171/206

Виды и принцип работы электрических автоматов

Автоматы электрические выполняют функцию защиты проводки от перегрузок, замыканий, аварий, которые могут возникнуть при скачках напряжения.

Чтобы не случилась чрезвычайная ситуация, необходимо в квартирах, частных домах, гаражах, дачах и хозяйственных постройках устанавливать электрические автоматические выключатели. Когда случаются перегрузки или скачки, то прибор реагирует и работает неодинаково.

В той или иной ситуации происходит срабатывание отдельных частей устройства, в то время как другие части продолжают работать, обеспечивая безопасность жилища.

Принцип работы защитного автомата

Выключатель имеет компактные, небольшие размеры, устройство помещено в пластмассу из термостойких материалов. На одной стороне —лицевой — установлена рукоятка, позволяющая включать и выключать прибор, на другой — сзади — фиксатор-защелка, который крепится на специальную DIN-рейку. Снизу и сверху расположены винтовые клеммы.

Принцип работы выключателей зависит от состояния сети и протекания тока по проводке. Когда прибор электрического выключателя находится в нормальном режиме, то через автомат проходит ток, показатели которого могут быть равны или меньше установленного номинального значения.

Напряжение от внешней сети идет на верхнюю клемму с неподвижным контактом. Отсюда ток поступает на замкнутый подвижный контакт, а далее переходит на катушку соленоида, которая является гибким медным проводником. Уже отсюда ток идет на тепловой расцепитель, с которого поступает на нижнюю клемму.

Именно она подключена к сети.

Таблица номиналов автоматов по току

Штатный ток, который проходит по проводке, может быть больше или меньше установленных значений. На их основании составлена классификация времятоковых характеристик для расцепителей в устройствах. Каждый вид в государственном стандарте отмечен латинской буквой, а допустимое превышение следует искать по формуле коэффициента — k=I/In.

В таблице 1 указаны нормы каждого типа времятоковых показателей.

Таблица 1

Тип время тока	Значение
А	Допустимое троекратное превышение, которое является максимальным
В	От 3 до 5
С	Превышение больше штатного возможно в 5-10 раз
D	Превышение возможно в 10-20 раз
К	От 8 до 14
Z	Превышение разрешено в пределах 2-4 раз больше нормы

В таблице 2 приведены времятоковые характеристики приборов автоматического выключения тока.

Таблица 2

Тип	Характеристика	Виды цепей
А	Защита на отрезке АВ активируется, когда коэффициент будет равен 1,3. Отключение тока происходит в течение 60 мин. Если ток будет и дальше увеличиваться, то время отключения сокращается ровно в два раза. Электромагнитная защита со скоростью 0,05 сек. сработает, если номинал превысит в 2 раза.	Не подвержены кратковременным перегрузкам, применяются в промышленных масштабах, а не быту.
В	Штатный номинал может быть превышен в 3-5 раз. Активация соленоида происходит, если перегрузка возрастет в 5 раз. Тогда обесточивание произойдет в течение 0,015 сек. Термоэлемент отключится в течение 4 сек. уже при троекратном превышении.	Характерны для цепей без высоких пусковых токов.
С	Перегрузка происходит чаще, чем при других видах, допустимые показатели выше нормы — в 5 раз. Как только произойдет превышение штатного режима, автоматически отключиться термоэлемент.	В бытовых сетях, где часто присутствует нагрузка разного типа.
D	Превышение штатной нормы происходит в 10 раз, после чего отключается термоэлемент, и в 20 раз — для соленоида.	Используется для того, чтобы защитить пусковые устройства, по которым проходит высокий ток.
К	Отключение соленоида произойдет, если ток превысит показатели в 8 раз.	Такие приборы надо ставить на цепи, имеющие индуктивную нагрузку.
Z	Характерно небольшое превышение — от 2 до 4 раз.	Используется, чтобы подключать электронные приборы.
MA	Термоэлемент не применяется, чтобы отключить нагрузку.	Устанавливается на устройствах с электрическими двигателями.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Одним из главных показателей, по которому осуществляется выбор автоматического выключателя, является мощность нагрузки. Это позволяет рассчитать нужное значение тока для устройства, его защиты от перепадов напряжения.

Расчет проводится по номинальному току, поэтому рекомендуется выбирать по мощности отдельных участков. Во внимание стоит принимать меньшие или номинальные показатели расчетных токов.

Допустимый ток электропроводки будет больше, чем номинальная мощность выключателя.

Необходимо учитывать и такой показатель, как времятоковая характеристика устройства. Основным параметром для определения номинального показателя мощности является сечение провода.

Допустимое значение тока, которое указывается на автоматическом выключателе, должно быть немного меньше, чем максимальный ток для сечения провода.

Выбирают устройство по наименьшему сечению провода, который проложен в проводке.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке

Если автомат не будет соответствовать сетевой мощности и нагрузке, тогда он не будет защищать проводку от того, что сила тока и напряжение резко возрастет или упадет.

Сечение кабеля для сетевой нагрузки должно точно соответствовать мощности аппарата. Если мощность по разным участкам будет по сумме больше, чем номинальная величина, то станет увеличиваться температура.

Из-за этого может произойти плавление изоляционного слоя кабеля. В результате чего начнется возгорание электрической проводки.

Также, если сечение кабеля не будет отвечать нагрузке, то будут наблюдаться следующие явления:

Задымление.
Запах горелой изоляции.
Возникает пламя.
Выключатель не будет отключаться от сети, поскольку номинальные показатели тока по проводке не будут превышать допустимые нормы.

Процесс плавления изоляционного слоя через время спровоцирует короткое замыкание. Далее произойдет отключение автоматического выключателя, огонь способен в это время охватить весь дом.

Защита слабого звена электроцепи

Правила устройства электроустановок гласят, что выключатель для электрической сети обязан максимально защитить самый слабый участок или же содержать такой номинал тока, который будет полностью соответствовать параметру установок, которые включены в сеть. Чтобы подключить провода к сети, необходимо, чтобы их поперечные сечения имели суммарную мощность всех подключенных аппаратов.

Соблюдение подобных правил способно защитить квартиру или дом от возникновения аварии из-за слабого участка электропроводки. Игнорировать описанные требования нельзя, поскольку владелец жилья способен потерять не только прибор автоматического выключения тока, но и квартиру.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Данный параметр можно рассчитать по следующей формуле: I=P/U, где:

I — показатель/величина номинального тока.
Р — суммарная мощность всех установок, которые включены в цепь. В расчет берутся лампочки и другие устройства, потребляющие электричество.
U — напряжение тока в сети.

Для расчета номинала можно использовать таблицу 3:

Вид подключения	Однофазное в киловаттах	Трехфазное (треугольник) в киловаттах	Трехфазное (звезда) в киловаттах
U, BАвтоматическое,в амперах	220	380	220
1 Ампер	0,2	1,1	0,7
2	0,4	2,3	1,3
3	0,7	3,4	2
6	1,3	6,8	4
10	2,2	11,4	6,6
16	3,5	18,2	10,6
20	4,4	22,8	13,2
25	5,5	28,5	16,5
32	7,0	36,5	21,1
40	8,8	45,6	26,4
50	11	57	33
63	13,9	71,8	41,6

Используя таблицу 3, можно легко рассчитать, сколько киловатт нагрузки способен выдержать конкретный вид номинального тока. Выбирать надо четко по указанным значениям, чтобы напряжение и вид подключения точно совпадали и соответствовали друг другу. Это поможет избежать превышения нагрузки и возможных аварий.

Недопустимые ошибки при покупке

Покупка автоматического выключателя не проводится каждый день. Поэтому к выбору устройства надо отнестись внимательно, чтобы не устроить дома пожар, замыкание проводки. Во время покупки нельзя допускать следующие виды ошибок:

Правильно выбрать автомат по мощности электрической проводки в многоквартирном или частном доме. Многие потребители делают совсем все наоборот — ориентируются на мощность эксплуатируемых электроприборов. Это неправильно, поскольку электропроводка может не выдержать, начать плавиться.
Расчет номинала АВ по номинальному току надо делать по средним показателям. Так проводка точно выдержит нагрузку тока.
Для дачи или гаража номинал АВ должен быть мощнее, поскольку используемая техника в таких местах имеют большую мощность, чем в квартире.
Устройства надо покупать только у проверенных производителей, чтобы все технические характеристики были точными и качественными, не угрожали безопасности жилья и жильцов.
Приобретать автоматические выключатели надо только в специализированных магазинах, не пользоваться услугами посредников. Это исключает риск приобретения подделок и некачественной продукции.

Покупка автоматов электрических — не очень сложная задача. Следует придерживаться вышеперечисленных рекомендаций, чтобы избежать ошибок в выборе такого устройства для дома. Рекомендуется приобретать автоматический выключатель с человеком, который разбирается в электричестве, специальной технике, видах сечения, мощности устройства, напряжениях тока в сети и фазах.

‹ Виды и применение утеплителя для пола по бетону
Виды и размеры ДСП ›

Источник: https://decor.newstroypro.ru/article/vidy-i-princip-raboty-elektricheskih-avtomatov

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель (его еще иногда называют “автомат защиты”) предназначен для отключения, оборудованной им, электрической цепи при коротком замыкании или превышении тока более определенной величины.

Работа автоматического выключателя может быть основана на тепловом или электромагнитном принципах. Стоит отметить, что большинство современных выключателей одновременно используют оба эти принципа. Как это работает поясняет рисунок 1.

Ток, протекающий между точками подключения автомата (А-В), проходит через катушку электромагнита L и биметаллическую пластину 2.

При превышении предельно допустимого значения тока происходит нагрев биметаллической пластины (тепловой принцип), она деформируется, приводя в действие расцепитель S – устройство, размыкающее электрическую цепь.

Однако, здесь имеет место достаточно высокая инерционность, определяющая большое время срабатывания теплового расцепителя.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при значительном превышении тока через катушку L, что вызывает перемещение сердечника 1, который также воздействует на контакт S, вызывая срабатывание выключателя, причем происходит это очень быстро.

Таким образом, комбинация перечисленных принципов работы автоматического выключателя позволяет отслеживать достаточно длительные, но не мгновенные превышения тока (тепловой) и резкое значительное возрастание тока, например, при коротком замыкании (электромагнитный).

Выбор автоматического выключателя

Перед тем как выбрать автоматический выключатель стоит ознакомиться с его основными техническими характеристиками. Предлагаю сделать это на конкретном примере (рисунок 2).

Если посмотреть на выключатель, то на его корпусе можно увидеть ряд маркировок.

Торговая марка (производитель), ниже каталожный или серийный номер.
Производитель нам может быть интересен с точки зрения репутации, соответственно качества.

Серийный номер указывает на ряд таких технических характеристик выключателя как количество рабочих циклов, класс защиты, устойчивость к вибрационным нагрузкам и пр., то есть достаточно специфическая справочная информация.

Однако, он характеризует еще отключающую способность выключателя, которую по-хорошему учесть следует.
Находящийся вверху буквенно цифровой индекс определяет номинальный ток (In) – здесь 10 Ампер и тип (класс), определяющий ток мгновенного расцепления (выключения) (Ic):
- B (Ic=свыше 3*In до 5*In) – применяется при достаточно длинных силовых линиях, собственное сопротивление которых может существенно ограничить ток короткого замыкания,
- C (Ic=свыше 5*In до 10*In) – наиболее распространенный тип, подходит для бытовых линий с низкой индуктивной нагрузкой,
- D (Ic=свыше 10*In до 20*In) – рекомендован для защиты цепей питания мощных электродвигателей, других устройств, имеющих большие значения пусковых токов (индуктивная нагрузка).
Под ним указаны пределы рабочих напряжений, их тип – переменное (~) или постоянное (-).

Это схема выключателя, она похожа на ту, что я приводил выше. На ней видно, что данный выключатель имеет электромагнитный (а) и тепловой (в) автоматические расцепители.

Таким образом, выбор автоматического выключателя следует производить с учетом токовой нагрузки, которая определяется мощностью потребителей электроэнергии (про это можно посмотреть здесь) и описанных выше условий его эксплуатации.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник: https://eltechbook.ru/princip_raboty_avtomat.html

Что такое электрический автомат?

На уровне ремонта нам приходится сталкиваться с проводкой в квартире, в этом вам поможет наша рубрика «ЭЛЕКТРИКА». Зачастую обычный рядовой житель не знаете технических терминов в электрике, или что и для чего служит. Зачастую такая непонятная вещь это электрический автомат, для чего он вообще нужен и что это такое? Об этом сегодня я вам расскажу …

ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ

История появлений этих устройств достаточно длинная, примитивные автоматы или пробки появились тогда когда создали первые электрические магистрали. Служили они только одной цели …

Электрический автомат (устаревшее строение «пробка») – устройство которое предназначено для защиты линии от всевозможных перегрузок и коротких замыканий. Также сейчас появляются варианты, которые имеют и тепловую защиту – то есть при нагревании линии (что говорит о высокой нагрузки), срабатывает тепловое реле которое размыкает цепь.

Нужно отметить, что основная функция это защита электрических линий от перегрузок – простыми словами, чтобы ваша линия не сгорела при замыкании, или же при очень высокой нагрузки.

Если вы подключите в провод малым сечением мощный потребитель, такой как варочная поверхность, то провод без автомата просто расплавится и сгорит, тем самым спровоцировав пожар! Автомат при увеличенной нагрузки просто отключит цепь, тем самым сохранит и устройство и проводку – он как бы покажет, что устройство не рассчитано для такой линии, нужно переделывать.

Немного про историю развития

Пробка

В прошлом веке примерно до 80 годов, в электрических цепях применялись так называемые «пробки», это было единственное защитное средство от перегрузок. Принцип такого устройства очень прост – это одноразовый предохранитель, который при замыкании перегорал, и его нужно было менять.

Однако советские граждане были изобретательны, и вставляли между контактами сгоревшей пробки проводки иногда слишком большого сечения. Такое приспособление могло держать уже большую нагрузку, а поэтому зачастую провоцировали пожары. Устройство было если мягко сказать не идеальным.

Автомат на базе пробки

Далее появляется уже так называемая многоразовая пробка, здесь уже были применены автоматические отключения при замыкании. Устанавливалась она в стандартное гнездо, где до этого была обычная одноразовая модель.

Поэтому в считанные года, популярность была обеспечена. Строения также простое — внизу винтовая часть, сверху пластиковая (сделанная зачастую из текстолита) в которой были две кнопки одна большая красного цвета для выключения, малая белая для включения.

Выдерживали напряжение в 10 или 16 Ампер.

Современные модели автоматов

Сейчас уже нет старого винтового крепления. Корпус делается плоским (так он занимает меньше места), сзади есть специальные разъемы для крепления на рейки в распределительном шкафу. Нужно отметить, что крепление намного облегчилось. Такие устройства делятся по типам: — одно и двухполюсные.

Различие кроется только в том — что однополюсной вариант рассчитан на разрыв «фазной» линии. А вот двухполюсной — разрывает сразу и фазу и ноль.

Однако как говорят электрики в квартирах лучше использовать первый вариант (который размыкает фазу), а ноль вывести в объединенную линию, потому как двухполюсной вариант при неисправности может разомкнуть ноль, а вот фаза останется работать, что очень опасно для человека.

Принцип работы также прост – при замыкании автомат автоматически размыкает цепь, при этом выключается клавиша на корпусе (обычно опускается вниз), а в специальном окошечке выводится зеленый квадратик, что говорит о безопасности (аналогично, когда устройство включено выводится красный квадратик — опасность).

Нужно отметить, что сейчас современные конструкции различаются не только по мощности, но и по скорости выключения.

Для квартир мощность может быть: — 5, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 Ампера.

По скорости отключения различаются: — A, B, C, D, E.

Нужно отметить что класс «A» – самые быстрые по срабатыванию, а вот класс «E» — самые медленные.

Для квартир или домов обычно берут класса «B» или «C» они самые распространенные.

Устройство

Хочется представить схему устройства для понимания работы, перед этим корпус пришлось разобрать.

1) Верхний контакт

2) Нижний контакт

3) Тепловой разделитель (обычно сейчас делают из биметалла)

4) Дугогасительная камера

5) Электромагнитный разъединитель

6) Механизм взвода

7) Накладка из специальной газогенерериющей пластмассы

Подвижный контакт

9) Неподвижный контакт

10) Ручка включения – отключения

По производителям

Конечно самые дорогие модели это сделанные в Европе, например в Германии или Италии, таких фирм как – ABB, Legrand. Не отстают от них наши Российские, таких фирм как – ДЭК. Из Китайских производителей стоит выделить – IEK, TDM.

Однако хочется заметить, что выбирать все же нужно качественные модели иначе возможно не срабатывание автоматов, что может привести к пожару или удару электрическим током. Небольшое видео с рекомендациями по выбору.

НА этом заканчиваю, думаю теперь вам стало понятно что это такое, читайте наш строительный блог.

Источник: http://remo-blog.ru/e-lektrika/chto-takoe-e-lektricheskij-avtomat.html

Автоматические выключатели – характеристики, принцип действия

Парадоксально, но факт – после того, как в электронных (электрических) устройствах перестали использовать «плавкие предохранители», которые сгорали при любых нештатных изменениях параметров сети, количество «сгоревших» электроприборов значительно выросло, несмотря на то, что «защитные автоматы» куда чувствительнее, реагируют быстрее и способны предотвратить даже короткое замыкание.

Спросите в чём подвох? Ответ прост. Удобство – это принцип действия автоматического выключателя, позволяющий его включить снова. Мало кто рискнёт просто заменить плавкий предохранитель, не понимая причины выхода из строя прибора. Ведь придётся искать ещё один, если что-то пошло не так.

Поэтому когда сгорал предохранитель, владелец, прежде всего, пытался найти причину «сгорания», а не запасной предохранитель, или пробки. Автоматические системы защиты устранили поиск «запасной детали», одновременно позволив владельцу многократными включениями «выбитого автомата» добить неработающий прибор, а то и всю электросеть. Отсюда такая статистика.

Давайте выясним, что такое автоматический выключатель, «с чем его едят», а заодно, как с ним правильно обращаться.

Содержание

Основные принципы работы автоматов защитного отключения цепей

Начнём с электрической сети, которую защищает автоматический выключатель, характеристики которого напрямую зависят от параметров защищаемого участка сети.

Задача автомата – контролировать параметры тока в этой цепи, не допуская перегрузок, немедленно отключить участок при возникновении перегрева проводов, или коротком замыкании, а также, если сила тока превысит допустимые пороговые значения.

Таким образом, между точкой, в которой подключён к энергосистеме Ваш объект, и прибором, который потребляет энергию, есть два главных элемента. Первый – автоматический выключатель, характеристики которого связаны со вторым – кабелем (проводами), точнее с количеством жил и сечением этого кабеля. Приведём 2 простых примера:

В прихожей несколько лампочек, общей мощностью 400 ватт и участок тёплого пола, мощностью 1500 ватт. Сеть 220 вольт, а значит (Ватт = Вольт х Ампер), 1400 Ватт делить на 220 вольт равно 8,4 Ампера. То есть для защиты этого участка, достаточно автомата с силой тока 8,4 Ампера, а мы поставили 10 А.
В кухне 10 приборов мощностью 1200 ватт, а всего 12000 Ватт. Следовательно, для этого участка: 12000 делим на 220- нужно 54 Ампера, но мы ограничились стандартным автоматом в 25 Ампер.

Для понимания принципа действия автоматических выключателей этих примеров достаточно.

В прихожей автомат отключится, скорее всего, только тогда, когда произойдёт короткое замыкание в цепи. Вероятность отключения из-за перегрузки, перегрева этого участка сети ничтожна (при неизменности параметров тока, приходящего снаружи). Особых требований к сечению проводов на этом участке также нет. Внимание! В этой прихожей, приведенной как пример, нет розеток для подключения других приборов!
Но в кухне, включение одного за другим приборов приведёт к следующей ситуации:Каждый включённый прибор (+1200 ватт) будет увеличивать нагрузку, а значит силу тока в этой цепи. Включённый 5-й прибор поднимет силу тока до: 5*1200/220=27,3 А.

Автомат же «знает», что сила тока на данном участке не может превышать 25 Ампер. Поэтому включение 5-го прибора приведёт к отключению кухни от сети. (Уточним, в том случае, если характеристика автомата 1 к 1, о чём ниже).

Совет. В случае срабатывания автомата защиты, обдумайте последнее действие (включение утюга, например), отключите приборы в обесточенной зоне (желательно – вынув вилки из розеток), и только убедившись, что всё выключено, подождав минут десять (чтобы остыли перегретые элементы предохранителя) попробуйте его включить снова.

Итак, автомат, обнаружив превышение параметра силы тока, обесточил участок сети. Что происходит в случае, если на кухне произошло короткое замыкание? Замыкание приводит к резкому возрастанию нагрузки, и мгновенному повышению силы тока.

В этом случае провода становятся нагревательными элементами, разогреваясь до высоких температур. Разогрев происходит одновременно во всей цепи, по которой проходит ток. При этом сила тока может мгновенно повышаться до очень больших значений.

Это может привести к обгоранию контактов и к неизбежному пожару, если время срабатывания автоматического выключателя выбрано неверно.

Обдумав вышесказанное, Вы без труда поймёте остальные характеристики автоматов, как их «прочитать», а также базовые принципы действия автоматических выключателей, в том числе и для промышленного применения.

Устройство, маркировка и технические характеристики автоматов

Из функций, которые выполняет защитный автомат, вытекает его устройство. Это выключатель, который обеспечивает размыкание электрической цепи от превышения силы тока, или от нагрева. То есть в автомате два контура, нацеленные на гарантированное размыкание цепи.

При нагреве биметаллическая пластина изменяет объём, за счет чего и обеспечивает физическое разъединение контактов (тепловой расцепитель). Электромагнитный расцепитель, при недопустимых изменениях параметров тока, создаёт поля внутри катушки, где расположен перемещающийся толкатель, также размыкающий цепь.

Возникающую при включении – выключении электрическую дугу на контактах гасит дугогасительная камера. Имеются иные конструктивные особенности для разных видов автоматов, но эти основные.

Классификация автоматов

По количеству полюсов: однополюсные и двухполюсные выключатели с 1-м или 2-мя защищенными полюсами, трехполюсные выключатели с 3-мя защищенными полюсами, четырехполюсные выключатели с 3-мя или 4-мя защищенными полюсами.
По своей защите от внешнего воздействия: закрытого или открытого исполнения.
По способу своего монтажа: настенный тип, утопленный тип, установка в распределительных шкафах (включая установку на дин-рейки), комбинированные.
По способу своего присоединения: имеющие или не имеющие механическое крепление.
По току мгновенного расцепления, обозначаемому типами В, С, D.

Маркировка автоматов отражает особенности конкретного прибора, жёстко стандартизована, на предложенном фото это хорошо видно:

Технические характеристики (отражённые в маркировке) соответствуют следующим значениям:

Номинальный ток (А), значение (указанное в маркировке), в диапазоне: 6,3, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100, 160 А – для бытового использования, 1000, 2600 А – для промышленного.
Рабочее напряжение, 220 В (220, 230, 250), или 380В (380,400).
Частота в герцах 50, или 60.
Характеристики кривых отключения в зависимости от нагрузки цепи: B – сети с малыми токами КЗ (нагревательные приборы),C – сети больших токов (самые распространённые), D – для сетей с высокими токами пуска (станки, электродвигатели, СА, и т.п.).

Другие классы, это: A – сети с большими суммарными сопротивлениями и потерями, Z – сети с чувствительными электронными устройствами и слаботочного оборудования, K – специфическое применение для сетей с высокими токами пуска. Каждый класс отражает правильность защиты цепи, без лишних срабатываний и ложных отключений.

Если в квартире с автоматом С включить мощный электродвигатель или сварочный аппарат, автомат, почти наверняка, отключит цепь. Дело в том, что пусковые токи мощных электроприборов могут в разы превышать номинальные значения.

Именно поэтому автомат D «понимая», что включается станок, не отключит питания немного дольше, чем автомат С, дав выйти станку на расчётный номинальный режим работы, после чего токи в сети вернутся к правильным значениям.
Предельный ток короткого замыкания (ПКС) задаёт силу тока, при котором автомат произведёт отключение, не выйдя из строя.

Например, стандартный бытовой автоматический трёхполюсный выключатель имеет ПКС 4000, а вот автоматические выключатели российского производства, даже применяемые в быту, имеют ПКС 6000, или выше, несмотря на то, что это сфера промышленного применения. Чем выше значение ПКС, тем больше гарантий, что автомат отключится даже при самой тяжелой аварии в сети.
Токо-временная характеристика, отражающая время отключения в зависимости от силы тока. Чем меньше время, тем надёжней защищена сеть и тем дороже автомат. Эта характеристика является комбинированной (в одной зоне срабатывает тепловой, в другой электромагнитный расцепители).

Подробно о ней можно прочитать в справочниках, для потребителя важно понимать, что автоматы бывают «медленными», «среднескоростными» и «быстродействующими». Кроме времени, эта же характеристика отражает предельное превышение силы тока (от 1-го до 14-ти единиц от номинального значения) для срабатывания защиты.

На этом графике видно, как меняется время срабатывания автоматического выключателяот повышения силы тока:
Монтажно-физические характеристики, как и класс защиты от внешней среды отражены в паспортах изделий, впрочем, они видны «невооружённым» взглядом.

Как применить на практике знание характеристик для правильного подбора автомата?

Любой автоматический выключатель, характеристики которого нам примерно понятны, должен соответствовать, прежде всего, главному назначению – защите участка сети. Одновременно он должен обеспечить отсутствие необоснованных отключений с одной стороны, и не допустить «пробоя защиты» внутрь участка сети, что может привести к выходу из строя электроприбора (приборов).

Начинаем с оценки своей электросети – примерная длина проводов, количество и сечение жил, наличие заземляющего контура, качество изоляции, а также количество используемых электроприборов (частота и мощность).

Чем длиннее кабели, тем больше их собственное сопротивление, но для стандартной квартиры, в которой использованы жилы сечения от 1,5 мм. хорошо подходят наиболее распространённые автоматы класса С 220В.

Количество полюсов нам даст щиток, монтажные особенности и особенности нашей сети.

Желательно проконсультироваться с теми, кто будет осуществлять монтаж! Силу тока в маркировке (например, С16), определяем от нагрузки включенных приборов, принимая пороговое значение как 2-х кратный номинал, для исключения ложных отключений.

Допустим, сила тока при одновременном включении всех приборов (расчет см. выше) составит 35 Ампер, учитывая, что такая ситуация нештатная, достаточно будет применить автомат С25. Автомат не отключится, но дополнительное «аварийное» увеличение нагрузки послужит той самой гарантией своевременного отключения.

Совет. Включение прибора всегда приводит к кратковременному повышению силы тока в сети, поэтому одновременное включение сразу нескольких приборов может повредить электропроводку и почти всегда приведёт к отключению питания автоматом. Включайте приборы по очереди, особенно использующие нагрев, или требующих больших мощностей!

Выбираем производителя

Определившись с напряжением, током и скоростью работы, что ограничено фактически ценой автоматов одного класса, выберем производителя.

Несмотря на расхожее мнение, автоматические выключатели российского производства – очень надёжные приборы, изготавливаются в строгом соответствии ГОСТАм (которые более требовательны, чем ТУ производителей) и стоят дешевле.

В любом случае, самое правильное, это подбор всего щитового оборудования (не только автоматов, но и реек, щитка и оснастки) от одного производителя, что не только облегчит монтаж (за счет полной совместимости), но и поможет сэкономить время, купив всё в одном месте.

После того как составлена спецификация на вводной участок (щиток, автоматы и т.д.), рекомендуем дать его на оценку специалистам.

Если эту работу Вы поручали специалистам, используя наши рекомендации, проверьте, насколько правилен выбор характеристик с Вашей точки зрения.

При возникновении вопросов, не успокаивайте себя «им лучше знать» – обязательно выясните, почему предложен именно этот вариант.

Защита человека – превыше всего!

В заключение, скажем о ещё одном устройстве, которое должно стать головным защитным прибором в Вашем щитке. В статье мы рассмотрели аспекты защиты сети и приборов, теперь поговорим, как защитить человека.

Для этого используется так называемый выключатель автоматический дифференциального тока, назначение которого кроме отслеживания токов, контролировать «утечки» и нештатные изменения в сети.

Проще говоря, данный тип автомата распознаёт, что в сети происходит несанкционированное изменений характеристик, попадающих в разряд «повреждение изоляции», «возможное прикосновение человека к проводам под напряжением» и т.д.

Такое обнаружение приводит к мгновенному обесточиванию участка сети. Иногда автоматические выключатели дифференциального тока называют УЗО (Устройство защитного отключения), МДЗ (Модуль дифференцированной защиты). Они могут быть использованы в комбинации с другими автоматами.

Главное отличие этого автомата в том, что он работает на защиту человека от поражения электрическим током. Наиболее актуальны такие устройства для подключения санузлов и ванн (желательно с максимальной чувствительностью) и кухонь.

Но сегодня многие предпочитают ставить такие выключатели на все участки сети в квартире.

Мы надеемся, что данная статья будет Вам полезна при выборе УЗО и ,как следствие, Ваша электросеть, электрические приборы будут надёжно защищены.

Источник: http://obelektrike.ru/posts/avtomaticheskie-vykljuchateli-harakteristiki/

Как устроен и работает автоматический выключатель в домашней проводке. Правила выбора

Внутри квартирной проводки наших родителей часто применялись пробки, тонкие проволочные вставки которых просто перегорали от проходящих через них повышенных токов.

На смену им постепенно пришли автоматические выключатели, обладающие бо́льшими техническими возможностями.

Во времена СССР их устанавливали в подъездных распределительных щитах для определенной группы потребителей.

Многие подобные конструкции отличаются высокой надежностью и продолжают безотказно эксплуатироваться уже несколько десятилетий.

Сейчас они претерпели небольшие конструктивные изменения, работают в каждом квартирном щитке, обладают разными функциями, предназначены для отключения конкретных нагрузок. В статье представлен обзор устройств существующих моделей и правила их подбора для индивидуальной проводки.

Назначение

Автоматические выключатели, используемые в быту, создаются для комплексного решения следующих задач:

надежного пропускания тока номинальной нагрузки при длительном режиме эксплуатации;
постоянного выдерживания потенциала напряжения бытовой сети без нарушения ее изоляции;
возможности ручного управления состоянием силового контакта;
автоматического выбора момента возникновения аварии в подключенной схеме;
способности защиты выявлять момент возникновения перегрузки и создавать выдержку необходимого времени безопасной работы, по происшествии которого снимается питание с подключенных потребителей;
автоматической ликвидации токов коротких замыканий с минимально возможным временем.

Бытовые автоматы создаются для работы в однофазной сети 220 или трехфазной 380 В. Среди них встречаются конструкции, предназначенные для эксплуатации в цепях:

постоянного тока;
переменных синусоидальных гармоник 50/60 Гц;
обоих видов напряжения.

Они могут быть выполнены в однолинейном или многофазном исполнении.

Автоматические выключатели в домашней электропроводке могут включаться только вручную нажатием на кнопку, а отключаются двумя способами:

действием человека;
работой встроенных защит.

Защиты автоматического выключателя

Сквозь конструкцию любой модели пропускается ток нагрузки. Его величина постоянно контролируется измерительными органами и анализируется логикой. Защита состоит их двух ступеней:

теплового расцепителя;
электромагнитной отсечки.

Каждая из них может работать самостоятельно вне зависимости от состояния другой.

Как работает тепловой расцепитель

Основной деталью является биметаллическая пластина, через которую постоянно протекает ток фазы, осуществляющий ее нагрев. Температура биметалла зависит от проходящей через него электроэнергии и длительности воздействия.

Биметаллическая пластина используется в качестве защелки отключающего механизма, а ее состояние зависит от стадии нагрева. При достижении критической величины создается изгиб, разрывающий силовой контакт выключателя для снятия питания с потребителей.

После такого отключения подать напряжение нажатием на кнопку включения не получится до тех пор, пока биметалл не остынет, вернувшись в исходное состояние.

Как работает электромагнит отключения

По обмотке катушки протекает ток нагрузки. Если его величина достигает ставки срабатывания, то подвижный якорь резким ударом притягивается к нижнему полюсу, одновременно разрывая силовой контакт выключателя.

Устройство автомата

Типовая конструкция одной из многочисленных моделей в разрезе представлена на рисунке.

На клемму верхнего зажимного устройства подключается приходящий проводник фазы, а к нижнему зажиму — отходящий.

Ток при включенном силовом контакте проходит сквозь гибкую верхнюю связь на биметаллическую пластину, управляющую механизмом расцепителя.

Далее он поступает через обмотку соленоида на неподвижный силовой контакт, к которому прижимается пружинами подвижный контакт, соединенный нижней гибкой связью с отходящим зажимом.

При разрыве силовой цепи под нагрузкой всегда создается дуга, величина которой зависит от мощности разрываемого потока электроэнергии. Ее потенциал при определенных ситуациях способен выжечь металл на подвижном и стационарном контактах.

Поэтому в конструкцию включено дугогасящее устройство, разделяющее дугу на маленькие потоки, сразу подвергаемые резкому охлаждению. Их путь показан на картинке черными завитушками.

Уставка срабатывания биметалла может регулироваться положением винта в механизме расцепителя, а срабатывание отсечки установлено на заводе.

Пластиковый язычок рукоятки через устройство складывающихся рычагов позволяет коммутировать положение силового контакта вручную.

Времятоковая характеристика защит автомата

Принцип работы защит выключателя в автоматическом режиме демонстрирует график с отображением отношения аварийных токов к номинальному значению I ном по оси абсцисс и продолжительностью отключения по ординатам.

Зона работы теплового расцепителя

При незначительном превышении нагрузки до 1,1 I ном (номинального тока) практически создается режим, когда отключение произойдет только через 10 тысяч секунд или порядка 2,5 часа. Это объясняется тем, что по истечении этого времени подобные токи способны разогреть электрические провода до критического состояния, когда начнутся необратимые процессы в слое изоляции.

До этого момента поддерживается баланс между подводом тепла от проходящей нагрузки по электропроводке и его отводом в окружающую среду.

Таким способом создается резерв нормальной работы потребителей при кратковременном превышении ими номинальной мощности или возникновении переходных процессов, связанных с запуском электродвигателей.

Когда значение перегрузки увеличивается, то время отключения тепловым расцепителем уменьшается, например, при пяти кратах I ном отключение биметаллом произойдет за промежуток от 0,01 до 1 секунды.

Зона работы электромагнита отключения

Если в предыдущей схеме работал принцип обеспечения резерва питания потребителей, то внутри рассматриваемой области он неприемлем. Эта зона предназначена для максимально быстрой ликвидации коротких замыканий, способных совершить аварии в сбалансированной энергосистеме, разрушить оборудование, создать пожар в доме.

Чем больше величина тока КЗ, тем быстрее должна отработать защита. При кратностях аварийных мощностей в 60÷80 раз разрыв цепи силового контакта должен производиться быстрее чем за 10 миллисекунд.

На приведенном графике видно, что у обеих зон имеется общая область, внутри которой защиты резервируют друг друга, а отключение выполняет более быстродействующая.

Технические характеристики автоматических выключателей для домашней проводки

Основными параметрами автоматов являются:

значение номинального тока;
величина напряжения сети;
вариант исполнения времятоковой характеристики;
количество полюсов;
возможности селективности;
предельная коммутационная способность контактов;
класс токоограничения;
конструкция корпуса и возможность крепления на Din-рейку.

Как подобрать автомат по номинальному току

При определении этого параметра самая важная задача состоит в том, чтобы удачно соблюсти баланс между:

работоспособностью защитных параметров автоматического выключателя;
суммарной мощностью одновременно подключенных в сеть электрических приборов;
техническими возможностями электропроводки.

Другим словами, провода с автоматом должны выдерживать токовую и тепловую нагрузки, создаваемые всеми работающим потребителями, а при ее превышении требуется отключение питания защитами.

Последовательность подбора автоматического выключателя по этим характеристикам представлена картинкой.

Для одновременного выбора автомата и проводки рекомендуется выполнить последовательность действий:

вычислить максимальный ток нагрузки всех одновременно работающих электроприемников;
подобрать по стандартному ряду токов номинал автомата;
выбрать марку электрических проводов по материалу меди или алюминия и размеру площади их поперечного сечения, не забывая о свойствах диэлектрического слоя.

Как подобрать автомат по времятоковой характеристике

По быстроте отключения токовой электромагнитной отсечки автоматические выключатели, используемые в бытовых целях, делятся на 3 класса. Для производственных целей создаются еще три дополнительных группы.

Класс В

Защиты созданы для зданий со старой алюминиевой проводкой, питающей лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, духовки. Кратность токов лежит в пределах 3÷5.

Класс С

Оптимальная работа оборудования современных квартир со стиральными и посудомоечными машинами, офисной техникой, морозильниками, осветительными приборами с большими пусковыми токами. Кратность 5÷10.

Класс D

Защита мощных двигателей насосов, компрессоров, подъемников, обрабатывающих станков.

Во всех этих классах работают электромагнитные расцепители, но они не всегда смогут выполнить необходимое быстродействие. Поэтому автоматы класса D нельзя подключать к потребителям, предназначенным для работы с защитами классов С и В.

Как подобрать автомат по селективности

При возникновении аварий защиты должны работать по определенной, заранее заданной иерархии в комплексе с другими устройствами. Для разъяснения этого принципа показана упрощенная картинка с автоматом АВ1 в квартирном щитке, АВ2 — подъездном, АВ3 — на щите питающей подстанции.

Если в приборе, подключенному к электрической розетке квартиры, пробилась изоляция, то могут сработать все эти защиты. Однако, правильной будет следующая последовательность:

первоначальное отключение АВ1;
когда оно не произошло, то срабатывание АВ2 со снятием питания со всего подъезда;
если отказал АВ3, то работают защиты, отключающие питание со всего дома.

Избирательность подобного срабатывания осуществляется за счет подбора токовых и временных параметров отключающих устройств.

Как подобрать автомат по предельной коммутационной способности

Под этой величиной понимается то значение максимальной нагрузки в амперах, которую способен надежно разрывать автоматический выключатель во время аварии. Если она будет превышена, то механизм просто выйдет из строя.

На ПКС влияют:

материал проводов;
удаление от питающего трансформатора.

Иногда этот параметр путают с коммутационной износоустойчивостью, указывающей на число гарантированных заводом срабатываний до начала износа механизмов.

Как подобрать автомат по классу токоограничения

Бытовые аппараты защиты отличаются быстродействием срабатывания, которое классифицируют длительностью снятия питания по отношению к половине периода гармоники синусоиды.

Его выражают цифрами «1», «2», «3» и записывают дробью, у которой в числителе 1.

Класс 2 отключает КЗ за ½ полупериода, а 3 — 1/3. Класс 3 работает не только быстрее, но и исключает возможность аварийным токам достижения своего максимума. За обеспечение этой характеристики он считается самым совершенным, оптимальным.

Как подобрать автомат по сопротивлению петли фаза-ноль

Это довольно сложный вопрос, которому не уделяет внимание даже часть электриков ЖКХ. Но если его не учитывать, то вся предыдущая работа по выбору автоматического выключателя может не оправдаться.

Автомат квартирного щитка отключает токи КЗ, возникающие в подключенной схеме. При этом на него приходит напряжение от питающего трансформатора по проводам, которые имеют определенное электрическое сопротивление и по знаменитому закону Георга Ома этим ограничивают величину тока в цепи.

Рассмотрим это положение на примере. Допустим, что прибором электротехнической лаборатории замерили в розетке сопротивление проводов фаза-ноль (от потребителя квартиры до питающего ТН) в 1,3 Ома. Напряжение сети равно 220 вольт.

Ток КЗ составит Iкз=220/1,3=169,2 А.

Создадим мысленно металлическое короткое замыкание в розетке и рассчитаем его ток по формулам ПУЭ для защиты автоматом класса D с номиналом 16 ампер.

I=1,1х16×20=352 А.

Здесь:

1,1 — запланированный запас;
16 — токовый номинал автомата;
20 — наибольший параметр кратности тока отсечки.

Два проведенных расчета показали, что в схеме может возникнуть ток только в 169,2 ампера. А для его отключения подобрали автомат, который будет работать при 352 амперах. Естественно, что он не подходит по этому параметру для рассматриваемой квартиры и не сможет отключать токи КЗ.

Как подобрать автомат по числу полюсов

Обычно защиту врезают в фазный провод квартиры за исключением вводных выключателей, которыми снимают и потенциал нуля. Это же правило действует и в трехфазных цепях, где применяют модели с тремя или четырьмя полюсами.

Вспомним, что защитный ноль нигде и никогда ни при каких обстоятельствах не должен разрываться.

Дополнительные характеристики автоматов

К ним относятся:

напряжение сети;
частота переменного тока;
степени защит корпуса (классы IP);
возможности работы в разных температурных условиях.

Выбор производителя

Когда приобретается много автоматов для установки в одном здании, то рекомендуется остановиться на единственном бренде. Но, придется учесть отведенные на покупку материальные затраты.

В остальных случаях допускается использовать надежные бюджетные модели.

Заключительные рекомендации

После приобретения автомата до его подключения в работу важно проверить основные электрические характеристики аппаратурой электротехнической лаборатории.

При этом создаются реальные условия аварии методами прогрузки от дополнительного источника напряжения и анализируется поведение защит, составляется протокол проверки с подписями ответственных работников, выдается заключение о пригодности.

Это позволит исключить последствия небрежной транспортировки, нарушения режима хранения на складах и заводской брак, что важно для обеспечения дальнейшей надежной работы защит.

Вводя в работу только что купленный и непроверенный автомат, вы не имеете никаких гарантий его надежности.