Какие автоматы для чего нужны

Разновидности электрических автоматических выключателей

Проводку и электрические приборы защищает автоматический выключатель. Это обязательный прибор, без установки которого пользование электричеством не допустимо согласно ПУЭ. Выключатели изготавливаются для подключения к однофазным (220 вольт) и трехфазным (380 вольт) сетям. Различают приборы, используемые для цепей постоянного либо переменного токов, или их комбинации. Рассмотрим, для чего применяются и какие бывают автоматы.

Назначение приборов

Основная функция, возлагаемая на автоматические выключатели, сводится к защите кабеля от коротких замыканий и его перегрузки. Кроме этого, в комплекс задач для устройства входит:

Важно правильно подбирать тип электрических автоматов с учетом технических характеристик сети, так как частое отключение электросети чревато губительными последствиями для подключенных приборов.

Для этого стоит понять, как работает автоматический выключатель. Прибор, рассчитанный на высокую мощность, не всегда уместен, так как опасная ситуация для бытового помещения может не распознаться. Сила тока, выходящая за пределы допустимой для кабеля нормы, чаще не определяется автоматическим выключателем как аварийное положение. Тогда короткое замыкание может вызываться расплавлением изоляции, но к этому времени есть риск возникновения возгорания. Устройство автоматического выключателя меньшей мощностью способно часто и регулярно останавливать подачу напряжения на потребителя. В результате автомат перестанет функционировать из-за выхода из строя контактов.

Разновидности по полюсам

Автоматы могут иметь от 1 до 4 полюсов, что определяется мощностью подключаемого электрооборудования и количеством фаз сети.

Классификация по числу полюсов автоматических выключателей:

Для четырехжильного кабеля устанавливаются только трех- и четырехполюсные автоматы выключения.

Классификация по времятоковому показателю

Количество ложных срабатываний автоматов при неравномерной нагрузке на сеть оптимизируется благодаря разной скорости реагирования на превышение номинального тока. Зависимость времени отключения сети от силы протекающего тока определяет следующие виды автоматических выключателей:

Это самые распространенные типы. Ряд производственных моделей дополнен еще тремя группами: L, K и Z.

Классификация по конструкции

Существует три вида автоматов защиты сети:

Разделение по номинальной отключающей возможности

По критериям, определяющим значение тока короткого замыкания, при котором выключатель сработает с последующим отключением поступающего потребителю напряжения, выделяют три разновидности:

Для бытового назначения чаще применяется 6000 А.

Типы расцепителей

В защиту включают электромагнитный и термический расцепитель. Работа каждого элемента автономна и не зависит от состояния друг друга.

Тепловой расцепитель представляет собой металлическую пластину, назначение которой — реагирование на нагрев. Для включения прибора пластина должна остыть до исходной допустимой температуры.

Принцип действия автоматического выключателя зависит от конкретной ситуации.

Рабочий режим

Электрические автоматы включаются поднятием рычага управления. Механизм взвода и расцепления переключается в активное состояние. Происходит коммутация силовых контактов: ток протекает между ними (от неподвижного к подвижному). После этого движение продолжается через гибкую связь на катушку электромагнитного расцепителя, после — по гибкой связи на тепловой расцепитель. На «питающую» электролинию ток выходит через нижнюю клемму.

Механизм действия при коротком замыкании (КЗ)

Своевременное отключение подачи нагрузки обеспечивается электромагнитным расцепителем. Принцип работы автоматического выключателя при КЗ сводится к следующей схеме: превышающее допустимую норму напряжение, протекая через электромагнитную катушку расцепителя, образует магнитное поле высокой мощности. В результате якорь с подвижным контактом опускается вниз, воздействуя на рычаг спускового механизма, после чего отключается нагрузка.

Таким образом, незамедлительно возникшее магнитное поле провоцирует реакцию на обесточивание сети до возникновения аварийной ситуации.

В ходе возникновения разряда, между контактами образуются продукты горения, а также повышается давление внутри корпуса автомата. Требуется устранение побочных реакций, для чего предусмотрены каналы в коробе автомата.

Перегрузка

Сеть защищается благодаря тепловому расцепителю — биметаллической пластине. При этом ток, поступая через нее, может превышать значение нормы, что ведет к ее перегреву и последующему изгибу. Достигая определенного угла изгиба, пластина воздействует на спусковое устройство, в ходе чего автомат отключается.

Разогрев биметалла требует времени. Продолжительность зависит от степени превышения значения воздействующего тока и может составлять несколько секунд или длиться до часа. Это свойство позволяет не отключать питание при непродолжительных или случайных превышениях тока в сети. Нижняя граница допустимого значения, при котором срабатывает терморасцепитель, устанавливается заводом-изготовителем. На корректную работу теплового элемента способна влиять температура воздуха окружающей среды. Указанные в маркировке технические параметры актуальны для температуры до 30 градусов. В прохладном помещении ток может достигать значения выше допустимого, в жарком — срабатывать при более низком значении.

Термический расцепитель более медлительный, чем магнитный, но имеет преимущество, так как работает более точно, а настроить его проще.

Маркировка

Все автоматические выключатели, независимо от производителя и их типа, маркируются по единой схеме, включающей основные параметры:

Сам рычаг содержит обозначение о состоянии: «откл», «вкл» или «1», «0». Тогда как отключение происходит автоматически, включение может проводиться только вручную.

Автоматический выключатель сводит риски, вызываемые коротким замыканием или внезапным отключением света, к минимуму.

Видео по теме

Источник

Выбор номинала автомата защиты

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Источник

Что скрывается за дверцей электрощита

Без преувеличения можно сказать, больше половины обывателей не представляют, какое модульное оборудование установлено у них дома. Для них все, что находится за дверцей электрощита, это «автоматы» или, того хуже, «пробки». Подобное незнание приводит к тому, что выбор модульного оборудования осуществляется без должной проработки вопроса, без учета будущих нагрузок и, в лучшем случае, по совету знакомого электрика.

Как результат – плохая защищенность локальных бытовых электросетей от короткого замыкания, перегрузок, а человека от поражения электрическим током и пожаров, а также преждевременная поломка дорогостоящей бытовой техники.

В нашей статье мы поговорим о том, какие модули используются при монтаже систем электроснабжения и по каким параметрам их следует выбирать, а также ответим на самые распространенные вопросы при помощи специалистов компании Schneider Electric.

Виды модульного оборудования. Краткое описание

Ассортимент современного модульного оборудования достаточно широк. Несмотря на то, что все модули внешне похожи, их функционал существенно различается и каждый из них выполняет свою конкретную задачу.

В данную группу входят следующие виды устройств:

— Автоматические выключатели (АВ) или, в просторечии, «автоматы». Функция: размыкание электросети при коротком замыкании или перегрузках. Задача: предохранение электропроводки.

— Устройства защитного отключения (УЗО), также известное как выключатель дифференциального тока (ВДТ). Функция: защита людей от поражения электрическим током при проблемах с электрооборудованием, а также предупреждение пожаров, вызванных замыканиями на землю или токами утечки, например, при повреждении электропроводки.

— Дифференциальные автоматы или автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ). Устройство, которое совмещает в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель. Функция: защита электросети не только от коротких замыканий и сверхтоков, но и от утечек из-за повреждений проводки, электроприборов и при попадании под напряжение человека.

— Выключатель нагрузки (рубильник). Простейшее модульное устройство с ручным управлением, предназначенное для включения/выключения электроцепи.

— Реле напряжения. Устройство, осуществляющее непрерывный контроль величины напряжения с целью отключения нагрузки в случае выхода значения напряжения за установленные приделы. Предназначено для защиты всех электроприборов, подключенных к бытовой сети.

— Реле импульсные. Управляющее устройство в сфере освещения, делающее его более комфортным, благодаря централизованному включению и отключению. Применяется на проходных выключателях лестниц, в длинных коридорах, везде, где надо в одном месте включить свет, а в другом выключить.

— Контакторы модульные. Используются для дистанционного управления и контроля нагрузок большой мощности: отопительные системы, системы вентиляции и кондиционирования и т.д, а также в схемах централизованного управления, позволяя отключать все электроприборы за исключением критически важных.

Далее рассмотрим прикладное применение вышеперечисленных модулей в различных бытовых ситуациях.

Короткое замыкание и перегрузка

Одна из самых распространенных ситуаций, связанная с протеканием по сети тока, превышающего значение, на которое эта сеть рассчитана. Простейший пример: включение в одну розетку большого количества электроприборов. Токи перегрузок расплавляют изоляцию проводов и приводят к короткому замыканию. Это, в свою очередь, может привести к возгоранию, поэтому короткое замыкание должно быть ликвидировано за очень короткое время.

Для защиты от высоких токов короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели. При выборе конкретной модели автомата необходимо отталкиваться от тока короткого замыкания, который может быть в десятки и даже сотни раз выше номинального. Этот параметр называется отключающая способность. Если ток КЗ будет выше отключающей способности, то с большой вероятностью модуль выйдет из строя, не выполнив свои защитные функции. То есть риск пожара сохраняется. Величина отключающей способности указывается в амперах и имеет наиболее распространенные параметры 3кА, 4,5кА, 6кА.

Однако, зачастую, информация о токе кроткого замыкания конкретного объекта отсутствует, в этом случае исходят из следующего: чем лучше электропроводка, чем больше предполагается нагрузка, тем отключающая способность должна быть выше. Принято считать, что в большинстве случае ток короткого замыкания не превышает 3кА, поэтому рекомендуется выбирать автоматы с нижним пороговым значением 4,5кА, хотя и этот вариант, при всей его доступности, отнюдь не самый надежный.

Учитывая, что в настоящее время характеристики внутридомовых электрических сетей меняются в сторону увеличения потребляемой мощности, мы рекомендуем использовать автоматические выключатели с отключающей способностью 6000а серии Resi 9, производимые компанией Schneider Electric. Resi 9 имеют систему мгновенной коммутации силовых контактов, что обеспечивает длительный срок службы контактной группы автомата и гарантирует долговечность устройства в целом.

Повреждение изоляции и утечка тока

Под утечкой понимают аварийные токи, протекающие между сетевыми проводниками и «землей». Они возникают при повреждении изоляции, когда часть тока из провода уходит на корпус устройства, такое часто случается со стиральными или посудомоечными машинами. Защиту от этих видов повреждений выполняют выключатели дифференциального тока ВДТ или УЗО. Данный модуль также служит для защиты от непреднамеренного прикосновения к оголенной проводке под напряжением. В этом случае УЗО мгновенно отключается и защищает человека от опасных повреждений.

Для защиты людей от поражения электрическим током чаще всего используют УЗО, реагирующие на токи утечки 30 мА. В сырых помещениях, подвалах, детских комнатах применяют аппараты, настроенные на 10 мА. Отключающие устройства, предназначенные для предотвращения пожаров, имеют порог срабатывания 100 мА и выше. Важно понимать, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков, в случае возникновения короткого замыкания модуль скорее всего сгорит, но не отработает, ведь при КЗ утечка тока отсутствует. Поэтому применяется УЗО только последовательно с автоматическим выключателем.

Различают 3 типа УЗО, реагирующих на различные виды утечек:

— УЗО типа АС реагирует только на утечки переменного тока.

— УЗО типа А сработает при утечках переменного тока, как тип АС, а также постоянного пульсирующего тока.

— УЗО типа В срабатывает при утечке тока разной формы, частоты и полярности.

Большинство современных приборов, используемых в быту, питаются от импульсных блоков питания, имеют регуляторы мощности или инверторное управление электродвигателем.

Исходя из вышесказанного, очевидно, что следует устанавливать в электрощиты УЗО типа А. Так, например в ассортименте модульного оборудования серии Resi 9 представлен широкий выбор УЗО типа А для защиты электронных устройств класса I. Все выключатели дифференциального тока от Schneider Electric электромеханические, обеспечивающие защиту электрической цепи даже при обрыве нейтрали.

Чем отличается ДИФ-автомат от УЗО

Для большинства людей УЗО и ДИФ-автомат неразличимы. Да, внешне они похожи, имеют схожую маркировку, кнопку теста и включения в работу, но все же это разные устройства. Дифференциальный автомат объединяет в едином корпусе два типа защиты: от перегрузки и короткого замыкания, от токов утечки. Фактически, диф-автомат объединяет в одном корпусе два устройства. Если все так просто, то можно ли заменить УЗО и автоматы на диф-автоматы в целях экономии места?

Действительно, данный модуль позволяет экономить место в распределительных щитах ввиду совмещенности двух устройств, упрощается монтаж и сокращается количество точек подсоединения проводов. Кроме того, в случае срабатывания, размыкаются одновременно все питающие проводники (ноль и фаза). Однако диф-автомат имеет более высокую стоимость, затрудняет поиск причины срабатывания, а при повреждении меняется полностью.

Однако, часто бывают ситуации, когда в уже в смонтированном щите нужно установить УЗО, которое, как правило, занимает 2 модуля, а места не хватает. В этом случае, как раз выход в установке диф-автомата серии Resi 9, которым можно заменить обычный автомат и который будет выполнять функции как УЗО, так и автоматического выключателя. Электромеханические диф.автоматы серии Resi9 имеют два рычажка. Один срабатывает как автомат, если произошло короткое замыкание или перегрев, а другой как УЗО, если произошла утечка. Поэтому определить причину срабатывания диф. автомата не составит труда.

Наилучшим образом диф-автомат раскрывает свои достоинства при установке в отдельных цепях, нуждающихся в особом контроле. Это мощная нагрузка, расположенная в помещениях с высокой влажностью: ванная со стиральной машиной и бойлером, кухня с электроплитой и т.д.

Скачки напряжения

Одна из основных причин выхода из строя электрических приборов — это перепады напряжения в электрической сети. Данная проблема характерна для многоквартирных домов старой постройки и частных домов, подключенных к старым линиям электропередач. Для решения данной проблемы в распределительных щитах устанавливаются реле напряжения, осуществляющие непрерывный контроль величины напряжения электросети. В отличие от стабилизаторов, поддерживающих стабильный уровень напряжения, реле напряжения защищает электрооборудование путем его отключения от сети при недопустимых значениях напряжения.

Реле напряжения, как правило, применяются для защиты всех электроприборов, подключаемых в сеть, это же и является их главным достоинством, при установке общего реле напряжения во вводном электрощите обеспечивается защита всей электросети, тем самым значительно снижается стоимость организации защиты электросети от перепадов напряжения. Еще одним безусловным преимуществом модуля является фиксированная настройка верхнего и нижнего порогов напряжения.

Управление нагрузками и отключение нагрузки

В линейке Resi 9 представлены еще несколько типов модулей. Это импульсное реле, модульный контактор и выключатель нагрузки. Рассмотрим их функционал на реальных примерах.

Модульный контактор. Помимо импульсных реле, управлять бытовой техникой и оборудованием можно при помощи контакторов. Обычно контактор используется для управления мощными нагрузками: освещение, вентиляция или обогрев с повышенными показателями энергопотребления. Кроме того, контактор применяется при монтаже современных систем управления энергопотреблением. Например, через контактор можно запитать все неприоритетные нагрузки дома, а для управления использовать обычный выключатель. Выходя из дома, владелец одним нажатием клавиши обесточивает цепи питания, которые должны быть отключены без утомительного обхода и проверки всех электроприборов. Данная функция существенно повышает пожарную безопасности жилища, а также выполняет функцию энергосбережения.

Линейка модульного оборудования Resi 9 благодаря комплексному подходу позволяет собрать современный электрический щит, который обеспечит надежную и бесперебойную работу ваших электрических устройств и защиту вам и вашему дому.

Источник