Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

• силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
• механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
• катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
• дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
• биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Принцип работы автоматического выключателя

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:

1. Нормальный режим.

2. Короткое замыкание.

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом. Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показано, как устроен автомат и принцип его работы.

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:

1. Однополюсный автомат способен защитить сеть, к которой подключены маломощные приборы. Монтаж производится на фазный провод, нулевой при этом исключается.
2. Двухполюсный прибор актуален для линии, к которой подключается достаточно мощная бытовая техника (стиральная машина, электроплита, бойлер).
3. Трехполюсная модель. Предназначается для полупромышленного масштаба с подключением установок: насосов, устройств для автомастерских или строительных работ.
4. Четырехполюсный автомат защищает от коротких замыканий, перегрузок четырехпроводных сетей.

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

Как работают автоматические выключатели

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по простому принципу.

Нормальный режим

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизм взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму. Через этот зажим по контактам проходит ток, причем сначала по неподвижным, а затем и по подвижным.

Короткое замыкание

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального показателя, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом.

Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.

Перегрузка

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда энергия, протекающая через биметаллическую пластину, становится равной или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается.

Обратите внимание! Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Перегрузка сети

Главная задача автомата, как мы уже выяснили, это предохранение проводки от перегрузок электрической сети. Автомат выключается в момент такой перегрузки, а предваряется он обычно превышением норм, происходящим за счёт суммы потребляемой бытовыми приборами мощности.

В технических характеристиках автоматов всегда указывается номинальный ток расцепления, его стоит соотносить с нагрузкой от бытовых приборов в вашей квартире. Обычно у автоматов это 6, 10, 16, 25 А и т.д. Если одновременно включить несколько бытовых приборов, сумма мощности которых превысит установленный размер, автомат отключится, защищая тем самым электропроводку.

Существует несколько способов решения этой проблемы.

1. Поочерёдное включение мощной бытовой техники;
2. Замена автомата на более мощный (25 А), при условии, что проводка выдержит эти изменения – она должна быть медной с площадью сечения ≥ 2,5 мм2;
3. Замена электропроводки на новую, способную выдерживать мощную бытовую технику.

Автоматические выключатели

В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Что такое автоматический выключатель?
2. Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.
4. Выбор автоматического выключателя.

1. Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

Читать еще: Как сип подключить к вводному автомату

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·I_н до 10·I_н включительно. (I_н— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

• Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
• Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

4. Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Заключение по теме

Еще совсем недавно место автоматов занимали пробки, но вопрос, почему выбивает пробки, стоял и тогда. Причины все те же. Хотя не всегда их исправляли. Домовладельцы шли по легкому пути, заменяя защитный проводник медной проволокой большего сечения. Это нередко приводило к пожарам. С автоматами такое не проходит. И все же необходимо тщательно подходить к определению причин, почему выбивает автомат.

Как включаются автоматы, отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры, последовательно или параллельно?Срочно.

Если берём результирующую силу по модулю, то варианта может быть 2.

• Вариант 1 •
•——>(F1)———>(F2)—>(F3)
F3 = 100 — 30 — 50 = 20 (H).
В этом случае третья сила сонаправлена с 2-мя другими.

• Вариант 2 •
(F3)<—————•——>(F1)———>(F2)
F3 = -100 — 30 — 50 = -180 (H)
Минус не говорит об отрицательном числовом значении силы.
В этом случае третья сила, как нам показывает минус, направлена в обратную сторону.

Ответ: 20 Н и 180 Н, 2 варианта.

2 месяца назад Оформление сделаешь как надо 2 месяца назад

Дано:
А = 3 МДж = 3 000 000 Дж
V = 72 км/ч = 20 м/с
t = 2 мин = 120 с
_________________
F — ?

Решение:
Здесь можно воспользоваться двумя формулами:
С одной стороны мощность вычисляется по формуле:
N = A/t (1)

С другой стороны, формула для мощности выглядит так:
N = F*V (2)

Приравниваем формулы (1) и (2), откуда и находим интересующую нам силу тяги:
F = A / (V*t) = 3 000 000 / (20*120) = 1250 H = 1,25 кН

Принцип работы автоматического выключателя

Автоматические выключатели – это устройства, которые предназначаются для защитного отключения цепей постоянного и переменного тока в случаях короткого замыкания, токовой перегрузки, снижения напряжения или его исчезновения.

В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения, могут многократно использоваться, а также при трехфазном исполнении при срабатывании предохранителя какая – то из фаз (одна либо две) могут остаться под напряжением, что является тоже аварийным режимом работы (особенно при питании трехфазных электродвигателей).

Автоматические выключатели классифицируют по выполняемым функциям, таким как:

• Автоматы минимального и максимального тока;
• Автоматы минимального напряжения;
• Обратной мощности;

Принцип действия автоматического выключателя

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока.

Его схема показана ниже:

1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Конструкции автоматических выключателей

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока.

В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Ниже показан пробочный автомат на ток 6 А и напряжением не превышающим 250 В:

1 – электромагнит, 2 –пластина биметаллическая, 3, 4 – кнопки включения и выключения соответственно, 5 – расцепитель.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального, пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина 2 деформируется в следствии нагрева, и воздействует на механизм расцепителя 5. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит 1, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Также данный тип автомата отключается вручную путем нажатия кнопки 4, а включение только ручное путем нажатия кнопки 3. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки.

Принципиальная электрическая схема автомата показана ниже:

1 – электромагнит, 2 – биметаллическая пластина.

Принцип действия трехфазных автоматических выключателей практически ничем не отличается от однофазных. Трехфазные выключатели снабжаются специальными дугогасительными камерами или катушками, в зависимости от мощности устройств.

Ниже приведено видео, подробно описывающее работу автоматического выключателя.

Модульные автоматические выключатели

Типы автоматических выключателей

Существуют такие типы:

• 2-полюсный: предназначен для однофазной линии, состоящей из одного разъема под напряжением и одного нейтрального провода.
• 4-полюсный: он рассчитан на трехфазную линию, состоящую из 4 слотов, где могут быть подключены три фазовых провода и нейтральный провод.

Следовательно, он обеспечивает устройство защиты в режиме реального времени для основных цепей, используемых в промышленности и других высоковольтных коммерческих местах, где из-за этого всегда существует риск поражения электрическим током и несчастного случая.

Штатный режим работы

В штатном режиме через автоматический выключатель течет ток, который меньше номинального или равен ему.

При этом напряжение питания поступает на верхнюю клемму, которая соединена с неподвижным контактом.

С последнего ток идет к подвижному контакту, затем по гибкому медному проводнику на соленоид.

Далее ток с соленоида поступает на расцепитель (тепловое реле) и после на клемму, расположенную снизу. Именно она соединяется с потребителями электроэнергии.

Аварийные режимы работы

Принцип работы автоматического выключателя переменного тока таков, что при аварийной ситуации (перегрузка или короткое замыкание) происходит отключение защищаемой цепи.

Начинает работать механизм свободного расцепления, он приводится в действие специальным расцепителем (обычно электромагнитные или тепловые используются в конструкциях).

Режим перегрузки

Режим перегрузки – это когда ток, потребляемый подключенной к автомату нагрузкой, становится выше, нежели номинальное значение прибора. При этом ток, который проходит через расцепитель, вызывает нагрев пластины из биметалла, что приводит к увеличению ее изгиба. Это приводит к тому, что срабатывает расцепительный механизм. В этот момент выключается автомат, и цепь размыкается.

Тепловая защита срабатывает не мгновенно, так как для нагрева пластины нужно некоторое время. И оно варьируется в зависимости от того, насколько превышено номинальное значение силы тока. Промежуток времени может колебаться от пары секунд до часа. Задержка позволит избавиться от отключения питания при непродолжительном и случайном повышении тока. Часто такие превышения можно наблюдать при запуске электродвигателя.

Ток срабатывания

Минимальное значение силы тока, при котором обязан срабатывать тепловой расцепитель, регулируется специальным винтом на заводе-изготовителе.

Значение примерно в полтора раза выше, нежели номинал, который указывается на корпусе выключателя. Как видите, принцип работы расцепителя автоматического выключателя не очень сложен. Но на силу тока, при котором происходит срабатывание тепловой защиты, огромное влияние оказывает и то, какая у окружающей среды температура.

Если в помещении жарко, то прогрев и выгибание биметаллической пластины начнут происходить при малом значении тока.

А если в помещении холодно, то тепловой расцепитель начнет работать при более высоком токе.

Поэтому один и тот же автоматический выключатель с биметаллической пластиной будет работать по-разному зимой и летом.

Как предотвратить перегрузку электросети и отключение автомата

Многие сталкиваются с ситуацией, когда при включении нескольких мощных потребителей в квартирах, дачах, в офисах и загородных домах автомат отключается по перегрузке.

До недавнего времени простого решения этой проблемы не существовало. Требовалось покупать дополнительную электрическую мощность, что очень дорого, а зачастую — невозможно. Или устанавливать реле приоритета, что связано со значительными временными затратами на прибор, на переделку проводки, электрощита и последующий ремонт помещений.

Однако, появились бытовые приборы, решающие сложную проблему без лишних затрат.

Оптимизаторы нагрузки на электросеть, например, OEL-820 — новый вид реле приоритета, предназначенный для эффективного снижения мощности, потребляемой энергоемкой бытовой техникой, предотвращения перегрузки и отключения автомата.

Новые приборы не требует специалиста для установки и легко подключается к сети.

Инновационная идея изобретения заключается в перераспределении электрической мощности между парой потребителей в зависимости от их приоритета.

Реле приоритета OEL-820

Принцип действия — автоматическое дистанционное отключение неприоритетного потребителя на время работы приоритетного.

Прибор состоит из блока A для подключения приоритетного потребителя и блока B для неприоритетного.

Передача команд между блоками: по радиоканалу. Важно заметить, что приоритетный потребитель никогда не отключается, что не прерывает работу его автоматики — термостата, таймера и т.д. Отключается лишь неприоритетный потребитель.

Несколько примеров использования.

При переходе приоритетного электроконвектора А в режим нагрева (в первой комнате), неприоритетный электроконвектор В (во второй комнате), отключается. Как только температура в первой комнате достигнет заданного значения, приоритетный электроконвектор отключит нагрев. В этом случае неприоритетный электроприбор продолжит работу.

Энергопотребление пары киловаттных электроконвекторов, составит всего 1 кВт. Соответственно, четыре киловаттных электроконвектора будут потреблять всего 2 кВт!

Подключение электроконвекторов в одном помещении.

Схема работы электроприборов такая же, как в первом примере. Фазы рабочих циклов электроконвекторов сдвинуты относительно друг друга, а суммарное потребление не превысит потребления одного из них. Каждый электроконвектор отапливает свою зону, поэтому их одновременная работа не требуется — достаточно попеременной работы.

При включении приоритетного электрочайника А в кухне, неприоритетный электроконвектор В в комнате, отключается. Как только чайник отключится, обогреватель продолжит работу.

При включении приоритетного скважинного насоса А неприоритетный накопительный водонагреватель В отключается на время наполнения мембранного бака водой. Как правило, это меньше минуты. При отключении насоса автоматикой насосной станции работа водонагревателя возобновится.

При включении приоритетной стиральной машины А неприоритетный электроконвектор отключается, высвобождая электрическую мощность. По окончании стирки работа нагревательного прибора будет продолжена.

Что делать, если срабатывает автомат в электрощите

Если в квартире погас свет, отключились розетки, или перестала работать электроплита, то любой мало-мальски знакомый с электротехникой человек идет на площадку проверять в электрощите состояние автоматических выключателей. Чаще всего, устранение неисправности сводится к повторному включению автомата.

Факт срабатывания современного модульного автоматического выключателя определяется легко: ручка находится в положении «вниз», на ней отчетливо виден круглый знак – «ноль». Для включения достаточно повернуть эту ручку вверх, тогда появится горизонтальная черта, и можно будет считать, что миссия выполнена.

Многие квартиры на постсоветском пространстве оборудованы щитками с автоматами немного другого образца. Автоматические выключатели серии АЕ и им подобные имеют немного большие габариты, крепятся к основанию длинными винтами и обладают неприятным свойством: при срабатывании их ручка остается в прежнем, верхнем положении. Это затрудняет поиск сработавшего автомата, который необходимо выключить и снова включить, чтобы вновь подать напряжение.

Но все это, по большому счету, мелочи. Сработавший автомат говорит о какой-то неисправности, а нам надо разобраться, о какой именно.

Всё! Кина не будет! Электричество кончилось!

Джентльмены удачи

Расцепители автоматических выключателей

Для начала надо выяснить хотя бы в общих чертах, что такое автоматический выключатель, и как он работает. Многим известно, что автомат разрывает «фазу». Многополюсный автомат может разрывать и нулевой рабочий проводник. Но разрывать цепь автомат может не только по желанию владельца, поворачивающего ручку вниз. На то это и «автоматический» выключатель, что выключиться он может и автоматически.

Необходимо это для того, чтобы защитить проводники и квартирное электрооборудование от повышенного электрического тока, способного вызвать пожар и разрушения. Причиной же возрастания тока может стать:

1. Перегрузка сети. Ее может вызвать включение неисправных электроприемников, или электроприемников, суммарная мощность которых превышает возможности сети. Последнее может быть связано и с неправильной электрической разводкой по квартире, когда на одну группу приходится большое количество штепсельных розеток. Каждая розетка в отдельности вполне может быть и не перегружена, но суммарный их ток может достигать недопустимых для одного автомата значений.

Для защиты от токов перегрузки в автоматических выключателях применяется тепловой расцепитель – биметаллический контакт, состояние которого зависит от температуры, которая, в свою очередь, зависит от протекающего электрического тока. Уставку, то есть, ток срабатывания теплового расцепителя обычно можно регулировать в небольших пределах.

2. Короткое замыкание в сети. Оно может быть вызвано неисправностью электропроводки или выходом из строя какого-либо электроприемника. Для новой электропроводки короткое замыкание может стать результатом ошибки в монтаже, например, при соединении проводов в ответвительной коробке. Физически короткое замыкание – это электрическое соединение фазного и нулевого проводника помимо нагрузки. Поскольку сопротивление цепи в этом случае ограничивается только сопротивлением проводов, то электрический ток мгновенно достигает очень большого значения.

Для защиты от сверхтоков короткого замыкания тепловой расцепитель автомата неэффективен: пока нагреется и разорвется биметаллический контакт, провода уже практически наверняка будут повреждены, а электрическая дуга вызовет возгорание. Поэтому в модульных автоматических выключателях всегда применяется электромагнитный расцепитель, скорость срабатывания которого составляет доли секунды с момента возрастания тока.

Итак, если в вашем квартирном щитке сработал автоматический выключатель, то можно, конечно, включить его вновь. Однако систематическое срабатывание говорит о какой-то проблеме, которую придется решать. Что же делать, если отключился автомат в электрощите?

Короткое замыкание в цепи розеток

При мгновенном срабатывании автомата после его включения есть все основания полагать, что мы имеем дело с коротким замыканием – тепловой расцепитель так быстро не сработает. Убедиться в наличии замыкания можно при помощи мультиметра – сопротивление между нулевой рабочей шиной N и выводом автоматического выключателя при коротком замыкании должно быть близко к нулю. Разумеется, проводить подобные измерения можно, только при выключенном автомате.

Коль скоро мы убедились, что причина срабатывания – короткое замыкание, то необходимо выяснить, где именно оно произошло. Автоматические выключатели в щитке должны быть подобраны в соответствии с принципами селективности, а это значит, что сработать должен именно автомат, расположенный ближе всего к месту короткого замыкания. При этом выключатель реагирует только на замыкания в той части цепи, которая расположена после него относительно линии.

Поэтому, скажем, если срабатывает только вводной автоматический выключатель, то место замыкания с большой долей вероятности расположено прямо во вводном щите. При замыкании в пределах квартиры срабатывает групповой выключатель и зачастую вместе с ним – вводной автомат. В этом случае вводной аппарат можно смело включить вновь и выяснить, какая именно группа электроприемников подключена к проблемному проводу – эта группа не будет работать.

Выяснив этот вопрос, можно отключить все эти электроприемники и вновь ввести групповой автомат в работу. Если он не сработал, то причина состоит в неисправности одного из отключенных электроприборов. Найти конкретного виновника можно либо поочередным включением всех электроприемников, либо измерением их входного сопротивления. Второй способ не подходит для приборов, имеющих электронное управление. Неисправный прибор, разумеется, подлежит ремонту.

Если все приборы исправны, необходимо приступить к осмотру розеток, входящих в состав группы: пластиковые корпуса разобрать, проверить и подтянуть клеммные зажимы. После розеток наступает черед коробок.

Их придется вскрыть. И если осмотр не выявит явных неисправностей, то провода надо разъединить, чтобы проверить сопротивление между жилами кабелей по отдельности. Такая проверка уже точно позволит определить, в каком именно из кабелей имеется замыкание. Поврежденная линия подлежит замене, а жилы в коробке необходимо вновь соединить с применением сертифицированных зажимов.

Короткое замыкание в цепи освещения

Если срабатывающий автоматический выключатель защищает цепи освещения, то проверку можно начать с введения автомата при выключенных выключателях. Не сработал автомат – можно поочередно щелкать выключателями для того, чтобы выяснить, в цепи какого именно из них имеется короткое замыкание. Таким образом сужаем область поиска до цепи группы светильников, вводимых с одного выключателя.

В этой группе следует тщательно осмотреть каждый светильник, выкрутив лампы и рассмотрев клеммные зажимы. Мультиметром можно измерить сопротивление между фазным и нулевым проводом со стороны каждого светильника. При этом можно определить светильник или кабельную линию, в которой произошло замыкание.

Если же короткое замыкание выявляется на всех светильниках группы, или присутствует в сети вне зависимости от положения выключателя, то местом замыкания, скорее всего, является ответвительная коробка освещения. Ее необходимо вскрыть и проверить точно так же, как в случае с замыканием розеточной сети. Ну, а если и в коробке полный порядок, то прозваниваем отдельные кабельные линии, разъединив их концы.

Как уже говорилось, в случае перегрузки сети по току автоматическому выключателю требуется некоторое время для срабатывания. Обычно речь идет о нескольких минутах. Поэтому если автомат вышибает время от времени, то очень может быть, что вы имеете дело именно с перегрузкой.

Перегрузка цепи освещения – явление достаточно редкое, и чтобы его избежать, используйте только лампы, подходящие по мощности к вашим светильникам, а модернизацию цепи освещения производите с учетом резерва по мощности. Ведь цепи освещения отдельных квартир часто бывают защищены одним автоматом на десять ампер. Этого часто бывает и достаточно, но при установке большого количества дополнительных светильников в щитке необходимо предусмотреть дополнительный автомат освещения для их питания, особенно, если светильники галогеновые или с обычными лампами накаливания.

Перегрузка розеточной сети – это совсем не редкость. Во время проектирования и монтажа электропроводки в доме невозможно точно определить нагрузку на каждую группу. Поэтому для удобства жильцов на группу, включаемую одним автоматическим выключателем, приходится по три-четыре розетки. И, несмотря на то, что номинал автоматического выключателя обычно подбирается по сечению питающей жилы и не превышает 25 ампер, номинальный ток розеток может составлять 16 ампер.

Здесь есть все предпосылки для перегрузки, если все мощные электроприемники, такие как чайник, утюг, микроволновая печь и тому подобное, включить в розетки одной группы. Тут уж, разумеется, сработает автоматический выключатель. И чтобы подобного не происходило, необходимо равномерно распределять мощную нагрузку между группами, а при отсутствии такой возможности – не включать в сеть одновременно несколько мощных электроприемников.

Случается, что неисправный электроприбор потребляет повышенный ток, который приводит к перегрузке сети и срабатыванию автоматического выключателя. Замерить ток в бытовых условиях не всегда возможно, но если срабатывание теплового расцепителя происходит только при включении какого-то одного электроприемника, а номинальная мощность этого прибора не превышает 2,5 кВт, то следует произвести его ревизию на предмет наличия неисправностей.

Неисправность автоматического выключателя

Не так уж и редко причиной постоянного срабатывания автоматических выключателей является неисправность последних. Даже среди новых автоматов допускается некоторое количество бракованных экземпляров. Их неспособность держать уставку (а касается это, в основном, тепловых расцепителей) часто выявляется только в ходе эксплуатации.

Поэтому при систематическом срабатывании теплового расцепителя автомата, прежде чем приступать к радикальным методам решения проблемы, можно просто произвести пробную замену автомата на схожий по номиналу и характеристике.

В статье мы умышленно обошли стороной моменты, когда срабатывание автомата вызвано повреждением линии в ходе ремонтных работ – это тема отдельного разговора. По той же причине мы не стали касаться ситуации, когда срабатывает дифференциальный автоматический выключатель.

Но напоследок хотелось бы напомнить, что самый популярный способ решения проблемы срабатывающего автомата – замена его на автомат большего номинала – не допустим категорически. Автоматические выключатели – это аппараты, обеспечивающие защиту от пожара и повреждений. Их номинал подбирается именно с целью обеспечения безопасности. Произвольно выбранный автомат не выполнит своих функций и не защитит от опасных режимов работы электрической сети.

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры последовательно или

Нормальный рабочий режим автомата при номинальном или низком токе. Рабочий ток проходит по верхней клемме автомата, через подвесной контакт, по катушке электромагнитного расцепителя, затем проходит тепловой механизм расцепителя и нижнюю клемму автомата. При размерах тока превышающих номинал, срабатывает электромагнитная или тепловая защита.

Разновидности автоматических выключателей

С целью защиты от перегрузки по току в автомате используется тепловой расцепитель как защита от перегрузки, — это биметаллическая узкая полоса пластины собранная из двух типов сплавов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения.

Составная биметаллическая пластина нагревается протекающим током и выгибается в сторону металла с маленьким расширением. Когда ток больше номинальной величины, то со временем пластина выгибается настолько, что этого изгиба хватает для реагирования тепловой защиты. Время, при котором среагирует расцепитель, зависит от степени превышения относительно номинального тока.

При значительном увеличении от номинала тока, тепловая защита отключит автомат быстрее, чем при малом превышении от номинала. Второй тип защиты автомата срабатывает на короткое замыкание в нагрузке – это электромагнитный расцепитель. Он состоит из медной катушки с металлическим сердечником. Относительно величины проходящего тока растет и электромагнитное поля катушки, которое намагничивает стальной сердечник.

Демонстрация механизмов автомата

Намагниченный сердечник притягивается, преодолевая усилие удерживающей его пружины, толкает механизм электромагнитной защиты и разрывает контакты. Номинального тока и тока немного выше не хватает для намагниченности сердечника, чтобы сработал механизм расцепителя. А ток короткого замыкания создает намагниченность сердечника достаточную для отключения автомата за сотые доли секунды или даже меньше.

Защита автомата при разных перегрузках

Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.

Механизмы автоматического выключателя

Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.

Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов — это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.

Работа автомата при коротком замыкании

Большие токи короткого замыкания могут оплавить электропроводку или сжечь изоляцию. Чтобы сохранить электропроводку, используют электромагнитный расцепитель. При коротких замыканиях механика электромагнитного расцепителя срабатывает мгновенно, защищая электропроводку, и она не успевает нагреться.

Однако во время размыкания контактов появляется электрическая дуга с огромной температурой. Для защиты от обгорания контактов, разрушения корпуса предназначена дугогасительная камера. Конструктивно камера состоит из элемента с набором медных тонких пластин с небольшим зазором.

Электромагнитная и тепловая защита автоматического выключателя

Электрическая дуга касаясь набора пластин через медный провод соединенного с контактом, рассыпается на части, остывает и исчезает. При коротком замыкании образуются газы, которые выходят через отверстия в камере. Для повторного включения автомата, нужно устранить причину короткого замыкания, или автомат опять выбъет.

Виновника короткого замыкания можно определить последовательным выключением бытовых электроприборов. Но если после отключения всех приборов короткое замыкание не исчезает, то большая вероятность его происхождения в электропроводке. Состояние короткого замыкания могут вызвать электроосветительные приборы, которые также необходимо отключать.

Как подключить автомат в щитке своими руками — схема монтажа и выбора места установки автомата при входе сверху или снизу

Неправильное соединение автоматов в щите часто приводят к опасным последствиям, либо к порче оборудования и электропроводки помещений. Подход к этой работе требует особой усидчивости и неоднократной проверки своих действий.

В этой статье разберем последовательность и правильность монтажа кабеля, соединение разных элементов и подключение автоматов в электрическом щите. В наше время электричество применяется везде, поэтому навыки в электрике всегда пригодятся.

Перед началом проводимых работ необходимо составить схему электропроводки помещения, подобрать безопасное место установки электрического щита, выбрать типы автоматов в соответствии с вашими требованиями.

После вышеперечисленных подготовительных работ приступают к монтажу оборудования. При правильности соединения всех автоматов можно подключать электрический щит к основному кабелю, подающему ток в помещение.

Селективность автоматических выключателей

Как известно профессиональным электрикам, используя автоматические выключатели бытового назначения, обеспечить гарантированную селективную защиту при коротких замыканиях невозможно.

Обеспечить, с помощью автоматических выключателей бытового назначения, можно лишь частичную селективность при небольших перегрузках и небольших токах короткого замыкания. Почему так, а не иначе – я расскажу далее в этой статье.

Теория. Что такое селективность?

Фото иллюстрация автоматических выключателей бытового назначения из моей рабочей коллекции. Для справки: эти автоматические выключатели соответствовали еще ГОСТ Р 50345-99, который был со временем заменен ГОСТом Р 50345–2010, а затем ГОСТ IEC 60898-1-2020

О полной селективности.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое полная селективность:

Полная селективность (автоматического выключателя) (total selectivity) — это селективность при сверхтоке двух автоматических выключателей, включенных последовательно, когда защиту от сверхтока осуществляет автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки или короткого замыкания, без срабатывания другого автоматического выключателя, расположенного перед ним со стороны источника питания.

При коротких замыканиях и перегрузках следует стремиться к обеспечению селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей. Второй автоматический выключатель, расположенный ближе к месту возникновения сверхтока, должен срабатывать раньше – так, чтобы не успевал сработать первый автоматический выключатель, расположенный перед ним ближе к источнику питания. Условия селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей при сверхтоке можно формализовать посредством терминологии.

В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑1:2003 определены следующие термины [1,2]:

• время размыкания (opening time): время, измеренное от момента, в который ток в главной цепи автоматического выключателя, находящегося в замкнутом положении, достигает значения срабатывания расцепителя сверхтока, до момента, когда дуговые контакты разделились во всех полюсах. Примечание – Время размыкания обычно упоминается как время расцепления, хотя, строго говоря, время расцепления применяется ко времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, в который команда размыкания становится необратимой;
  время дуги полюса (arcing time of a pole): интервал времени между моментом инициирования дуги в полюсе и моментом завершения гашения дуги в этом полюсе;
• время дуги многополюсного автоматического выключателя (arcing time of a multipole circuit-breaker): интервал времени между моментом первого инициирования дуги и моментом завершения гашения дуг во всех полюсах;
  время отключения (break time): интервал времени между началом времени размыкания автоматического выключателя и концом времени дуги.

Время размыкания представляет собой интервал времени между моментом, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает уровня срабатывания расцепителя сверхтока, и моментом, когда происходит размыкание дуговых контактов во всех его полюсах.

Время расцепления равно интервалу времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, когда команда на размыкание автоматического выключателя становится необратимой. Момент инициирования времени размыкания представляет собой тот момент времени, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает значения, при котором срабатывает его расцепитель сверхтока.

Момент времени, когда команда размыкания становится необратимой, представляет собой момент срабатывания расцепителя сверхтока, воздействующего на удерживающее приспособление автоматического выключателя и побуждающего разомкнуться его главные контакты. Поэтому время расцепления фактически является интервалом времени между моментом, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает уровня срабатывания его расцепителя сверхтока, и моментом, когда срабатывает расцепитель сверхтока.

При отключении многополюсным автоматическим выключателем сверхтока на размыкаемых главных контактах загораются электрические дуги. После загорания электрическая дуга в каждом полюсе затягивается в дугогасительную камеру, где происходит ее интенсивное гашение. Загорание и гашение электрических дуг в полюсах многополюсного автоматического выключателя, как правило, происходит в разные промежутки времени. Время дуги многополюсного автоматического выключателя отсчитывается от момента инициирования первой электрической дуги в одном из полюсов автоматического выключателя до момента гашения последней дуги в каком-то его полюсе.

Время отключения представляет собой интервал времени между началом времени размыкания автоматического выключателя и концом времени дуги. Началом времени размыкания считается момент, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигнет уровня срабатывания его расцепителя сверхтока. Концом времени дуги является момент гашения электрических дуг во всех полюсах автоматического выключателя. Поэтому время отключения однополюсного автоматического выключателя приблизительно равно сумме времени размыкания и времени дуги полюса, а многополюсного автоматического выключателя – сумме времени размыкания и времени дуги многополюсного автоматического выключателя.

Сверхток будет протекать через последовательно включенные автоматические выключатели в течение времени отключения второго автоматического выключателя. При этом он будет инициировать автоматическое оперирование первого автоматического выключателя, расцепитель сверхтока которого может сработать. Главные контакты первого автоматического выключателя начнут размыкаться под воздействием энергии, накопленной в его механизме при замыкании. Поэтому для гарантированного обеспечения селективного оперирования время расцепления первого автоматического выключателя T_t1 должно быть больше времени отключения второго автоматического выключателя T_b2:

Иными словами, полную селективность оперирования автоматических выключателей можно обеспечить в том случае, если время расцепления любого сверхтока первым автоматическим выключателем, размещенным ближе к источнику питания, превышает время отключения этого сверхтока включенным за ним вторым автоматическим выключателем, расположенным ближе к месту короткого замыкания или перегрузки. То есть, как условно показано на рисунке 1, время-токовая характеристика первого автоматического выключателя должна быть расположена «выше» время-токовой характеристики второго автоматического выключателя. Для выполнения этого условия первый автоматический выключатель должен быть категории применения В, а второй – категории применения А или бытового назначения.

Рис. 1. Время-токовые характеристики последовательно включенных автоматических выключателей при полной селективности

На рисунке 1 обозначено:

• 1 – автоматического выключателя QF1 категории применения В;
• 2 – автоматического выключателя QF2 категории применения А или автоматического выключателя бытового назначения.

Автоматические выключатели категории применения А и В выпускают в соответствии с международными требованиями стандарта МЭК 60947‑2, который применяют совместно со стандартом МЭК 60947‑1, и национальными требованиями ГОСТ Р 50030.2-2010 и ГОСТ IEC 60947-1-2017. Стандарт МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2 классифицируют автоматические выключатели по следующим категориям применения:

• автоматические выключатели категории применения А, к которым относят автоматические выключатели, специально не предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных к ним со стороны нагрузки. Эти автоматические выключатели не имеют заданной кратковременной выдержки времени, необходимой для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания. Характеристика «номинальный кратковременно выдерживаемый ток» для них не установлена;
• автоматические выключатели категории применения В, к которой относят такие автоматические выключатели, специально предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных к ним со стороны нагрузки. Такие автоматические выключатели имеют заданную кратковременную выдержку времени, необходимую для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания, а также характеристику «номинальный кратковременно выдерживаемый ток».

Автоматические выключатели категории применения В специально предназначены для обеспечения селективного оперирования при коротких замыканиях с включенными после них автоматическими выключателями категории применения А или автоматическими выключателями бытового назначения. Селективность при коротких замыканиях обеспечивается за счет наличия у автоматических выключателей категории применения В кратковременной задержки времени срабатывания, предпочтительные значения которой установлены в стандарте МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2-2010 равными 0,05 (минимальное значение); 0,10; 0,25; 0,50 и 1,00 с.

В течение этого промежутка времени автоматические выключатели, установленные после автоматических выключателей категории применения В ближе к месту короткого замыкания, отключают токи коротких замыканий.

Автоматический выключатель категории применения В обеспечивает селективное оперирование вплоть до величины его номинального кратковременно выдерживаемого тока I_cw. Для автоматических выключателей, имеющих номинальный ток I_n до 2500 А включительно, значение номинального кратковременно выдерживаемого тока должно быть не менее следующих значений: или I_cw = 12 In, или I_cw = 5000 А (выбирают бóльшее значение). Для автоматических выключателей, номинальный ток которых превышает 2500 А, минимальное значение номинального кратковременно выдерживаемого тока установлено в стандартах равным 30000 А.

Однако автоматические выключатели, соответствующие требованиям стандарта МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2-2010, как правило, нельзя применять в местах, доступных обычным лицам, например, в низковольтных распределительных устройствах электроустановок индивидуальных жилых домов и квартир. В таких случаях используют автоматические выключатели бытового назначения, соответствующие требованиям стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011. Однако посредством этих автоматических выключателей можно обеспечить только частичную селективность в области малых сверхтоков, представляющих собой токи перегрузки.

О частичной селективности.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое частичная селективность:

Частичная селективность (автоматического выключателя) (partial selectivity) — это селективность при сверхтоке двух автоматических выключателей, включенных последовательно, когда защиту от сверхтока до заданного уровня сверхтока осуществляет автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки или короткого замыкания, без срабатывания другого автоматического выключателя, расположенного перед ним со стороны источника питания.

Селективное оперирование последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения при токах перегрузки обеспечить достаточно легко. Для этого автоматический выключатель, размещенный ближе к источнику питания, должен иметь номинальный ток, превышающий номинальный ток расположенного за ним второго автоматического выключателя. Сложнее обеспечить их селективное оперирование при токах короткого замыкания. Бóльший номинальный ток первого автоматического выключателя не является достаточным условием для обеспечения селективного оперирования при коротких замыканиях.

Рассмотрим широко распространенный вариант последовательного включения двух автоматических выключателей бытового назначения, имеющих время-токовые характеристики, условно показанные на рис. 2, которые соответствуют требованиям стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011.

Рис. 2. Время-токовые характеристики последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения, обеспечивающие частичную селективность

На рисунке 2 показано:

1, 2 – автоматические выключатели соответственно QF1 и QF2.

При возникновении в электрической цепи (после автоматического выключателя QF2) любого тока перегрузки или тока короткого замыкания, меньшего, чем ток мгновенного расцепления 1 I_IT1 автоматического выключателя QF1, автоматические выключатели будут оперировать по-разному. Расцепление автоматического выключателя QF2 в области сверхтоков, ограниченной его током мгновенного расцепления I_IT2, инициирует тепловой расцепитель перегрузки, являющийся составной частью расцепителя сверхтока автоматического выключателя. В области сверхтоков, превышающей ток мгновенного расцепления I_IT2, но меньшей тока мгновенного расцепления I_IT1, расцепление автоматического выключателя QF2 инициирует его электромагнитный расцепитель короткого замыкания. Расцепление автоматического выключателя QF1 в рассматриваемой области сверхтоков инициирует его тепловой расцепитель перегрузки.

Примечание 1. Ток мгновенного расцепления представляет собой минимальный электрический ток, вызывающий автоматическое срабатывание автоматического выключателя без выдержки времени.

Поэтому время расцепления первого автоматического выключателя превышает время отключения второго автоматического выключателя. Более того, в области малых токов перегрузки первый автоматический выключатель не будет срабатывать, поскольку эти токи меньше его условного тока нерасцепления1 равного 1,13 I_n, а в некоторых случаях – меньше его номинального тока. То есть при появлении в электрической цепи любого сверхтока, значение которого меньше тока мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1 I_IT1, обеспечено селективное оперирование автоматических выключателей QF1 и QF2.

Если сверхток в электрической цепи превышает ток мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, оба автоматических выключателя оперируют одинаково. Их расцепление инициируют электромагнитные расцепители короткого замыкания, побуждая автоматические выключатели расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с. Современные автоматические выключатели при указанных сверхтоках, как правило, срабатывают одновременно, поскольку их фактическое время расцепления обычно не превышает 0,01 с, т. е. при появлении в электрической цепи любого сверхтока, значение которого превышает ток мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, нельзя обеспечить селективное оперирование автоматических выключателей QF1 и QF2.

Следовательно, при последовательном включении автоматических выключателей бытового назначения, можно обеспечить только частичную селективность.

Основываясь на параметрах стандартных время-токовых зон, можно очертить области сверхтоков, в которых автоматические выключатели бытового назначения будут оперировать как селективно, так и не селективно. На рис. 3 условно показаны стандартные время-токовые зоны последовательно включенных автоматических выключателей. Оценку области сверхтоков, в которой автоматические выключатели будут работать селективно, можно осуществить на основе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя.

Минимально возможное значение тока мгновенного расцепления I_{IT1 min} первого автоматического выключателя немного превышает нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления I_{SR IT1 min}, равную 3 I_n, 5 I_n или 10 I_n соответственно при типах мгновенного расцепления B, C или D. Максимально допустимое значение тока мгновенного расцепления I_{IT1 max} автоматического выключателя QF1 равно верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления I_{SR IT1 max}, т. е. 5 I_n, 10 I_n и 20 I_n при типах мгновенного расцепления B, C и D. Фактическое значение тока мгновенного расцепления I_IT1 первого автоматического выключателя расположено между указанными границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления:

I_{SR IT1 max} ≥ I_IT1 > I_{SR IT1 min}.

Рис. 3. Стандартные время-токовые зоны последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения

На рисунке 3 показано:

1, 2 – автоматические выключатели соответственно QF1 и QF2.

Область сверхтоков, в которой не может быть обеспечена селективная работа автоматических выключателей, начинается от верхней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, установленной для автоматического выключателя QF1. Любой качественный автоматический выключатель под воздействием сверхтока, возникающего в этой области, будет срабатывать за промежуток времени менее 0,1 с (фактически – за 0,01 с и менее), т. е. при любом сверхтоке, равном или превышающем верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя I_{SR IT1 max}, нельзя обеспечить селективное оперирование рассматриваемых автоматических выключателей. Они, как правило, будут срабатывать одновременно.

Область сверхтоков, в которой можно обеспечить селективное оперирование указанных автоматических выключателей, заканчивается на нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, установленной для автоматического выключателя QF1. В этой области сверхтоков любой автоматический выключатель QF1 будет иметь время расцепления, превышающее время отключения любого автоматического выключателя QF2, т. е. при сверхтоке, который не превышает нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя I_{SR IT1 min}, всегда можно обеспечить селективное оперирование автоматических выключателей.

Если в электрической цепи автоматических выключателей появляется сверхток, превышающий нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, но меньший верхней границы его стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (I_{SR IT1 max} > I > I_{SR IT1 min} ), автоматические выключатели могут оперировать как селективно, так и не селективно, т. е. указанная область сверхтоков представляет собой ту сверхтоковую область, для которой нельзя дать однозначного ответа о возможности обеспечения селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей. Фактически они будут оперировать селективно при любом сверхтоке, значение которого меньше тока мгновенного расцепления I_IT1 автоматического выключателя QF1. Однако на стадии проектирования электроустановки здания его значение не известно.

О селективности при сверхтоке.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое селективность при сверхтоке:

Селективность при сверхтоке (автоматического выключателя) (overcurrent discrimination) — это координация характеристик оперирования нескольких автоматических выключателей, включенных последовательно, таким образом, чтобы при возникновении сверхтоков в пределах установленных границ срабатывал только тот автоматический выключатель, который предназначен для оперирования в пределах этих границ, в то время как другие автоматические выключатели не срабатывают.

При последовательном включении автоматических выключателей следует обеспечить их селективное оперирование при перегрузках, коротких замыканиях, а также при замыканиях на землю. Первым должен срабатывать автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю, обычно находящемуся в конечной электрической цепи. Вторым должен оперировать автоматический выключатель, расположенный ближе к источнику питания, например установленный на вводе в электроустановку здания, или автоматический выключатель, защищающий какую-то распределительную электрическую цепь.

В противном случае, если первым сработает вводной автоматический выключатель или автоматический выключатель, установленный в распределительной электрической цепи, то вместо одной конечной электрической цепи, в которой произошла перегрузка, короткое замыкание или замыкание на землю, будет отключена вся электроустановка здания или какая-то ее часть, состоящая из нескольких конечных электрических цепей. Аналогичное нежелательное отключение произойдет также в том случае, если оба автоматических выключателя сработают одновременно. Поэтому при проектировании электроустановок зданий вопросам обеспечения селективного оперирования автоматических выключателей следует уделять должное внимание.

В нормативной документации различают полную и частичную селективность. При обеспечении полной селективности последовательно включенные автоматические выключатели селективно оперируют во всем диапазоне сверхтоков. При частичной селективности их селективное оперирование возможно в ограниченном диапазоне сверхтоков, обычно представляющем собой токи перегрузки.

Целесообразно также обеспечить избирательную селективность при замыканиях на землю в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TN‑S и TN‑C‑S, между автоматическими выключателями и устройствами дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока. Сверхтоки короткого замыкания на землю должны отключать УДТ. В противном случае, при одновременном срабатывании автоматических выключателей и устройств дифференциального тока, сложно установить причину их оперирования, поскольку УДТ без встроенной защиты от сверхтока могут сработать при токах перегрузки и короткого замыкания, более чем в 6 раз превышающих их номинальные токи.

Реальный пример

Вооружившись терминологией далее можно переходить к простому реальному примеру. Условимся, что у нас есть 2 последовательно подключенных автоматических выключателя. Возьмем для примера, что первый автоматический выключатель QF1, установленный на вводе вводно-распределительного устройства электроустановки индивидуального жилого дома, имеет номинальный ток 50 А и тип мгновенного расцепления C, а второй автоматический выключатель QF2, установленный в вводно-распределительном устройстве и защищающий от сверхтока конечную электрическую цепь штепсельных розеток, имеет номинальный ток 16 А и тип мгновенного расцепления B.

Наша задача обеспечить надлежащую координацию (селективность) между этими 2 последовательно соединенными устройствами защиты от сверхтоков.

Это нужно сделать таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания, АВ, который находится ближе к месту появления сверхтока (наш автоматический выключатель на 16 А), срабатывал раньше автоматического выключателя, который находится ближе к источнику питания (QF1 на вводе в ВРУ). То есть, QF1 в итоге сработать не должен и электроустановка здания продолжит работу за исключением одной из электрических цепей штепсельных розеток, которую обесточил в результате селективного оперирования QF2. Это то, что мы хотели бы. Теперь читайте далее при каких условиях это возможно.

В п. 5.3.5 ГОСТ IEC 60898-1-2020 для каждого типа мгновенного расцепления уставлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления (для простоты назовем его I_м.р):

• Тип B: 3I_n < I_м.р ≤ 5I_n
• Тип C: 5I_n < I_м.р ≤ 10I_n
• Тип D: 10I_n < I_м.р ≤ 20I_n

Область сверхтоков, в которой не может быть обеспечено селективное оперирование указанных автоматических выключателей, начинается от верхней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, равной 10 I_n или 500 А. Область сверхтоков, в которой может быть обеспечено их селективное оперирование, расположена вплоть до нижней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, равной 5 I_n или 250 А.

То есть наш автоматический выключатель QF1, который установлен на вводе ВРУ, может мгновенно сработать при сверхтоке большем чем 250 А (например 251 А) и обязан мгновенно расцепиться при сверхтоке больше либо равном 500 А.

Ниже я подготовил рисунок-график, на котором показаны области сверхтоков, в которых селективное срабатывание двух последовательно соединенных автоматических выключателей с типами мгновенного расцепления С (первый) и В (второй), обеспечено (зона 1), возможно (зона 2) или невозможно (зона 3). Рисунок наглядно иллюстрирует тот факт, что для автоматических выключателей бытового назначения можно обеспечить селективное оперирование только при малых значениях сверхтока.

Важно: этот график действителен для случая, когда мы подключаем последовательно автоматический выключатель с типом мгновенного расцепления C (QF1) и автоматический выключатель с типом магнитного расцепления B (QF2). При этом QF1 находится ближе к источнику питания, а QF2 к потенциальному месту возникновения сверхтока. И к тому же выполняется требование по номинальным токам автоматических выключателей: I_n1 > I_n2, где

• I_n1 – номинальный ток первого автоматического выключателя;
• I_n2 – номинальный ток второго автоматического выключателя;

Таким образом, между QF1 и QF2 можно обеспечить селективное оперирование при сверхтоках до 250 А, так как в этом диапазоне сверхтоков время расцепления QF1 ( T_t1) будет всегда больше времени отключения QF2 (T_b2), то есть T_t1 > T_b2. Другими словами в этом диапазоне сверхтоков QF2 “сработает” первым, а QF1 не сработает вообще, то есть будет обеспечена селективность.

В диапазоне сверхтоков от 251 до 499 селективное срабатывание возможно (тут дать однозначного ответа нельзя!). При сверхтоке от 500 А селективное срабатывание невозможно, так как в таком случае оба QF1 и QF2 сработают почти одновременно (менее чем за 0.1 секунду).

Как итог, используя автоматические выключатели бытового назначения можно обеспечить частичную селективную защиту только при незначительных перегрузках и небольших токах КЗ.

Также хочу заметить, что не стоит ждать селективности от автоматических выключателей, которые для этого не предназначены. Если вам нужна гарантированная селективность (но только для целей НЕ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ), то покупайте и ставьте специальные селективные автоматические выключатели категории применения B, которые соответствуют ГОСТ Р 50030.2-2010 .

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры

Правильное подключение автомата в щитке: инструкция и какие ошибки точно нужно не допускать

Если спросить любого человека, неискушенного в электротехнике, что находится в электрическом щите, то последует немедленный ответ – автоматы. Хотя там могут помимо автоматических выключателей (именно такое правильное название автоматов) могут находиться УЗО, дифференциальные автоматы, выключатели нагрузки, контакторы, импульсные реле и еще много чего другого. Цель этой статьи узнать, как из всего многообразия модульных устройств выделить именно автоматические выключатели, для чего они предназначены, как их правильно выбрать, как подключить автомат в щитке и что делать при срабатывании.

Зачем рядовому потребителю знания об автоматических выключателях

С первого взгляда может показаться, что обычному человеку, абсолютно не знакомому с инженерной наукой в целом и электротехникой в частности, не нужно ничего знать об автоматических выключателях, ведь проводку в квартире или доме сделали профессионалы. Возможно, что это и так, но что будет делать человек, если вдруг пропадет напряжение во всей квартире или доме или в какой-то их части. Конечно, человек откроет щиток, посмотрит какой автомат «выбило», и вновь переведет рычажок в положение «вкл».

Именно в этом действии и кроется главная ошибка «обычных людей», ведь прежде, чем включать сработавшее модульное устройство надо разобраться в причине его срабатывания. Поэтому не стоит удивляться, когда после повторного включения сразу или через некоторое время следует повторное выключение. Не устранив причину, никогда не стоит повторно включать модульные устройства, в том числе и автоматические выключатели (в дальнейшем автоматы). Это может привести к печальным последствиям как для здоровья и жизни человека, так и для имущества.

Дело в том, что на разные устройства защиты возложены свои функции, поэтому и причины срабатывания автоматов и устройств защитного отключения (УЗО) совершенно разные. И в большинстве случаев это не касается качества монтажа электрической проводки. Конечно, опытный электрик всегда найдет причину. Но если казусы с электричеством происходят ночью или в выходной день, то не каждый электрик согласится оперативно решить возникшую проблему, а если и согласится, то за срочность хозяева должны будут хорошо заплатить из своего кармана.

Как говорят сами электрики – 50% случаев срабатывания устройств защиты банальны и происходят по вине самих хозяев и электропроводка здесь ни при чем. Именно поэтому элементарные базовые знания об устройствах защиты, их назначении и правилах реагирования при их срабатывании очень пригодятся. Авторы статьи постараются все объяснить понятным языком, не вдаваясь в дебри технических нюансов, которые будут интересны только специалистам, но не «обычным людям».

Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

Автоматический выключатель (автомат) – это такой аппарат, который призван коммутировать (другими словами, включать и отключать) электрическую цепь. То есть здесь имеется в виду то, что можно вручную при помощи рычажка включать и выключать электрическую цепь.

Однако само название — автоматический выключатель, говорит о том, что автомат должен автоматически выключать нагрузку. В каких случаях это происходит?

• Когда защищаемой автоматом цепи протекает ток, который превышает допустимый. И чем больше превышение тока, тем быстрее происходит отключение.
• Когда в защищаемой цепи возникают очень большие по значению токи, которые несвойственны нагрузке – так называемые токи короткого замыкания. В этих случаях автомат реагирует очень быстро – в течение долей секунд.

Перегрузка может возникнуть тогда, когда в одной цепи, защищаемой автоматом, одновременно включается одна мощная нагрузка, на которую не рассчитан ни кабель, ни автоматический выключатель или несколько мощных нагрузок. Например, в одной розеточной цепи из шести розеток одновременно включается электрочайник, утюг, электрокамин, микроволновая печь, пароварка и фен. Естественно, при такой нагрузке ток превысит свои номинальные значения намного, от этого будут сильно нагреваться провода, что может привести к плавлению изоляции и в дальнейшем к короткому замыканию. Автомат не должен этого допустить и должен отключить цепь еще до того, как провода будут сильно нагреваться.

Токи короткого замыкания могут возникнуть тогда, когда в каком-либо устройстве произойдет пробой изоляции на корпус или замкнутся фазный и нулевой проводники. Согласно закону Ома, чем меньше сопротивление, тем больше сила тока. Чем больше ток, тем сильнее идет тепловыделение, что приводит к расплавлению и возгоранию изоляции. Короткое замыкание является наиболее частой причиной возникновения пожаров в электропроводке. Именно потому на автомат возложена очень важная функция – моментально реагировать на токи короткого замыкания, то есть на такие токи, которые во много раз превышают номинальные. Время реакции автомата должно быть такое, чтобы провода не успели нагреться до опасных температур.

Из всего вышеизложенного следует один важный вывод: автоматический выключатель имеет предназначение защищать провода, кабели и различные включенные в цепь электрические приборы от перегрузки и короткого замыкания. Про человека нет ни слова. Поэтому следует уяснить главное – автомат не спасает человека от поражения электрическим током. Автомат спасает кабели и провода.

Приведем пример. Допустим, цепь освещения в квартире защищена автоматом на 10 Ампер и человек, меняя лампочку в светильнике, случайно коснулся фазного проводника, находящегося под напряжением, а другой частью тела коснулся заземленного корпуса холодильника. Через тело человека начинает протекать электрический ток, который зависит от сопротивления – чем оно больше, тем меньше ток. В расчетах принимают сопротивление человеческого тела равным 1 кОм, значит ток будет I=U/R=220/1000=0.22 A=220 mA. Для смертельного поражения током человеку достаточно 80 –100 mA, а автомат имеет номинальный ток в тысячи раз больший. Поэтому повторим – автомат не спасает человека от поражающих факторов электрического тока. Конечно, сработавший автомат может спасти чью-то жизнь, если он предотвратит возгорание электропроводки, но от прямого воздействия электрического тока на человека он не спасает.

Кратко о «внутреннем мире» автомата

Автоматический выключатель – это сложное электромеханическое устройство. Некоторые современные модели автоматов оснащены электронными блоками, которые точнее отслеживают протекающие токи, но мы в статье рассмотрим устройство «классики». Автомат в разрезе представлен на следующем рисунке.

В верхней и нижней части автомата расположены клеммы, причем всегда принято, что вверху расположен вход, а внизу выход. Верхняя клемма жестко связана с неподвижным контактом, а нижняя связана с тепловым расцепителем, который представляет собой биметаллическую пластину, которая при нагреве изгибается. Конец биметаллической пластины гибким проводником соединен с одним из выводов соленоида электромагнитного расцепителя. Другой вывод соленоида гибким проводником связан с подвижным контактом.

Механизм расцепления устроен таким образом, что подвижный контакт подпружинен и надежно фиксируется как во включенном, так и во выключенном состоянии. Помимо этого пружины позволяют производить коммутацию очень быстро, что позволяет избежать сильного подгорания контактов при искровом или дуговом разряде, которые могут возникнуть именно в моменты отключения.

Механизм расцепления может приводиться в действие тремя способами:

• Включение автомата, то есть когда подвижный контакт прижимается к неподвижному возможно только ручным способом, через рычаг управления механизмом расцепления. Также ручным способом можно и выключить автомат.
• При перегрузках в цепи, ток, который превышает номинальный, проходит через биметаллическую пластину теплового расцепителя, нагревает и ее. Под воздействием температуры пластина изгибается и нажимает на рычажок механизма расцепителя, который отключает автомат. Чем выше перегрузка по току, тем быстрее нагревается пластина и тем быстрее происходит срабатывание механизма.
• Если в цепи возникают токи короткого замыкания, то ток, проходящий через соленоид электромагнитного расцепителя, индуцирует магнитный поток способный втянуть внутрь подпружиненный сердечник соленоида, который, в свою очередь, воздействует на подвижный контакт и размыкает цепь. Время реакции при этом может у хороших автоматов составлять тысячные доли секунды.

В момент отключения между подвижным контактом может возникнуть искровой разряд, который ионизирует атомы газов, входящих в состав воздуха. Ионизированный газ является хорошим проводником, поэтому может вспыхнуть электрическая дуга, температура в которой может достигать нескольких тысяч градусов. Естественно, такое тепловое воздействие очень быстро сожжет автоматический выключатель, если не принять специальных мер.

В автоматах всегда есть специальная дугогасительная камера, которая представляет собой набор медных или стальных покрытых медью пластин, которые изолированы друг от друга. Когда загорается дуга, она образует мощное магнитное поле, которое индуцирует в пластинах ЭДС, которое тоже образует свое магнитное поле противоположное по полярности. Эти поля взаимодействуют друг с другом, дуга втягивается в пластины дугогасительной камеры. Пластины «шинкуют» дугу на части и охлаждают ее, в результате чего она быстро гаснет. При горении дуги образуется большое количество газов, которые беспрепятственно выходят из корпуса автомата через специальное отверстие, расположенное снизу от дугогасительной камеры. Этот процесс может занять доли секунды, но даже этого времени достаточно для того, чтобы искровой разряд или дуга немного «подпалили» контакты.

Со временем, при частых включениях и отключениях автоматов, контакты подгорают. Были времена, когда контактные площадки автоматических выключателей делались из электротехнического серебра, есть такие аппараты и сейчас, но в бытовых электропроводках они не используются. Поэтому не надо без особой надобности «клацать» рычажком автомата, так как при каждом там действии как минимум проскакивает искровой разряд вызывающий эрозию контактов. Автоматы предназначены в основном для защиты кабеля или провода, а для коммутации есть специальные аппараты – выключатели нагрузки, называемые по-русски рубильниками.

Узнайте, как подключить дифавтомат, его назначение, основные схемы, часто допускаемые ошибки, в специальной статье нашего портала.

Как правильно подобрать автоматический выключатель

Прежде чем установить автоматический выключатель в электрический щит, его надо правильно подобрать, чтобы он соответствовал и кабелю и характеру нагрузки. Поэтому рассмотрим основные характеристики модульных автоматов, которые всегда указаны на их маркировке. Для специалиста маркировка говорит об очень многом, а для «обычного человека» не говорит ни о чем. Поэтому нужно научиться ее читать, тем более что сложного в этого ничего нет.

Ликбез по маркировке автоматов, подбор нужной модели

На рисунке представлена типичная маркировка для всех автоматических выключателей. Рассмотрим последовательно все пункты и попутно прокомментируем какие именно автоматы нужны для различных целей.

Торговая марка

В верхней части лицевой панельки автомата всегда указывается торговая марка, что иными словами означает фирму-производителя. Для аппаратов защиты это имеет огромное значение, так как лучше выбирать автомат от известного брэнда. Таковыми являются: ABB, Legrand, Hager, Merlin Gerin, Schneider Electric, IEK, EKF. В вопросе выбора конкретной модели и серии лучше посоветоваться с хорошим (не ЖЭКовским) электриком.

Номинальное напряжение и частота

Если на автомате имеется надпись 220/400V 50 Hz, то это означает, что данный аппарат может работать и как в однофазных, так и трехфазных цепях переменного тока с частотой 50 Гц. Большинство применяемых в бытовых проводках автоматы имеют такую возможность.

Номинальный ток

Это одна из главных характеристик, которая указывает какой максимальный ток в амперах может длительно протекать через автомат без его срабатывания. Обозначается он I_n. Если ток становится больше номинального на 13%, т. е. I=I_n*1.13, то начинает работать тепловой расцепитель, но время его срабатывания будет больше часа. По достижению I=1.45*I_n время срабатывания теплового расцепителя уже составит меньше часа и чем больше ток, тем меньше время срабатывания.

Номинальный ток автомата всегда должен соответствовать сечению кабеля или провода защищаемой им цепи, но не мощности нагрузки. Автомат не должен допустить их перегрева при протекании электрического тока, однако в реальной жизни часто происходит обратное.

Например, семья обзавелась стиральной машиной и при подключении ее в уже имеющуюся розетку через некоторое время в подъездном щитке выбивает автомат, так как суммарная нагрузка оказывается выше, чем он может допустить. Пришедший электрик из ЖЭКа предлагает «гениальное» решение поменять автомат на другой, с большим номинальным током. Например, в щитке стоял автомат на 10 А и его предлагается поменять на 16 А, а то и на 25 А, чтоб «надежнее» было. Автомат меняется и, на радость хозяевам, действительно его перестало выбивать при работе стиральной машины. А проводка сделана алюминиевым проводом сечением 1,5 мм 2 , что далеко не редкость в домах построенных в эпоху СССР.

Естественно, что при пиковых нагрузках провод будет перегреваться, будет плавиться его изоляция, но автомат никак не будет реагировать, так как порог его срабатывания гораздо выше. К сожалению, такие ситуации далеко не редкость. И хозяевам очень повезет, если не будет возгорания, а возникнет короткое замыкание, которое заставит сработать автомат.

Следует уяснить простые правила, которые помогут выбрать правильный автомат, который гарантированно защитит проводку от перегрева.

• Сечение кабеля или провода должно соответствовать нагрузке.
• Номинал автоматического выключателя должен соответствовать только сечению кабеля или провода, но не нагрузке.

В приведенной таблице показано соответствие сечения медного кабеля или провода и номинальных токов автоматических выключателей. В любом случае необходимо руководствоваться именно таким соответствием и никак иначе. Никаких исключений и аргументов типа «я сто раз так делал».

Из таблицы видно, что автомат не позволяет использовать все возможности кабеля или провода по пропусканию электрического тока, а ограничивает их. И это сделано намеренно, автоматический выключатель является своеобразным «слабым звеном», которое не позволит сильно «напрягаться» кабелю или проводу, что, с точки зрения безопасности, очень полезно.

Автоматические выключатели по номинальному току бывают на 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A.

Время-токовая характеристика

Перед значением номинального тока в маркировке автомата стоит буквенный индекс, который отражает время-токовую характеристику (ВТХ). Неизвестно по какой причине, но этому уделяют, с точки зрения авторов, недостаточно внимания. Разберемся что же это за характеристика.

На рисунке представлен график зависимости времени срабатывания автомата от кратности протекающего тока к номинальному, то есть k=I/I_n. График разделен на три цветные зоны: зеленую, голубую и желтую, что соответствует время токовым характеристикам B, C и D. Из графика можно сделать следующие выводы:

• При k больше 3, но меньше 5 автомат относится к категории B.
• При k больше 5, но меньше 10 автомат относится к категории C.
• При k больше 10, но меньше 20 автомат относится к категории D.

Что это означает человеческим языком? Из графика видно, что в любых категориях автоматов, чем больше кратность протекающего тока по отношению к номинальному, тем быстрее произойдет срабатывание. Быстрее всех реагируют на превышение тока автоматические выключатели с ВТХ категории B, затем следуют автоматы категории C, а за ними D. Существуют еще автоматы с характеристиками K и Z, но в квартирных и домовых проводках они не используются.

Стоит отметить, что график приведен для определенных внешних условий, а именно температуры окружающей среды +30°C. При повышении температуры автоматы будут срабатывать при несколько меньших токах, а при понижении, наоборот, – при больших. Эта разница не такая существенная, но она всё-таки есть. Очень большое влияние на работу автоматических выключателей оказывают их «соседи» по электрическому щитку, которые, нагреваясь при протекании через них электрического тока, нагревают и воздух внутри щитка и находящееся рядом оборудование. Именно поэтому опытные электрики стараются выбрать такие модели электрических щитков, которые имеют много свободного пространства внутри и при их сборке не стараются их забить модульным оборудованием «под завязку».

Спрашивается, а зачем делить автоматические выключатели на категории по ВТХ. Ведь можно просто сделать такой аппарат, который просто будет реагировать отключением на превышение протекающего тока над номинальным. Но не все так просто. Некоторые виды электрических нагрузок при их включении потребляют токи, которые гораздо выше, чем при работе. Например, электродвигатели пылесоса или компрессора холодильника могут в момент запуска потреблять ток, превышающий в 3—8 раз номинальный. Если автоматы каждый раз будут реагировать на такое превышение, то жизнь превратится в сущий ад – при каждом включении холодильника вибивает автомат в щитке. Именно поэтому в автоматах применяются тепловые расцепители, которые имеют определенную инерционность, которая позволяет допустить кратковременное превышение тока, не приводящее к перегреву проводов. В любом случае тепловой расцепитель настроен так, что отключает цепь раньше, чем кабели и провода войдут в опасный для них режим.

В электропроводках квартир и частных домов используются автоматические выключатели из категории B и C. При выборе конкретной модели следует учитывать характер нагрузки. Для активных нагрузок, то есть тех, которые не потребляют повышенных токов при запуске, следует выбирать автоматы с ВТХ типа B. Это относится к освещению и розеточным цепям. Реактивные нагрузки уже потребуют автоматов с ВТХ типа C. К ним относятся холодильники, кондиционеры, стиральные и посудомоечные машины, домашние мастерские, где используется электроинструмент.

К сожалению, в магазинах электротехнических товаров очень сложно найти автоматические выключатели типа B. Это объясняется тем, что на них низкий спрос. Львиная доля продаваемых автоматов – это ВТХ типа C. Но авторы статьи настоятельно рекомендуют не пожалеть денег и для активных нагрузок применять автоматы именно типа B. Пусть даже придется их заказать и подождать какое-то время. Дело в том, что сочетанием автоматов с характеристиками B и C можно добиться селективности работы устройств защиты.

Приведем пример. Допустим, в одном из светильников перегорела лампа накаливания, но при этом спираль замкнулась. Наверняка все сталкивались с такой ситуацией, когда при включении света лампа вспыхивает и тут же гаснет с характерным щелчком и при этом выбивает автомат. Хорошо, если сработал автомат, который защищает только цепь освещения комнаты, но ведь может произойти, что выбивает автомат, расположенный в подъездном щитке. Мало того, случается, что в квартирном щитке автоматы не среагировали, а подъездный среагировал. Если такое случается, значит в организации электропроводки плохо организована селективность.

Главный принцип селективности – это то, что прежде всего должны срабатывать устройства защиты, расположенные ближе всего к источнику проблем. Если по какой-то причине они не сработали, то должны отреагировать другие устройства, находящиеся выше по иерархии. В описанном случае с лампой можно на цепь освещения поставить автомат с ВТХ типа B, а в подъездном щитке установить автомат категории C. Тогда при замыкании спирали лампы прежде всего сработает более «шустрый» автомат типа B, пока «тупит» подъездный автомат. В этом случае его более медленная реакция выгодна, так как это не приведет к отключению всей квартиры.

Номинальная отключающая способность

Эта характеристика может называться еще предельной коммутационной способностью (ПКС). ПКС показывает, при каком максимальном токе короткого замыкания автомат еще будет способен разомкнуть цепь хотя бы один (и это будет, скорее всего, последний) раз. Стандартные величины ПКС 4,5 kA, 6 kA, 10 kA. Для бытового применения вполне достаточно 4,5 kA, но если подстанция находится рядом, то есть смысл применять автоматы с ПКС 6kA. Автоматы с ПКС 10 kA используются только в промышленности.

Класс токоограничения

Эта характеристика имеет три значения – 1,2 и 3, причем если нет этой маркировки, то автомат относится к 1 классу. Она показывает, насколько быстро среагирует автомат на появление токов короткого замыкания. Если тепловой расцепитель при возникновении перегрузки может «тактично подождать», то электромагнитный должен при появлении ТКЗ действовать «решительно и смело». Класс токоограничения именно отражает степень «решительности» автомата и время его реакции.

1 класс размыкает цепь за один полупериод, что по времени составляет примерно 10 мс, 2 класс – за ½ полупериода (5—6 мс), а 3 класс за 1/3 полупериода (3 мс). Естественно, что чем выше класс – тем лучше, но и дороже.

Количество полюсов

В современных квартирных или домовых электрощитках применяются модульные автоматические выключатели, имеющие 1, 2, 3 или 4 полюса. Однополюсные и двухполюсные автоматы предназначены для защиты однофазных цепей, а трех и четырехполюсные — для трехфазных. Соответственно количеству полюсов, автоматические выключатели занимают количество мест (модулей) в электрическом щитке. Одно место – это 17,5 мм.

Видео: Как выбирать автоматические выключатели

Как подключить автомат в щитке

Как уже отмечалось выше, современные автоматические выключатели, применяемые в бытовых электропроводках – это модульное оборудование, которое наряду с другими устройствами контроля, коммутации, учета и защиты имеют корпуса стандартных размеров в длину и высоту, а ширина всегда кратна одному модулю (месту) равному 17,5 мм.

Все модульное оборудование в электрических щитках крепится на DIN-рейку, шириной 35 мм при помощи защелки. Для установки достаточно просто защелкнуть автомат на рейке, а потом, перемещая влево или вправо, выставить в нужное положение. А для снятия уже потребуется отвертка с прямым шлицем, которой надо поддеть и потянуть вверх пружинную защелку.

Для установки и подключения автоматического выключателя в электрический щиток потребуется стандартный набор электротехнического инструмента:

• Набор отверток, как с прямым, так и с крестообразным шлицем. Следует обратить внимание на то, какие именно винты, с каким шлицем применены в клеммах автомата. Могут быть два варианта: крестообразный типа Philips (на рисунке под номером 2) или крестообразный типа Pozidriv (на рисунке под номером 3). Обозначаются они PH или PZ соответственно.

• Плоскогубцы различных размеров.
• Кусачки или кабелерез.
• Инструмент для снятия изоляции – стриппер.

• Если будут использоваться для подключения многожильные провода, то понадобится инструмент для обжима наконечников – кримпер.

• Индикаторная отвертка.

Опишем процесс монтажа и подключения автоматического выключателя в электрическом щитке.

Почему все выключатели и автоматы включаются вверх, а отключаются вниз?

Вы замечали, что большинство выключателей света и защитных автоматов в электрощитке включают питание вверх, а отключают вниз? Сделано это не просто так – тому есть логическое объяснение.

Если электрикой в вашем доме занимался профессионал, то клавиши всех выключателей должны работать следующим образом: при нажатии на верхнюю часть — подавать питание, на нижнюю — выключать. Так же работают рубильники и автоматы в электрощитовой и на подстанции: при движении вверх соединяют цепь, вниз — разъединяют. Почему их устанавливают таким образом? Объясняем две причины подобного решения.

Причина первая: требование ПУЭ

В ПУЭ п. 4.1.9 сказано: «Аппараты рубящего типа должны устанавливаться так, чтобы они не могли замкнуть цепь самопроизвольно, под действием силы тяжести. Их подвижные токоведущие части в отключенном положении, как правило, не должны быть под напряжением».

Приведем пример из жизни. Электрики на подстанции делали ревизию аппаратов защиты в РУ 0,4 кВ. Для обесточивания электроэнергии они отключили разъединитель, подающий напряжение на подстанцию в 10 кВ. Разъединитель отключался сверху вниз и для надежности запирался на замок. В процессе работы с опоры, где находился разъединитель, упал высоковольтный изолятор и ударил по рубильнику. Если бы при выключении он находился в верхнем положении, то от удара мог бы включиться (опустился бы вниз), и электрики попали бы под напряжение. К счастью этого не произошло, так как рубильник был установлен в согласии с требованиями ПУЭ.

Добавим также, что в автоматах защиты чтобы поднять кнопку вверх, необходимо приложить усилие, так как внутри стоит жесткая пружина. А вот для отключения вниз, достаточно немного надавить и кнопка отстреливает сама.

Причина вторая: технически грамотный монтаж

Все автоматические выключатели изготовлены таким образом, чтобы сверху подходило питание, а снизу подключалась ветка потребителя. Многие производители устанавливают специальные флажки или маркируют стрелочками направления, в которых должен включаться и отключаться рубильник. Во включенном положении красный флажок, а в отключенном зеленый. Пример вы можете видеть на картинке ниже.

У определенных моделей выключателей на свет, которые монтируются в квартирах, в отключенном положении горит красный светодиод, а во включенном нет. Такое решение весьма удачно, так как в темноте видно, где расположен выключатель. У таких одноклавишных и двухклавишных выключателей также отключение происходит кнопкой вниз, а включение кнопкой вверх.

Интересен тот факт, что производители кнопочных автоматов также ставят верхнюю кнопку на пуск, а нижнюю на отключение, хотя сила тяжести здесь не может никоим образом самопроизвольно запустить устройство. Обратите внимание на автомат АП50Б 2МТ: у него верхняя белая кнопка на включение, а нижняя красная на отключение питания.

Учитывая, что у всех производителей есть единая система обозначения состояния рубильника (красные/зеленые флажки или верхняя/нижняя кнопка), то не должен ли и монтаж выполняться по единой схеме? Можно сказать, что правильная установка (включение — вверх, отключение — вниз) — это признак хорошего тона среди электриков. Ведь стоит помнить, что кому-то в будущем придется делать ревизию аппаратов защиты и выключателей, и было бы хорошо, если бы изначально все было установлено правильно. Также и в доме: если все выключатели будут установлены как попало в разнобой, то это будет уже не комильфо.

Вывод

Если электрик соблюдает правила ПУЭ, в частности п. 4.1.9, и уважает своих клиентов и коллег, он установит выключатель или рубильник правильно, т.е. включение — вверх, отключение — вниз. Всегда проверяйте это перед тем, как принимать работу у электромонтера. К сожалению, не все электрики добросовестно выполняют свою работу. Узнайте, как опытные электрики могут обманывать своих клиентов.

Кстати, начинающим электрикам будут интересны такие темы:

Автоматы «В» — в каждый домашний щиток!

Сейчас такие времена, что ценность человеческой жизни стала главным приоритетом, и в то же время бывают перегибы — безопасностью оправдывают многие ограничения и нововведения. Сегодня снова поговорим об электробезопасности, которую обеспечивает домашний электрощиток, через призму знаний о токе короткого замыкания. Да, я поднимаю эту тему не в первый раз. Но не спешите закрывать интернет-страницу! Тема касается каждого — ведь это тема безопасности! Спойлер: я докажу, что щитки, укомплектованные автоматами с характеристикой «В», гораздо более предпочтительны для наших домов и квартир.

За последние годы в электротехнической сфере введены некоторые ограничения и нововведения, которые служат, прежде всего, двум целям — сохранение жизни человека и сохранение жизни оборудования (от общего к частному — электросетей, электроустановок, нагрузки). Благо современные технологии и устройства позволяют обеспечить безопасность и людей, и проводов.

Вот неполный список защит в наших электрощитках, о которых я говорю:

• Автоматические выключатели (АВ), которые выключают питание при перегрузках и коротких замыканиях. Это — единственное устройство в наших электрощитках, установка которого строго обязательна в любом случае.
• Устройства защитного отключения (УЗО), или по-новомодному выключатели дифференциального тока (ВДТ), которые выключают питание при появлении опасного значения дифференциального тока (его появление означает, что на корпусах приборов может возникнуть опасный и даже смертельный потенциал для человека). Сюда же можно отнести и АВДТ (автоматические выключатели дифференциального тока), которые являются гибридами АВ и ВДТ.
• Реле напряжения, которые выключают питание и защищают таким образом оборудование от повышенного и пониженного напряжения;
• Устройства защиты от дугового пробоя (УЗДП) или устройства защиты от искрения (УЗИС), которые выключают питание при подозрении на искрение любого вида, даже при небольшом токе.
• Устройства защиты от импульсного перенапряжения (УЗИП) или ограничители перенапряжения (ОПН), купирующие по мере сил мощные кратковременные скачки напряжения, которые могут быть вызваны природными или техногенными причинами. В зависимости от конфигурации схемы, питание в этом случае тоже, как правило, отключается.

С одной стороны, народ стал побогаче, и сейчас многие могут себе позволить электронные «штуки», о которых раньше можно было только мечтать. С другой — эти «штуки» стали доступнее по цене и наличию.

Некоторые говорят, что это «развод клиента на деньги», но я с этим не согласен. Если клиент ценит свою жизнь, готов платить за это, и понимает, что это и для чего, — нужно ставить все возможные защиты.

Важно, что установка любой защиты должна быть оправдана, а ее характеристики тщательно просчитаны. Ведь никакая, даже самая нужная защита, не должна быть излишне сложной и портить нервы из-за ложных срабатываний.

Среди неграмотных электриков есть такой критерий выбора автомата — «Чтоб не выбивал».

В статье поговорим о том, как максимально эффективно защитить электроприборы и электропроводку от короткого замыкания (КЗ). Делается это благодаря нововведению, которое с большим трудом входит в нашу жизнь, несмотря на копеечные затраты. Виной тому — косность российского менталитета, его невежество и страхи. Которые я развею в этой статье.

Для полноты восприятия рекомендую ознакомиться с моими предыдущими статьями на эту тему — «Ток КЗ: размер имеет значение» и «Селективность в домашнем щите: как достичь невозможного».

Для начала, как обычно, немного вводной информации.

Береги кабель, Саня!

К вопросу об ограничениях стоит упомянуть о том, что ужесточились требования к тепловому режиму кабелей. Хотя я и не припомню изменений в нормативно-технической документации (НТД), из-за которых это могло произойти. Зато я прекрасно помню удивленно-возмущенные глаза старшего электрика Иваныча на одном из моих первых объектов, когда он мне говорил: «Какие 16? Всю жизнь на розетки ставили 25 ампер! Не умничай!» А сейчас ставить 16 А на розеточные линии с сечением по меди 2,5 мм 2 — норма.

Считаю, это произошло по двум причинам:

• Раньше на одном автомате 25 А могло висеть полквартиры, а это — несколько розеток, плюс несколько лампочек накаливания. Это было по бедности — так можно сэкономить и на проводах, и на автоматах, которых на квартиру было обычно два или три. В этом случае ток на линии был сравнительно большим, и при номинале 16 А были бы сравнительно частые отключения из-за перегрузки. Поэтому нашли такой компромисс. Сейчас на одном автомате 16 А обычно «висят» максимум три розетки, а освещение подключают отдельно.
• Больше стало уделяться внимания живучести и надежности кабеля. Основное, от чего зависит срок его эксплуатации, — рабочая температура. Точнее, границы перепада температур и их периодичность. Чем чаще и больше перепады (чем чаще и больше нагревается жила), тем быстрее сохнет и теряет сопротивление изоляция, и быстрее ухудшаются контакты в местах соединений. Основной фактор, влияющий на нагрев жилы, — ток. Отсюда логичный вывод — ограничивая ток, мы ограничиваем возможный нагрев и увеличиваем срок службы кабеля. В этом смысле получается, что для защиты кабеля сечением 2,5 мм 2 автомат с номиналом 16 А имеет приоритет перед 20 А и тем более 25 А.

Допустимая температура нагрева жил кабеля для большинства кабелей составляет 70 °С. Подробнее — в ГОСТ 31996-2012. О сечениях и сопротивлениях токопроводящих жил сказано в ГОСТ 22483-2012.

Кроме того, в новых нормах (СП 256.1325800.2016, изменение 3 от 2019 года, таблица 15.3) сказано, что кабель розеточной группы не может быть сечением менее 2,5 мм 2 . То есть на кабеле сэкономить теперь никак не получится, даже если на этой линии «висит» холодильник мощностью 200 Вт, а номинал автомата — 6 А. Если линия на розетки проложена кабелем с алюминиевыми жилами, его сечение должно быть не менее 4 мм 2 .

Алюминиевый кабель меняет свои свойства и скоро может официально появиться в наших жилищах. Читайте об этом в предыдущем номере журнала.

На примере кабеля можно сказать, что режимы работы многих компонентов электросетей стали более щадящими, а сами компоненты — лучше защищены.

Защита от короткого замыкания

Самый важный момент в этом вопросе — при таком грозном явлении, как КЗ, взоры всех обитателей квартиры с надеждой обращены к электромагнитному расцепителю, который является неотъемлемой частью каждого современного автоматического выключателя. Именно он спасает всех участников электроцепи — от места КЗ до клемм АВ.

Какие гарантии может предоставить нам автомат в случае КЗ? Для ответа на этот вопрос принципиально важно знать соотношение тока КЗ и «номинала» электромагнитного (ЭМ) расцепителя (кратность тока). Главное и единственное условие выключения цепи при таких инцидентах — ток срабатывания ЭМ расцепителя при любом раскладе должен быть меньше, чем ожидаемый ток КЗ.

Иначе за дело придется взяться тепловому расцепителю, а он работает неохотно, с ленцой — в отличие от своего электромагнитного напарника. В результате за несколько томительных секунд, пока тепловой расцепитель даст команду на размыкание, может произойти непоправимое. Например, выгорит скрутка алюминия с медью, которую сделал молодой плиточник, когда переносил розетку в ванной.

Зная ожидаемый ток КЗ и характеристику расцепления (в случае с домашним щитком это «В» или «С»), мы можем точно сказать, сможет ли автомат спасти ситуацию в случае короткого замыкания (мы говорили об этом в других статьях). Но ток КЗ в большинстве случаев мы знаем лишь приблизительно — ведь он может измениться непредсказуемо от многих факторов. Что же де-лать?

Мой ответ таков. Мы перестраховываемся с кабелем, занижая ожидаемый ток (ограничивая его) при помощи номинального тока АВ. Но номинал автомата понизить не всегда возможно — он «упирается» в номинальный ток, потребляемый нагрузкой. Значит, нужно занизить «номинал» ЭМ расцепителя. Но сделать это надо с умом — так, чтобы обеспечить разрыв цепи при экстремально низких токах КЗ, в то же время ни в чем не ограничивая нагрузку. Логичная перестраховка?

Иными словами, нужно «понизить букву» электромагнитного расцепителя с «С» на «В», чтобы получить больше гарантий отключения при КЗ. Как это сделать, обеспечив максимальную защиту, и в то же время исключив ложные срабатывания? Ответ будет в этой статье.

Представители автоматических выключателей семейств «В» и «С» с номинальным током 10 А

Отличия характеристик «В» и «С»

Зачем нужны разные защитные характеристики автоматов? Отличия на первый взгляд незначительные — лишь в порогах отключения электромагнитного расцепителя. При этом тепловые расцепители при том же номинальном токе не отличаются. В чем же разница?

Возьмем для сравнения два автоматических выключателя с одинаковым номинальным током 10 А. Видите разницу?

Время-токовые характеристики автоматических выключателей с типом мгновенного расцепления «В» и «С» с номинальным током 10 А

Давайте пристально посмотрим на время-токовые характеристики (ВТХ) этих двух экземпляров (данные можно взять в каталоге производителя или в ГОСТ IEC 60898-1-2020):

У ВТХ «В» (слева) электромагнитный расцепитель отключается (размыкает контакты), начиная от сверхтока в 3. 5 раз больше номинального. Это означает, что в данном случае автомат может выключиться при сверхтоке более 30 А. А должен выключиться при токах 50 А и выше.

ВТХ «С» (справа) отличается лишь током, начиная с которого он может и должен выключиться — соответственно 50 и 100 А.

Время размыкания электромагнитного расцепителя, а значит, отключения цепи по короткому замыканию, должно быть менее 0,1 с. Что и показано на обоих графиках. Реальное время отключения АВ при КЗ на порядок меньше (около 0,01 с), а это только плюс. Ведь за полпериода напряжения в случае КЗ вряд ли что-то сможет повредиться или загореться. Фигурально выражаясь, ЭМ-расцепитель является самым слабым звеном в цепи, которое предназначено соответствовать пословице «Где тонко, там и рвется».

По какой причине срабатывает автомат?

Напоминаю, мы рассматриваем только электромагнитный расцепитель, к которому относятся понятия «В» и «С». Он может сработать от сверхтока в двух случаях:

• короткое замыкание;
• большой пусковой ток.

Автомату все равно, как образовался сверхток. Но давайте не будем автоматами, и рассмотрим каждый вариант подробнее.

Короткое замыкание

Как определить, из-за чего выключился автомат — из-за перегрузки или из-за короткого замыкания (КЗ)?

Под выключением в результате перегрузки обычно понимают любой сверхток, который привел к активации теплового расцепителя. А выключением автомата по КЗ можно считать случай, когда через автомат протекал такой сверхток, который привел в действие электромагнитный расцепитель.

Почему так важно, чтобы автомат выключался при КЗ как можно раньше? Ток КЗ — это, по сути, максимальная перегрузка, какая только может быть на данном участке цепи. Но ток короткого замыкания не бесконечен — он определяется сопротивлением цепи от подстанции до места замыкания.

Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это — сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики «С», электромагнитная защита сработает (как повезет!) при токе от 125 до 250 А. То есть не сработает вообще! Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.

Пусковой ток

Ток, при котором срабатывает электромагнитный расцепитель, на практике может получиться не только в результате короткого замыкания. Кратковременное превышение тока в несколько раз может произойти при пуске различных инерционных устройств. Такой ток называют пусковым.

Как правило, пусковой ток электроприбора превышает номинальный, иногда в несколько раз. Численно пусковой (Iп) и номинальный (Iн) токи связаны через коэффициент кратности пускового тока K_п: I_п=I_н×К_п, где К_п >1.

Пусковой ток отличается от тока перегрузки тем, что он имеет очень небольшое время действия (от 0,01 до 0,1 с), за которое точно не успеет сработать тепловой расцепитель. За это время на него может отреагировать только ЭМ-расцепитель. В некоторых источниках указана длительность пускового тока в несколько секунд. Но там авторы лукавят — в конце этого времени ток сложно назвать пусковым, т. к. он почти равен номинальному.

Пусковые токи больше всего у нагрузок с электродвигателями, а также у устройств, имеющих в своих блоках питания конденсаторы фильтров помех и электролитические конденсаторы, а это практически вся электронная техника, начиная от светодиодных лампочек и заканчивая персональными компьютерами.

Пусковой ток — главный аргумент противников установки автоматов с типом мгновенного расцепления (характеристикой) «В». Хотите об этом поговорить? Пожалуйста!

Что делать, чтобы автомат не выключался от пускового тока?

У автоматического выключателя, как и у любого защитного устройства, суть работы заключается в том, чтобы в полной мере обеспечить защиту, но в то же время минимизировать вероятность ложного срабатывания. Поскольку пусковые токи — большие или малые — есть всегда, нужно для начала определить, чему они равны численно. Я составил таблицу, показывающую реальные пусковые токи различных бытовых устройств.

Таблица пусковых токов различных бытовых нагрузок

Для таблицы я взял нагрузки с мощностью больше средней и привел ориентировочные пусковые токи. Проанализируем.

Лампа накаливания

Обладают значительным пусковым током за счет физических свойств вольфрамовой спирали — в холодном состоянии ее сопротивление гораздо ниже, чем в горячем. Но что означают цифры в таблице? Представим, что у нас есть пятирожковая люстра с общей мощностью ламп накаливания 500 Вт, которые включаются одновременно. Пусковой ток будет достигать 25 А. Много ли это? Согласно ПУЭ-7 (таблица 7.1.1) и СП 256.1325800.2016 (таблица 15.3), минимальное сечение медных токопроводящих жил должно быть равно 1,5 мм 2 . Для надежной защиты такого кабеля нужен АВ с номиналом не более 10 А. Если установить АВ с характеристикой «В», он может выключиться при пусковых токах более 30 А. Нужен ли тут АВ «С»? Нет.

Светодиодные лампы

К ним также можно отнести и LED-прожекторы. Эти источники освещения устроены так, что в момент включения драйвер потребляет огромный ток. Производители стараются делать пуск таких ламп более плавным, но компромисс между пусковым током и КПД светодиодной лампы обычно выбирается на значении К_п=50. 150. Спасает ситуацию низкий номинальный ток LED-ламп.

Если необходимо включить сразу много таких ламп, приходится идти на ухищрения и предварительные расчеты, на основе данных от производителя. Вот несколько способов, как уменьшить пусковой ток при включении большого количества светодиодных ламп:

• Разбить на группы, которые включаются через один автомат, но в разное время.
• Разбить на группы, которые включаются в одно время, но от разных автоматов.
• Использовать устройства, понижающие пусковой ток в момент включения. Например, реле ограничения пускового тока МРП.

Все нагрузки, которые я рассматриваю далее, подключаются к розеточным линиям с минимальным сечением жил в кабеле 2,5 мм 2 . А значит, несмотря на категоричное мнение Иваныча, максимальный автомат мы ставим на 16 А.

Холодильник

Несмотря на двигатель, имеет сравнительно небольшой пусковой ток, который даже при самом неблагоприятном раскладе не превысит 10 А.

Электроника

Как я уже говорил, обладает за счет входных конденсаторов большим пусковым током. Однако этот факт нивелируется тем, что большинство современной электроники при подаче питания работает в режиме ожидания (Standby. В нём потребление гораздо ниже номинала. Для уменьшения негатива нужно делать то же, что и со светодиодным освещением — разные приборы включать в разное время в разные розетки, которые питаются от разных автоматов.

Погружной насос

К этому пункту можно отнести и другую технику, где рабочий элемент закреплен непосредственно на валу двигателя. Эти устройства имеют самый высокий пусковой ток. Но что говорят цифры? Даже сравнительно мощный насос на 500 Вт при пуске потребляет ток не более 16 А. Значит, мы можем не только поставить автомат с характеристикой «В», но и понизить его номинал до 10 и даже 6 А! Это благотворно скажется на защите насоса — больше шансов, что автомат отключит питание при заклинивании крыльчатки (недавно мне рассказывали, что в насосе застряла крыса). Учтите также, что часто насос питается через кабель длиной десятки метров.

Стиральная машина и кондиционер

Эта крупная бытовая техника редко потребляет электрическую мощность больше 2000 Вт. Но даже при такой мощности пусковой ток у них небольшой, поскольку на электродвигатель приходится только часть потребления — питаются они не напрямую, а через схемы плавного пуска.

Мясорубка, кухонный комбайн, пылесос

Они также имеют электродвигатель, который потребляет значительный пусковой ток. Но самым большим этот ток будет только в крайнем случае — при включении на максимальной скорости в устройствах без редуктора. Только тогда пусковой ток с небольшой вероятностью будет обоснованием для отказа от характеристики «В» в пользу «С».

Пусковые токи уменьшаются

Большинство производителей знают о вреде и опасностях, которые несет пусковой ток. Вот что они делают, чтобы его уменьшить:

• На входе питания электронных устройств устанавливают NTC-термистор (терморезистор), который за счет своих физических свойств имеет большое сопротивление в холодном состоянии. Конечно, это не панацея, и есть ограничения по их использованию, связанные с понижением КПД устройства в целом.
• Инверторное питание для плавного пуска. Под этим я подразумеваю питание двигателей через полупроводниковые пускатели. Преобразователи частоты, устройства плавного пуска и гордая надпись Invertor — из этой оперы.
• Питание с задержкой через реле. В этом случае в начале подается часть питания, а через доли секунды — 100 %. Я писал об этом выше и приводил в пример реле МРП.
• Повышение cos φ и уменьшение гармоник и реактивной составляющей питающего тока также вносит вклад в общее дело.

К счастью, пусковые токи, в отличие от номинальных, в большинстве случаев не действуют одновременно. Если вы включаете питание в квартире, лучше не делайте это посредством главного (вводного) выключателя. Правило хорошего тона — подавать питание последовательно, включая групповые автоматы один за другим.

Что говорится в НТД?

Прямого нормативно-технического документа, запрещающего, обязывающего или ограничивающего применение автоматов с характеристикой «В», нет. Все основывается на измерениях и расчетах. Если позволяет петля «фаза-ноль» (ток КЗ), то можно устанавливать любую характеристику («В», «C», «D»).

Точнее говоря, характеристика «D» не разрешена к применению в жилых помещениях. В ГОСТ 32395-2020 «Щитки распределительные для жилых зданий» (а также более ранней его версии от 2013 г) говорится только про характеристики отключения «В» и «С». Характеристика «D» в быту не применяется еще и потому, что она просто-напросто бессмысленна — там нет и не может быть больших пусковых токов, превышающих номинальный в 10. 20 раз.

Характеристика «D» упоминается (а значит, допускается) только в ГОСТ 32397-2020 «Щитки распределительные для производственных и общественных зданий».

Кстати, используя «В» в групповых линиях, проще всего расширить зону селективности в домашнем щитке и увеличить надежность домашней энергосистемы.

Также в ПУЭ-7 (п. 1.7.79, 7.1.72) есть требование к автоматическим выключателям — если ток короткого замыкания не обеспечивает отключение автомата за 0,4 секунды, то требуется установка УЗО. Не хочешь ставить УЗО — подбирай автоматы по номиналу и характеристике. Фактически — это требование, чтобы при КЗ срабатывал именно ЭМ-расцепитель. Ведь только он может обеспечить такое время отключения.

Для примера: ток КЗ в розеточной сети — 100 А. Автомат С16 не подойдет (16×10×1,1=176 А). Что можно сделать:

• Установить автомат меньшего номинала в ущерб мощности. Но в данном случае даже С10 подойдет с большой натяжкой: 10×10×1,1=110 А.
• Увеличить сечение кабеля. В данном случае — вместо 2,5 проложить 4 мм 2 . Думаю, не надо объяснять, как трудно это бывает реализовать на практике. Да и не факт, что это мероприятие приведет к желаемому результату.
• Установить автомат В16 (16×5×1,1=88 А). Бинго!

Когда какой автомат отключится?

Для удобства я составил таблицу токов отключения самых ходовых в быту номиналов, характеристик «В» и «С»:

Таблица токов отключения по КЗ для АВ разных номиналов и характеристик отключения

Есть два пути пользования этой таблицей — исходя из имеющегося автомата либо исходя из измеренного тока КЗ. Например, автомат С16 при сверхтоке 80 А (5I_n) отключится медленно и только по тепловому расцеплению. А при 160 А (10I_n) — отключится мгновенно (менее 0,1 с), что и требуется при КЗ.

И напоследок, поговорим о крайне важном пункте для всех.

Противники автоматов «В» утверждают, что цена электрощитков может взлететь до небес. Да и не найти такие девайсы в продаже. Их опасения легко разбиваются о факты. Вот сравнительная таблица для автоматов «В» и «С» двух противоположных по качеству брендов (по информации известного онлайн-магазина):

Сравнение цен автоматов «В» и «С»

Неужели разница в цене 5-10 % что-то решает?

Нет в наличии? Не знаю, как у вас, а в моей провинции нужное модульное оборудование — в самом широком ассортименте.

А как у них?

По неподтвержденной информации, в технологически-развитых странах давно и по умолчанию устанавливаются автоматы «В». Чтобы поставить «С», нужно расчетное обоснование. Посмотрите на фото, которое прислал мне друг из Германии:

Фото щитка, присланное из Германии другом Александра

Примерно такие щитки устанавливают там в бюджетных квартирах. Вводная коммутация и УЗО — на лестничной площадке.

Надеюсь, я доказал или дал пищу для ума, что на линии розеток и освещения целесообразно устанавливать автоматические выключатели с характеристикой «В». Ведь их установка в бытовых щитках при том же ампераже, что и «С» в большинстве случаев ведет к существенному повышению электро-, пожаробезопасности. Уверен, что придут времена, когда этот приоритет будет прописан в российской нормативно-технической документации.

Источник: Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 6 (102), 2021 год

Можно ли сразу включать автомат после того как его выбило, или надо подождать?

Можно ли его сразу включать после того как его выбило, или надо подождать и включить чуть позже, как правильно?

В начале надо определиться с причиной почему сработал автомат.

Если превышена допустимая нагрузка, то есть сеть перегружена, то сразу включать его бесполезно, он опять сработает.

Отключите мощный бытовой прибор и после этого можно включать автомат сразу.

Так автомат на 10 Ампер (220 Вольт сеть) рассчитан на подключение бытовых приборов мощностью до 2,2 кВт, к примеру включили электрочайник мощностью 2,5 кВт, автомат выбило, отключите чайник и включите автомат.

Вот таблица для ознакомления.

Возможно автомат выбило из-за неисправности бытовой техники, например прибор вышел из стоя из-за короткого замыкания.

Сразу включать автомат нельзя, несправный прибор отключите от электросети и далее можно включать автомат.

Возможно коротит не бытовой прибор, а электропроводка.

Автомат сразу включать нельзя, это может привести к пожару.

Устраните проблему и после этого включайте автомат.

У меня несколько раз выбивало автомат при перегорании лампочки накаливания, во время перегорания лампочки может возникнуть кратковременная перегрузка и автомат отключается (срабатывает).

Поменяйте лампочку (автомат отключён, выключатель света выключен) и пробуйте включить автомат.

Возможно автомат, точней провода в клеммах плохо затянуты, происходит нагрев и автомат выключается.

Сразу тоже лучше не включать, подтяните провода в клеммах и пробуйте включить автомат.

Возможно причина в самом автомате, заводской брак, срабатывает даже под небольшой нагрузкой.

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры

Как включаются автоматы, отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры, последовательно или параллельно электрическим

Автоматы контролируют перегрузку и короткое замыкание по току: Р=I²R, естественно, последоваьтельно, чтобы по ним протекал ток нагрузки (или к.з. после автомата). Если воткнуть параллельно, то он сам создаст к.з., ведь это просто контакты с ничтожно малым сопротивлением

при падении света на поверхность пленки под углом δ луч разделиться на два: 1- отраженный от верхней поверхности пленки, 2- переломленный, который, отразившись от нижней поверхности пленки, выходит в воздух. Оптическая разность хода лучей описывается выражением: Δ=2d√n²-sin²δ, где n-показатель преломления пленки, d-толщина пленки.

Есть ли разница как подключать автомат снизу или сверху

Подключение автомата. Сверху? Снизу?

Из покон веков принято подсоединять сверху.

1. Основная причина — когда вследствие КЗ автомат разлетится в щепки, под напряжением останутся только верхние губки (неподвижные контакты), а весь остальной механизм остаётся обесточенным. Речь идёт о «советских» АВ, например АП50, АЕ20 и т. п.

Такая же ситуация с рубильниками (например, РБ) — там такое подключение задано конструкцией, а устанавливать вверх ногами его нельзя.

2. Дополнительная причина — т. н. унификация, т. е. порядок в щитках. Любой электрик, залазя в щит, «по умолчанию» предполагает наличие фазы сверху АВ.

Конструкция модульных АВ — хрен разберёшься, где там подвижный контакт, а где неподвижный. Поэтому пункт 1 отпадает, остаётся лишь вопрос «эстетики». И как правильно выше сказали, производители допускают любой вариант подключения АВ.

Ясное дело, что при токе КЗ автомат отключится независимо от стороны подключения.

PS: никто не задумывался, почему в схемах изображают АВ именно так? (неподвижный контакт на стороне источника тока).

Автоматические выключатели, известные так же, как пакетники или автоматы, представляют собой устройства коммутации, задача которых состоит в подаче тока к элементам электросети, а при нарушении ее работы – в автоматическом обесточивании. Монтируются они, как правило, в распределительном щитке, и позволяют защитить цепь от повреждений, вызванных чрезмерными нагрузками, падением напряжения, а также коротким замыканием. В этом материале мы расскажем о том, как классифицируются это оборудование, каковы особенности его работы и как правильно подключить автоматы в электрическом щите.

Классификация автоматических выключателей

Сегодня эти устройства продаются в огромном ассортименте. Между собой они различаются по нижеперечисленным характеристикам:

• Ток главной цепи. Он может быть переменным, постоянным или же комбинированным.
• Способ управления. Оборудование может управляться вручную или с помощью моторного привода.
• Метод монтажа. Устройства бывают втычными, выдвижными или стационарными.
• Вид расцепителя. Эти элементы могут быть электронными, электромагнитными и тепловыми, а также полупроводниковыми.

• Тип корпусной части. Она может быть модульной, литой или открытой.
• Показатель рабочего тока. Его величина может составлять от 1,6 А до 6,3 кА.

Современные автоматы отличаются сложным механизмом защиты сети. Они обладают дополнительными возможностями, к которым относятся:

• Возможность размыкания электроцепи на расстоянии.
• Присутствие сигнальных контактных групп.
• Автоматическое срабатывание защитного устройства в случае падения напряжения до критической величины.

Пошаговая схема выбора автоматического выключателя на видео:

Пакетники могут иметь различные типоразмеры, и с их помощью можно защищать электрические сети не только в квартирах и частных домах, но и на крупных объектах. Производятся эти устройства как в России, так и за рубежом.

В бытовых условиях чаще всего применяются модульные автоматические выключатели, маленькие и легкие. Название «модульные» они получили благодаря своей стандартной ширине, которая составляет 1 модуль (1,75 см).

С целью защиты электрических цепей зданий устанавливаются выключатели следующих типов:

• Дифференциальные.
• Автоматические.
• УЗО.

УЗО, как сокращенно называются устройства защитного отключения, предотвращают поражение электрическим током человека, прикоснувшегося к проводнику, и не допускают возгорания окружающих предметов при утечке электричества, что может произойти в случае повреждения изоляции кабелей.

Автоматические выключатели защищают цепи от КЗ и позволяют включать и отключать питание вручную. Самым совершенным защитным устройством является дифференциальный автомат. Он сочетает в себе возможности устройства защитного отключения и обычного автоматического выключателя. Этот пакетник оборудован встроенной защитой от слишком мощного потока электронов. Управление им осуществляется за счет дифференциального тока.

В однофазных электросетях могут устанавливаться однополюсные и двухполюсные автоматы. На выбор пакетника влияет количество проводов в электрической проводке.

Выбор приборов защиты, в зависимости от сечения провода

Не стоит забывать, что автоматический выключатель защищает от перегрузки именно линию, а не подключаемые к ней устройства. Выбирая автомат для отходящей линии, используйте номинал, ниже максимальной нагрузки провода. Вот небольшая табличка, которая поможет при подборе:

Сечение медного провода, мм2	Номинал автоматического выключателя	Допустимая подключаемая мощность
1.5	16 А	3.5 кВт
2.5	25 А	5.5 кВт
4.0	32 А	7.0 кВт
6.0	40 А	8.8 кВт

В таблице указаны усредненные значения, просчитанные с запасом. Более точные параметры рассчитываются для каждой линии индивидуально, в том случае, если в этом есть необходимость.

Защитные автоматы: устройство и принцип работы

Перед тем, как рассмотреть порядок подключения защитных автоматов в электрическом щитке, разберемся, как они устроены и по какому принципу происходит их срабатывание.

В состав изделия входят такие элементы:

• Корпус.
• Система управления.
• Верхние и нижние клеммы.
• Устройство коммутации.
• Дугогасительная камера.

В качестве материала для изготовления корпусной части и системы управления используется пластмасса, устойчивая к возгоранию. В составе устройства коммутации имеются подвижные контакты, а также неподвижные.

На паре контактов, являющихся полюсом пакетника, установлена дугогасительная камера. При разрыве контактов под нагрузкой возникает электрическая дуга, которая гасится камерой. Последняя состоит из стальных пластин, изолированных меж собой и находящихся на одинаковом расстоянии. Пластины камеры способствуют охлаждению и угасанию электрической дуги, которая появляется при неисправностях. Автоматы могут иметь одну, две или четыре пары контактов.

У двухполюсных автоматов имеется две пары контактов: одна – подвижная, вторая – неподвижная.

Такой выключатель оборудован индикатором положения, который позволяет легко узнать, включен автомат (красная лампочка) или выключен (зеленая).

Наглядно принцип работы автоматических выключателей на видео:

Селективность в двух словах

Тема сложная, намеренно многого не договариваю. Постараюсь упростить и сказать только самое важное.

Основная идея — выключатель «ВЕРХНИЙ» должен быть больше по номиналу, чем «НИЖНИЙ». И чем больше эта разница, тем лучше для надежности электрощита.

Посмотрите на таблице ниже — Если мы ставим в качестве нижнего

автомат С16А — то выше следует ставить 20А или 25А. Но для 20А ток короткого замыкания должен составлять всего 45А, а это крайне низкое значение, которое можно получить только вдали от трансформаторной подстанции (подробнее о токах КЗ в отдельной статье).

На примере схемы электрощита выше (Рис.1) — можно видеть странное решение — вводной автомат 32А, и на отходящей линии варочной поверхности (4й автомат группы Кухня) — тоже 32А! Крайне странное решение!

В такой ситуации следует предупреждать заказчика о нежелательности включения варочной поверхности на полную мощности и чего-либо еще в доме.

Отмечу, что полная селективность достигается только в автоматах (для хар. С) 1А к 32А и 1А к 40А. Что кажется непозволительной роскошью для бытовых и простых коммерческих электрощитов.

Если вы воспользуетесь на НИЖНИХ (отходящих) автоматах характеристикой B, а на ВЕРХНЕМ (питающем) характеристикой D, то значительно улучшите селективность и адекватность работы электрощита.

Расцепитель

Для отключения автомата при возникновении аварийных ситуаций устройство комплектуется расцепителем. Существует несколько типов этих механизмов, конструктивно отличающихся друг от друга и работающих по различным принципам.

Тепловой расцепитель

Конструктивно этот элемент включает в себя спрессованную из двух разных металлов с неодинаковым коэффициентом нелинейного расширения пластину, которая подключается в цепь под нагрузкой и называется биметаллической. При работе расцепителя проходящий через пластину поток электронов нагревает ее.

Поскольку коэффициент расширения металла меньше, чем у пластины, она выгибается в его сторону. Когда номинал тока превышает допустимую величину, изогнутая пластина, воздействуя на спусковой механизм, отключает автомат. Если температура окружающего воздуха отклоняется от нормы, выключатель также срабатывает.

Магнитный расцепитель

Расцепитель этого типа представляет собой катушку, в состав которой входит изолированная обмотка из меди и сердечник. Так как по ней протекает нагрузочный ток, подключаться в цепь она должна последовательно с контактами. Если ток нагрузки превысит допустимый номинал, сердечник переместится под воздействием магнитного поля расцепителя и посредством отключающего устройства разомкнет контакты пакетника.

Селективные автоматы с полупроводниковым расцепителем

Эти устройства оборудованы специальной панелью, на которой устанавливается время отключения автомата. Они обеспечивают временную задержку в случае короткого замыкания, что позволяет при возникновении нештатной ситуации отключить аварийный участок, не прекращая при этом подачи питания на объект.

Автоматический выключатель без расцепителя называется разъединителем.

УЗО и дополнительные приспособления

Не стоит рассматривать автомат отдельно от других компонентов электрощита. Покупая устройство, нужно понимать, что оно будет монтироваться вместе с УЗО. Применять УЗО лучше одного производителя с автоматом и из одной серии. При этом можно быть точно уверенным в наилучшем их взаимодействии.
УЗО отечественных производителей уступают по качеству зарубежным. Часто не имеют в серии электромеханических УЗО, но имеют меньшее разнообразие в характеристиках.

Чтобы определить, какой именно автомат следует устанавливать, необходимо учитывать множество разных параметров. Автомат С16 – один из наиболее часто используемых в быту. Мощность позволит защитить оборудование, небольшое число стандартных приборов.

Как выбрать автомат?

Перед тем, как начинать монтаж защитных автоматических выключателей, нужно выбрать их, а также разобраться в тонкостях подсоединения. Люди, которые хотят узнать, как подключить автоматический выключатель, задаются различными вопросами. Например, до или после счетчика подключаются автоматы в распределительном щите? Должен ли ставиться автомат ввода? Эти и другие нюансы подключения интересуют пользователей.

Основные параметры автоматических выключателей

К характеристикам защитных автоматов относятся:

• Номинальная величина тока (в Амперах).
• Рабочее напряжение электросети (в Вольтах).
• Максимальный ток короткого замыкания.
• Предельная коммутационная способность.
• Число полюсов.

Предельная коммутационная способность характеризуется максимально допустимой величиной, при которой выключатель способен работать. ПКС бытовых устройств может составлять 4,5, 6 или 10 кА.

При выборе чаще всего руководствуются такими основными показателями, как ток отключения при КЗ, а также ток перегрузки.

Причиной возникновения перегрузки становится подключение к электросети устройств с чрезмерно высокой суммарной мощностью, что приводит к превышению допустимой температуры контактных соединений и кабелей.

Учитывая это, нужно устанавливать в цепь пакетник, величина тока отключения которого не меньше расчетной, а лучше – если несколько превышает ее. Чтобы определить расчетный ток, нужно суммировать мощность приборов, которые предполагается подключить к цепи (для каждого из них этот показатель имеется в паспорте). Полученное число нужно разделить на 220 (стандартная величина напряжения в бытовой сети). Полученный результат и будет величиной тока перегрузки. Следует также учитывать, что он не должен превышать номинал тока, который способен выдержать провод.

Величина тока отключения при КЗ – это показатель, при котором защитный автомат отключается. Расчет тока КЗ производится при проектировании линии по формулам и справочным таблицам, а также с использованием специальной аппаратуры. Исходя из полученной величины, определяется тип защиты. На небольших объектах и в бытовых сетях используются автоматы типа B или C.

Модульный автомат С16

Устройство предназначено для защиты сетей электропитания и подключенного оборудования от перегрузок, сбоев, перепадов напряжения. Автомат 16А можно приобрести в любом электротехническом магазине, цены разные – зависят от основных характеристик прибора, числа рабочих полюсов, узнаваемости производителя. Главный показатель стоимости – значение отключающей способности аппарата и его коммутационная величина.

Автомат С16 называется модульным, благодаря определенным качествам. Каждый из полюсов аппарата представлен в виде отдельного модуля стандартного образца, то есть многополярные устройства изготавливаются из нескольких отдельных одиночных блоков (модулей). Соответственно, такой автомат на 16 ампер имеет другое строение корпуса и формат сборки. Например, в литой коробке прибор представляется как единое монолитное устройство – разобрать его не получится, в отличие от других моделей.

Установка защитного автомата в электрощитке своими руками

В первую очередь нужно определиться с подсоединением проводов питания, и лишь после этого разбираться, как подключить к сети автомат. Если вы не знаете, сверху или снизу пакетника должны подключаться питающие проводники, обратитесь к требованиям ПУЭ, которые являются основным руководящим документом при проведении электромонтажных работ.

В Правилах четко оговорено, что кабель питания должен присоединяться к неподвижным контактам, и это требование должно выполняться в любой схеме подключения защитных автоматов. В любом современном устройстве неподвижные контакты расположены сверху.

Для установки понадобятся контрольные приборы и инструмент, в который входят:

• Монтажный нож.
• Отвертки (крестовая и шлицевая).
• Мультиметр или индикаторная отвертка.

Итак, как же правильно подключить автомат? Рассмотрим установку защитных автоматов в однофазных сетях.

Двухфазное и трехфазное подключение более сложное, и желательно, чтобы оно выполнялось специалистом.

Однополюсный автомат

Установка производится в сети, где для выполнения ввода задействовано два кабеля: нулевой (PEN) и фазный (L). Такая система существует в зданиях старой постройки. Питающий проводник подсоединяется к входной клемме автомата, затем с выходной он проходит через счетчик, после чего разводится по защитным устройствам конкретных групп. К PEN запитывающий нулевой кабель также подводится через электрический счетчик.

Применение одно, двух и трехполюсных автоматов на видео:

Двухполюсный автомат

Рассматриваем установку защитного устройства в однофазной сети, где для ввода задействовано три проводника: фазовый, нулевой и кабель заземления. Входные клеммы, обозначенные на устройстве цифрами 1 и 3, расположены в верхней части автомата, а выходные (2 и 4) – в нижней.

Питающий кабель подходит к входной клемме 1 и надежно фиксируется на ней. Аналогичным образом нулевой провод крепится на клемме 3. Фаза проходит через счетчик электричества. Питание равномерно распределяется по группам выключателей. С клеммы 4 нулевой кабель подключается к шине N, проходя через счетчик и УЗО.

Подсоединение проводов

К любому автоматическому выключателю прилагается паспорт, в котором прописано, как правильно подключать провода к его клеммам. В документе имеются все нужные сведения – от сечения кабелей и типа их соединения до длины зачищаемой части проводника.

Зачистка концов проводов для подсоединения бытовых автоматов производится монтажным ножом примерно на 1 см. Различить проводники можно по их цветовой маркировке:

• Фазный кабель – белый или коричневый.
• Нулевой провод – черный, синий или голубой.
• Проводник заземления – зеленый.

Зачистив ножом конец провода, его нужно вставить в зажим контакта и закрепить с помощью фиксирующего винта. Винты закручиваются отверткой. После закрепления провод нужно немного подергать, чтобы убедиться в надежности фиксации. Если для подключения к пакетнику используется гибкий провод, то, чтобы увеличить надежность соединения, следует использовать специальные наконечники.

Чтобы установка автоматов в электрощитке и подсоединение к ним кабелей были выполнены правильно, нужно помнить о распространенных ошибках и не допускать их при работе:

• Попадание изоляционного слоя под контактный зажим.
• Слишком большое усилие при затягивании, которое может привести к деформации корпуса и, как следствие, к поломке автомата.

Нередко в распределительном щите монтируется сразу несколько защитных устройств. Для их соединения неопытные специалисты используют перемычки.

В принципе, это не является ошибкой, но все же в этом случае лучше использовать специальную шину, нарезанную по нужному размеру – так называемую гребенку. С ее помощью провода подключаются к пакетникам в нужной последовательности.

Автомат из бумаги который стреляет

Приготовьте для работы: цветную бумагу, клей, скотч, ножницы.

Приступаем к изготовлению игрушки:

1. Возьмите разноцветную бумагу и скатайте трубочки в количестве 5 штук, чтобы их диаметр был от 1 до 2 см. зафиксируйте клеем кончики.
2. Две из них продолжите еще одними трубочками, от одной из которых следует отрезать около 5 см.
3. Возьмите лист А4 бумаги любого цвета и оберните все трубочки сразу, но не совсем плотно, чтобы у них была возможность двигаться. Зафиксируйте скотчем.
4. Отрежьте ненужную часть листа и сформируйте из нее прямоугольник.
5. На широкой части заготовки вырежьте прямоугольное окошечко.
6. На одной из трубочек сделайте тоже окошечко так, чтобы оно совпало с другой частью коробочка. Двойные элементы приматываем друг к другу с помощью скотча.
7. Со стороны окошечка в основной части поделки приклейте рычажок к то трубочке, что посередине.
8. Из других цветов бумаги снова сверните трубочки.
9. Скрепите друг с другом сделанные детали с теми, что находятся в коробе.
10. Приклад и прицел также сделайте из трубчатых частей. Чтобы присоединить их, используйте скотч.
11. Внизу приклада зафиксируйте коробочку прямоугольной формы (верх ее должен быть открыт).
12. К трубочке посередине присоедините углубление подлинней, а затем поменьше.
13. Чтобы сделать пули, возьмите коричневую или золотистую бумагу и скрутите, чтобы вверху было широкое горлышко, а внизу бумага сходилась.
14. Работа над автоматом с пулями подошла к концу.

Чтобы совершить выстрел, сделайте следующее: а) вложите патрон в углубление, которое находится в трубочке посередине;

б) продвиньте рычаг вперед и закройте зазор;

в) наберите воздуха и что есть мочи дуньте в углубление, находящееся рядом с прикладом.

Остальные пули можно засовывать в нижнюю часть приклада.

Особенности подключения СИП к вводному автомату

Самонесущий изолированный провод широко используется для передачи электричества в домашнюю сеть от воздушных ЛЭП вместо обычного кабеля. При всех достоинствах этого проводника подключение СИП к защитному автомату напрямую производить не следует, поскольку в ходе эксплуатации алюминий начинает «плыть», а изоляция обгорает. В конечном итоге это приводит в лучшем случае к выходу автомата из строя, а в худшем – к возгоранию. Проще всего избежать такой неприятности, подключив СИП к автомату через специальную переходную гильзу.

Такое приспособление обеспечивает переход с алюминиевого провода на медь. Купить его можно в специализированном магазине.

Пошагово монтаж автомата – на следующем видео:

Конструктивные особенности

Существуют автоматы различных конструктивных исполнений. Рассмотрим разные варианты:

1. однополюсные применяются в сети 220 вольт. Чем они отличаются? У них подключается только один-единственный фазный провод
2. двуполюсные тоже применяются в сети, которая, как и в предыдущем случае, составляет 220 вольт, их главное отличие в том, что в их схеме подключаются два провода. Фаза и ноль.
3. трёхполюсные могут использоваться в сети 380 вольт. Подключаются в таких устройствах три обычных фазных провода.
4. четырёхполюсные автоматические выключатели. Применяются, как и трёхполюсные, в сети 380 вольт. К ним подключаются три стандартных фазных провода, а помимо них один нулевой.

Наиболее распространённым в бытовой сети являются однополюсные и двуполюсные. Оптимально наиболее в такой сети использовать двуполюсный автоматический выключатель и именно его мы рассмотрели в статье. Это так потому что:

Почему выбивает автомат в щитке – как работает и почему вырубает автомат, основные причины отключения, поиск неисправностей

Зачастую отключение электроэнергии в доме происходит неожиданно для самих владельцев. При этом причиной чаще всего являются внутренние неполадки – от перегрузки сети до неисправности защитного приспособления. Рассмотрим, почему выбивает автомат в щитке, каковы основные причины и что делать, чтобы их устранить и восстановить работу прибора, а также как устроен, для чего предназначен и по какому принципу работает автоматический выключатель бытовой сети.

Автоматический выключатель бытовой электросети – устройство, назначение, принцип работы

Стандартный бытовой автоматический выключатель представляет собой компактный модуль прямоугольной формы. На тыльной его части расположен специальный паз с защелкивающимся механизмом – для крепления на DIN-рейку. С передней стороны имеется выключатель и информация об эксплуатационных параметрах прибора. В верхней и нижней частях размещены клеммы, оснащенные винтовыми зажимами, для крепления проводников домашней электросхемы.

Бытовые модели имеют от 1-ой до 4-х пар контактов и соответствующее им аналогичное количество полюсов. При этом сфера их применения напрямую определяется этими параметрами. Так, 2-полюсные экземпляры устанавливаются в однофазной бытовой сети на 220 В на входе, 1-полюсные – на отдельной линии, а 3-4-полюсные – на двухфазные схемы, рассчитанные на работу под 380 В.

В назначении прибора выделяются три основные задачи:

• Преднамеренное выключение питания.

Осуществляется вручную с помощью выключателя на корпусе прибора. Функция применяется, когда необходимо обесточить отдельную ветку или всю сеть дома в случае проведения ремонта, монтажа проводки и прочих работ, так или иначе задевающих электросхему.

По мере выполнения всех работ, рычажок устройства просто переводится в рабочее состояние. После этого в сеть возобновляется подача электричества.

• Автоматическое отключение при возникновении короткого замыкания.

В данном случае причиной, почему выбивает автомат в щитке, является значительное превышение силы тока в цепи свыше допустимого значения. Возникает такая ситуация, когда фаза и нулевая жила соединяются без нагрузки.

В результате мгновенно срабатывает электромагнитный разъединитель цепи. При отсутствии такого предохранителя электропроводка, а вместе с ней изоляция и все находящиеся рядом горючие материалы моментально бы воспламенялись, что, однако, иногда и происходит.

• Выключение в случае перегрузки.

Автомат также будет выключаться, когда значение потребляемого тока существенно превышает номинал. Наблюдается такое явление, когда к сети подключено слишком много электроприборов, потребляющих электричества больше, чем допустимо электросхемой.

В таком случае размыкание происходит за счет движения чувствительного к нагреву механизма на базе биметаллической пластины. Однако в отличие от выше приведенного защитного механизма, срабатывание этого узла происходит не мгновенно, а по мере достижения уровня нагрева проводника до критического значения.

Основные причины выключения автомата

Выделяется несколько основных причин, почему вырубает автомат – это:

1. Перегруженность.
2. Неисправность самого автоматического выключателя.
3. Короткое замыкание.
4. Поломка подключенного к схеме электроприбора.
5. Выход из строя прибора освещения.

Разберем детально особенности каждого случая и пути решения возникающих при этом проблем.

Перегрузка

Каждый конкретный автомат имеет номинал тока, например, 6, 10, 16 ампер и т. д., превышение которого и заставляет его выключаться. Поэтому если в сеть одновременно включено несколько приборов, суммарная потребительская мощность которых превышает данное значение, происходит перегрузка сети, и срабатывает защитное устройство.

Такая ситуация развивается, например, когда автомат рассчитан на 16 А, а в сеть сразу включены электроприборы общей мощностью на 18-20 А. В результате проводка начинает перегружаться – металлические провода нагреваться. Если автомат не сработает, проводники, как и сама техника, может перегреться, что нередко приводит к воспламенению и пожару.

Решается проблема несколькими путями:

• Подключением электроприборов в порядке очереди с учетом максимально допустимого тока.

• Установкой более мощного автомата. Например, вместо 16-амперного монтируется образец на 25А. Однако при этом обязательно должна учитываться способность проводки выдерживать суммарную мощность всех приборов. Для приведенного примера оптимальным является медный проводник сечением от 2,5 мм2.
• Заменой всей электропроводки на более современную и качественную. Зачастую алюминиевые жилы в отличие от медных нагреваются быстрее даже при нагрузке, не достигающей пика мощности – что, естественно, будет постоянно приводить к выключению автомата.

Короткое замыкание

Даже простейшая бытовая сеть имеет множество мест потенциального контакта нулевой жилы и фазы без нагрузки. Случай, когда они соединяются, приводит к многократному возрастанию силы тока в сети, и, если вовремя не прервать такое взаимодействие, проводка, а с ней и окружающие предметы моментально воспламеняются. Поэтому современные автоматические выключатели оснащены специальными электромагнитными расцепителями, мгновенно реагирующими на подобные события в электрической схеме.

Наиболее часто короткое замыкание вызывается следующими причинами:

• Нарушение электроизоляции проводки из-за ее обветшалости, разъедания агрессивными веществами, проникновения сырости, расплавления от перегрева и проч.
• Непреднамеренное пробивание электротрассы во время ремонта помещения.
• Случайное соединение фазы с нулем во время ремонта электрооборудования, заблаговременно не отключенного от сети.
• Выход из строя электротехники.

Если автомат обесточил сеть в силу корочения электроцепи, переводить его в рабочее состояние можно только после устранения неисправности. Для этого необходимо найти источник замыкания. Когда его местонахождение не проявляется явным образом (искрением, следами копоти, дымом), требуется провести визуальный осмотр всех вероятных контактов. Специалисты по электромонтажу используют для этого специальный тестирующий прибор.

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках?

Как предотвратить перегрузку электросети и отключение автомата

Многие сталкиваются с ситуацией, когда при включении нескольких мощных потребителей в квартирах, дачах, в офисах и загородных домах автомат отключается по перегрузке.

До недавнего времени простого решения этой проблемы не существовало. Требовалось покупать дополнительную электрическую мощность, что очень дорого, а зачастую — невозможно. Или устанавливать реле приоритета, что связано со значительными временными затратами на прибор, на переделку проводки, электрощита и последующий ремонт помещений.

Однако, появились бытовые приборы, решающие сложную проблему без лишних затрат.

Оптимизаторы нагрузки на электросеть, например, OEL-820 — новый вид реле приоритета, предназначенный для эффективного снижения мощности, потребляемой энергоемкой бытовой техникой, предотвращения перегрузки и отключения автомата.

Новые приборы не требует специалиста для установки и легко подключается к сети.

Инновационная идея изобретения заключается в перераспределении электрической мощности между парой потребителей в зависимости от их приоритета.

Реле приоритета OEL-820

Принцип действия — автоматическое дистанционное отключение неприоритетного потребителя на время работы приоритетного.

Прибор состоит из блока A для подключения приоритетного потребителя и блока B для неприоритетного.

Передача команд между блоками: по радиоканалу. Важно заметить, что приоритетный потребитель никогда не отключается, что не прерывает работу его автоматики — термостата, таймера и т.д. Отключается лишь неприоритетный потребитель.

Несколько примеров использования.

При переходе приоритетного электроконвектора А в режим нагрева (в первой комнате), неприоритетный электроконвектор В (во второй комнате), отключается. Как только температура в первой комнате достигнет заданного значения, приоритетный электроконвектор отключит нагрев. В этом случае неприоритетный электроприбор продолжит работу.

Энергопотребление пары киловаттных электроконвекторов, составит всего 1 кВт. Соответственно, четыре киловаттных электроконвектора будут потреблять всего 2 кВт!

Подключение электроконвекторов в одном помещении.

Схема работы электроприборов такая же, как в первом примере. Фазы рабочих циклов электроконвекторов сдвинуты относительно друг друга, а суммарное потребление не превысит потребления одного из них. Каждый электроконвектор отапливает свою зону, поэтому их одновременная работа не требуется — достаточно попеременной работы.

При включении приоритетного электрочайника А в кухне, неприоритетный электроконвектор В в комнате, отключается. Как только чайник отключится, обогреватель продолжит работу.

При включении приоритетного скважинного насоса А неприоритетный накопительный водонагреватель В отключается на время наполнения мембранного бака водой. Как правило, это меньше минуты. При отключении насоса автоматикой насосной станции работа водонагревателя возобновится.

При включении приоритетной стиральной машины А неприоритетный электроконвектор отключается, высвобождая электрическую мощность. По окончании стирки работа нагревательного прибора будет продолжена.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Подписка на рассылку

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

• силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
• механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
• катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
• дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
• биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Принцип работы автоматического выключателя

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:

1. Нормальный режим.

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизма взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму, через этот зажим по контактам, сначала по неподвижному, а затем и по подвижному. Далее ток проходит через гибкую связь, катушку электромагнита, снова через гибкую связь и биметаллическую пластину, и в конце через нижний винтовой зажим к отходящей линии, «питающей» электроприбор.

2. Короткое замыкание.

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом. Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показано, как устроен автомат и принцип его работы.

Выбивает автомат в щитке — как определить, где происходит замыкание

Отправим материал на почту

• Причины срабатывания автоматического выключателя
• Причина №1 — перегрузка в домашней сети
• Причина №2 – неисправность бытовых приборов
• Причина №3 – неисправность AB
• Причина №4 – замыкание проводки
• Другие причины
• Заключение

Если выбило автомат в щитке, то этому можно дать только два разумных объяснения: где-то происходит короткое замыкание или возникает перегрузка в домашней сети. Конечно, устранение такой неполадки не терпит отлагательств, ведь жизнь современного homo sapiens неразрывно связана с электроэнергией на всех уровнях его деятельности (или бездеятельности). Чтобы определить место неисправности (причину аварии) нужно обладать пониманием ситуации – ясно представлять себе те участки, где это могло произойти.

Причины срабатывания автоматического выключателя

Может быть по крайней мере четыре основных причины, по которым вышибает автомат на электрическом щитке квартиры или дома. Ниже мы разберем эти ситуации по отдельности и рассмотрим способы устранения неполадок.

Причина №1 — перегрузка в домашней сети

Когда наблюдается перегрузка электрической цепи, то чаще всего выбивает вводной автомат, хотя это не обязательный показатель – все зависит от количества ампер на входном (основном) автомате и предохранительных устройств других цепей квартирной (домашней) электроустановки. Например, если вышибает 16 A автомат на входе, значит, остальные устройства имеют либо больший, либо одинаковый ампераж. Когда одинаковое количество ампер на всех автоматах, то защита работает неоднозначно, особенно при перегрузке, но, скорее всего, сработает более старый по сроку эксплуатации автомат.

Если выбивает вводный автомат, когда вы пытаетесь использовать в домашней сети электросварку, то в этом нет ничего удивительного – прибор попросту выполняет свою работу. Такая же ситуация может возникнуть, когда одновременно включены несколько бытовых электроприборов, например, бойлер, стиральная машина-автомат, духовка и т.п. По сути, AB защищает проводку от перегрева, но при этом он не понимает, действительно ли жилы нагрелись до такой степени, что это грозит оплавлением изоляции. Возможен такой вариант, что ваша домашняя разводка способна выдержать гораздо больше нагрузки, но у автомата этот показатель ограничен 16-ю амперами.

Это говорит о том, что необходимо заменить автоматы, как минимум, на 20-амперные и тогда проблема с перегрузкой будет решена. Но есть ли необходимость менять всю защиту, которая установлена в вашем электрическом щитке? Конечно, нет. В первую очередь, это касается вводного (общего) автомата, для которого 16 A оказалось недостаточно. Кроме него следует поменять AB на группу розеток, к которым обычно подключают мощные бытовые приборы. Таких цепей может быть две или три, так что менять защитное устройство нужно на каждую из них.

Не пытайтесь заменить внутренние автоматы на более мощные, оставив при этом вводный AB с прежним током. Подобное действие ничего не изменит, и общий автомат при перегрузке по-прежнему будет размыкать цепь.

Причина №2 – неисправность бытовых приборов

Вырубает вводный автомат в щитке в тех случаях, когда вы подключаете в сеть неисправные бытовые приборы. При этом может возникнуть неоднозначная ситуация, например, включили электрочайник или утюг, и в первые несколько секунд или даже минут все хорошо, но потом срабатывает защита. Вы выключаете этот прибор и все опять нормально, а при его подключении наблюдается все та же картина короткого замыкания в замедленном действии, но это только видимость, так как медленного КЗ не бывает. Так что же происходит, перегрузка сети или все-таки КЗ?

В нагревательных бытовых приборах может быть неисправной проводка, то есть изоляция на жилах от постоянного движения (утюг, фен) или перегрева разрушается. Получается, что короткое замыкание происходит не сразу, а лишь тогда, когда вы двигаете проводом или жилы чуть-чуть расширились от нагрева. Проблематичность такой ситуации в том, что жилы у шнура на электроприборе витые и КЗ может произойти от прикосновения одного волоска. При этом на щитке вырубает автоматы, но сам волосок обгорает и замыкание исчезает само по себе. То есть, если вы включите этот прибор заново – ничего не произойдет.

Видео описание

Автоматический выключатель: проверка при КЗ.

Безусловно, когда вы включает в розетку какой-либо из бытовых приборов и при этом сразу вырубает автомат, то все понятно – это устройство больше включать нельзя, так как оно нуждается в ремонте. Но как быть в случаях, описанных в предыдущем абзаце? Такой прибор обязательно нужно разбирать и искать причину короткого замыкания. Даже если там обгорел только волосок от шнура подключения, такое можно определить визуально, так как бесследно эти вещи не проходят.

Рекомендация: неисправность, вызывающую короткое замыкание в бытовом электроприборе, лучше всего искать мультиметром (тестером — ампервольтомметром).

Причина №3 – неисправность AB

Есть еще одна проблема, когда вырубает вводный автомат в щитке из-за его неисправности или износа. Это, хоть и очень редко, но все-таки случается, и никогда не следует сбрасывать такую возможность со счетов. То есть, срабатывание защиты в таком случае может выглядеть по-разному, например, AB обгорает, как это показано на верхней фотографии, и тогда все понятно – требуется замена. Но также внешние признаки неисправности могут отсутствовать, и тогда приходится поломать голову над происходящим. Как бы там ни было, дефект у прибора может возникнуть от регулярного (частого) срабатывания защиты, либо он долгое время проработал на пределе своих возможностей. Иногда даже случается такое, что AB либо не работает, либо выбивает чуть ли не сразу после его установки. Так что же происходит?

Из-за подгорания клемм может возникать несанкционированное срабатывание защиты, то есть контакты получаются толще, чем нужно, и AB срабатывает задолго до использования пределов собственных возможностей. Проверить такой автомат можно очень просто: возьмите пассатижи с проверенной изоляцией ручек, кусок медной проволоки сечением не более 0,75 мм и после того, как произойдет отключение, замкните верхнюю и нижнюю клемму прибора. Если медь не перегорит в течение 3-5 секунд, значит, проблема заключается именно в автомате и его нужно менять.

Причина №4 – замыкание проводки

Есть также вероятность короткого замыкания в электропроводке дома или квартиры и это, пожалуй, наиболее серьезная проблема, из-за которой срабатывает автоматическая защита. Причин, по которым возникает КЗ немало, но суть при этом одна: в каком-то месте нулевой и фазный провод соединились прямым контактом. К сожалению, не всегда удается выяснить, где именно произошла авария, и что данная проблема в самом деле возникла из-за этого. Установить такую причину, если нет визуальных указателей, можно таким же способом, как и проверка автомата: замкнуть верхнюю и нижнюю клеммы медной проволокой сечением не более 0,75 мм (если КЗ на проводке, проволока сразу сгорит).

Но такое жесткое тестирование – это крайний вариант и его лучше использовать только тем людям, кто хоть немного искушен в электрике. Если поступать по правилам, то для такой проверки используется тестер типа ампервольтомметра (можно даже мультиметр). Для этого отключите абсолютно все бытовые приборы из розеток и переведите все выключатели освещения в положение «выкл», чтобы цепь была чистой (любой включенный электроприбор её замыкает). Поставьте указатель мультиметра на какую-либо из отметок для измерения сопротивления (там есть значок Ω) – все эти функции ищите посредине внизу (на дисплее должна высветиться цифра «1»). Вставьте измерительные провода в верхний и средний разъем, а затем закоротите оба конца – показания будут ниже единицы, ближе к нулю (если показания изменились в таком порядке, значит, вы все сделали правильно).

Видео описание

Выбивает автомат в электрощите: причины, как устранить своими руками.

Начинайте проверять наличие короткого замыкания от счетчика, то есть, если КЗ присутствует, то на дисплее показания будут понижаться в сторону нуля. Теперь нужно выяснить, в какой именно цепи присутствует короткое, и для этого отключите все автоматы, а затем включайте их по одному, начиная с вводного, пока на дисплее значение «!» не изменится в меньшую сторону. Например, если это произойдет в цепи группы розеток, то придется вскрывать их по одной, пока не пропадет КЗ. Если не в одной из розеток нет замыкания, но тестер его определяет, значит, дело в проводке, ведущей от щитка к группе розеток. Конечно, не всегда можно легко добраться до провода – иногда приходится доставать его из стены, разрушая штукатурку, но другого выхода нет.

Возможны и другие варианты возникновения короткого замыкания, но это в тех случаях, когда в разводке существуют скрутки, которые обычно бывают в распределительной коробке (дозе) или даже прямо в штукатурке. Конечно, в дозе легче найти проблему, так как там достаточно попросту открыть коробку и все провода станут доступными для визуального осмотра. Короткое там, как правило, происходит из-за оплавления изоляции, если используют не тряпичную, а виниловую ленту. Также скрутка может закоротить в штукатурке и если это не проявилось на поверхности стены в виде черного пятна, то придется доставать старый провод, хотя электрики его, как правило, «хоронят» и рядом прокладывают новый.

Другие причины

Помимо основных четырех причин, указанных выше, из-за которых выбивает автоматы, могут быть и другие, встречающиеся крайне редко, но о них тоже следует знать. Если ни один из четырех перечисленных выше пунктов не подходит под вашу ситуацию, то не мешало бы проверить правильность подключения автоматов и сборки щитка. Как вы понимаете, вводный или общий AB отвечает за все остальную защиту, то есть от него не должна быть подключена ни одна розетка или осветительный прибор и это обязательное условие, хотя ним часто пренебрегают. Все автоматы, отвечающие за другие цепи, подключаются от вводного прибора. В свою очередь, к каждому групповому автомату тоже не должны быть подключены никакие другие провода, так как это может привести к разным нежелательным последствиям, в том числе, и срабатыванию AB.

Еще есть вероятность выбивания автомата при перегорании обычной лампы накаливания – защита воспринимает это, как короткое замыкание или перегрузку сети (непонятно). Но это не на что не повлияет – после такой мелкой аварии автомат будет работать правильно, без сбоев. Похожая ситуация может возникнуть с ТЭНовыми или открытыми спиральными электроплитками, но и здесь все сразу нормализуется.

AB может срабатывать при подключении стабилизатора в групповую цепь до или после вводного автомата. Проблема здесь, как правило, заключается в неправильном подключении и вам просто нужно внимательней перечитать инструкцию от завода-производителя. Похожая проблема может возникнуть, когда вы захотите использовать источник бесперебойного питания для своего домашнего компьютера. Здесь тоже важно следовать указаниям, указывающим на порядок подключения прибора в цепь.

Видео описание

Что делать, если выбивает автомат?

Заключение

Безусловно, такая проблема, когда по непонятным причинам выбивает автомат, может основательно испортить расположение духа, но не стоит нервничать – внимательно прочитайте эту статью и проанализируйте свою ситуацию. Решение найдется в любом случае, и если вы способны установить розетку или включатель своими руками, то справитесь и с этой проблемой, не прибегая к помощи электрика.

Принцип работы автоматического выключателя

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Как работает автоматический выключатель?

В режиме штатной работы через автомат протекает ток, меньший или равный номинальному значению. Питающее напряжение от внешней сети подается на верхнюю клемму, соединенную с неподвижным контактом. С неподвижного контакта ток поступает на замкнутый с ним подвижный контакт, а от него, через гибкий медный проводник – на катушку соленоида. После соленоида ток подается на тепловой расцепитель и уже после него – на нижнюю клемму, с подключенной к ней сетью нагрузки.

В аварийных режимах автоматический выключатель отключает защищаемую цепь за счет срабатывания механизма свободного расцепления, приводимого в действие тепловым или электромагнитным расцепителем. Причиной такого срабатывания является перегрузка или короткое замыкание.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, состоящая из двух слоев сплавов с различными коэффициентами термического расширения. При прохождении электрического тока пластина нагревается и изгибается в сторону слоя с меньшим коэффициентом термического расширения. При превышении заданного значения силы тока, изгиб пластины достигает величины, достаточной для приведения в действие механизма расцепления, и цепь размыкается, отсекая защищаемую нагрузку.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида с подвижным стальным сердечником, удерживаемым пружиной. При превышении заданного значения тока, по закону электромагнитной индукции в катушке наводится электромагнитное поле, под действием которого сердечник втягивается внутрь катушки соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и вызывает срабатывание механизма расцепления. В нормальном режиме работы в катушке также наводится магнитное поле, но его силы недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины и втянуть сердечник.

Как работает автомат в режиме перегрузки

Режим перегрузки возникает, когда ток в подключенной к автомату цепи превышает номинальное значение, на которое рассчитан автоматический выключатель. При этом повышенный ток, проходящий через тепловой расцепитель, вызывает повышение температуры биметаллической пластины и, соответственно, увеличение ее изгиба вплоть до срабатывания механизма расцепления. Автомат отключается и размыкает цепь.

Срабатывание тепловой защиты не происходит мгновенно, поскольку на разогрев биметаллической пластины потребуется некоторое время. Это время может варьироваться в зависимости от величины превышения номинального значения тока от нескольких секунд до часа.

Такая задержка позволяет избежать отключения питания при случайных и непродолжительных повышениях тока в цепи (например, при включении электродвигателей которые имеют большие пусковые токи).

Минимальное значение тока, при котором должен сработать тепловой расцепитель, устанавливается при помощи регулировочного винта на заводе-изготовителе. Обычно это значение в 1,13-1,45 раз превышает номинал, указанный на маркировке автомата.

На величину тока, при котором сработает тепловая защита, влияет и температура окружающей среды. В жарком помещении биметаллическая пластина прогреется и изогнется до срабатывания при меньшем токе. А в помещениях с низкими температурами ток, при котором сработает тепловой расцепитель, может оказаться выше допустимого.

Причиной перегрузки сети является подключение к ней потребителей, суммарная мощность которых превышает расчетную мощность защищаемой сети. Одновременное включение различных видов мощной бытовой техники (кондиционер, электрическая плита, стиральная и посудомоечная машина, утюг, электрочайник и т.д.) – вполне может привести к срабатыванию теплового расцепителя.

В этом случае определитесь, какие из потребителей можно отключить. И не спешите снова включать автомат. Вы все равно не сможете взвести его в рабочее положение, пока он не остынет, а биметаллическая пластина расцепителя не вернется в свое исходное состояние. Теперь вы знаете как работает автоматический выключатель при перегрузках

Как работает автомат в режиме короткого замыкания

В случае короткого замыкания принцип работы автоматического выключателя иной. При коротком замыкании ток в цепи резко и многократно возрастает до значений, способных расплавить проводку, а точнее изоляцию электропроводки. Для того чтобы предотвратить такое развитие событий необходимо мгновенно разорвать цепь. Электромагнитный расцепитель именно так и срабатывает.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник, удерживаемый в фиксированном положении пружиной.

Многократное возрастание тока в обмотке соленоида, происходящее при коротком замыкании в цепи, приводит к пропорциональному возрастанию магнитного потока, под действием которого сердечник втягивается в катушку соленоида, преодолевая сопротивление пружины, и нажимает на спусковую планку механизма расцепления. Силовые контакты автомата размыкаются, прерывая питание аварийного участка цепи.

Таким образом, срабатывание электромагнитного расцепителя защищает от возгорания и разрушения электропроводку, замкнувший электроприбор и сам автомат. Время его срабатывания составляет порядка 0,02 секунды, и электропроводка не успевает разогреться до опасных температур.

В момент размыкания силовых контактов автомата, когда по ним проходит большой ток, между ними возникает электрическая дуга, температура которой может достигать 3000 градусов.

Чтобы защитить контакты и другие детали автомата от разрушительного воздействия этой дуги, в конструкции автомата предусмотрена дугогасительная камера. Дугогасительная камера представляет собой решетку из набора металлических пластин, которые изолированы друг от друга.

Дуга возникает в месте размыкания контакта, а затем один ее конец движется вместе с подвижным контактом, а второй скользит сначала по неподвижному контакту, а потом по соединенному с ним проводнику, ведущему к задней стенке дугогасительной камеры.

Там она делится (дробится) на пластинах дугогасительной камеры, слабеет и гаснет. В нижней части автомата предусмотрены специальные отверстия для отвода газов, образующихся при горении дуги.

В случае отключения автомата при срабатывании электромагнитного расцепителя, вы не сможете пользоваться электричеством до тех пор пока не найдете и не устраните причину короткого замыкания. Вероятнее всего причина в неисправности одного из потребителей.

Отключите все потребители и попробуйте включить автомат. Если вам это удалось и автомат не выбивает, значит, действительно – виноват один из потребителей и вам осталось выяснить какой именно. Если же автомат и с отключенными потребителями снова выбивает, значит все гораздо сложнее, и мы имеем дело с пробоем изоляции проводки. Придется искать, где это произошло.

Вот таков принцип работы автоматического выключателя в условиях различных аварийных ситуаций.

Если отключение автоматического выключателя стало для вас постоянной проблемой, не пытайтесь решить ее установкой автомата с большим номинальным током.

Автоматы устанавливаются с учетом сечения вашей проводки, и, значит, больший ток в вашей сети просто не допускается. Найти решение проблемы можно только после полного обследования системы электроснабжения вашего жилища профессионалами.

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.