Трехполюсный автоматический выключатель: сфера применения и время-токовые параметры

Основные технические характеристики автоматических выключателей

При практическом применении важно не только знать характеристики автоматических выключателей, а и понимать, что они означают. Благодаря такому подходу можно определиться с большинством технических вопросов. Давайте рассмотрим, что подразумевается под теми или иными параметрами, указанными на маркировке.

Используемая аббревиатура.

Маркировка устройств содержит всю необходимую информацию, описывающую основные характеристики автоматических выключателей (далее АВ). Что они обозначают, будет рассказано ниже.

Время-токовая характеристика (ВТХ)

При помощи такого графического отображения можно получить наглядное представление, при каких условиях будет активирован механизм отключения питания цепи (см. рис. 2). На графике, в качестве вертикальной шкалы отображается время, необходимое для активации АВ. Горизонтальная шкала показывает соотношение I/In.

Рис. 2. Графическое отображение время токовых характеристик наиболее распространенных типов автоматов

Допустимое превышение штатного тока, определяет тип время-токовых характеристик для расцепителей в приборах, производящих автоматическое выключение. В соответствии с действующими нормативом (ГОСТ P 50345-99), каждому виду присваивается определенное обозначение (из латинских литер). Допустимое превышение определяется коэффициентом k=I/In, для каждого вида предусмотрены установленные стандартом значения (см. рис.3):

  • «А» — максимум – троекратное превышение;
  • «В» — от 3 до 5;
  • «С» — в 5-10 раз больше штатного;
  • «D» — 10-20 кратное превышение;
  • «К» — от 8 до 14;
  • «Z» — в 2-4 больше штатного.

Рисунок 3. Основные параметры активации для различных типов

Заметим, что данный график полностью описывает условия активации соленоида и термоэлемента (см. рис.4).

Отображение на графике зон работы соленоида и термоэлемента

Учитывая все вышесказанное, можно резюмировать, что основная защитная характеристика у АВ обусловлена время-токовой зависимостью.

Перечень типовых время-токовых характеристик.

Определившись с маркировкой, перейдем к рассмотрению различных типов приборов, отвечающих определенному классу в зависимости от характеристик.

Таблица время токовых характеристик автоматических выключателей

Характеристика типа «A»

Тепловая защита АВ этой категории активируется, когда отношение тока цепи к номинальному (I/In) превысит 1,3. При таких условиях отключение произойдет через 60 минут. По мере дальнейшего превышения номинального тока время отключения сокращается. Активация электромагнитной защиты происходит при двукратном превышении номинала, скорость срабатывания – 0,05 сек.

Данный тип устанавливаются в цепях не подверженных кратковременным перегрузкам. В качестве примера можно привести схемы на полупроводниковых элементах, при выходе из строя которых, превышение тока незначительное. В быту такой тип не используется.

Характеристика «B»

Отличие данного вида от предыдущего заключается в токе срабатывания, он может превышать штатный от трех до пяти раз. При этом механизм соленоида гарантированно активируется при пятикратной нагрузке (время обесточивания – 0,015 сек.), термоэлемент – трехкратной (на отключение понадобиться не более 4-5 сек.).

Такие виды устройств нашли применение в сетях, для которых не характерны высокие пусковые токи, например, цепи освещения.

S201 производства компании ABB с время-токовой характеристикой B

Характеристика «C»

Это наиболее распространенный тип, его допустимая перегрузка выше, чем у двух предыдущих видов. При пятикратном превышении штатного режима срабатывает термоэлемент, это схема, отключающая электропитание в течение полутора секунд. Механизм соленоида активируется, когда перегрузка превысит норму в десять раз.

Данные АВ рассчитаны на защиту электроцепи, в которой может возникнуть умеренный пусковой ток, что характерно для бытовой сети, для которой характерна смешанная нагрузка. Покупая устройство для дома, рекомендуется остановить свой выбор на этом виде.

Трехполюсный автомат Legrand

Характеристика «D»

Для АВ такого типа характерны высокие перегрузочные характеристики. А именно, десятикратное превышение нормы для термоэлемента и двадцатикратное для соленоида.

Применяются такие приспособления в цепях с большими пусковыми токами. Например, для защиты пусковых устройств асинхронных электродвигателей. На рисунке 9 показано два прибора этой группы (a и b).

Рисунок 9. а) ВА51-35; b) BA57-35; c) BA88-35

Характеристика «K»

У таких АВ активация механизма соленоида возможна при превышении токовой нагрузки в 8 раз, и гарантированно произойдет, когда будет двенадцати кратная перегрузка штатного режима (восемнадцати кратное для постоянного напряжения). Время отключения нагрузки не более 0,02 сек. Что касается термоэлемента, то его активация возможна при превышении 1,05 от штатного режима.

Сфера применения – цепи с индуктивной нагрузкой.

Характеристика «Z»

Данный тип отличается небольшим допустимым превышением штатного тока, минимальная граница — двух кратная от штатной, максимальная – четырех кратная. Параметры срабатывания термоэлемента, такие же, как и у АВ с характеристикой К.

Этот подвид применяется для подключения электронных приборов.

Характеристика «MA»

Отличительная особенность этой группы – не используется термоэлемент для отключения нагрузки. То есть прибор предохраняет только от КЗ, этого вполне достаточно, чтобы подключить электрический двигатель. На рисунке 9 показано такое приспособление (с).

Ток штатной работы

Этот параметр описывает максимально допустимое значение для штатного режима работы, при его превышении будет активировано срабатывание системы отключения нагрузки. На рисунке 1 показано, где отображается это значение (в качестве примера взята продукция компании IEK).

Ток штатной работы обведен окружностью

Тепловые параметры

Под данным термином подразумевается условия срабатывания термоэлемента. Эти данные можно получить из соответствующего время-токового графика.

Предельная отключающая способность (ПКС).

Этот термин обозначает максимально допустимое значение нагрузки, при котором прибор сможет разомкнуть цепь без потери работоспособности. На рисунке 5 данная маркировка обозначена красным овалом.

Рис. 5. Прибор компании Шнайдер Электрик

Категории токоограничения

Этот термин используется для описания способности АВ произвести отключение цепи до того, как ток КЗ в ней станет максимальным. Приспособления выпускаются с токоограничением трех категорий, в зависимости от времени отключения нагрузки:

  1. 10 мс. и больше;
  2. от 6 до 10 мс;
  3. 2,5-6 мс.

Соответственно, чем выше категория, тем меньше электропроводка подвержена нагреву, а значит, снижается риск ее возгорания. На рисунке 6 указанная категория обведена красным овалом.

Маркировка ВА47-29 содержит указание на класс токоограничения

Заметим, что АВ, относящиеся к первой категории, могут не иметь соответствующей маркировки.

Небольшой лайфхак о том, как выбрать необходимый выключатель для дома

Предложим несколько общих рекомендаций:

  • Исходя из всего выше сказанного, нам следует остановить свой выбор на АВ с времятоковой характеристикой «С».
  • При выборе штатных параметров необходимо учитывать планируемую нагрузку. Для вычисления следует воспользоваться законом Ома: I=Р/U, где Р – мощность цепи, U – напряжение. Рассчитав силу тока (I), выбираем номинал АВ по таблице, представленной на рисунке 10. Рисунок 10. График для выбора АВ в зависимости от тока нагрузки

Расскажем, как пользоваться графиком. Допустим, произведя расчет силы тока нагрузки, мы получили результат — 42 А. Следует выбрать автомат, где это значение будет в зеленой зоне (рабочей области), это будет номинал – 50 А. При выборе также следует учитывать, на какую силу тока рассчитана проводка. Допускается подбирать автомат исходя из этого значения, при условии, что суммарная сила тока нагрузки будет меньше расчетного тока для проводки.

  • Если планируется установка УЗО или автомата дифференцированного тока, необходимо обеспечить заземление, в противном случае эти устройства могут работать некорректно;
  • Лучше отдать предпочтение изделиям известных брендов, они надежней и служат дольше китайской продукции.
  • Сфера применения 3-х полюсных автоматических выключателей

    При сборке распределительного щитка для трехфазной сети используются 3-х полюсные автоматические выключатели. При возникновении перегрузки сети или при коротком замыкании такой автомат расцепит сразу три фазы.

    Сколько полюсов бывает

    Однополюсный, двухполюсный, трехполюсный и четерехполюсные автоматы

    В распределительном щитке квартиры или дома наиболее часто используются однополюсные автоматические выключатели. Их задача расцепить фазный проводник, тем самым прервав подачу электричества на контур. Дифференциальные автоматические выключатели и УЗО отключают одновременно и фазу и рабочий ноль, т.к. их срабатывание может быть связано с нарушением целостности проводки. Вводной автомат в таком щитке всегда должен быть двухполюсный.

    Трехфазный ток используется предприятиями для питания мощных агрегатов, требующих напряжения в 380 вольт. Иногда четырехжильный кабель (три фазы и рабочий ноль) подводится к жилому дому или офису. В связи с тем, что в этих помещениях не используется оборудование, рассчитанное на такое напряжение, в распределительном щитке три фазы разделяются и получается напряжение 220 между каждой фазой и рабочим нулем.

    Для таких щитков используют 3-х полюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Срабатывают они при превышении номинальной нагрузки по любому из трех проводов и отключают их все одновременно, а в случае с четырехполюсным – дополнительно отключается рабочий ноль.

    Зачем использовать два и четыре полюса

    Вводной автоматический выключатель обязательно должен полностью отключать все фазы и рабочий ноль, т.к. один из проводов вводного кабеля может давать утечку на ноль и если его не отключить, используя однополюсный или 3-х полюсный автоматический выключатель, есть вероятность поражения током.

    Утечка при 3-х полюсном автоматическом выключателе

    На рисунке видно, что в таком случае весь рабочий ноль в сети оказывается под напряжением. Если использовать вводной автомат, отключающий фазу и ноль, этого можно избежать, следовательно использование четырехполюсного и двухполюсного автоматических выключателей для трехфазных и однофазных электросетей более безопасно.

    Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

    Каждый 3-х полюсный автомат – это три однополюсных, которые срабатывают одновременно. На каждую клемму 3-х полюсного автоматического выключателя подключается одна фаза.

    Схема 3-х полюсного автоматического выключателя

    Как видно из схемы, на каждый контур приходится отдельный электромагнитный и тепловой расцепители, а в корпусе 3-х полюсного автомата предусмотрены отдельные дугогасители.

    3-х полюсный автоматический выключатель разрешается использовать и в однофазной электросети. В этом случае на две клеммы выключателя подключаются фазный и нулевой провода, а третья клемма остается пустой (сигнальной).

    Стоимость

    3-х полюсные автоматические выключатели, в зависимости от производителя, отличаются и по цене. В таблице ниже вы можете сравнить стоимость таких электроустановочных изделий самых популярных в РФ марок: IEK, Legrand, Schnider Electriс и ABB:

    Таблица стоимости 3-х полюсных автоматических выключателей лидеров на рынке РФ

    Видео о полюсности выключателей и способах подключения

    Ролик будет полезен новичкам, желающим разобраться в вопросах отличия и функциональности однополюсных, двухполюсных, 3-х полюсных и 4-х полюсных автоматических выключателей. Как правильно их подключать и в каких случаях следует использовать тот или иной автомат.

    Комментарии:

    А я думал, что трехполюсный подключается как фаза-ноль-земля, а оно оказывается вот как… Век живи, век учись! А его можно использовать в щитке под однофазную сеть, если надо отключать сразу три контура?

    Evgen, а зачем он тогда нужен? Запитай все три фазы через однополюсный выключатель и будут они тебе отключаться одновременно без проблем! И место на рейке сэкономишь.

    А почему нельзя использовать трехполюсный выключатель в однофазной сети? Отключать одновременно фазу, ноль и землю? Если поставить его, например, на вводе в щиток. Мне кажется так правильнее.

    Denis, а зачем тебе на вводе отключать землю? Трехполюсный выключатель нужен только в трехфазной сети, но использовать его в однофазной возможно, но нецелесообразно. Также нецелесообразно, как отключение заземления в приведенном вами примере

    Ноль иногда отключить полезно-при перекосе фаз,в деревнях сплошь и рядом.А вот землю рвать надо ТОЛЬКО если есть разд.транс,и ПОСЛЕ него.

    Virtual Private Servers

    Одной из наиболее видных, в прямом смысле этого слова, характеристик автоматического выключателя являектся характеристика определяющая количество полюсов автомата.

    а если надо отключить две фазы и ноль трёх полюсный пойдет

    Оставить комментарий Отменить ответ

    Бестопливный генератор – способ заработать на безграмотности

    Плюсы и минусы вертикальных ветрогенераторов, их виды и особенности

    Ветряк для частного дома – игрушка или реальная альтернатива

    Power Bank с солнечной батареей – расчет на безграмотность

    Как выбрать солнечную панель – обзор важных параметров

    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.

    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.

    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·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— 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»

    Примечание:

    • 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:

    Uном. АВ Uном. сети

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

    — 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.

    Как выбрать автоматический выключатель?

    Автоматический выключатель (АВ) размыкает электрическую цепь при резком возрастании в ней тока. Еще одной функцией этих устройств является защита от перегрузки – длительного протекания через автомат тока, значение которого превышает номинальное. Эти изделия относятся к наиболее распространенным типам защитной автоматики.

    Сфера применения

    Автоматические выключатели используются повсеместно. Помимо выполнения основных своих функций, на них возложено решение дополнительных задач, к которым относятся:

    • Замыкание или размыкание электрической цепи в ручном режиме.

    Совет! Не следует использовать такой выключатель для выполнения постоянных коммутаций, особенно под нагрузкой. Это существенно сокращает время его безаварийной эксплуатации.

    • Некоторые устройства имеют возможность отключения потребителей при снижении напряжения на входе ниже допустимых значений или полного его пропадания.
    • Для электроустановок, питаемых постоянным напряжением, крайне важное значение имеет направление тока. АВ постоянного тока могут размыкать цепь при изменении его направления.

    Классификация АВ

    Основными критериями, по которым могут быть определены типы автоматических выключателей, являются их технические характеристики. Учитывая большое количество этих параметров, становится понятным наличие огромного количества видов этих устройств.

    При выборе выключателя для использования его в бытовой электросети следует выяснить важнейшие качества этого устройства, к которым относится:

    • Количество полюсов. Каждый полюс АВ представляет собой независимый путь прохождения тока. Существуют однополюсные автоматические выключатели, используемые для защиты потребителей однофазной сети.

    Двухполюсный выключатель позволяет одновременно размыкать фазный и нулевой провод, повышая уровень электробезопасности при эксплуатации электрооборудования.

    Трехполюсный автоматический выключатель, а также его четырехполюсные аналоги применяются в трехфазных сетях. Выбор необходимого устройства зависит от используемой схемы электрической сети (количества фаз, а также наличия нулевого и заземляющего проводов).

    На рисунке изображен трехполюсный автоматический выключатель, применяемый для защиты потребителей в трехфазных сетях с изолированной нейтралью.

    • Номинальное напряжение и ток. Поскольку АВ представляет собой защитное устройство, то для обеспечения его надежного срабатывания в случае возникновения аварийной ситуации номинальный ток не должен значительно превосходить реально протекающий в сети. В противном случае устройство не сработает даже при значительной перегрузке потребителей, что может вызвать перегрев и возгорание изоляции или контактных соединений. ГОСТами определены такие номиналы автоматических выключателей по току: 3, 6, 10, 16, 25 А. Вводный выключатель может иметь номинальный ток 32, 40, 63 А. Устройства большей мощности не применяются для питания бытовых потребителей.
    • Селективность – это способность защитного устройства отключать только тот участок сети, в котором произошло замыкание. Как правило, в конструкцию АВ, обладающих этим свойством входит две пары размыкающих контактов, подключенных параллельно. Срабатывая по очереди, они дают возможность автоматике оценить последствия отключения, если авария была устранена, то сработал один из менее мощных выключателей, который расположен ближе к нагрузке. В этом случае вводной селективный АВ не будет отключать все остальные потребители.
    • Максимальный ток расцепителя. Еще один крайне важный параметр, требования к которому указаны в ГОСТах. Для определения соответствия АВ по этой характеристике, необходимо проводить измерение сопротивления петли «фаза-нуль». Если такие измерения не могут быть проведены, то можно выбрать устройство, исходя из опыта эксплуатации. Так, для бытовых электросетей вполне подойдут выключатели с максимальным током расцепления 4500 А.

    Принцип работы АВ

    Принцип работы автоматического выключателя основан на использовании электромагнитной индукции, а также способности различных металлов к расширению при нагревании. Соответственно, в конструкцию АВ входят два относительно независимых элемента, которые способны разъединять электрическую цепь.

    К ним относятся:

    • Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя – устройство, состоящее из катушки индуктивности и подвижного сердечника. При резком возрастании тока в катушке подвижный сердечник перемещается под влиянием электродинамических сил и приводит в действие механизм расцепления. Чем меньше время нарастания тока, тем выше скорость движения сердечника. Таким образом обеспечивается быстродействие автомата при возникновении токов КЗ.
    • Тепловой расцепитель – механизм, размыкающий цепь при длительном протекании тока, превышающего номинальный. Надежная работа электрической сети предусматривает возможность перегрузок, время действия которых находится в обратной зависимости от их величины. Это качество обеспечивается путем использования биметаллической пластины, которая имеет свойство выгибаться при нагревании. В свою очередь, на скорость нагревания этого изделия влияет величина протекающего через него тока и время его прохождения.

    Основные параметры

    Выбор автоматического выключателя является чрезвычайно ответственным мероприятием, от которого зависит состояние электрической и пожарной безопасности жилища, а также правильность работы квартирной электропроводки. Перед тем как выбрать автоматический выключатель следует ознакомиться с их основными характеристиками, оценить мощность потребителей и составить схему электрической сети. Все это поможет подобрать устройства, которые смогут обеспечить надежную защиту электрооборудования и не окажутся чрезмерно дорогостоящими.

    К основным ГОСТам, регламентирующим требования к характеристикам АВ, относятся:

    1. ГОСТ Р 50345-2010. Этим ГОСТом устанавливаются основные требования к бытовым автоматам.
    2. ГОСТ Р МЭК 60898-2-2006. Стандарт содержит сведения о существующих видах АВ, а также обозначениях, используемых при их маркировке.
    3. ГОСТ Р 50030.2-99. Определяет требования к выключателям с плавкими предохранителями.
    4. ГОСТ Р 51327.1-2010. Этот ГОСТ определяет требования к АВ, управляемым дифференциальным током.

    Кроме определения требований к АВ, ГОСТами устанавливаются правила их маркировки, по которой может быть легко выбрано необходимое устройство.

    К наиболее важным техническим характеристикам АВ относятся:

    1. Тип времятоковой характеристики.
    2. Номинальный ток автоматического выключателя.
    3. Селективность.
    4. Возможность самодиагностики.
    5. Время срабатывания (быстродействие).
    6. Массогабаритные характеристики.
    7. Тепло- и газовыделение.
    8. Максимальный ток расцепителя, которым определяется отключающая способность автоматического выключателя.

    Маркировка автоматических выключателей содержит обозначения, позволяющие получить информацию о большинстве этих характеристик.

    Времятоковые характеристики

    Для того чтобы подобрать автоматический выключатель по скорости срабатывания используются времятоковые характеристики – графические зависимости, позволяющие поставить в соответствие кратность тока (отношение реально протекающего тока к номинальному) и время срабатывания расцепителя. Поскольку сфера применения АВ чрезвычайно широка, то существуют выключатели, обладающие различными характеристиками и предназначенные для установки в сетях, питающих различные потребители.

    ГОСТами установлены следующие виды характеристик, по которым может быть оценено время срабатывания АВ:

    • В. Такие устройства предназначены для установки в осветительных сетях, имеющих преимущественно активную нагрузку.
    • С. Наиболее распространенная группа, включающая в себя изделия, которые могут быть использованы для установки в электрических сетях бытового и хозяйственного назначения.
    • D. Автоматический выключатель этого вида имеет относительно большое время срабатывания при возрастании тока в несколько раз по отношению к номинальному значению. Такое качество позволяет использовать его для защиты электродвигателей, имеющих значительные пусковые токи.

    Существенное влияние на количество циклов размыкания и замыкания, а значит и на срок службы выключателя оказывает наличие в его конструкции дугогасительной камеры – устройства, которое предназначено для подавления электрической дуги. В настоящее время существует большое количество типов подобных устройств, как и принципов их работы (использование дугогасительных контактов, решеток, «двойного разрыва» и т. д.). Одно можно сказать точно, без них невозможно было бы обеспечить надежность выключателя при срабатывании его под нагрузкой, особенно при отключении токов коротких замыканий.

    Для выведения газов, образованных во время гашения дуги, используется специальное отверстие в корпусе АВ.

    Особенности конструкции

    Для организации электроснабжения частной квартиры используются различные виды АВ. Однако большинство из них работает по одному и тому же принципу. Это позволяет рассмотреть их внутреннее устройство на примере типового автоматического выключателя.

    К основным элементам, входящим в конструкцию автомата, относятся:

    1. Корпус.
    2. Клеммы, предназначенные для присоединения проводов.
    3. Рычаг управления.
    4. Подвижный контакт.
    5. Неподвижный контакт.
    6. Тепловой расцепитель.
    7. Электромагнитный расцепитель.
    8. Регулировочный винт.
    9. Дугогасительная камера.

    Что касается установки АВ в собственной квартире, то технически она не представляет никакой сложности. Автомат крепится на дин рейку, после чего к верхним его клеммам подключается питающие контакты, а к нижним – провода, идущие к потребителю. Естественно, что при выполнении всех работ в распределительном щитке должно быть отключен вводный автомат.

    Токовые характеристики автоматических выключателей

    Здравствуйте, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.

    В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

    Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

    Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

    Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

    Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

    6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

    Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

    Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы “подогревают” друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

    Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

    Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

    В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

    Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

    Таким образом, следующая основная характеристика:

    время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

    Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

    Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

    Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

    Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

    Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

    Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

    Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

    Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

    В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

    Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

    Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

    Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

    На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

    Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

    При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

    При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

    В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

    В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

    Читайте также:  Схема подключения реле напряжения: с пониженным напряжением, установка в щит
    Ссылка на основную публикацию