Как правильно подобрать дифференциальный автомат для квартиры и дома

Виды автоматических выключателей

Бытовые

Это часто модульные аппараты имеющие компактный корпус. Их устанавливают под счетчиком электроэнергии или выносят в небольшую щитовую из пластика в стене. Автомат защищает всю проводку от перегрузки и коротких замыкания.

Такие модели используют в квартирах, домах, гаражах и небольших мастерских. Для обустройства жилья может потребоваться больше одного автоматического выключателя, чтобы разделить зоны по нагрузке от электроприборов.

Достоинства:

• дешевые;
• много вариантов по номинальному току;
• компактные;
• быстрое крепление на рейку;
• рассчитаны на много циклов включения;
• мгновенное срабатывание.

Недостатки:

• из-за возникновения электрической дуги внутри корпуса, при разрыве цепи, со временем появляется легкий запах гари от прибора;
• слабые и мощные модели внешне очень похожи (значения по номиналу видны только на надписи) и, если поставить мощный автомат на слабую проводку, то он не успеет сработать при перегрузке.

Промышленные

Такие модели устанавливают на предприятия, чтобы защищать станки и другое оборудование. Это необходимо для СТО, сварочных, токарных и сверлильных аппаратов. Их монтаж выполняется в защищенных щитовых человеком с соответствующим допуском.

Контакты и внутренние части рассчитаны на протекание высоких напряжений и работу с большими температурами.

Достоинства:

• переносят номинальный ток до 250 А;
• последовательное отключение одной линии, при поддержании работы неповрежденных;
• монтаж в любом пространственном положении;
• есть модели на 3-4 полюса;
• функция гарантированного разрыва с показателем зеленого флага.

Недостатки:

• очень дорогие;
• громоздкие;
• для монтажа требуется специальный щитовой шкаф.

Виды автоматических выключателей

Все современные выключатели делятся на 2 основные категории. Рекомендуем ознакомиться с ним, поскольку это облегчит выбор подходящего устройства в дальнейшем. Автомат может быть домашним или промышленным.

Промышленные выключатели

Как понятно из названия, такие устройства принято использовать на предприятиях, где используется массивное электрическое оборудование. Как говорилось ранее, автомат является необходимой мерой безопасности и обязателен для любой промышленности

Особенно это важно для различных мастерских, где встречается множество токарных, сверлильных и подобных станков

Внутренняя часть промышленных выключателей предназначена для работы с большим напряжением и высокими температурами. Монтаж агрегата производится в отдельном щитке квалифицированным специалистом, который обладает соответствующим уровнем допуска.

Плюсы:

• Наличие моделей не только на 2 полюса, но и на 3-4;
• Показатель максимальной переносимой силы тока составляет 250 Ампер;
• Можно устанавливать в любой позиции в пространстве;
• Гарантированный разрыв с зеленым флагом;
• Предусмотрено отдельное отключение определенных линий. При этом неповрежденные линии продолжают свою работу.

Минусы:

• Внушительная стоимость;
• Для монтажа необходимо отдельно приобрести специальный щиток;
• Крупные габариты;
• Для установки требуются услуги специалиста.

Домашние автоматы

Теперь рассмотрим стандартные бытовые модели, которые используются для установки в квартире, частном доме, гараже и тому подобном. В большинстве случаев домашний автоматический выключатель имеет модульную форму. Его подключают к счетчику или выносят в отдельный щиток. Главное преимущество перед промышленными вариантами – это компактный корпус.

Если автомат устанавливается в здании со слишком большой площадью, то рекомендуется устанавливать несколько устройств по различным зонам, исходя из нагрузки от электрической техники.

Плюсы:

• Бюджетная стоимость;
• Рассчитан на множество циклов выключения и включения;
• Много различных вариантов касаемо номинального уровня тока;
• Мгновенное срабатывание при необходимости;
• Довольно быстро и просто фиксируются на рейке;
• Компактные габариты.

Минусы:

• Большинство моделей крайне схожи между собой. Значение номинального тока можно узнать только по надписи на корпусе. Если пользователь перепутает и установит автомат с не соответствующей мощностью, то повышается риск того, что механизм не успеет среагировать на перегрузку или замыкание;
• При частом возникновении электрической дуги материал внутри корпуса начинает портиться. Из-за этого снижается срок службы, а также появляется неприятный запах гари.

Выбор автоматического выключателя для защиты вновь подключаемого оборудования — пример №2

Пусть мне нужно защитить автоматом группу из 6 розеток напряжением 220 В. Я составлю список нагрузок, где будут: пылесос 1 квт, электродрель 700 вт, торшер 100 Вт, зарядка для мобильника 20 вт, телевизор 150 вт. В первую очередь я сосчитаю суммарную мощность группы 1+0,7+0,1+0,02+0,15=1,97 кВт. Во вторую — определю ток 1970 Вт/220 В=8,95 А. Фактором мощности перечисленных приборов пренебрегу. Из популярных номиналов автоматов к полученному току 8,95 А ближе всего номинал 10А.

Однако я выберу популярный номинал 16А, который даст возможность подключать оборудование с суммарной мощностью 3,52 кВа. Для защиты электромоторов с небольшим пусковым током рекомендуется применять автоматы с характеристикой расцепителя С. Выбираю автомат популярной марки ВА47-29 С16А. Поскольку среди подключаемых приборов есть переносные — электродрель, пылесос, дополнительно к автомату применю узо.

Евгений Попов //plus.google.com/u/0/113681923288681647157, 2018

Принцип работы

Функционирование автоматического выключателя основано на тепловом и электромагнитном принципе. В обычном режиме работы через него протекает электрический ток. Если рассматривать тепловой принцип, то сначала ток проходит через электромагнитную катушку, затем попадает на биметаллическую пластину. Когда ток начинает превышать свое допустимое значение, то пластина начинает плавиться, вследствие чего происходит ее деформация. Так она оказывает воздействие на расцепитель. После этого цепь размыкается. А в изделиях с электромагнитным принципом работы, имеется соленоид и пружинный механизм удерживающий сердечник. Если произойдет увеличение значение тока, то сердечник преодолевает силу пружины и втягивается в соленоид. После чего происходит расцепление.

Во время перегрузки сети ток превышает свое предельное значение. Если автомат имеет тепловую защиту, то расцепление происходит не сразу. Здесь надо учесть, что на расплавление и деформации пластины требуется время. Время будет зависеть от того, в какой степени ток превысил свое номинальное значение.  Такой принцип работы позволяет не сразу разорвать цепь при кратковременном перенапряжении. Минимальный предел, который может превысить ток, устанавливается на заводе. Так же на деформацию пластины может оказать воздействие температура помещения, где установлен прибор. При холодной температуре пластина может начать деформацию только при значительном превышении номинала. А при высоких температурах, наоборот, сработать преждевременно. Устранив причину перегрузки, не следует сразу же включать автомат. Надо дождаться его полного остывания, тогда пластина примет свое прежнее состояние.

Когда происходит короткое замыкание, то ток в цепи увеличивается на столько, что может начать плавить изоляцию электропроводки. В этом случае необходим моментальный разрыв цепи, это и делает электромагнитный расцепитель. Сердечник сразу же втягивается в соленоид и расцепляет цепь. Данный процесс происходит меньше, чем за секунду. Так же в устройствах установлена решетка из металлических пластин, которая предназначена для гашения электрической дуги. После такого отключения автомата, его не следует включать, пока не будет устранена причина возникновения короткого замыкания.

3 Legrand

Очень хорошо известна на отечественном рынке электротехнических изделий продукция французской компании Legrand. О популярности автоматических выключателей этого бренда можно судить по многочисленным отзывам и комментариям на тематических форумах. Legrand неизменно фигурирует в лидерах различных рейтингов, а многие эксперты называют торговую марку лучшим европейским производителем. Компания работает в 90 странах мира, поставляя около 230 тысяч наименований продукции. В багаже производителя имеется более 3,8 тысяч запатентованных разработок.

Профессиональные электрики объясняют популярность бренда высоким качеством продукции, которая выпускалась на протяжении десятилетий. А вот в последнее время встречается и бракованная продукция, и откровенный контрафакт. Недостатком автоматов Legrand остается высокая цена.

Характеристика срабатывания

Коротко затронем такой момент, как характеристики срабатывания автоматического выключателя. Они указываются на корпусе автомата перед его номинальным током.

Чаще всего там может быть написано:

B

C

D

Что это означает? Данная характеристика показывает, насколько чувствителен аппарат к току короткого замыкания.

Если вы подберете этот параметр не верно, то ток КЗ будет отключать не электромагнитный расцепитель в течение долей секунды, а тепловая защита, спустя длительный промежуток времени (несколько секунд).

А за это время ваше электрооборудование и проводка просто сгорят.

Автомат с характеристикой «B» срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз.

Такие автоматы применяются с малыми токами КЗ. Например, в протяженных линиях освещения.

Модульный выключатель с характеристикой «С» сработает при превышении номинального тока в 5-10 раз.

Для защиты большинства бытовых электросетей устанавливают автоматы именно с характеристикой «С».

Автоматические выключатели с характеристикой «D» не рекомендуется ставить в квартирах. Все таки  10-ти  или  20-ти  кратные токи  срабатывания это  серьезно.

Они в первую очередь предназначены для защиты асинхронных электродвигателей с большими пусковыми токами. В бытовых сетях их иногда можно применять в частном секторе, у кого есть мощные насосы, пилорамы и т.д.

По поводу отключаемых токов КЗ можно сказать еще следующее. Если хотите идти в ногу с последними изменениями в области энергетики, то берите автоматы рассчитанные на токи в 6кА.

В Западных странах например, все изделия меньшей величины уже давно запрещены.

У нас пока еще нет. И в легкой доступности можно найти относительно недорогие автоматы с отключающими токами КЗ на 4,0-4,5кА и даже на 3кА.

Если у вас проводка в доме и в подъезде старая и малого сечения, кроме того вы проживаете на последних этажах многоэтажки, далеко от трансформаторной будки, то такие аппараты вам подойдут.

Но если у вас электрика новая, сечения проводов в стояках достаточные, просадка напряжения не наблюдается, да и проживаете вы на 1-м или 2-м этаже, то лучше не рисковать и купить автоматы с током КЗ на 6кА. Спокойнее будет спать.

В то же время в сельской местности, или на дачах, где подключение жилых домов происходит от старых ВЛ-0,4кв, протяженностью в несколько сотен метров, целесообразно поставить выключатели на 4,5кА.

Но есть и исключения. Например, когда это не ВЛ-0,4кв, а ВЛИ-0,4кв выполненная изолированным проводом СИП сечение 50мм2 и более.

И последний немаловажный момент. При выборе и покупке не перепутайте автоматический выключатель с выключателем нагрузки. Это совершенно разные аппараты.

На нем тоже может быть указан номинальный ток и он будет упакован в такой же корпус. Но никакой функциональности в плане защиты выключатель нагрузки не несет.

Монтировать его рекомендуется на вводе в главный распределительный щиток, а не на отходящих линиях. Отличить один от другого можно по надписям.

Если на автоматах пишется помимо номинального тока, его характеристика срабатывания — С25 или В25, то на выключателе нагрузки никаких C,B,D вы не увидите.

Там на корпусе обычно просто указывается ВН25 (выключатель нагрузки на 25А) или просто номинал тока.

https://youtube.com/watch?v=zPd8-NAlEcY%3F

Выбор автоматического выключателя для защиты вновь подключаемого оборудования — пример №1

Пусть мне нужно защитить автоматом группу из 7 светильников мощностью 20 Вт, напряжением 220 В. В первую очередь я сосчитаю суммарную мощность группы 7*20=140 Вт. Во вторую — определю ток 140 Вт/220 В=0,64 А. Фактором мощности светильников и кпд пускорегулирующей аппаратуры пренебрегу. Из популярных номиналов автоматов к полученному току 0,64 А ближе всего номинал 6А.

А для защиты светильников рекомендуется применять автоматы с характеристикой расцепителя В. Выбираю автомат популярной марки ВА47-29 В6А. При отсутствии в зоне досягаемости В6А приобрету С6А.
Для электропитания светильников применяю кабель ВВГнг-ls 3х1,5, который легко войдет в клеммы ВА47-29, рассчитанные на сечение жил до 25 кв. мм.
По условиям эксплуатации автомат ВА47-29 также меня устроит. Он должен применяться в диапазоне температур -40+50 градусов Цельсия. И имеет группу защиты IP20. Размещаю его в сухом щите внутри помещения.

Компенсированные комбинированные расцепители

Эти расцепители содержат биметаллическую компенсирующую пластину, которая обеспечивает возможность регулировки уставки по току отключения при перегрузке (Ir или Irth) в установленных пределах независимо от температуры окружающей среды.

Пример:

• В некоторых странах система заземления TT является стандартной в низковольтных распределительных системах, а бытовые (и аналогичные) электроустановки защищаются в месте ввода автоматическим выключателем, который устанавливается соответствующей энергоснабжающей организацией. Такой автоматический выключатель, помимо защиты от косвенного прикосновения, обеспечит отключение цепей при перегрузках, если потребитель превысит уровень потребляемого тока, оговоренный в его контракте с энергоснабжающей организацией. Регулировка уставок автоматического выключателя с номинальным током менее 60 А возможна при температуре от — 5 до +40°С.
• Низковольтные автоматические выключатели с номинальным током менее 630 А обычно оснащаются компенсируемыми расцепителями для этого диапазона температуры (от — 5 до +40 °С).

Выбор автоматического выключателя по типу характеристики.

Существуют различные время-токовых характеристики (ВТХ) автоматических выключателей. Подробно мы их разобрали в одной из наших прошлых статей, кому интересно, советуем обязательно ознакомиться, — тут.

Время токовые характеристики автоматических выключателей B C D

Если рассмотреть вопрос более обобщённо, то можно выделить, несколько основных характеристик: B, С, D. Данные характеристики определяют при какой величине тока, автомат отключится мгновенно. Параметры отключения для характеристик B, С, D:

1. B — от 3 до 5 ×In;
2. C — от 5 до 10 ×In;
3. D — от 10 до 20 ×In.

In — это номинальный ток автоматического выключателя. То есть мы берём номинальный ток автомата, например 16А и получаем следующие данные:

1. Автоматический выключатель с характеристикой B16 отключится мгновенно при величине тока от 48 до 80 А;
2. Автомат с характеристикой С16 отключится мгновенно при токе от 80 до 160 А;
3. Автомат с характеристикой D16 отключится мгновенно при токе от 160 до 320 А.

Стоит отметить, что автоматические устройства с характеристикой D используются в основном в промышленности. В бытовых сетях используются в основном устройства с характеристикой B и С.

Автоматы с характеристикой С используются для обеспечения защиты групповых линий и отдельных устройств с большим пусковым током. Автоматы с характеристикой B в основном используются для реализации защиты линий освещения и устройств с низким пусковым током.

Селективность автоматических выключателей.

При выборе устройства автоматического отключения важно уделить внимание такому параметру, как селективность. Под селективностью подразумевается такое техническое решение, при котором в случае неисправности отключается непосредственно неисправная линия, а не к примеру групповая линия. Селективность реализуется двумя способами:

Селективность реализуется двумя способами:

1. Выбор номинального тока автоматического выключателя;
2. выбор характеристики автоматического выключателя;

Характеристики автоматических выключателей

Для групповых линий следует выбирать автоматы с характеристикой С и с большим номинальным током (расчётным током в групповой линии). Для питающей линии одной нагрузки следует выбирать автоматы с характеристиками B и С, при этом если нагрузка имеет низкий пусковой ток, то следует выбрать устройство с характеристикой B.

Выбор автоматического выключателя по количеству полюсов.

В зависимости от напряжения в сети, для защиты устройств и питающих кабелей могут использоваться следующие автоматические выключатели:

Для сети 230 В:

1. Однополюсные;
2. двухполюсные.

Для сети 400 В (380В):

1. Трёхполюсные;
2. четырёхполюсные.

Выбор автоматических выключателей по количеству полюсов

Однополюсные и трёхполюсные автоматы коммутируют фазные проводники. Двухполюсные и четырёхполюсные автоматические выключатели помимо фазных проводников, коммутируют также и нулевые проводники.

Выбор автоматического выключателя по производителю.

Выбор автоматического выключателя по производителю

Многие задаются вопросом какой марки автоматический выключатель выбрать ? Для начала следует определится с сегментном и имеющимся бюджетом. Так ведущим игроками в премиум сегменте являются следующие производители:

1. ABB — устройства шведско-швейцарской компании, на текущий момент являются лидером по качеству, надёжности и соответственно по дороговизне автоматических устройств;
2. Legrand (Франция) — устройства во многом схожи с ABB по качеству и цене, — надёжные автоматические выключатели;
3. Schneider Electric (Франция) — отличные устройства, которые хорошо себя зарекомендовали на рынке стран СНГ.

Автоматические выключатели среднего ценового сегмента:

1. Moeller (Eaton) — немецкий бренд. Качественные автоматические выключатели по приемлемой стоимости;
2. Siemens — немецкий бренд. Выпускает также качественную автоматику, которая немногим уступает ABB, Legrand и Schneider Electric.

Автоматы бюджетного сегмента представлены в большом количестве, в эту категорию попадает много устройств от китайских производителей. В целом, можно выделить несколько «более или менее» вменяемых брендов: КЭАЗ, DEKraft , IEK. Однако, мы бы Вам рекомендовали использовать автоматические выключатели из премиум сегмента или среднего ценового сегмента.

• Мы в TELEGRAM;
• Мы в Instagram;
• Мы на YouTube;

Рейтинг статьи

Рейтинг: 4.5 из 5.

Принцип действия автоматического выключателя и его конструкция

Выбор выключателей стоит начать с понимания как работает автоматический выключатель и конструктивных особенностей. Каждый такой автомат имеет:

• Несколько полюсов, которые он может включать и отключать. То есть силовые контакты, которые размыкают или замыкают цепь. Их количество может быть от одного до четырёх;
• Дугогасительная система. Она может состоять из специальных камер с узкими щелями для разбития дуги на мелкие части и снижения её выгорающей способности. Также камеры дугогашения могут быть выполнены в виде решётки. Эти две вида камер иногда применяются комбинированно если автомат предназначен для коммутации мощных цепей;

• Привод расцепляющего механизма;
• Расцепитель. Он может иметь электромагнитную, электронную, микропроцессорную или же биметаллическую основу служащую для мгновенного автоматического выключения при создании ненормальных токовых режимов. В свою очередь, он состоит из рычагов, защёлок и отключающих пружин для ускорения срабатывания защиты;
• Одну или несколько пар так называемых блок-контактов или вспомогательных контактов, идущих в цепи сигнализации или же контроля.

Хотелось бы остановиться более конкретно на таком элементе как электромагнитный расцепитель. Он представляет собой катушку (соленоид), подвижная часть которой, и приводит в действие само устройство механического разрыва цепи. Ток, протекающий по силовым контактам, непосредственно проходит и по соленоиду, только вот при нормальной работе, когда его значение не превышает номинального параметра, на который рассчитан автомат, он не выключает автомат. Магнитного поля в этом случае не хватает на то, чтобы якорёк расцепителя сдвинул защёлку и автоматический выключатель остаётся во включенном положении. Как только ток, вследствие короткого замыкания в отходящей цепи, превысит пороговое значение, магнитный поток приведет в движение подвижную часть соленоида и автомат немедленно отключится.

Автоматические выключатели постоянного тока, которые устанавливаются для защиты электродвигателей стационарно имеют несколько расцепителей. Это делается с целью ускорить процесс отключения даже при несрабатывании одного из систем расцепления. Допусти ВАТ (выключатель автоматический токовый), который применяется для электродвигателя главных приводов прокатного стана имеет систему ИДП (индукционно динамический привод). Она дополнительно тянет за подвижный силовой контакт во время отключения автомата от токовой защиты.

Тепловая защита автоматических выключателей почти во всех случаях создана на биметаллической пластине, которая также введена в силовую цепь. При прохождении тока выше номинала она начинает греться и в какой-то момент происходит её деформация или изгиб тем самым разрывается электрическая цепь. Поэтому в таких случая стоит подождать когда она остынет, так как отключенный от тепловой защиты автомат включится не сразу. Иногда если автоматы не имеют чёткой тепловой вставки превышение токового номинала ограничивают отдельно установленными тепловыми реле, работающими по такому же принципу, и имеющие настройку.

Правильные клеммы

Если посмотреть на отдельные марки автоматов, то можно увидеть, что при не полностью открытой клемме, провод случайно может попасть в заклеммное пространство.

Когда вы подключаете провода в щитке на высоте, вы как правило не видите верхнюю клемму и жила туда вставляется, что называется на ощупь.

Электрик затянув клемму с неправильно вставленным проводом, ничего не почувствует. Вроде бы усилие есть, значит затяжка удалась.

Некоторые даже проверяют этот момент затяжки по шкале динамометрических отверток.

На самом же деле провод закреплен не будет.

В хороших автоматических выключателях такая оплошность или ошибка просто невозможна. В них, как только вы начинаете затягивать клемму, заклеммное пространство тут же закрывается специальной пластинкой.

Она может быть как металлической, так и пластиковой.

Еще одна рекомендация, но не обязательная функция касающаяся клемм — дополнительный разъем под гребенчатую шинку.

Когда в электрощитке собирается ряд автоматов, то подключаются они между собой, именно через такую шину. Это очень удобно и надежно.

Но проблема возникает, если вам в дальнейшем нужно сделать какую-то отпайку и вывести с этой клеммы отдельный провод.

Плотность контакта меняется, он поджимается не полностью и постепенно выгорает. В итоге автомат приходится менять.

Так вот, в некоторых моделях (в основном у ABB), под это дело имеется дополнительный разъем, предназначенный именно для гребенчатой шины.

Основной контакт при этом остается свободным и в него можно спокойно подключать жилу кабеля, не нарушая надежности соединения.

Также смотрите на наличие насечек на клеммах. Желательно, чтобы они не были гладкими.

Этими насечками материал клеммы впивается в медную жилу, тем самым способствуя лучшему переходному сопротивлению.

Еще смотрите на то, чтобы пластик возле винта при затяжке не расходился. Проверить это можно прямо в магазине с помощью отверток.

Вставляете жало одной отвертки в клемму, а другой с усилием затягиваете контакт. Далее смотрите как себя ведут две половинки корпуса возле зажима.

Если поползли в стороны и появилась довольно различимая щель, это повод задуматься над такой покупкой.

Как установить и подключить?

Монтаж устройств защиты не составит труда даже для неспециалистов. Нужно просто следовать схеме. Из инструментов понадобится только нож для зачистки проводов и отвертка. Устанавливать приборы лучше за пределами ванной комнаты. Проследите, чтобы тумблеры были легкодоступными. Монтаж выполняется в такой последовательности.

1. Найдите на входном проводе фазу и ноль.
2. Подключите при необходимости стабилизатор напряжения.
3. Фаза проводки заводится на вход АО.
4. Выход АО коммутируется со входом фазы на УЗО.
5. Рабочий ноль подключается на нулевой вход УЗО.
6. Оба выхода с УЗО подключаются к питающей розетке.
7. Провод заземления коммутируется с соответствующей клеммой на розетке.
8. Приборы устанавливаются на DIN-рейку на защелках.
9. Проверьте, что все контакты плотные. Особенно это касается удлинителей.

Для монтажа воспользуйтесь приведенной ниже схемой.

Никогда не ставьте выключатели в провод заземления. Не рекомендуется использовать вместо заземления зануление (это когда вывод «земля» подключается к рабочему нулю). В штатном режиме схема хорошо работает. Но при коротком замыкании ток течет по нулевому проводу. Тогда вместо отвода потенциала зануление направляет его на корпус.

Если штатного заземления нет, провод для него все равно проложите. При модернизации электросистемы он пригодится. DIN-рейка также должна быть к нему подключена.

Ошибки при выборе автоматических выключателей

Есть распространённые ошибки, которые допускают неопытные электромонтёры, не знающие, как рассчитать мощность автомата по нагрузке:

• Выбор уставки производится только по мощности нагрузки, без учёта сечения кабеля. Например, произвести подключение приборов общим током 14А через автомат 16А кабелем 1мм². Несмотря на то, что оба элемента допускают питание этой нагрузки, при повышении тока электроприборов до 16А изоляция провода выйдет из строя, а автомат останется включенным до момента короткого замыкания.
• Заниженный номинальный ток автомата. Это устройство защищает подключённый к нему кабель, поэтому установка на провод сечением 2,5мм² автоматический выключатель с уставкой 10А нецелесообразна, лучше выбрать автомат 16А. Это позволит при необходимости, включить дополнительные электроприборы.
• Установка автомата с завышенным номиналом для кабеля, который на это не рассчитан. Например: автоматический выключатель на 25 Ампер и кабель 2,5мм²
• Использование автомата серии «С» для защиты электродвигателя. В этом случае защита сработает во время запуска электромашины.

Типы устройств защиты

В системах защиты для разных целей используются устройства различных типов.

Автоматические выключатели

Это приборы, предназначенные для автоматического отключения потребителей при аварийных ситуациях, сопровождающихся превышением тока свыше определённого значения. Такие ситуации возникают при превышении нагрузки или коротком замыкании.

Могут использоваться в качестве выключателей. Заменяют собой рубильник и предохранители с плавкими вставками. Включение и отключение осуществляется вручную или дистанционно, при помощи встроенного механизма.

УЗО и дифференциальные автоматы

Нарушение изоляции и прикосновение человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением, может привести к поражению электрическим током. Для предотвращения таких ситуаций используется УЗО или дифференциальный автомат.

Работают эти устройства по принципу сравнения токов, проходящих по всем проводам линии. В нормальных условиях сумма равна “0”, а при пробое изоляции на заземлённый корпус или попадании человека под напряжение появляется утечка, и равенство токов в проводах нарушается. Это приводит к срабатыванию защиты.

Реле напряжения

Электроаппаратура рассчитана на определённое напряжение сети. Выход этих параметров за допустимые пределы приводит к поломке оборудования. Для защиты потребителей используется реле напряжения.

В этих приборах находится электронная схема и реле. При выходе параметров сети за допустимые пределы схема отключает реле и повторно включает его через определённое заранее заданное время при возврате напряжения к допустимым значениям.

Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни

примеры расчета автоматических выключателей

Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.

Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.

Расчет тока нагрузки

Исходные данные:

• Напряжение сети Uн = 220 В;
• Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
• Коэффициент мощности COSφ = 1;

1. Расчетную мощность считаем, как сумму мощностей всех бытовых приборов кухни, умноженной на коэффициент использования, он же коэффициент использования бытовой техники.

2. Коэффициент использования бытовой техники это поправочный коэффициент, уменьшающий расчетную (полную) потребляемую мощность электроцепи и учитывающий количество одновременно работающих электроприборов.

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

• Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
• Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
• Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
• Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микроволновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
• Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
• Разделите  Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.

На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.

Примечание:

В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:

• коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
• коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
• коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
• коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.

Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:

• Iр = Рр / 220В;
• Iр = 6000 / 220= 27,3 А.

Ток расцепителя:

Iрасчет.= Iр×1,1=27,3×1,1=30А

По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.

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.

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.

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: