Вводные автоматы и их выбор

Сигнальные элементы

У обычного автоматического выключателя существует всего два положения:

включено

отключено

У некоторых моделей присутствует третье — аварийное отключение. Те кто плотно работает с промышленными моделями ВА, АЕ и другими, рассчитанными на большие токи, с этим знаком не понаслышке.

Язычок автомата заняв среднее промежуточное положение, как бы сам демонстрирует каким образом он был отключен. То есть, отключился он аварийно из-за короткого замыкания или перегрузки, либо был отключен вручную каким-то человеком.

В отдельных марках модульных моделей, это можно увидеть и определить по глазку, который окрашивается в тот или иной цвет, в зависимости от срабатывания.

Эта функция очень удобна, когда вы или кто-то другой, обслуживает большое количество щитовых не в одиночку, а с напарниками. Для щитка в квартире, данную опцию можно считать излишней.

А вот для РЩ-0,4кв в подъезде, она не помешает.

Еще один цветной «глазок», который может присутствовать в автомате, расположен в подвижной части отключающего рычажка.

Заметьте, что это не просто надпись ON или OFF, которая показывает включен аппарат или выключен. Это цветной сигнальный элемент демонстрирующий реальное положение контактов. Замкнуты они или разомкнуты.

Если автомат выключен и его «язычок» находится внизу, то полосочка зеленая. Это говорит о том, что контакты действительно разорвались.

В том случае, если сигнальный элемент не поменял свой цвет, значит контакты на самом деле не разошлись (прикипели, сварились и т.д.).

Такое хоть и редко, но тоже встречается.

Расчет вводного автомата для бытовой электросети

Чтобы правильно выбрать вводный автомат по величине тока срабатывания, сначала потребуется учесть ряд факторов, влияющих на конкретное его значение.

• Тип питания на данном объекте (двухфазное или трехфазное).
• Суммарная мощность всех подключенных к линии нагрузок.
• Наличие неучтенных утечек и текущее состояние электропроводки (ее изношенность).

Расчет АВ для квартиры

Расчет прибора для отдельной квартиры базируется на следующих общепринятых правилах:

• Для ввода в такое жилье используются только двухфазные силовые линии 220 Вольт.
• Расчет потребляемого тока производится путем суммирования всех подключаемых к розеткам потребителей плюс мощность включаемых одновременно лампочек (осветителей).
• На полученное значение делается поправка с запасом примерно 10 процентов.

Для каждого индивидуального потребителя или квартиры согласно нормативам отводится строго лимитируемая нагрузка по току (не более 40 Ампер).

С учетом ограничений и поправок проводится расчет и выбор тока отсечки вводного автомата. Если потребуется изменить его значение в большую сторону, это обязательно согласуется с местными энергетическими службами и управляющей компанией.

Расчет автомата для частного дома 380 и 220 Вольт

Правильно рассчитать, какие автоматы ставить в частном доме, удается только при учете следующих моментов:

• Какие нагрузки предполагается использовать в подсобном хозяйстве, и имеется ли среди них оборудование, нуждающееся в трехфазном питании.
• Общее количество этих нагрузок и мощность, потребляемая каждой из них.
• При наличии оборудования 380 Вольт (насосов, отопительных котлов, двигателей и тому подобное) выбирается 4-х полюсный автомат, а в их отсутствие – двухполюсный.

Для трехфазной сети величина допустимого тока через расцепители рассчитывается для каждой фазы отдельно.

Выбор конкретного значения номинала автомата возможен лишь после того, как будет получена точная цифра суммарных мощностей подключаемых к линии из однофазных или трехфазных нагрузок

Определившись с тем, на сколько ампер ставится автомат в дом, переходят к непосредственному монтажу этого важного для системы энергоснабжения прибора

Правильному расчету и грамотному выбору вводного автоматического устройства придается особое значение по следующим причинам:

• От правильности подбора ВА по току зависит работоспособность системы энергоснабжения жилого объекта (квартиры или частного дома).
• Не будет наблюдаться постоянного его срабатывания при малейших отклонениях в подключаемых нагрузках.
• Хороший по характеристикам и проверенный в работе автомат позволит оперативно отключать квартиру или дом при необходимости.

Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?

Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:

P = U*I , где

• P – значение мощности;
• U – номинал питающего напряжения;
• I – величина тока.

В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение  мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:

Критерии выбора автоматических выключателей

Разобраться с тем, какие защитные выключатели необходимо приобрести, не так сложно. При подборе автоматов рассматриваются несколько аспектов:

• число полюсов;
• номинальное напряжение;
• рабочая сила тока;
• класс устройства;
• отключающая способность.

Секреты выбора автоматического выключателя

Количество полюсов

В электросетях с одной фазой применяются защитные устройства с одним или двумя полюсами. Если рассматривать бытовой сектор, то первые обычно используются для установки на осветительные линии и на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Выключатели, имеющие 2 полюса, ставятся во влажных помещениях (санузлы, бани и т.д.). Их рекомендуется также использовать для подключения бытовых электроприборов, имеющих высокую мощность (духовой шкаф, стиральная машина и т. д.).

Для трехфазных сетей применяется автоматика с 3 и 4 полюсами.

Номинальный рабочий ток

Чем выше это значение, тем большее число потребителей можно подсоединить к выключателю. Автоматика обязана разомкнуть цепь до того момента, когда ток превысит возможности электропроводки. Соответственно, номинальный ток изделия должен быть немного меньше, чем максимальный ток, выдерживаемый линией. Технология определения номинала автомата:

• рассчитывается сечение проводки;
• по таблице находится максимальный показатель тока, выдерживаемый кабелем;
• выбирается устройство с номиналом, ближайшим к полученному показателю, но имеющим немного меньшее значение.

Номинальный рабочий ток

В домах и квартирах обычно устанавливаются приборы с номинальными значениями: 16, 25, 32, 40, 63 А.

Класс устройства

Сегодня выпускаются защитные выключатели следующих типов:

• В – для электролиний большой протяженности, к которым не подключаются бытовые электроприборы (например, освещение в подъездах).
• С– для жилых объектов.
• D – для гаражных боксов и мастерских.
• ТМ-D – для промышленных строений.

Отключающая способность

Защитное устройство обязано срабатывать при возникновении в сети короткого замыкания. Обычно для городских квартир этот показатель выбирается равным 6 кА, для деревенских домов или дач достаточно тока отключения 4,5 кА.

Маркировка автоматического выключателя

При неверном выборе защитной автоматики есть риск возникновения неприятных, а подчас и опасных ситуаций: выключатель начнет срабатывать при подключении к сети бытовых электроприборов, электрическая проводка может не выдержать токовых нагрузок, срок эксплуатации автоматов значительно сократится и т. д.

Видео — Как выбрать автоматический выключатель

Голосование пользователей

Какой автоматический выключатель вы выберете или посоветуете?

CHINT

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Как рассчитать необходимый номинал автоматов

В квартире нужен двухполюсный прибор ввода перед счетчиком и распредавтоматы с одним полюсом. Кабель согласно п. 1.3.6 Правил устройства электроустановок имеет сечение 4-6 мм2. В гараж понадобится вводный переключатель для электросчетчика, устройства на 10 А для освещения и на 16 А под розетки.

Сравнение различных автоматов показывает, что тип устройства зависит от нагрузки на электропроводку. Для расчета номинала мощности автомата с током 16 А для одиночного потребителя понадобится:

1. Определить тип сети и ее защиту.
2. Установить класс потребителя.
3. Подсчитать количество потребителей и общую максимальную нагрузку. В – старая проводка с обогревателями, электроплитами, духовками. С – помещения с бытовой техникой, газоразрядными источниками света. Д – для гаражей с компрессорами, насосами.
4. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(U*cos φ) – для однофазной сети.
5. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(1,73*U*cos φ) – для трехфазной сети, где U=380 В.
6. Выбрать сечение проводника (алюминий, медь) по таблицам ПУЭ.

Стоит ли брать автомат с запасом

Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.

Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.

Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.

Варианты исполнения

• Автоматический выключатель в корпусе пробочного предохранителя

• 3-полюсный автомат защиты для непосредственного монтажа

• Автоматический выключатель защиты линии в литом корпусе

• Автоматические выключатели используемые в США

• Автоматические выключатели советского производства

• Автоматический выключатель с дистанционным электроприводом включения и микропроцессорным расцепителем

Модульный автоматический выключатель

Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя

Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, в настоящее время, чаще всего имеет модульную конструкцию, которая предназначена для крепления на DIN-рейку. Внутреннее устройство модульного автоматического выключателя показано на рисунке справа. Включение-выключение производится рычажком (1), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив плоскую отвёртку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие нажатия контактов во включённом состоянии и быстрое их отключение при срыве собачки механизма расцепления посредством одного из двух расцепителей: теплового (5) или электромагнитного (7). Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся рядом с дугогасительной решёткой (8).

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.

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.

Устройство, принцип работы и типы вводных автоматов

Коммутационные устройства электрической линии, обеспечивающие защиту от перегрузок и токов короткого замыкания, называют автоматическим выключателем. Он предназначен для обеспечения сохранности электролинии при возникновении аварийной ситуации.

Это определение относится ко всем коммутационным приборам, которые смонтированы в электрощите. Основное отличие вводного автомата от линейного заключается в том, что он имеет большее значение номинального тока.

И рассчитывается в зависимости от разрешенной мощности потребления электроэнергии. Вводной автомат (ВА) – вторая ступень защиты, применяется как коммутационное устройство. При перегрузке или коротком замыкании первым должен сработать линейный элемент.

ВА имеет две степени защиты:

• Защита от перегрузки. Представляет собой биметаллическую пластину. При превышении допустимого тока она нагревается. В результате чего выгибается и приводит в действие механизм теплового расцепителя. Чем больше нагрузка, тем больший ток протекает по пластине. Скорость нагрева возрастает. И быстрее срабатывает автомат. После отключения включить устройство сразу не получится. Необходимо время, чтобы биметаллическая пластина остыла и приняла свое исходное положение. Только после этого можно включить устройство в работу.
• Защита от короткого замыкания. В автомате установлена токовая катушка (соленоид). При коротком замыкании в линии происходит мгновенное нарастание тока. Соленоид втягивает сердечник, срабатывает токовая защита и отключает электроэнергию. Время срабатывания составляет доли секунды.

Монтируются ВА перед или после счетчика электроэнергии на DIN рейку. В зависимости от питающего напряжения могут быть однополюсные, двухполюсные, трехполюсные или четырехполюсные. Двухполюсные устанавливаются при подключении однофазного напряжения 220 В.

Монтируются в квартирах многоэтажных домов. Для обеспечения электричеством коттеджей или частных домов подводится трехфазное напряжение. Для их подключения применяются четырехполюсные ВА. Раньше трехфазное напряжение не подключали, к старым домам подводилось однофазное напряжение.

В качестве вводных коммутационных систем ПУЭ запрещает устанавливать однополюсные автоматы. Из-за разброса времени срабатывания они не могут обеспечить необходимую защиту, что приведет к порче оборудования или пожару.

ВА характеризуются:

• Номинальным током. На корпус устройства наносится номинальное значение, при котором прибор может длительно работать без отключения, например, С40. Это значит, что ВА может выдерживать ток до 40 ампер бесконечно долго. Однако эти показания определены для температуры воздуха 300С. При более низкой температуре ВА выдерживает токи выше номинального.А при повышенной тепловая защита срабатывает при меньших нагрузках. Это следует учитывать при выборе места, где будет установлен вводной щит;
• Количество полюсов. Для однофазного напряжения применяют двухполюсные устройства, а для трехфазного четырехполюсные. Некоторые специалисты монтируют трехполюсные, что не обеспечивает надежной защиты;
• Важным показателем является время, за которое срабатывает автомат. При перегрузке это время может изменяться от нескольких десятков минут до нескольких секунд. Это зависит от величины тока, протекающего через биметаллическую пластину. Защита от короткого замыкания срабатывает за доли секунды.

Все устанавливаемые приборы должны согласовываться по току. Например, если на счетчике указан ток 40 А., то ВА должен быть рассчитан на ток менее 40 ампер. А линейные приборы суммарно не должны превышать ток ВА.

Автоматы разбиты на три подгруппы В, С, D:

• В – это самые «нежные» приборы. Допускают нагрузку с пусковыми токами, не превышающими 3-5 номинальных значений, указанных на ВА;
• С – распространенные автоматы, устанавливаемые в частных домах и квартирах. Превышение пусковых токов изменяется от 5 до 10 раз от номинала;
• D – применяют в сетях с большими пусковыми токами и кратковременными перегрузками. Превышение составляет 10-20 раз от номинального значения.

Устройство и принцип работы АВ

Для домашней сети чаще всего используются выключатели серии ВА. Их особенностью является наличие сразу двух видов защиты, а именно – тепловой и электромагнитной.

Пакетник состоит из нескольких деталей, основной из которых является биметаллическая пластина, реагирующая на величину тока, который проходит через нее. При превышении им номинала пластинка разогревается, изгибается в сторону отключения и вызывает срабатывание автомата.

Так работает тепловая защита.

Срабатывание электромагнитной защиты происходит под воздействием сверхтоков КЗ. При их прохождении через расцепитель подвижный сердечник последнего сдвигается в сторону и вызывает срабатывание механизма отключения, размыкающего контакты и обесточивающего проводку.

Устройство и принцип действия автоматического выключателя на видео:

Размыкание контактов вызывает появление электрической дуги высокой мощности, которая способна привести к их разрушению. Для ее нейтрализации устройство снабжается дугогасительной камерой, в состав которой входят параллельно установленные металлические пластинки. Притягиваясь к ним, дуга дробится на части, охлаждается и гаснет.

При необходимости включение и выключение автоматов может производиться вручную. Исправный автомат может в течение неограниченного времени выдерживать проходящий сквозь него поток электронов, если величина последнего не превышает номинала.

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.

Виды УЗО

Параметры, по которым можно подразделить защитные устройства:

• Способ управления – зависящие и независящие от напряжения;
• Назначение – со встроенной защитой от сверхтоков и без нее;
• Способ установки – стационарные и независимые;
• Число полюсов – двухполюсные (для однофазной сети) и четырёхполюсные (для трехфазной сети).

Электромеханическое УЗО

Электромеханическое УЗО – «ветеран» защиты от утечек тока. Устройство было запатентовано еще в 1928 году. В большинстве европейских стран именно электромеханическое устройство безопасности обязательно к применению в качестве защиты от дифференциального тока.

Наличие напряжения для работоспособности электромеханического УЗО не имеет значения. Источником энергии для выполнения функций защиты является ток утечки, на который реагирует выключатель.

В основе устройства – точность и надежность механики. Магнитный сердечник трансформатора имеет высокую чувствительность, а также температурную и временную стабильность. Его производят из нанокристаллических или аморфных сплавов, которые отличаются высокой магнитной проницаемостью.

Преимущества:

• Надежность – исправное устройство гарантирует 100% срабатывание при утечке тока, независимо от наличия напряжения в сети;
• Сохраняет функциональность даже при обрыве нейтрального проводника;
• Имеет более простую конструкцию, которая увеличивает надежность выключателя;
• Не нуждается во вспомогательных источниках питания.

Недостатки:

Высокая цена (в зависимости от марки цена может трехкратно и даже пятикратно превышать цену электронного устройства).

Электронное УЗО

Внутри устройства расположен усилитель на микросхеме или транзисторе, благодаря чему выключатель срабатывает даже при возникновении незначительного тока во вторичной обмотке. Усилитель увеличивает его до размера импульса, необходимого для активизации реле. Но для работоспособности элементов электронного УЗО необходимо наличие напряжение в сети.

Возникает вопрос о необходимости УЗО при отсутствии напряжения в сети. От чего защищаться? Если напряжение пропало из-за обрыва нейтрального проводника в цепи до УЗО, то на электроустановку по фазному проводнику продолжает поступать опасный для человека потенциал.

Достоинства:

• Низкая цена;
• Компактность.

Недостатки:

• Функционирует только при наличии напряжения;
• Неработоспособен при обрыве нейтрали;
• Более сложная конструкция повышает вероятность выхода выключателя из строя.

УЗО переносное и в виде розетки

Простое решение, способное предохранить от тока утечки – УЗО переносные и в виде розетки. Они удобны при использовании в ванной комнате и других помещениях с повышенной влажностью, могут подключаться в любой из комнат квартиры, где необходимо.

Большинство предлагаемых моделей выполнены в виде сетевого адаптера с розеточным отверстием для вилки. Таким устройством может пользоваться даже ребенок – его подсоединяют непосредственно к розетке, а затем включают электроприбор.

Просты в использовании и удлинители с функцией УЗО, рассчитанные на несколько потребителей.

Существуют модели менее универсальные, они могут использоваться после установки на шнур электроприбора вместо вилки или же устанавливаются вместо обычной электрической розетки.

Преимущества:

• Установка не требует вмешательства в электропроводку;
• Для установки не требуется помощь электрика;
• Срабатывание автоматики позволяет определить, в каком потребителе повреждена изоляция.

Недостатки:

• Использование адаптера в видимых местах вносит дисгармонию в дизайн комнаты;
• В помещении, которое загромождено мебелью и электробытовыми приборами, а пространство перед розеткой ограничено, может не оказаться свободного места для установки адаптера;
• Высокая стоимость – качественный адаптер будет стоить дороже, чем УЗО и розетка, приобретенные отдельно.

УЗО с защитой от сверхтоков (дифавтомат)

Устройство совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя, который предназначен для защиты от сверхтоков (предотвращает проводку от перегрузки и повреждений при коротком замыкании).

Преимущества:

• Экономичность – покупка одного устройства обойдется дешевле, чем двух;
• Занимает меньше места в щитке;
• Экономия времени в процессе монтажа.

Недостатки:

• При выходе выключателя из строя линия будет без защиты и от токов утечки и от сверхтоков;
• В случае срабатывания устройства нет возможности определить, что стало причиной – сверхтоки или ток утечки;
• Ложные срабатывания, вызываемые оргтехникой. Не рекомендуется ставить дифавтоматы на линии, к которой подключены компьютеры и оргтехника.