Автоматический выключатель с или в что выбрать

Почему лучше ставить автоматы с характеристикой “В”?

Сейчас настали такие времена, что ценность человеческой жизни стала главным приоритетом, и в то же время бывают перегибы – безопасностью оправдывают многие ограничения и нововведения. Сегодня снова поговорим электробезопасности, которую обеспечивает домашний электрощиток, через призму знаний о токе короткого замыкания.

Да, я поднимаю эту тему не в первый раз (ссылок будет много, как всегда). Но не спешите перелистывать! Тема касается каждого – ведь это тема безопасности!

Спойлер: я докажу, что щитки, укомплектованные автоматами с характеристикой “В”, гораздо более предпочтительны для наших домов и квартир, чем “С” или (не надо!) “D”.

Какая защита у нас есть, и какой не хватает

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

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

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

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

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

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

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

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

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

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

Для начала, как обычно, немного вводной информации.

Береги кабель, Саня!

К вопросу об ограничениях стоит упомянуть о том, что ужесточились требования к тепловому режиму кабелей. Хотя я и не припомню изменений в нормативно-технической документации (НТД), из-за которых это могло произойти. Зато я прекрасно помню удивленно-возмущенные глаза “старшего” электрика Иваныча на одном из моих первых объектов, когда он мне говорил: “Какие 16? Всю жизнь на розетки ставили 25 Ампер! Не умничай!” А сейчас ставить 16 А на розеточные линии с сечением по меди 2,5 мм² – норма.

Считаю, это произошло по двум причинам:

1. Раньше на одном автомате 25 А могло висеть пол квартиры, а это – несколько розеток, плюс несколько лампочек накаливания. Это было по бедности – так можно сэкономить и на проводах, и на автоматах, которых на квартиру было обычно 2 или 3. В этом случае ток на линии был сравнительно большим, и при номинале 16 А были бы сравнительно частые отключения из-за перегрузки. Поэтому был найден такой компромисс. Сейчас на одном автомате 16 А обычно “висят” максимум 3 розетки, а освещение подключают отдельно.
2. Больше стало уделяться внимания живучести и надежности кабеля. Основное, от чего зависит срок эксплуатации кабеля – его рабочая температура. Точнее, границы перепада температур и периодичность этих перепадов. Чем чаще и больше перепады (чем чаще и больше нагревается жила) – тем быстрее сохнет и теряет сопротивление изоляция, и быстрее ухудшаются контакты в местах соединений. Основной фактор, влияющий на нагрев жилы – ток. Отсюда логичный вывод – ограничивая ток, мы ограничиваем возможный нагрев и увеличиваем срок службы кабеля. В этом смысле получается, что для защиты кабеля сечением 2,5 мм 2 автомат с номиналом 16 А имеет приоритет перед 20 А и тем более 25 А.

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

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

2,5 квадрата, таблица СП. Меньше нельзя, даже если поставите автомат 6 А

Если копать тему дальше, можно обнаружить немного другую информацию в ПУЭ (Таблица 7.1.1):

ПУЭ таблица 7.1.1 – можно 1,5 мм2

Противоречие? Нет. Если два правила расходятся, следует использовать то, которое более новое и строгое. А новые правила, как правило, строже старых.

Алюминиевый кабель меняет свои свойства и скоро может официально появиться в наших жилищах. Читайте об этом в моей статье про новый алюминий.

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

Защита от короткого замыкания

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

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

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

Был свидетелем случая. Находился около щитка в доме в частном секторе. Вдруг вижу – прямо на моих глазах начала “плыть” изоляция на проводе, отходящем от автомата С25. В это время в другом конце дома – на кухне – работал установщик мебели. Парень с шуруповертом, сам того не ведая, устроил КЗ, вогнав саморез в кабель. Автомат без моей помощи бы не выключился – слишком низкий ток КЗ был в том месте.

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

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

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

Какая связь между характеристикой автомата и током КЗ?

Я писал об этом неоднократно. Хронологию можно восстановить следующим образом:

• Сначала я рассказал про характеристики автоматических выключателей и про то, чем они лучше предохранителей.
• Потом для удобства составил таблицы срабатывания АВ разных номиналов при разных токах, в том числе при перегрузках и КЗ. Странно, что никто не сделал этого раньше. Видимо, я очень ленивый – неохота было каждый раз запускать калькулятор или считать токи в уме.
• Затем задался вопросом – что такое ток КЗ, и, нагнав страху последствиями КЗ на работе, решил измерить его у себя в квартире и на даче.
• Увидев, что ток маловат, я поменял автоматы в квартирном щитке.
• А недавно опубликовал статью, в которой рассуждаю, можно ли добиться селективности между автоматами в бытовых условиях. Спойлер: можно, но сложно.

Отличия характеристик “В” и “С”

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

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

Представители автоматических выключателей семейств “В” и “С” с номинальным током 10 А

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

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

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

ВТХ “С” (справа) отличается лишь сверхтоком, начиная с которого он может и должен выключиться – соответственно 50 и 100 А.

Конкретный ток отключения может отличаться от экземпляра к экземпляру, но он не должен выходить из указанного диапазона.

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

По утверждениям производителей (в частности, видел эту информацию на сайте IEK), автоматические выключатели не реагируют на токовые импульсы длительностью менее 0,005 с (5 мс, или менее четверти периода сетевого напряжения). Понятно, почему – откуда катушке расцепителя брать энергию?

По какой причине срабатывает автомат?

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

1. Короткое замыкание
2. Большой пусковой ток

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

Автомат выключается из-за короткого замыкания

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

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

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

Если сопротивление проводов и переходное сопротивление контактов велико (а в частном секторе это – сплошь и рядом!), ток при КЗ где-нибудь в переноске может быть всего лишь 100 А. Если наименьший автомат защиты установлен на 25 А с типом защитной характеристики С, электромагнитная защита сработает (как повезёт!) при токе от 125 до 250 А. То есть, не сработает вообще!

Выручит тепловой расцепитель, но время его реакции может быть от 2 до 10 с. А за это время от искр и пламени из злополучной переноски может загореться что угодно.

Автомат выключается из-за пускового тока

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

Как правило, пусковой ток электроприбора превышает номинальный, иногда в несколько раз. Численно пусковой (Iп) и номинальный (Iн) токи связаны через коэффициент кратности пускового тока Kп:

Iп = Iн · Кп, где Кп > 1

Пусковой ток отличается от тока перегрузки тем, что он имеет очень небольшое время действия (от 0,01 до 0,1 с), за которое точно не успеет сработать тепловой расцепитель. За это время на него может отреагировать только ЭМ расцепитель.

В некоторых источниках указана длительность пускового тока в несколько секунд. Но там авторы лукавят – в конце этого времени ток сложно назвать пусковым, т.к. он почти равен номинальному.

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

Бывают пусковые токи, вызванные индуктивными нагрузками (там работает непредсказуемая противо-ЭДС). Но они в быту не почти встречаются.

Пусковой ток – главный аргумент противников установки автоматов с типом мгновенного расцепления (характеристикой) “В”. Хотите об этом поговорить? Пожалуйста!

Что делать, чтобы автомат не выключался от пускового тока?

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

Пусковые токи. Таблица пусковых токов различных бытовых нагрузок

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

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

Cветодиодная лампочка или прожектор устроены так, что в момент включения драйвер потребляет огромный ток. Производители стараются делать пуск таких ламп более плавным, но компромисс между пусковым током и КПД светодиодной лампы обычно выбирается на значении Кп = 50…150. Спасает ситуацию низкий номинальный ток таких ламп.

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

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

Все нагрузки, которые я рассматриваю далее, подключаются к розеточным линиям, для которых минимальное сечение жил в кабеле – 2,5 мм 2 . А значит, не смотря на категоричное мнение Иваныча, максимальный автомат мы ставим на 16 А.

В особо тяжелых случаях, если почему-то не получается выполнить подключение по трем вышеуказанным способам, и нужно одновременно включить большое количество светодиодных светильников – обосновано применение характеристики “С” или даже “Д”. Но нужно знать значение тока КЗ, иначе могут быть проблемы – при КЗ может так случиться, что автомат не сработает.

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

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

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

Стиральная машина и кондиционер редко потребляют электрическую мощность больше 2000 Вт. Но даже при такой мощности пусковой ток у них небольшой, поскольку на электродвигатель приходится только часть потребления, а питаются они не напрямую, а через схемы плавного пуска. Остальная мощность приходится на ТЭН, который пускового тока не имеет.

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

Как уменьшаются пусковые токи

Производители не дураки – они прекрасно знают о вреде и опасностях, которые несёт пусковой ток. Вот что они делают, чтобы его уменьшить.

• На входе питания электронных устройств устанавливают NTC-термистор (терморезистор), который за счет своих физических свойств имеет большое сопротивление в холодном состоянии. Конечно, это не панацея, и есть ограничения по их использованию, связанные с понижением КПД устройства в целом.
• Инверторное питание для плавного пуска. Под этим я подразумеваю питание двигателей через полупроводниковые пускатели. Преобразователи частоты, устройства плавного пуска и гордая надпись «Invertor» – из этой оперы.
• Питание с задержкой через реле. В этом случае вначале подается часть питания, а через доли секунды – 100%. Я писал об этом выше и приводил в пример реле МРП. Так включаются преобразователи частоты и другие мощные электронные приборы.
• Питание двигателя через схему “Звезда-Треугольник”. В быту такие не встречаются, поскольку нет мощных трехфазных двигателей, но для полноты изложения привёл.
• Повышение cos ϕ и уменьшение гармоник и реактивной составляющей питающего тока также вносит вклад в общее дело.

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

Что говорится в НТД?

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

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

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

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

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

Для примера: ток КЗ в розеточной сети – 100 А. Автомат С16 не подойдет (16х10х1,1 = 176 А). Что можно сделать:

1. Установить автомат меньшего номинала в ущерб мощности. Но в данном случае даже С10 подойдёт с большой натяжкой: 10х10х1,1 = 110 А.
2. Увеличить сечение кабеля. В данном случае – вместо 2,5 проложить 4 мм 2 . Думаю, не надо объяснять, как трудно это бывает реализовать на практике. Да и не факт, что это мероприятие приведет к желаемому результату.
3. Установить автомат В16 (16х5х1,1 = 88 А). Бинго!

Когда какой автомат отключится?

Полезно перед глазами иметь информацию, при каких сверхтоках отключится тот или иной автомат. Мы имеем две “контрольные точки” для любого автомата, привязанные к его номиналу. Например, для “С”: при сверхтоке выше пяти номиналов автомат МОЖЕТ выключиться, а начиная со сверхтока 10 номиналов – обязан.

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

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

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

Какова цена вопроса?

Противники автоматов «В» утверждают, что цена электрощитков может взлететь до небес. И якобы не найти такие девайсы в продаже.

Их опасения легко разбиваются о факты. Вот сравнительная таблица для автоматов «В» и «С» двух противоположных по качеству брендов (по информации известного онлайн-магазина):

Сравнение цен автоматов «В» и «С» разных брендов

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

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

IEK автоматы диковинных номиналов в ассортименте

Автоматы ТДМ с характеристикой “В”

Кстати, вот статья про мою переписку с ТДМ. Они признали, что не правы, но исправлять ошибки не спешат.

Фото не постановочные. Просто подошел к витрине и сделал нужные кадры.

Автоматы и УЗО разных производителей в ассортименте

А как у них?

Так уж повелось, что все новые веяния к нам приходят “оттуда”.

В продвинутых в технологическом плане странах давно по умолчанию устанавливаются автоматы «В». Чтобы поставить «С», нужно расчетное обоснование. Посмотрите на фото, которое прислал мне друг из Германии:

Щиток с автоматами В16 в однокомнатной квартире

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

А вот фото, которые я сделал в Турции. Магазин типа нашего Fix Price:

Все автоматы – В16 и В25. Почему так – позвоните местному электрику, внизу телефон)

Фото в подъезде. У меня только два вопроса: что в этом ряду делает С32 и чей это помёт на верхних клеммах. Может прошить межфазное)))

Обратите внимание: автоматы с отключающей способностью 3000 А давно запрещены не только “у них”, но и у нас. Но что-то мне подсказывает, что Siemens на 3000 лучше, чем TDM на 4500.

Щиток в гостинице в Стамбуле:

Слева – вводной С32, справа – импульсное реле

Я специально не искал, фотографировал то, что попадалось на глаза. И в подавляющем большинстве видел букву “В”.

Когда моя статья будет бесполезной?

Бесполезно говорить о какой-либо букве автомата, если ток КЗ будет экстремально высоким или безнадёжно низким.

Дом рядом с новой ТП – верный признак высокого тока КЗ

Трансформатор 680 кВА, до щита учёта (столбик около дома) длина линии около 15 м. Ток КЗ будет не один килоампер! При КЗ будет одинаково надежно выбивать и “В”, и “С”, и даже может быть “D”. О селективности можно забыть. Разве об очень узком диапазоне, который обеспечат тепловые расцепители вводного и групповых автоматов.

Но всё же, лучше и в этом случае лучше ставить “В”. Это будет иметь смысл в очень маловероятном случае перегрузки, когда сверхток будет гораздо меньше тока КЗ, но сравним с током мгновенного расцепления АВ.

Пример: в паяльнике или фене замкнула часть нагревательного элемента (реальный случай!). Ток при этом равен 50 А. Какой автомат теоретически выключится раньше – В10 или С10? Делайте выводы!

А это Таганрог (С)! Уверен, все знают артистку Фаину Раневскую (“Муля, не нервируй меня!”, “Ты хочешь поехать на дачу, или чтобы тебе открутили голову?”). Фото сделано в её доме-музее, откуда она навсегда уехала в ранней юности. Точнее, на заднем дворике:

У Раневской низкий ток КЗ. Видно по скруткам

Ток КЗ в этом доме такой низкий, что никакая буква уже не поможет!

Не смотря на современный СИП, алюминиевые провода являются раритетом – к ним, вероятно, касалась сама Раневская! Изоляции на скрутках нет, хотя до них можно дотянуться рукой. А зачем? Нормальные любители искусства не ходят по таким местам. Не то, что некоторые:

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

Скачать и почитать по теме

Респект и уважение, если дочитали досюда и намереваетесь скачать документы и книги по этой теме! Вы серьёзный человек!

• ГОСТ IEC 60898-2-2011 / 2-я часть ГОСТ Р 50345-2010 (IEC 60898-1:2003) на автоматические выключатели, направленная на коррекцию ошибок в первой части. До сих пор действует, ссылаясь на недействующий документ., pdf, 374.83 kB, скачан: 389 раз./

• ГОСТ IEC 60898-1-2020 / Новый ГОСТ на автоматические выключатели, вступивший в действие с 1 марта 2021 г. Несёт в себе ошибки старого., pdf, 13.13 MB, скачан: 446 раз./

Какие ошибки допущены в ГОСТ по автоматическим выключателям, читайте подробно здесь.

• Шабад_М.А._Расчеты_релейной_защиты_и_автоматики / Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики. Хорошая книга 1985 г, в которой рассказывается про устройство электросетей — от оборудования подстанций до селективности защитных автоматов, pdf, 38.87 MB, скачан: 1536 раз./
• Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей 0,4 кВ / Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей 0,4 кВ — книга для теоретического расчета тока короткого замыкания. СПб 2008, pdf, 17.39 MB, скачан: 1298 раз./
• РД 153-34.0-20.527-98 / Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания предназначены для использования инженерами-энергетиками при выполнении ими расчетов токов короткого замыкания (КЗ) и проверке электрооборудования (проводников и электрических аппаратов) по режиму КЗ. МЭИ, 1998, pdf, 3.61 MB, скачан: 1199 раз./
• Электрическая часть электростанций и ТП / Электрическая часть электростанций и подстанций. Подробное описание схем и расчетов с примерами. Учебное пособие. Н.В.Коломиец, Томский политех, 2007, pdf, 1.37 MB, скачан: 1216 раз./
• Выбор электрооборудования и расчеты трансформаторных подстанций / Выбор электрооборудования и расчеты трансформаторных подстанций среднего и низкого напряжения. АВВ, учебно-методическое пособие, pdf, 9.16 MB, скачан: 1110 раз./
• Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения / Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения: Справочное пособие. В справочном пособии изложены требования ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) к автоматическим выключателям бытового назначения, предназначенным для защиты от сверхтока, рассмотрена конструкция автоматических выключателей, даны характеристики и приведена их классификация. Разбираются ошибки, которые частично исправлены в новой версии ГОСТ Р 50345-2010, pdf, 7.17 MB, скачан: 1890 раз./

Статья была впервые опубликована (в урезанном виде) в бумажном журнале “Электротехнический рынок” и на электротехническом интернет-портале “Элек.ру”.

Скачать журнальную версию статьи можно прямо здесь и сейчас:

• Автоматы «В» — в каждый домашний щиток! / Статья в журнале — почему нужно ставить в электрощитах автоматические выключатели с характеристикой B, pdf, 302.38 kB, скачан: 415 раз./

Летом 2020 года на своём Дзен-канале я уже поднимал тему выбора автоматов “В”. Судя по количеству комментариев (как хвалебных, так и хейтовых), тема вызвала огромный интерес. Кстати, читатели из других стран (в частности, Израиль и Прибалтика) подтверждали, что “В” у них в порядке вещей!

На этом пока всё, жду отзывов и вопросов в комментариях! Расскажите, как относитесь к поднятой мною теме, и является ли она актуальной?

Особенно жду комментарии типа “Мой дед и отец всегда ставили 1,5 мм2 и автоматы “С” на 25 А, зачем что-то менять, ведь ничего не выбивает, не греется и пока всё работает!”

Буквы B, C и D на автоматических выключателях

Если Вам приходилось сталкиваться с маркировкой бытовых модульных автоматических выключателей (АВ), то наверняка обращали внимание, что перед цифрой обозначающей токовый номинал, стоит латинская буква (B, C или D). Чтобы разобраться, что означает эта маркировка, для начала попробуем познакомиться с функциями, характерными автоматическому выключателю, представляющему основу автоматики всех распределительных щитков.

Автоматический выключатель предназначен для защитных отключений электрической сети в случае возникновения токовых перегрузок. Как правило, таковые могут возникать при превышениях номинального тока автомата либо в случае появления сверхтоков короткого замыкания. Обе ситуации несут в себе угрозу для электропроводки, в частности возгораний и возникновения пожара, поэтому требуют отключения нагрузки.

Для обеспечения должной функциональности конструкция модульных выключателей включает тепловой и электромагнитный расцепитель. Включенные последовательно элементы защищают как от токовых перегрузок, так от токов КЗ:

• в первом случае сеть оказывается защищена в результате срабатывания тепловой защиты, причем тепловой расцепитель срабатывает с задержкой по времени;
• от сверхтоков короткого замыкания АВ оберегает посредством срабатывания электромагнитной защиты, благодаря практически мгновенному срабатыванию электромагнитного расцепителя КЗ не причиняет электропроводке вреда.

Вот мы постепенно и подошли к разъяснению касательно того, что означают латинские буквы включенные маркировку автоматических выключателей, предваряющие номиналы АВ. Литеры: B, C и D указывают на тип автоматического выключателя, фактически на тип или точнее ток электромагнитного расцепления.

Какой автомат выбрать?

Чтобы ответить на вопрос подзаголовка, выясним, чем же конкретно отличаются типы автоматов. Буквенная маркировка обозначает ток срабатывания электромагнитных расцепителей автоматического выключателя. Привязанный к номинальному току он составляет для автоматов категории:

• B – 3 … 5 номинальных значений (I_н) АВ;
• C – соответственно имеет 5 … 10 кратные превышения номинала I_н;
• D – 10 … 20 I_н, правда ГОСТ Р 50345-99 ограничивает верхний порог пятидесятикратным превышением, но производителей устраивает 20.

Реальный перечень типов автоматов несколько обширнее. К трем упомянутым категориям можно добавить высокочувствительные автоматы типа A, имеющие скорее специфическое назначение G, K, L и Z, которые вряд ли можно встретить в строительных магазинах. Категории, которые мы рассмотрели подробно (B, C и D) применимы в бытовых электросетях.

Что такие различия в конечном итоге дают? Оказавшись перед необходимостью выбора АВ для определенных конкретных целей человек должен обладать следующей информацией. Автоматы, которые обозначают латинской буквой B, обычно используют для защиты групповых линий, реализованных на однополюсных выключателях. Как правило, в таких линиях отсутствуют большие пусковые токи и 3-х кратное превышение исключает вероятность ложного срабатывания защиты.

Автоматы категории С менее чувствительны к пусковым токам, поэтому такие бытовые модульные АВ целесообразно устанавливать в цепях, где предусмотрено электропитание приемников, имеющих большие пусковые токи. Примером таких может служить бытовая техника, включающая в себя электродвигатели, системы освещения с большим количеством осветительных приборов.

Минимальная чувствительность категории D позволяет использовать автоматы этого типа в цепях с максимальными значениями пусковых токов. Кроме того использование их в качестве вводных АВ обеспечивает селективность защитных автоматов от токовых нагрузок, при условии что ближе к нагрузкам применяются однополюсные групповые автоматы категорий B и C.

Какой категории выбирать автоматический выключатель для тех или иных целей, конечно же, зависит от конкретной электрической сети.

Остались вопросы?

Заполните форму обратно связи ниже, наши специалисты свяжутся с Вами, проконсультируют, расскажут про возможные способы решения Вашей задачи.

Чем отличаются В, С и D автоматы: основные характеристики

Автоматический выключатель представляет собой устройство, защищающее электрическую цепь от возможных повреждений и возникновения неисправностей, которые могут стать последствиями воздействия на эту цепь токов большой величины. При слишком больших значениях напряжения в сети потоки электронов способны нарушить работоспособность бытовой техники, привести к перегреву кабеля и оплавлению/возгоранию изоляционного слоя. Самым неприятным последствием в такой ситуации, если линия вовремя не была обесточена, является возникновение пожара.

Согласно требованиям ПУЭ, сеть, в которой нет установленных электрических автоматов защиты, не допускается к эксплуатации. Автоматические выключатели отличаются по своим параметрам. Важнейшим из этих параметров является времятоковая характеристика. В зависимости от нее различаются несколько категорий автоматических выключателей: А,В,С и D. Ниже в статье мы разберемся, защиту каких сетей они обеспечивают и где используются.

Как работают автоматы сетевой защиты

Основная задача автоматического выключателя, независимо от класса, к которому он относится – максимально быстрое определение момента появления чрезмерного напряжения и обесточивание сети до того, как возникнут повреждения в кабеле или в устройствах, подключенных к этой линии.

Токи, представляющие опасность для электрических сетей, могут быть двух типов:

• Ток перегрузки – возникает при одновременном включении в сеть ряда устройств, суммарная мощность которых превышает номинальную. Также к возникновению такого тока приводит неисправность одного или даже нескольких приборов.
• Сверхтоки, которые вызываются коротким замыканием. Оно происходит, как правило, если между собой соединяются фазный и нейтральный проводники. В стандартном режиме они подключаются к токовой нагрузке отдельно друг от друга.

Как мы отметили чуть выше, известны несколько классов автоматических выключателей, основным отличием которых является времятоковая характеристика. Для бытовых электросетей наиболее распространенными являются устройства, соответствующие классам В,С и D. Устройства из класса А на практике встречаются довольно редко, так как они являются более чувствительными и предназначены для защиты высокоточной аппаратуры.

Между собой автоматические выключатели из указанных категорий отличаются по токам мгновенного расцепления. Их величина определена кратностью токов, которые проходят по цепи, к номиналу защитного устройства.

Защитные автоматические выключатели: характеристики срабатывания

Автоматы тип MA

Такие устройства отличаются отсутствием в них тепловых расцепителей. Устройства из этой категории устанавливаются обычно в цепях, обеспечивающих подключение электромоторов и иных агрегатов с высокой мощностью. В таких линиях защита от перегрузок обеспечивается реле максимального тока.

Автоматы класса A

Это устройства с самым высоким уровнем чувствительности. При этом срабатывание теплового расцепителя в таких приборах случается даже если сила тока номинала AB была превышена не более чем на 30%. Обесточивание сети происходит за 0,05сек, если электрический ток превышает номинальное значение на 100%. В случае, если не произошло срабатывание электромагнитного соленоида, питание отключается биметаллическим расцепителем – на это уходит не более 20 секунд.

Автоматы, соответствующие времятоковой характеристике А, используются лишь для линий, при функционировании которых не допускаются даже малейшие перегрузки.

Автоматы класса В

Такие выключатели имеют меньшую чувствительность, нежели устройства из предыдущего класса. Срабатывание электромагнитного расцепителя в таких устройствах происходит, если номинальный ток был превышен на 200%, а время отключения не превышает 0,015 секунд.

Такие устройства защиты используются в линиях, к которым подключаются розетки, устройства для освещения, а также в иных типах цепей, где исключено повышение электрического тока при пуске либо его значение минимально.

Автоматы типа С

Такие устройства являются наиболее распространенными в бытовых электросетях, а их перегрузочные способности на порядок выше в сравнении с описанными раньше. Соленоид электромагнитного расцепления срабатывает при условии, что величина проходящего через него потока электронов превысит номинальное значение в 5 раз. Время срабатывания не превышает 1,5 секунды.

Такой тип автоматических выключателей отлично справляется с задачей вводного устройства и защитой всей электросети.

Автоматы типа D

Для устройств из этой категории характерна наиболее высокая перегрузочная способность. Электромагнитная катушка, которая установлена в аппаратах данного типа, срабатывает при превышении номинала по электрическому току в минимум десять раз. При таком раскладе тепловой расцепитель срабатывает не позже, чем через 0.4 секунды.

Защитные приборы, соответствующие характеристике Д, популярны в использовании в общих электросетях жилых, административных и производственных сооружений, где им уделена роль подстраховки. Такие устройства срабатывают в случае, если автоматы защиты не отключили своевременно электричество в цепях, относящихся к отдельным помещениям/зонам. Помимо этого, автоматические выключатели типа Д устанавливаются в цепях, для которых характерна большая величина пускового тока.

Устройства защиты категорий К и Z

Такие автоматические устройства имеют наименьшее распространение. Так, для приборов типа К характерен большой разброс в токовых значениях, при которых должно срабатывать электромагнитное расцепление. К примеру, для цепей переменного тока это значение должно превышать номинальный ток в 12 раз, а для цепей с постоянным током – в 18 раз. Электромагнитный соленоид срабатывает через 0,02 секунды.

Также и для устройств типа Z имеют характерны разные токи, при которых срабатывает соленоид электромагнитного расцепителя. При этом разброс величин токов невелик. Для цепей с переменным током приборы срабатывают, если токовый номинал превышен в три раза, а для цепей с постоянным током превышение номинала должно быть пятикратным.

Защитные аппараты, поддерживающие характеристику Z, применяются исключительно в электролиниях, к которым предполагается подключение электронных устройств.

Подведем итоги

В этой статье мы постарались предоставить вам всю информацию о времятоковых характеристиках электрозащитных устройств, их классификации согласно ПУЭ и типах цепей, где могут быть установлены эти приборы. Основываясь на предоставленные данные, вы сможете легко определить, какое именно оборудование для защиты сети вам необходимо установить, с учетом тип устройств, которые предполагается к ней подключить.

Автоматы «В» — в каждый домашний щиток!

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Для начала, как обычно, немного вводной информации.

Береги кабель, Саня!

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

Считаю, это произошло по двум причинам:

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

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

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

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

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

Защита от короткого замыкания

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

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

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

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

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

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

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

Отличия характеристик «В» и «С»

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

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

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

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

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

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

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

По какой причине срабатывает автомат?

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

• короткое замыкание;
• большой пусковой ток.

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

Короткое замыкание

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

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

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

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

Пусковой ток

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

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

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

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

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

Что делать, чтобы автомат не выключался от пускового тока?

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

Таблица пусковых токов различных бытовых нагрузок

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

Лампа накаливания

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

Светодиодные лампы

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

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

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

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

Холодильник

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

Электроника

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

Погружной насос

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

Стиральная машина и кондиционер

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

Мясорубка, кухонный комбайн, пылесос

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

Пусковые токи уменьшаются

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

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

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

Что говорится в НТД?

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

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

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

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

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

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

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

Когда какой автомат отключится?

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

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

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

И напоследок, поговорим о крайне важном пункте для всех.

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

Сравнение цен автоматов «В» и «С»

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

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

А как у них?

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

Фото щитка, присланное из Германии другом Александра

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

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

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