Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики
С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.
Электрические автоматы
Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.
Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:
- Пожаров.
- Ударов человека током.
- Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности
Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.
Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
- Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
- На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
- На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.
Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.
Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.
Число полюсов
Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.
Особенности автоматов с одним полюсом
Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.
Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.
Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.
Свойства автоматов с двумя полюсами
В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.
Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.
Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.
Трехполюсные электрические автоматы
В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.
Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.
К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.
Использование четырехполюсного автомата
Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.
Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.
Время-токовая характеристика
Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.
Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.
Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.
В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.
Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.
Электрические автоматы с маркировкой «В»
Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.
Свойства автоматов с маркировкой «С»
Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.
Значение маркировки «D» на автомате
С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.
Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.
Номинальный ток
Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.
Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.
Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим
При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.
Режим перегрузки
Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.
Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.
Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.
Режим короткого замыкания
При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.
Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.
Выбор автоматического выключателя: виды и характеристики электрических автоматов
Наверняка многие из нас задумывались, почему автоматические выключатели так оперативно вытеснили из электросхем устаревшие плавкие предохранители? Активность их внедрения обоснована рядом весьма убедительных аргументов, среди которых возможность купить этот вид защиты, идеально соответствующий время-токовым данным конкретных видов электрооборудования.
Сомневаетесь, какой именно автомат вам нужен и не знаете, как правильно его выбрать? Мы поможем найти верное решение — в статье рассмотрена классификация этих устройств. А также важные характеристики, на которые следует обратить пристальное внимание при выборе автоматического выключателя.
Чтобы вам было проще разобраться с автоматами, материал статьи дополнен наглядными фото и полезными видеорекомендациями от специалистов.
Классификация автоматических выключателей
Автомат практически моментально отключает вверенную ему линию, что исключает повреждение проводки и питающейся от сети техники. После выполненного отключения ветку можно сразу же вновь запустить, не производя замену предохранительного прибора.
Обычно автоматические выключатели выбирают по четырем ключевым параметрам – номинальной отключающей способности, количеству полюсов, время-токовой характеристике, номинальному рабочему току.
По номинальной отключающей способности
Данная характеристика указывает на допустимый ток короткого замыкания (КЗ), при котором выключатель сработает и, разомкнув цепь, обесточит проводку и приборы, подключенные к ней.
По данному параметру разделяют три вида автоматов – 4.5 кА, 6 кА, 10 кА.
- Автоматы на 4.5 кА (4500 А) обычно используются для для исключения повреждения силовых линий частных жилых объектов. Сопротивление проводки от подстанции до места КЗ составляет примерно 0.05 Ом, что дает предельный ток около 500 А.
- Устройства на 6 кА (6000 А) применяются для защиты от КЗ жилого сектора, общественных мест, где сопротивление линий может достигать 0.04 Ома, что повышает вероятность получить замыкание до 5,5 кА.
- Выключатели на 10 кА (10000 А) используются для защиты электроустановок промышленного назначения. Ток до 10000 А может возникнуть в короткой электроцепи, располагающейся близко к подстанции.
Перед выбором оптимальной модификации выключателя важно понять, возможны ли токи КЗ, превышающие 4.5 кА или 6 кА?
Выключение автомата происходит при КЗ заданных значений. Чаще всего для бытовых нужд применяют выключатели модификации 6000 А.
Модели 4500 А для защиты современных электросетей практически не используются, а в некоторых странах их запрещено эксплуатировать.
Если вас интересует как правильно грамотно перевести Амперы в Ватты, рекомендуем ознакомиться с материалом, изложенным в следующей статье.
Работа автоматического выключателя заключается в защите проводки (а не оборудования и пользователей) от КЗ и от оплавления изоляции при прохождении токов выше номинальных значений.
По количеству полюсов
Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети.
Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).
Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети. Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).
Однополюсные автоматические выключатели
Выключатель однополюсного типа является самой простой модификацией автомата. Он предназначен для защиты отдельных цепей, а также однофазной, двухфазной, трехфазной электропроводки. К конструкции выключателя возможно подключить 2 провода – провод питания и отходящий.
В функции устройства данного класса входит лишь защита провода от возгорания. Сама нейтраль проводки помещается на нулевую шину, тем самым обходя автомат, а провод заземления подключается в шине заземления отдельно.
Однополюсный автомат не выполняет функции вводного, поскольку при его вынужденном отключении происходит разрыв линии фазы, а нейтраль соединена с источником напряжения, что не дает 100% гарантию защиты.
Двухполюсные автоматические выключатели
Когда необходимо полное отключение сети электропроводки от напряжения, применяют двухполюсный автомат.
Он применяется в качестве вводного, когда во время КЗ или сбоя работы сети вся электропроводка обесточивается одновременно. Это позволяет проводить своевременные работы по ремонту, модернизации цепей абсолютно безопасно.
Применяют двухполюсные автоматы в случаях, если необходим отдельный выключатель для однофазного электроприбора, например, водонагревателя, бойлера, станка.
Подсоединяют автомат к защищаемому устройству с использованием 4 проводов, два из которых являются проводами питания (один из них непосредственно подключается к сети, а второй подает питание перемычкой) и два — отходящих провода, которые требуют защиты, причем они могут быть 1-, 2-, 3-проводными.
Трехполюсные автоматические выключатели
Для защиты трехфазной 3- или 4-проводной сети используют трехполюсные автоматы. Они подходят для подключения по типу звезды (средний провод оставляют без защиты, а фазные подключают к полюсам) или треугольника (с отсутствующим центральным проводом).
При аварии на одной из линий самостоятельно отключаются остальные две.
Трехполюсный выключатель служит в качестве вводного и общего для любых типов трехфазных нагрузок. Часто модификацию используют в промышленности для обеспечения током электродвигателей.
К модели подключается до 6 проводов, 3 из них представлены фазными проводами трехфазной электросети. Оставшиеся 3 являются защищаемыми. Они представляют три однофазные или одну трехфазную проводку.
Четырехполюсные автоматические выключатели
Для защиты трех-, четырехфазной электросети, например, мощного двигателя, подключенного по принципу «звезды с выведенной нулевой точкой», используется четырехполюсный автомат. Его применяют в качестве вводного выключателя на трехфазную четырехпроводную сеть.
К корпусу автомата возможно подключить восемь проводов, из них три являются фазными проводами электросети (+ из один нулевой) и четыре представлены отходящими проводами (3 фазными + 1 нейтральным).
Однофазные потребители питаются от напряжения 220 В, которое можно получить, если взять одну из фаз и нулевой проводник (нейтраль) электрической сети. То есть в данном случае помимо трех фаз электрической сети есть еще один проводник – нулевой, поэтому для защиты и коммутации такой электрической сети устанавливают четырехполюсные автоматические выключатели, которые осуществляют разрыв всех четырех проводников.
По время-токовой характеристике
АВ могут обладать одинаковым показателем номинальной мощности нагрузки, но характеристики потребления электроэнергии приборами могут быть разными.
Потребляемая мощность может поступать неравномерно, меняться в зависимости от вида и нагрузки, а также при включении, выключении или постоянной работе того или иного устройства.
Колебания потребляемой мощности могут быть довольно значительными, а диапазон их изменений – широким. Это ведет к выключению автомата в связи с превышением номинального тока, что считается ложным отключением сети.
Чтобы исключить вероятность нецелесообразного срабатывания предохранителя при не аварийных стандартных изменениях (повышения силы тока, изменения мощности) используют автоматы с определенными время-токовыми характеристиками (ВТХ).
Это позволяет эксплуатировать выключатели с одинаковыми токовыми параметрами с произвольными допустимыми нагрузками без ложных отключений.
ВТХ показывают, через какое время выключатель сработает и какие показатели отношения силы тока и постоянного тока автомата при этом будут.
Особенности автоматов с характеристикой B
Автомат с указанной характеристикой выключается за время 5-20 секунд. Показатель тока составляет при этом 3-5 номинальных токов автомата. Данные модификации применяются для защиты цепей, подпитывающих бытовые стандартные приборы.
Чаще всего модель используется для защиты проводки квартир, частных домов.
Характеристика C — принципы работы
Автомат с номенклатурным обозначением С отключается за время 1-10 секунд при 5-10 номинальных токов.
Используют выключатели данной группы во всех сферах — в быту, строительстве, промышленности, но наиболее востребованы они области электрозащиты квартир, домов, жилых помещений.
Эксплуатация выключателей с характеристикой D
Автоматы D-класса применяются в промышленности и представлены трехполюсными и четырехполюсными модификациями. Их используют для защиты мощных электродвигателей и различных 3-фазных устройств.
Время срабатывания АВ – 1-10 секунд при токе, кратном 10-14, что позволяет эффективно его применять для защиты различных проводок.
Мощные промышленные двигатели работают исключительно с АВ с характеристикой D.
Возможно вам также будет интересно ознакомиться с маркировкой автоматических выключателей в другой нашей статье.
По номинальному рабочему току
Всего существует 12 модификаций автоматов, отличающихся по показателю номинального рабочего тока – 1А, 2А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А. Параметр отвечает за скорость срабатывания автомата при превышении действующего тока над номиналом.
Выбор выключателя по указанной характеристике производят с учетом мощности электропроводки, допустимому току, который может выдержать проводка в нормальном режиме. Если значение тока неизвестно, его определяют с помощью формул, используя данные сечения провода, его материала и способа прокладки.
Автоматы 1А, 2А, 3А применяют для защиты цепей с малыми токами. Они подойдут для обеспечения электричеством небольшого количества приборов, например, лампы или люстры, маломощного холодильника и других устройств, суммарная мощность которых не превышает возможности автомата.
Выключатель 3А эффективно эксплуатируется в промышленности, если осуществить его трехфазное подключение по типу треугольника.
Выключатели 6А, 10А, 16А допустимо использовать для обеспечения электричеством отдельных электроцепей, небольших комнат или квартир.
Данные модели используются в промышленности, с их помощью снабжают питанием электродвигатели, соленоиды, нагреватели, сварочные автоматы, подключенные отдельной линией.
Трех-, четырехполюсные автоматы 16А используют в качестве вводных при трехфазной схеме питания. В производстве отдают предпочтение приборам с D-кривой.
Автоматы 20А, 25А, 32А используют для защиты проводки современных квартир, они способны обеспечить электричеством стиральные машины, обогреватели, электросушилки и прочую технику с высокой мощностью. Модель 25А используют в качестве вводного автомата.
Выключатели 40А, 50А, 63А относятся к классу приборов с высокой мощностью. Они используются для обеспечения электричеством силового оборудование большой мощности в быту, промышленности, гражданском строительстве.
Выбор и расчет автоматических выключателей
Зная характеристики АВ, можно определить, какой автомат подойдет для той или иной цели. Но перед выбором оптимальной модели необходимо произвести некоторые расчеты, с помощью которых можно точно определить параметры нужного устройства.
Шаг #1 — определение мощности автомата
При выборе автомата важно учитывать суммарную мощность подключаемых приборов.
Например, необходим автомат для подключения кухонных приборов к электропитанию. Допустим, к розетке будет подключаться кофеварка (1000 Вт), холодильник (500 Вт), духовка (2000 Вт), СВЧ-печь (2000 Вт), электрочайник (1000 Вт). Суммарная мощность будет равна 1000+500+2000+2000+1000=6500 (Вт) или 6,5 кВ.
Если посмотреть на таблицу автоматов по мощности подключения, учесть, что стандартное напряжение проводки в бытовых условиях составляет 220 В, то для эксплуатации подойдет однополюсный или двухполюсный автомат 32А с суммарной мощностью 7 кВт.
Следует учесть, что может потребоваться большая мощность потребления, поскольку в процессе эксплуатации может потребоваться подключение других электроприборов, которые изначально не были учтены. Чтобы предусмотреть эту ситуацию, в расчетах суммарного потребления используют повышающий коэффициент.
Допустим, за счет добавления дополнительного электрооборудования, потребовалось увеличение мощности на 1,5 кВт. Тогда необходимо взять коэффициент 1.5 и умножить его на полученную расчетную мощность.
В расчетах иногда целесообразно использовать коэффициент понижения. Его применяют тогда, когда одновременное использование нескольких приборов является невозможным.
Допустим, суммарная мощность проводки для кухни составила 3.1 кВт. Тогда понижающий коэффициент равен 1, поскольку учитывается минимальное количество приборов, подключенных одновременно.
Если один из приборов невозможно подключить с другими, то понижающий коэффициент берут меньшим единицы.
Шаг #2 — расчет номинальной мощности автомата
Номинальная мощность – это та мощность, при которой отключение проводки не происходит.
Она рассчитывается по формуле:
M = N * CT * cos(φ),
- M – мощность (Ватт);
- N – напряжение электросети (Вольт);
- СТ – сила тока, способная пройти через автомат (Ампер);
- cos(φ) – значение косинуса угла, принимающего значение угла сдвига между фазами и напряжения.
Значение косинуса обычно равно 1, поскольку сдвига между фазами тока и напряжения практически нет.
Из формулы выражаем СТ:
CT = M/N,
Мощность у нас уже определена, а напряжение сети обычно 220 Вольт.
Если суммарная мощность равна 3.1 кВт, то:
CT = 3100/220 = 14.
Получаемый ток будет равен 14 А.
Для расчета при трехфазной нагрузке используют ту же формулу, но учитывают угловые сдвиги, которые могут достигать больших значений. Обычно на подключаемом оборудовании они указаны.
Шаг #3 — вычисление номинального тока
Вычислить номинальный ток можно по документации на электропроводку, но если ее нет, то определяют исходя из особенностей проводника.
Для расчетов необходимы следующие данные:
- площадь сечения проводника;
- используемый для жил материал (медь или алюминий);
- способ прокладки.
В бытовых условиях обычно проводка располагается в стене.
Сделав необходимые измерения, вычисляем площадь сечения:
S = 0,785 * D * D,
- D — это диаметр проводника (мм);
- S — площадь сечения проводника (мм 2 ).
Далее используем нижеприведенную таблицу.
С учетом полученных данных подбираем рабочий ток автомата, а также его номинал. Он должен быть равным или меньшим рабочего тока. В некоторых случаях допускается использование автоматов с номиналом, превышающим действующий ток проводки.
Шаг #4 — определение время-токовой характеристики
Чтобы верно определить ВТХ, необходимо учитывать пусковые токи подключаемых нагрузок.
Нужные данные можно узнать, используя нижеприведенную таблицу.
По данным таблицы можно определить силу тока (в Амперах) при включении прибора, а также период, через который предельных ток будет возникать снова.
Например, если взять электрическую мясорубку, мощность которой составляет 1,5 кВт, вычислить для нее рабочий ток из таблиц (это будет 6,81 А) и, учитывая кратность стартового тока (до 7 раз) получим значение тока 6,81*7=48 (А).
Ток данной силы протекает с периодичностью 1-3 секунды. Учитывая графики ВТК для класса B, можно увидеть, что при перегрузке автоматический выключатель сработает в первые секунды после запуска мясорубки.
Очевидно, что кратность данного прибора соответствует классу С, поэтому автомат с характеристикой С необходимо использовать для обеспечения работы электрической мясорубки.
Для бытовых нужд обычно используют выключатели, отвечающие характеристикам В, С. В промышленности для оборудования с большими кратными токами (двигателей, блоков питания и др.) создается ток вплоть до 10-кратного, поэтому целесообразно применять D-модификации устройства.
Однако следует учитывать мощность таких приборов, а также продолжительность пускового тока.
Автономные автоматизированные выключатели отличаются от обычных тем, что их устанавливают в отдельных распределительных щитах.
В функции устройства входит защита цепи от непредвиденных скачков напряжения, отключения электроэнергии на всем или определенном участке сети.
Выводы и полезное видео по теме
Выбор АВ по токовой характеристике и пример расчета тока рассмотрены в следующем видеоролике:
Расчет номинального тока АВ продемонстрирован в следующем видео:
Автоматы монтируют на входе дома или квартиры. Они располагаются в пластиковых прочных боксах. Присутствие АВ в схеме домашней электросети — залог безопасности. Приборы позволяют своевременно отключив электролинию, если параметры сети превышают заданный порог.
Учитывая основные характеристики автоматических выключателей, а также произведя верные расчеты, можно сделать правильный выбор этого устройства и его установку.
Если вы обладаете знаниями или опытом выполнения электромонтажных работ, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте ваши комментарии о выборе автоматического выключателя и нюансах его установки в комментариях ниже.
Автоматические выключатели. Обзор.
Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.
Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.
Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.
Примечание:В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.
Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).
Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.
- 1 — корпус;
- 2,3 — нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода;
- 4 — неподвижный контакт;
- 5 — подвижный контакт;
- 6 — дугогасительная камера;
- 7 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя);
- 8 — механизм взвода и расцепления
- 9 — катушка электромагнитного расцепителя;
- 10 — рычаг управления;
- 11 — тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
- 12 — регулировочный винт;
Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.
Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:
Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку с находящимся в ее центре сердечником который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.
При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:
При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.
Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.
Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину. Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.
При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя, который размыкает подвижный контакт. В простой схеме это выглядит так:
Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.
Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45 мин — 1 час.
Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)
При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее воздействие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру, которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.
Маркировка и характеристики автоматических выключателей.
ВА63 — тип и серия автоматического выключателя
Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.
Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.
Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.
ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.
В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.
Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.
Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.
Примечание:
- Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
- Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.
Выбор автоматического выключателя
Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:
— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.
— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи: Uном. АВ⩾ Uном. сети
— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из следующих способов:
- Калькулятор мощности автоматического выключателя по номинальному току
- С помощью одной из следующих таблиц:
Подбор автоматического выключателя по мощности:
| Вид подключения | Однофазное | Однофазное вводный | Трехфазное треугольником | Трехфазное звездой |
|---|---|---|---|---|
| Полюсность автомата | Однополюсный автомат | Двухполюсный автомат | Трехполюсный автомат | Четырехполюсный автомат |
| Напряжение питания | 220 Вольт | 220 Вольт | 380 Вольт | 220 Вольт |
| Автомат 1А | 0.2 кВт | 0.2 кВт | 1.1 кВт | 0.7 кВт |
| Автомат 2А | 0.4 кВт | 0.4 кВт | 2.3 кВт | 1.3 кВт |
| Автомат 3А | 0.7 кВт | 0.7 кВт | 3.4 кВт | 2.0 кВт |
| Автомат 6А | 1.3 кВт | 1.3 кВт | 6.8 кВт | 4.0 кВт |
| Автомат 10А | 2.2 кВт | 2.2 кВт | 11.4 кВт | 6.6 кВт |
| Автомат 16А | 3.5 кВт | 3.5 кВт | 18.2 кВт | 10.6 кВт |
| Автомат 20А | 4.4 кВт | 4.4 кВт | 22.8 кВт | 13.2 кВт |
| Автомат 25А | 5.5 кВт | 5.5 кВт | 28.5 кВт | 16.5 кВт |
| Автомат 32А | 7.0 кВт | 7.0 кВт | 36.5 кВт | 21.1 кВт |
| Автомат 40А | 8.8 кВт | 8.8 кВт | 45.6 кВт | 26.4 кВт |
| Автомат 50А | 11 кВт | 11 кВт | 57 кВт | 33 кВт |
| Автомат 63А | 13.9 кВт | 13.9 кВт | 71.8 кВт | 41.6 кВт |
Подбор автоматического выключателя по сечению жил кабеля:
| Сечение кабеля, кв.мм | Номинальный ток автомата, А | Мощность 1-фазной нагрузки при 220В, кВт | Мощность 3-фазной нагрузки при 380В, кВт | |
|---|---|---|---|---|
| Медь | Алюминий | |||
| 1 | 2.5 | 6 | 1.3 | 3.2 |
| 1.5 | 2.5 | 10 | 2.2 | 5.3 |
| 1.5 | 2.5 | 16 | 3.5 | 8.4 |
| 2.5 | 4 | 20 | 4.4 | 10.5 |
| 4 | 6 | 25 | 5.5 | 13.2 |
| 6 | 10 | 32 | 7 | 16.8 |
| 10 | 16 | 40 | 8.8 | 21.1 |
| 10 | 16 | 50 | 11 | 26.3 |
| 16 | 25 | 63 | 13.9 | 33.2 |
— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.
Как выбрать автоматический выключатель
Автовыключатель — важный элемент электрической сети, который защищает ее от перегрузок и обесточивает при коротких замыканиях. В статье расскажем, как правильно его выбрать и на что обратить внимание при покупке.
В статье рассказывается:
- Что такое автоматический выключатель
- Зачем менять автомат
- Как выбрать выключатель
Сложно представить электрический щиток в доме или квартире без этого устройства. Разберемся подробнее, что это такое.
Что такое автоматический выключатель
Это маленькая пластмассовая коробка, в которой есть зажимы для присоединения контактов, тумблер, несколько видов расцепителей и дугогасительная камера. Устройство обесточивает квартиру или дом, если напряжение в сети чрезмерно вырастает. Главная его задача — защитить проводку от перегрева, чтобы не случился пожар.
Типы выключателей
Чтобы защитить стандартную сеть (220 В), используют однополюсные и двухполюсные автоматы. К первым подключается только фазный проводник, ко вторым — фаза и нуль. Фаза — это провод, по которому ток идет к прибору. По нулю он возвращается обратно в сеть.
Однополюсные автоматы ставят на сети, которые не требуют больших энергозатрат. Например на те, к которым подключены осветительные приборы и бытовая техника.
К сетям 380 В подключают духовки, варочные панели и другое оборудование. Для их защиты используют трех- и четырехполюсные выключатели.
Для ванных комнат или мощной техники (посудомоечные машины, бойлеры, кондиционеры) лучше поставить двухполюсный автомат. Если этого не сделать, в случае короткого замыкания выключатель обесточит фазу, но нуль так и останется с опасным напряжением.
Виды автоматических выключателей
На выключателе есть буквы, которыми обозначают предел тока мгновенного срабатывания. Самые распространенные модели относятся к категориям B, C, D. Намного реже встречаются автоматы классов A, K, Z.
Эти категории указывают, во сколько раз напряжение в сети должно превысить номинальное значение автомата, чтобы он мгновенно обесточил сеть.
Категории и значения превышения номинального тока:
B — 3–5 раз. Подходит для домов со слабонагруженными сетями, где нет, например, кондиционеров или водонагревателей.
С — 5–10 раз. Самый распространенный вариант, который устанавливают в большинстве новых квартир.
D — 10–20 раз. Эти устройства обычно устанавливают на предприятиях с техникой, имеющей высокие пусковые токи. Они относятся к классу профессионального оборудования.
В «Петровиче» и других партнерах Халвы вы найдете автоматические выключатели и другую электротехнику. Оплачивайте покупки картой «Халва», чтобы получить повышенный кешбэк или беспроцентную рассрочку.
Как работает выключатель
Например, если у вас автомат класса C с номиналом 16 А, при увеличении СТ до 80–160 А устройство моментально отключит подачу электричества. Автомат категории B сделает то же самое при значениях 48–80 А.
При небольших превышениях силы тока (СТ), например, 17-18 А, выключатель может не сработать или обесточит квартиру не сразу. Чем сильнее нагревается проводка, тем быстрее автомат прекратит подачу электричества. Обычно это занимает от двух минут до нескольких часов.
Пытливый читатель спросит: «Почему автоматы не отключают сеть сразу? Зачем ждать какое-то время?». Отвечаем.
В сети постоянно образуются кратковременные токи. Например, если вы решите вскипятить воду в чайнике или постирать белье в машине, на долю секунды СТ увеличится в два-три раза.
Чтобы не обесточивать квартиру каждый раз, когда вы включаете какой-нибудь прибор, автомат учитывает даже самые незначительные изменения и активируется только, если СТ долго не уменьшается.
Важно не путать автоматические выключатели с устройствами защитного отключения (УЗО). От удара током при неосторожном обращении с проводкой автомат вас не спасет, а вот УЗО — да.
Напоминаем, что работать с электричеством — опасно. Это должны делать только профессионалы. Лучше вызвать знакомого электрика, чем пытаться заменить розетку самостоятельно.
В квартиры с хорошей проводкой покупают автоматы класса С. Если у вас частный дом с подстанцией — такой выключатель тоже подойдет.
В магазине-партнере «Петрович» можно подобрать автоматические выключатели под любые потребности. Например, IEK ВА 47-29 типа С с номиналом 16 А идеально подойдет для большинства квартир. Если у вас слабонагруженная сеть, советуем приобрести аналогичную модель на 10 А.
Цена IEK ВА 47-29 на 16 А — 135 рублей. Оплачивая Халвой, вы получите доступ к повышенному кешбэку, беспроцентной рассрочке и доходу на остаток средств.
Не советуем ставить автоматы D для домашних сетей, к которым подключены обычные бытовые приборы, — это небезопасно. Такие выключатели рассчитаны на производства с большой электрической нагрузкой, и в квартире не будут улавливать скачки напряжения, а иногда и вовсе могут пропустить небольшие короткие замыкания.
Категория B не подходит для сетей с большой нагрузкой, потому что устройство, наоборот, будет срабатывать при каждом скачке напряжения, и его придется часто менять.
Зачем менять автомат
Если в квартире регулярно срабатывает автоматический выключатель, его пора менять. Скорее всего, он износился и больше не пригоден, даже если в паспорте написано, что срок годности еще не вышел.
Почему важно заменить устаревший агрегат?
Из-за продолжительной работы у устройства снижается номинальная сила тока. Например, раньше оно срабатывало при значениях выше 16 А, а спустя какое-то время — после 10 А. Когда верхняя токовая планка выключателя становится меньше, он может дать сбой при высоких перегрузках, и в квартире случится пожар.
Как выбрать автоматический выключатель
При выборе выключателя учитывайте тип проводки, сечение кабелей и их пропускную способность.
Источник: piqsels.com
В старых домах обычно используется алюминиевая проводка, в новых — медная. Первая хуже справляется со скачками напряжения, поэтому мастера советуют ее поменять.
Пригласите специалиста для всех необходимых работ или проведите отдельную линию от щитка к самым энергозатратным приборам (например, водонагревателю или кондиционеру), установив для них отдельный автомат.
От сечения зависит, какой силы ток кабель безопасно пропустит через себя. Чтобы не запутаться в выборе, изучите значения в таблице ниже.
Как выбрать автоматический выключатель
Автовыключатель — важный элемент электрической сети, который защищает ее от перегрузок и обесточивает при коротких замыканиях. В статье расскажем, как правильно его выбрать и на что обратить внимание при покупке.
В статье рассказывается:
- Что такое автоматический выключатель
- Зачем менять автомат
- Как выбрать выключатель
Сложно представить электрический щиток в доме или квартире без этого устройства. Разберемся подробнее, что это такое.
Что такое автоматический выключатель
Это маленькая пластмассовая коробка, в которой есть зажимы для присоединения контактов, тумблер, несколько видов расцепителей и дугогасительная камера. Устройство обесточивает квартиру или дом, если напряжение в сети чрезмерно вырастает. Главная его задача — защитить проводку от перегрева, чтобы не случился пожар.
Типы выключателей
Чтобы защитить стандартную сеть (220 В), используют однополюсные и двухполюсные автоматы. К первым подключается только фазный проводник, ко вторым — фаза и нуль. Фаза — это провод, по которому ток идет к прибору. По нулю он возвращается обратно в сеть.
Однополюсные автоматы ставят на сети, которые не требуют больших энергозатрат. Например на те, к которым подключены осветительные приборы и бытовая техника.
К сетям 380 В подключают духовки, варочные панели и другое оборудование. Для их защиты используют трех- и четырехполюсные выключатели.
Для ванных комнат или мощной техники (посудомоечные машины, бойлеры, кондиционеры) лучше поставить двухполюсный автомат. Если этого не сделать, в случае короткого замыкания выключатель обесточит фазу, но нуль так и останется с опасным напряжением.
Виды автоматических выключателей
На выключателе есть буквы, которыми обозначают предел тока мгновенного срабатывания. Самые распространенные модели относятся к категориям B, C, D. Намного реже встречаются автоматы классов A, K, Z.
Эти категории указывают, во сколько раз напряжение в сети должно превысить номинальное значение автомата, чтобы он мгновенно обесточил сеть.
Категории и значения превышения номинального тока:
B — 3–5 раз. Подходит для домов со слабонагруженными сетями, где нет, например, кондиционеров или водонагревателей.
С — 5–10 раз. Самый распространенный вариант, который устанавливают в большинстве новых квартир.
D — 10–20 раз. Эти устройства обычно устанавливают на предприятиях с техникой, имеющей высокие пусковые токи. Они относятся к классу профессионального оборудования.
В «Петровиче» и других партнерах Халвы вы найдете автоматические выключатели и другую электротехнику. Оплачивайте покупки картой «Халва», чтобы получить повышенный кешбэк или беспроцентную рассрочку.
Как работает выключатель
Например, если у вас автомат класса C с номиналом 16 А, при увеличении СТ до 80–160 А устройство моментально отключит подачу электричества. Автомат категории B сделает то же самое при значениях 48–80 А.
При небольших превышениях силы тока (СТ), например, 17-18 А, выключатель может не сработать или обесточит квартиру не сразу. Чем сильнее нагревается проводка, тем быстрее автомат прекратит подачу электричества. Обычно это занимает от двух минут до нескольких часов.
Пытливый читатель спросит: «Почему автоматы не отключают сеть сразу? Зачем ждать какое-то время?». Отвечаем.
В сети постоянно образуются кратковременные токи. Например, если вы решите вскипятить воду в чайнике или постирать белье в машине, на долю секунды СТ увеличится в два-три раза.
Чтобы не обесточивать квартиру каждый раз, когда вы включаете какой-нибудь прибор, автомат учитывает даже самые незначительные изменения и активируется только, если СТ долго не уменьшается.
Важно не путать автоматические выключатели с устройствами защитного отключения (УЗО). От удара током при неосторожном обращении с проводкой автомат вас не спасет, а вот УЗО — да.
Напоминаем, что работать с электричеством — опасно. Это должны делать только профессионалы. Лучше вызвать знакомого электрика, чем пытаться заменить розетку самостоятельно.
В квартиры с хорошей проводкой покупают автоматы класса С. Если у вас частный дом с подстанцией — такой выключатель тоже подойдет.
В магазине-партнере «Петрович» можно подобрать автоматические выключатели под любые потребности. Например, IEK ВА 47-29 типа С с номиналом 16 А идеально подойдет для большинства квартир. Если у вас слабонагруженная сеть, советуем приобрести аналогичную модель на 10 А.
Цена IEK ВА 47-29 на 16 А — 135 рублей. Оплачивая Халвой, вы получите доступ к повышенному кешбэку, беспроцентной рассрочке и доходу на остаток средств.
Не советуем ставить автоматы D для домашних сетей, к которым подключены обычные бытовые приборы, — это небезопасно. Такие выключатели рассчитаны на производства с большой электрической нагрузкой, и в квартире не будут улавливать скачки напряжения, а иногда и вовсе могут пропустить небольшие короткие замыкания.
Категория B не подходит для сетей с большой нагрузкой, потому что устройство, наоборот, будет срабатывать при каждом скачке напряжения, и его придется часто менять.
Зачем менять автомат
Если в квартире регулярно срабатывает автоматический выключатель, его пора менять. Скорее всего, он износился и больше не пригоден, даже если в паспорте написано, что срок годности еще не вышел.
Почему важно заменить устаревший агрегат?
Из-за продолжительной работы у устройства снижается номинальная сила тока. Например, раньше оно срабатывало при значениях выше 16 А, а спустя какое-то время — после 10 А. Когда верхняя токовая планка выключателя становится меньше, он может дать сбой при высоких перегрузках, и в квартире случится пожар.
Как выбрать автоматический выключатель
При выборе выключателя учитывайте тип проводки, сечение кабелей и их пропускную способность.
Источник: piqsels.com
В старых домах обычно используется алюминиевая проводка, в новых — медная. Первая хуже справляется со скачками напряжения, поэтому мастера советуют ее поменять.
Пригласите специалиста для всех необходимых работ или проведите отдельную линию от щитка к самым энергозатратным приборам (например, водонагревателю или кондиционеру), установив для них отдельный автомат.
От сечения зависит, какой силы ток кабель безопасно пропустит через себя. Чтобы не запутаться в выборе, изучите значения в таблице ниже.
Электрические автоматы. Виды и работа. Характеристики
С самого начала возникновения электричества инженеры стали думать над безопасностью электрических сетей и устройств от токовых перегрузок. Вследствие этого было сконструировано много разных устройств, которые отличаются надежной и качественной защитой. Одними из последних разработок стали электрические автоматы.
Электрические автоматы
Этот прибор называется автоматическим по причине того, что он оснащен функцией отключения питания в автоматическом режиме, при возникновении коротких замыканий, перегрузок. Обычные предохранители после срабатывания подлежат замене на новые, а автоматы после устранения причин аварии можно снова включить.
Такое защитное устройство необходимо в любой схеме электрической сети. Защитный автомат защитит здание или помещение от разных аварийных ситуаций:
- Пожаров.
- Ударов человека током.
- Неисправностей электропроводки.
Виды и конструктивные особенности
Необходимо знать информацию о существующих видах автоматических выключателей, чтобы во время приобретения правильно выбрать подходящее устройство. Имеется классификация электрических автоматов по нескольким параметрам.
Отключающая способность
Это свойство определяет ток короткого замыкания, при котором автомат разомкнет цепь, тем самым отключит сеть и приборы, которые были подключены к сети. По этому свойству автоматы подразделяются:
- Автоматы на 4500 ампер, применяются для предотвращения неисправностей силовых линий жилых домов старой постройки.
- На 6000 ампер, используются для предотвращения аварий при замыканиях в сети домов в новостройках.
- На 10000 ампер, применяются в промышленности для защиты электрических установок. Ток такой величины может образоваться в непосредственной близости от подстанции.
Срабатывание автоматического выключателя возникает при замыканиях, сопровождающихся возникновением определенной величины тока.
Автомат защищает электропроводку от повреждения изоляции большим током.
Число полюсов
Это свойство говорит нам о наибольшем количестве проводов, которые возможно подключить к автомату для обеспечения защиты. При аварии, напряжение на этих полюсах отключаются.
Особенности автоматов с одним полюсом
Такие электрические автоматы наиболее простые по своей конструкции, и служат для защиты отдельных участков сети. К такому автоматическому выключателю можно подсоединить два провода: вход и выход.
Задачей таких устройств является защита электрической проводки от перегрузок и КЗ проводов. Нейтральный провод подключается к нулевой шине, в обход автомата. Заземление подключается отдельно.
Электрические автоматы с одним полюсом не являются вводными, так как при его отключении разрывается фаза, а нулевой провод по-прежнему остается соединенным с питанием. Это не обеспечивает защиту на 100%.
Свойства автоматов с двумя полюсами
В случаях, когда при аварии требуется полное отсоединение от электрической сети, используют автоматические выключатели с двумя полюсами. Они используются как вводные. В аварийных случаях, либо при коротком замыкании вся электрическая проводка отключается в одно время. Это дает возможность осуществлять работы по ремонту и обслуживанию, а также проведения работ по подключению оборудования, так как гарантирована полная безопасность.
Двухполюсные электрические автоматы используют, когда необходимо наличие отдельного выключателя для устройства, работающего от сети 220 вольт.
Автомат с двумя полюсами подключают к устройству с помощью четырех проводов. Из них два приходят от сети питания, а другие два выходят из него.
Трехполюсные электрические автоматы
В электрической сети, имеющей три фазы, применяются 3-полюсные автоматы. Заземление оставляют незащищенным, а проводники фаз соединяют с полюсами.
Трехполюсный автомат служит вводным устройством для любых трехфазных потребителей нагрузки. Чаще всего такой вариант исполнения автомата применяют в промышленных условиях для питания электричеством электродвигателей.
К автомату можно подключить 6 проводников, три из которых – фазы электрической сети, а остальные три выходящие от автомата, и обеспеченные защитой.
Использование четырехполюсного автомата
Чтобы обеспечить защитой трехфазную сеть с четырехпроводной системой проводников (например, электродвигатель, включенных по схеме «звезды»), применяют 4-полюсный автоматический выключатель. Он играет роль вводного устройства четырехпроводной сети.
Имеется возможность подключения к устройству восьми проводников. С одной стороны – три фазы и ноль, с другой стороны – выход трех фаз с нолем.
Время-токовая характеристика
Когда устройства, потребляющие электроэнергию, и электрическая сеть работают в нормальном режиме, то происходит обычное протекание тока. Это явление касается и электрического автомата. Но, в случае повышения силы тока по разным причинам выше номинального значения, происходит срабатывание расцепителя автомата, и цепь разрывается.
Параметр этого срабатывания называется время-токовой характеристикой электрического автомата. Она является зависимостью времени сработки автомата и соотношения между реальной силой тока, проходящей через автомат, и номинальным значением тока.
Важность этой характеристики заключается в том, что обеспечивается наименьшее число ложных срабатываний с одной стороны, и осуществляется защита по току, с другой стороны.
В энергетической промышленности бывают ситуации, когда кратковременное повышение тока не связано с аварией, и защита не должна срабатывать. Также происходит и с электрическими автоматами.
Время-токовые характеристики определяют, через какое время сработает защита, и какие параметры силы тока при этом возникнут. Чем больше перегрузка тем быстрее сработает автомат.
Электрические автоматы с маркировкой «В»
Автоматические выключатели категории «В», способны отключаться за 5 — 20 с. При этом значение тока составляет от 3 до 5 номинальных значений тока ≅0.02 с. Такие автоматы используются для защиты бытовых устройств, а также всей электропроводки квартир и домов.
Свойства автоматов с маркировкой «С»
Электрические автоматы этой категории могут выключиться за время 1 — 10 с, при 5 — 10 кратной токовой нагрузке ≅0.02 с. Такие применяют во многих областях, наиболее популярны для домов, квартир и других помещений.
Значение маркировки «D» на автомате
С таким классом автоматы используются в промышленности и выполнены в виде 3-полюсных и 4-полюсных исполнений. Их применяют для того, чтобы защитить мощные электрические моторы и разные трехфазные устройства. Время их сработки составляет до 10 секунд, при этом ток срабатывания может превышать номинальное значение в 14 раз. Это дает возможность с необходимым эффектом использовать его для защиты различных схем.
Электродвигатели со значительной мощностью чаще всего подключают через электрические автоматы с характеристикой «D», т.к. пусковой ток высокий.
Номинальный ток
Имеется 12 вариантов исполнения автоматов, которые различаются по характеристике номинального тока работы, от 1 до 63 ампер. Этот параметр определяет скорость выключения автомата при достижении предельного значения тока.
Автомат по этому свойству выбирают с учетом поперечного сечения жил проводов, допускаемому току.
Принцип действия электрических автоматов
Обычный режим
При обычной работе автомата управляющий рычаг взведен, ток поступает через провод питания на верхней клемме. Далее ток идет на неподвижный контакт, через него на подвижный контакт и по гибкому проводу на катушку соленоида. После него по проводу ток идет на биметаллическую пластину расцепителя. От него ток проходит на нижнюю клемму и дальше на нагрузку.
Режим перегрузки
Этот режим возникает при превышении номинального тока автомата. Биметаллическая пластина нагревается большим током, изгибается и размыкает цепь. Для действия пластины требуется время, которое зависит от значения проходящего тока.
Автоматический выключатель является аналоговым устройством. При его настройке есть определенные сложности. Ток срабатывания расцепителя настраивается на заводе специальным регулировочным винтом. После остывания пластины автомат снова может функционировать. Температура биметаллической пластины зависит от окружающей среды.
Расцепитель действует не сразу, давая возможность току к возврату номинального значения. Если ток не снижается, то расцепитель срабатывает. Перегрузка может возникнуть из-за мощных устройств на линии, либо подключении сразу нескольких устройств.
Режим короткого замыкания
При этом режиме ток возрастает очень быстро. Магнитное поле в катушке соленоида движет сердечник, приводящий в действие расцепитель, и отключает контакты сети питания, тем самым снимает аварийную нагрузку цепи и защищает сеть от возможного пожара и разрушения.
Электромагнитный расцепитель действует мгновенно, чем отличается от теплового расцепителя. При размыкании контактов рабочей цепи появляется электрическая дуга, величина которой зависит от тока в цепи. Она вызывает разрушение контактов. Чтобы предотвратить это отрицательное действие, сделана дугогасительная камера, которая состоит из параллельных пластин. В ней дуга затухает и исчезает. Возникающие газы отводятся в специальное отверстие.
Характеристика автомата С, B, D, A – что такое автомат защиты, устройство, особенности, классификация, критерии выбора
Ни одна частная электросеть, ее отдельная ветка, а иногда и какое-нибудь мощное оборудование в доме не подключается без автоматического выключателя. В зависимости от условий такие приборы могут различаться по ряду рабочих параметров и назначению. Поэтому разберем, что такое вообще автоматический защитный выключатель, каковы особенности его работы, устройство, на какие классы подразделяется, а также какая главная характеристика автомата С-, A-, B- и D-типа учитывается при выборе.
Автомат защиты – что это такое, устройство, характеристики
Автоматическим выключателем называется устройство для защиты электросети от скачков напряжения и предотвращения последующего за этим ущерба для проводки, техники и материалов. Ввиду того что перегрузки имеют различную природу, в приборе используются 2 защитных механизма – это:
- Температурный. Разрыв цепи происходит при разгибании элемента из биметалла – как только уровень нагрева превышает критический. Характеризуется медленным срабатыванием.
- Электромагнитный. В основе применяется электромагнит, который включается при прохождении значения силы тока определенного порога. Реагирует намного быстрее теплового устройства.
Расцепитель 1-го типа защищает от перегрузки, когда номинал невысок, но мощность потребления превышена, 2-го типа – от сверхскачков тока при коротком замыкании. Также в автомате предполагается наличие ручного выключателя – на случай, когда подачу нужно прервать произвольно, например, перед электромонтажными работами.
Автоматические выключатели любого типа (A B C D) имеют следующий набор характеристик:
- Номинальный ток.
- Время срабатывания.
- Номинал напряжения.
- Предельно допустимая коммутационная способность.
- Класс токоограничения.
При выборе, как правило, большее значение имеют 2 первых параметра. Номинальный ток – оптимальное значение силы тока, при которой цепь функционирует в нормальном режиме и не нагревается выше заданного значения. Период срабатывания или времятоковая характеристика автомата – время отключения подачи при превышении током установленного предела.
В маркировке защитных автовыключателей указывается следующая информация:
- Производитель.
- Серийный номер.
- Класс срабатывания.
- Номинал тока.
- Номинал напряжения.
- Предельное значение тока.
- Класс токоограничения.
- Схема для подключения.
- Отображение клемм.
Иногда на устройстве обозначаются поправки на допустимый уровень нагрева.
Особенности работы
Независимо от набора характеристик и принадлежности к категории – А, B, C или D – автомат выполняет функцию защиты сети и подключенного оборудования от 2-х главных повреждающих факторов:
- Ток перегрузки.
Нагрузка возникает при подключении оборудования, суммарная мощность потребления которого превышает в несколько раз допустимую. При этом сила тока может лишь незначительно превышать норму.
За отключение в этом случае ответственен тепловой элемент на основе биметалла. Разрыв происходит не сразу, а по мере нагрева до определенного уровня. Ввиду того, что цепь не повреждается, так как сверхтоки отсутствуют, не требуется мгновенного прекращения подачи электричества.
- Короткое замыкание.
При коротком замыкании превышение силы электротока может достигать 10-кратного или еще большего превышения номинала. Естественно, если не отключить цепь как можно скорее, произойдут серьезные разрушения.
Поэтому от автоматического выключателя требуется минимальное время срабатывания по данной характеристике, что и обеспечивает эл.магнитный расцепитель. При этом для высокочувствительного оборудования применяются специальные модели – так как повышение тока в сети может происходить без короткого замыкания.
Классы срабатывания
Чаще всего в электросетях используются 4-ре типа автоматов, различающихся по параметрам отключения, – это:
- А.
Характеризуются максимальной чувствительностью. Так, при превышении номинала на 30 %, отключение происходит уже через 0,05 сек. При этом если вдруг не сработал э/м-расцепитель, то по прошествии 20 сек. подачу прервет тепловой элемент.
В силу низкого порога отключения модели данного класса применяются в электроцепи с точными приборами, в работе которых недопустимы даже сверхкороткие перегрузки. В бытовых сетях они не устанавливаются.
- B.
Автоматический выключатель класса B обрывает электроцепь по э/м-механизму при достижении силы тока 200 % от нормы. Период расщепления составляет 0,015 сек. При этом биметаллическому элементу для отключения питания понадобится 4-5 сек.
Такие приборы защиты подходят для оснащения жилых площадей. Главное условие применения – отсутствие повышения пускового тока электроприборов или его минимальное значение.
- C.
Наиболее приемлемый и часто применяемый вариант защитного устройства для бытовой электросети. В сравнении с моделями класса А и В отличается лучшей стойкостью к перегрузкам.
Для срабатывания С-автомата по э/м-механизму защиты характеристики сети (кривая тока) должны превысить номинал не менее чем в 5 раз. При этом период отключения по тепловому элементу составляет 1,5 сек.
Устройства устанавливаются преимущественно на вводе в домашнюю сеть – для защиты всей сети. В то же время модели В-типа монтируются только для защиты отдельной ветки.
- D.
Автоматы D-класса обесточивают сеть только, когда параметры сети превысят норму не менее чем в 10 раз. При этом тепловой элемент защиты срабатывает за 0,4 сек.
По этой причине устройства не применяются для общей цепи в частном секторе. Однако они могут быть установлены на отдельные ветки для подключения оборудования с большими пусковыми токами, например, электродвигателя.
Критерии выбора
Для правильного выбора автовыключателей рекомендуется использовать следующие критерии:
- Сила вводного автомата должна соответствовать мощности подсоединяемой электроточки по официальному договору с энергетической компанией.
- Автоматический переключатель должен соответствовать реальным характеристикам сети – потребляемой и допустимой мощности, сечению кабеля.
- Если расчете необходимой силы автомата по току получилось среднее значение, предпочтение более мощному варианту можно отдавать только при условии соответствия этому сечения проводки.
Видео описание
Видео о том, чем различаются автоматы типа С и В:
- Когда планируется к сети подключать мощное оборудование, например, в гараже или на участке, лучшее сразу установить достаточной мощности прибор.
- При подключении объекта к электросети предпочтение желательно отдавать моделям одного производителя.
- Номинал автомата должен соответствовать месту в цепи и типу подключаемого к нему электрооборудования.
Видео описание
Видео о том, что такое времятоковая характеристика автомата:
Коротко о главном
Автоматический выключатель применяется для защиты от перегрузок и порчи проводки и техники. Для этого используется 2 механизма – э/м-расцепитель и тепловой биметаллический элемент. Характеризуются автоматы рядом параметров, а общая информация указана в маркировке.
Защищают устройства сеть от перегрузок, когда подключены приборы большей, чем положено мощности, и скачков тока и напряжения при коротком замыкании. При этом разделяются они по параметрам срабатывания на 4 класса:
- А.
- В.
- С.
- D.
При выборе автоматических выключателей А-, В-, С- или D-типа нужно применять ряд критериев.
Какие существуют виды автоматических выключателей
Автоматический выключатель это прибор, который предназначен, как следует из его названия, отключаться автоматически. Автоматический выключатель отключает линию, в которую он поставлен, для защиты этой линии от её перегруза и отключении этой линии в случае короткого замыкания в ней.
Также с помощью автомата, как называют его сокращённо, можно обесточить линию вручную.
Так какие виды автоматов существуют и для чего они предназначены?
Автоматические выключатели разделяются:
По конструкции
Используются, в основном, в бытовых сетях с токами от 0,5 до 125 А. Они имеют от 1 до 4 полюсов. Ширина однополюсного выключателя имеет ширину 1,75 см. Двух, трёх и четырёхполюсные выключатели имеют ширину кратную 1,75 см.
Имеют литой корпус, что видно из его названия и предназначены для работы в сетях с токами 10-1000 А. Используются в мастерских, гаражных боксах и т.д.
Используются в электроустановках большой мощности с токами 800-6300 А. Имеют 3 или 4 полюса и используются в производстве.
По количеству полюсов
По количеству полюсов автоматы делятся на одно, двух, трёх и четырёхполюсные.
Одно и двухполюсные используются в однофазной сети. Трёх и четырёхполюсные в трёхфазной сети.
Однополюсные автоматические выключатели используются в цепи, в которую включаются осветительные приборы и розеточные цепи.
Двухполюсные используются в вводных однофазных щитках, а также для защиты линий, питающих мощные однофазные бытовые приборы (стиральные машинки, электроводонагреватели, электрические духовки и т.д.).
Трёхполюсные используются в вводных трёхфазных бытовых и производственных щитках, а также для установки в цепях питания трёхфазного оборудования, в основном промышленного и полупромышленного (трёхфазные бойлеры, трёхфазные электродвигатели, электрические печи, тестомесы и т.д.).
Четырёхполюсные используются в для защиты четырёхпроводных сетей.
Классификация по время-токовым характеристикам
Время-токовые характеристике обозначаются на автоматах буквами A, B, C, D.
Эта маркировка показывает насколько быстро сработает автомат при превышении номинального тока нагрузки. При коротком замыкании автомат срабатывает мгновенно. А вот тепловая защита срабатывает не сразу. Одни автоматы более чувствительны к перегрузке, другие менее. Вот эта чувствительность и обозначается буквами.
А — этой буквой обозначаются автоматические выключатели самые чувствительные к перегрузке. Они срабатывают практически мгновенно при превышении номинального тока нагрузки. Применяются в цепях, которые питают высокоточное оборудование. В быту практически не используются.
В — срабатывают с несущественной задержкой 1-5 секунд при превышении номинального тока в 3-5 раз. Используют их для питания компьютеров, телевизоров с ЖК экраном и другой дорогостоящей техники.
С — чаще всего используются в быту. Срабатывает с задержкой 1,5 — 9 секунд при превышении тока больше номинального в 6-10 раз. Автомат не отключится при незначительном по времени перепаде тока.
D — чувствительность этого автомата самая низкая. Срабатывает при превышении номинального тока в 10-20 раз через 1-10 секунд. Иногда устанавливаются на вводе в здание. Если автоматы в квартирном щитке не сработают, то такой отключит всю линию.
По номинальному току
Автоматические выключатели отличаются также по номинальному тепловому току.
Номинальный ток автоматов бывает:
0,5; 1; 1,6; 2; 3,15; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.
Наиболее часто применяемы в быту:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40 А.
При превышении тока указанного на автомате он отключается через определенное время. Об этом сказано выше по тексту.
Для отключения автомата по тепловой защите в нём присутствует тепловой расцепитель.
Для отключения из-за короткого замыкания применяется электромагнитный расцепитель.