Автоматические выключатели – это устройства, задача которых заключается в защите электрической линии от повреждения под воздействием тока большой величины. Это могут быть как сверхтоки короткого замыкания, так и просто мощный поток электронов, в течение достаточно длительного времени проходящий по кабелю и вызывающий его перегрев с дальнейшим оплавлением изоляции. Автомат защиты в этом случае предотвращает негативные последствия, отключая подачу тока в цепь. В дальнейшем, когда ситуация придет в норму, аппарат можно вновь включить вручную.
Функции автоматического выключателя
Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:
- Коммутация электроцепи (возможность отключения защищаемого участка при возникновении неполадок с питанием).
- Обесточивание вверенной цепи при возникновении в ней токов КЗ.
- Защита линии от перегрузок при прохождении сквозь аппарат тока чрезмерной величины (такое бывает, когда суммарная мощность приборов превышает максимально допустимую).
Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.
Ошибки при выборе, которые нужно учитывать
Напоследок рассмотрим самые распространенные ошибки, которые допускаются при выборе автоматического выключателя.
Ошибка 1.
Выбирая автомат, руководствуются суммарной мощностью потребителей, что является одной из самых грубых ошибок.
Автомат только защищает проводку от перегрузок, изменить ее характеристики он неспособен.
Если поставить мощный автомат на слабую проводку и подключить к ней сильный потребитель энергии, это неизбежно приведет к повреждению проводки, при этом автомат не сможет выполнить свою работу.
Поэтому всегда нужно ориентироваться по сечению провода и его пропускной способности, а не по мощности потребителей.
Ошибка 2.
Зачастую все ветки сети оснащаются одинаковыми автоматами, а затем пытаются использовать одну из ветвей в качестве сильнонагруженной.
Еще на стадии монтажа электрической сети желательно позаботиться о том, чтобы хоть одна из веток имела повышенные параметры и была оснащена автоматом, рассчитанным на значительные нагрузки.
К примеру, в гараже частного дома возможно использование приборов, создающих значительную нагрузку.
Эту ветвь лучше заранее усилить, чем потом переделывать или надеяться, что автомат или проводка «выдержат».
Ошибка 3.
При приобретении автоматических выключателей покупатели стараются минимизировать затраты. На безопасности лучше не экономить.
Покупать такие устройства следует только у хорошо зарекомендованных фирм в специализированных магазинах, а еще лучше у официального дистрибьютора.
Надеемся, что данные выше советы помогут вам правильно подобрать автоматический выключатель для своего дома.
Основные типы выключателей
Существует три основных вида АВ, отличающихся друг от друга по конструктивному исполнению и предназначенные для работы с нагрузками разной величины:
- Модульный. Он получил свое название из-за стандартной ширины, кратной 1,75 см. Рассчитан на токи небольшой величины и устанавливается в сетях бытового электроснабжения, для дома или квартиры. Как правило, это однополюсный автомат или двухполюсный.
- Литой. Называется так из-за литого корпуса. Может выдерживать до 1000 Ампер и используется преимущественно в промышленных сетях.
- Воздушные. Предназначен для работы с токами величиной до 6300 Ампер. Чаще всего это трехполюсный автомат, однако сейчас выпускают аппараты этого типа и с четырьмя полюсами.
Автомат защитный однофазный представляет собой автоматический выключатель, который наиболее распространен в бытовых сетях. Он бывает 1- и 2-х полюсным. В первом случае к аппарату подключается только фазная жила, а во втором – еще и нулевая.
Кроме перечисленных видов, существуют также устройства защитного отключения, обозначаемые аббревиатурой УЗО, и дифференциальные автоматы.
Первые нельзя считать полноценными АВ, их задача заключается не в защите цепи и включенных в нее приборов, а в предотвращении удара электрическим током при касании человеком открытого участка. Дифференциальный защитный автомат представляет собой объединенные в одном устройстве АВ и УЗО.
Скачать
Для тех, кто интересуется темой глубже и основательней, выкладываю ГОСТ, в котором подробно расписаны все характеристики и терминология касательно автоматических выключателей.
В данный момент ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) (Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения) не действует, вместо него введен ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) (Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока). Его и выкладываю для скачивания:
• ГОСТ Р 50345-2010 / ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока. Настоящий стандарт распространяется на воздушные автоматические выключатели (далее — выключатели) для переменного тока для работы при частоте 50 или 60 Гц на номинальное напряжение (между фазами) не более 440 В, номинальный ток не более 125 А и номинальную отключающую способность не более 25000 А., pdf, 1.89 MB, скачан: 1057 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: 1062 раз./
Жду вопросов и критики в комментариях!
Как устроены автоматы защиты?
Рассмотрим подробно устройство автоматического выключателя. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала. Он состоит из двух частей, которые соединены между собой заклепками. Если необходимо разобрать корпусную часть, заклепки высверливаются, и открывается доступ к внутренним элементам защитного автомата. К ним относятся:
- Винтовые клеммы.
- Гибкие проводники.
- Рукоятка управления.
- Подвижный и неподвижный контакт.
- Электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником.
- Тепловой расцепитель, в состав которого входит биметаллическая пластина и регулировочный винт.
- Газоотводное отверстие.
- Дугогасительная камера.
С задней стороны автоматический защитный предохранитель оборудован специальным фиксатором, с помощью которого он крепится на DIN-рейке.
Последняя представляет собой рейку из металла, имеющую ширину 3,5 см, на которую крепятся модульные устройства, а также некоторые виды электрических счетчиков. Чтобы присоединить автомат к рейке, корпус защитного устройства следует завести за ее верхнюю часть, после чего защелкнуть фиксатор, надавив на нижнюю часть аппарата. Снять автомат защиты с DIN-рейки можно, подцепив защелку снизу.
Фиксатор модульного выключателя может быть очень тугим. Чтобы прикрепить такое устройство к DIN-рейке, нужно заранее подцепить защелку снизу и завести защитное устройство на место крепежа, после чего отпустить фиксирующий элемент.
Можно сделать проще – при защелкивании фиксатора сильно нажать на его нижнюю часть отверткой.
Наглядно, зачем нужен автоматический выключатель, на видео:
Штатный режим работы
В штатном режиме через автоматический выключатель течет ток, который меньше номинального или равен ему.
При этом напряжение питания поступает на верхнюю клемму, которая соединена с неподвижным контактом.
С последнего ток идет к подвижному контакту, затем по гибкому медному проводнику на соленоид.
Далее ток с соленоида поступает на расцепитель (тепловое реле) и после на клемму, расположенную снизу. Именно она соединяется с потребителями электроэнергии.
Принцип действия автоматического выключателя
Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.
Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.
Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.
Особенности работы теплового расцепителя
При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.
Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.
Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.
Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.
Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.
Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.
Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.
Нюансы электромагнитной защиты
Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.
Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.
Наглядно про автоматические выключатели на видео:
Дугогасительная камера
Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.
При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.
Режим перегрузки
Режим перегрузки – это когда ток, потребляемый подключенной к автомату нагрузкой, становится выше, нежели номинальное значение прибора. При этом ток, который проходит через расцепитель, вызывает нагрев пластины из биметалла, что приводит к увеличению ее изгиба. Это приводит к тому, что срабатывает расцепительный механизм. В этот момент выключается автомат, и цепь размыкается.
Тепловая защита срабатывает не мгновенно, так как для нагрева пластины нужно некоторое время. И оно варьируется в зависимости от того, насколько превышено номинальное значение силы тока. Промежуток времени может колебаться от пары секунд до часа. Задержка позволит избавиться от отключения питания при непродолжительном и случайном повышении тока. Часто такие превышения можно наблюдать при запуске электродвигателя.
Акустические
Такие выключатели еще называют хлопковыми или звуковыми. Включение происходит от подачи звукового сигнала определенной громкости, например, хлопка в ладоши. Выключатели такого типа с таймером устанавливаются не только в квартирах, но и на лестничных площадках. В некоторых моделях предусмотрена настройка времени, спустя которое выключатель разъединяет цепь. Зачастую акустические выключатели прячутся в распределительных коробках и дублируются обычными клавишными.
Главный плюс этой модели очевиден: с ней вам не придется искать выключатель в темноте наощупь или идти через всю квартиру в грязной обуви, потому что вы забыли выключить свет. Однако такие устройства не всегда реагируют с первого раза и могут срабатывать самопроизвольно, чем иногда вызывают раздражение владельцев.
Веревочные
Принцип работы этого выключателя аналогичен кнопочному: потянув за веревочку до щелчка, вы замыкаете контакты. Тянете во второй раз и размыкаете. Этот тип выключателя в основном применяется в настенных бра и иногда для включения вытяжных вентиляторов.
Веревочные выключатели используют не только в декоративных целях, у них есть ряд практических преимуществ. Например, свисающий шнур легко найти на ощупь в темноте, а еще такие выключатели подойдут семьям с маленькими детьми, ребенок с легкостью до него дотянется и сможет самостоятельно включить и выключить свет.
Поворотные
Лет 50 – 60 назад поворотные выключатели ещё активно использовались при строительстве домов, но в последнее время их используют только в дизайн-проектах «под старину» или в создании интерьеров в стиле кантри, лофт, прованс. Как правило, выпускаются только для наружной установки, используются вместе с открытой проводкой. Переключаются поворотом рычага на 90°.
Клавишные
Самый распространенный тип выключателей. Замыкание и размыкание электрической цепи происходит при переключении клавиши из одного положения в другое. Выпускаются одно-, двух- и трехклавишные версии.
Клавишные выключатели недорогие, их удобно использовать и легко ремонтировать. С другой стороны, у них довольно низкий ресурс работы, нельзя регулировать интенсивность освещения, нет режима энергосбережения.
Литература
1. Описание и рабочие характеристики аппаратуры модульного исполнения и устройства контроля РАС. Устройства для защиты, коммутации, измерений и контроля. Каталог LV 10.1. Издание 2013 г.
2. Описание и характеристики оборудования. Модульные автоматические выключатели 5SL. Аппаратура модульного исполнения BETA. Ответы для инфраструктуры и городов. ©Siemens AG 2010.
3. Описание и рабочие характеристики УЗО 5SM3416-8. ©Copyright Siemens AG 2013.
4. ;
5. https://pa.compeljournal.ru/; https://pa.compeljournal.ru/enews.
Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail
•••
Кнопочные
Принцип работы кнопочного выключателя схож с клавишным: вы нажимаете на кнопку — она фиксируется и замыкает контакт. Повторное нажатие контакт размыкает. Часто выпускаются со светодиодной подсветкой. Не стоит путать такие выключатели с обычными электрическими кнопками, например, у звонка: такие кнопки замыкают контакт, только если их удерживают рукой.
Кнопочные выключатели легко впишутся в интерьер любой комнаты, несмотря на свой слегка нестандартный внешний вид. Стоят они немного дороже клавишных собратьев. Зато будут служить вам верой и правдой в течение долгого времени.
Проверка работоспособности расцепителей
Проверка работоспособности включает следующие действия:
Визуальный осмотр выключателя. На корпусе девайса не должно быть механических повреждений: сколов и трещин
Обращать внимание на плотность прилегания частей, качество креплений и зажимов. Сделать несколько пробных манипуляций по «включению выключению» вручную
Во включенном положении аппарат должен со щелчком фиксироваться и затем свободно выключаться. Прогрузка аппарата. Испытание заключается в определении времени срабатывания расцепителя при подаче электропитания с регулируемой силой тока на специальном стенде. Полученный результат сравнивается с типовой времятоковой характеристикой модели АВ.
Современный рынок электротехнического оборудования предлагает потребителю широкий спектр расцепителей. Этими устройствамикомплектуются аппараты 1-3 фазного переменного AС и постоянного тока DС и напряжением до 1000 В.
Дистанционные
Это выключатели, которые срабатывают от сигнала пульта дистанционного управления. Встречаются и комбинированные модели: например, сенсорный выключатель с пультом ДУ. Дистанционные выключатели не очень распространены, потому что стоят довольно дорого. К тому же пульты имеют свойство теряться.
Но есть и свои плюсы. Во-первых, с дистанционными выключателями вам не придется портить стены: достаточно будет просто вооружиться саморезами или двухсторонним скотчем и закрепить выключатели в нужных местах. И никаких проблем со стационарной проводкой. Во-вторых, вы сможете включать и выключать лампочки из любой точки квартиры или дома и почувствовать себя повелителем света.
Разновидности модельного ряда
Многие домашние мастера предпочитают использовать проверенные временем независимые расцепители. Такие агрегаты срабатывают исключительно под действием напряжения, которое постепенно проходит по главной цепи автоматического выключателя. Большая популярность таких установок возникла на фоне того, что каждый мастер может управлять системой в дистанционном режиме, чего не предусмотрено в других категориях расцепителей.
Автоматизированный выключатель помогает своевременно отключить от электросети абсолютно все приборы и другие источники, которые функционируют за счёт электроэнергии. Эта функция особенно важна в тех ситуациях, когда в сети наблюдается заметное отклонение напряжения от заданной потребителем нормы
Но важно учесть и недостатки, которые связаны с переводом энергии в тепловое выделение. Наличие такого фактора может быть чревато тем, что выключатель будет отсоединён ненадлежащим образом
Современный Z-ASA/230
Производители отмечают тот факт, что отключение вентиляции при пожаре через независимый выключатель этой серии происходит крайне быстро. Эта модель выпускается с высококачественными подвижными модулями и шестью парами контактов. Такое устройство особенно актуально в отношении импульсных выключателей. Агрегат прекрасно работает в экстремальных условиях, где наблюдается повышенная влажность. Устройство часто используется специалистами для дистанционного управления. Уровень проводимости тока приравнивается к показателю 4.5 мк.
Усовершенствованные модификации на 30А
Эта разновидность расцепителей для автоматического выключателя изготавливается со специальным кодовым расширителем. Итоговый показатель выходного напряжения приравнивается к 35 В. Слаженная работа агрегата связана с диодными выпрямителями. Все контакты монтируются на подвижных пластинах.
Специалисты предусмотрели наличие трансиверов с подстроечными резисторами. Многие модели из этой категории подключаются к щиткам электросети через высококачественные конденсаторные блоки. Для предотвращения негативного воздействия внеплановых перегрузок на сети используются расширительные динисторы.
Агрегат IEK РН47
Специалисты с уверенностью утверждают, что этот расцепитель является одним из самых востребованных. Огромное значение имеет именно компактность этой модели. Надёжная фиксация со щитком обеспечивается благодаря небольшим конденсаторным блокам. Помимо этого, у модели предусмотрено только два выпрямителя, а все контакты подвижные.
Сам расширитель находится в нижнем отсеке конструкции вместе с реле. Наличие трансивера не предусмотрено.
Повышенное внимание нужно обратить на рабочие параметры независимого расцепителя — выходное напряжение находится в пределах 40 В. Максимальная нагрузка сети не должна превышать 30 А
Помимо этого, производителями были проведены многочисленные исследования, которые показали, что минимальная температура расцепления находится в пределах -10˚С. Агрегат совершенно не боится воздействия повышенной влажности. Вся проводка изолирована особым образом для безопасной эксплуатации устройства.
Бытовой SHUNT 250 VAC
Эта модель независимого расцепителя выпускается на основе диодного выпрямителя, который расположен над реле
Внимание нужно уделить и рабочим параметрам системы, которые составляют 44 Ом. Стандартная пороговая перегрузка приравнивается к 24 А
Миниатюрный конденсаторный блок используется для подключения модификации.
Все проводники оснащены мощными изоляторами. Агрегат оборудован сразу тремя парами резисторов, надёжно зафиксированными над выпрямителем. Производители не предусмотрели только наличие стабилизатора. Благодаря этому такая модель идеально подходит для маломощных приводов.
