Расцепитель автоматического выключателя: что это такое, номинальный ток

Расшифровки характеристик и выбор автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя покупателю нужно определиться с количеством полюсов устройства, номинальным током, типом защитной характеристики и не только. Подбор значения по любому из параметров осуществляется в зависимости от помещения, в которое будет устанавливаться устройство. Специалисты точно знают, что необходимо выбрать. Но как обычному пользователю сделать правильный выбор? Обо всем по порядку.

Назначение и разновидности автоматов

Автоматический выключатель – предохранительное устройство, которое перекрывает поступление тока в проводку при перегрузке в сети и/или коротком замыкании. Это происходит с помощью расцепителя. Он бывает трех видов, от которых зависит прямое назначение выключателя.

Тепловой служит для защиты от перегрузок в сети, представляет собой биметаллическую пластину теплового реле. При превышении значения номинального тока она нагревается, расширяется и выгибается, толкая рычаг, который разрывает соединение.

Второй тип – электромагнитный. Это система из катушки, сердечника и пружины, предназначенная для защиты от короткого замыкания. При резком увеличении силы тока, проходящего через катушку, меняется магнитное поле, это в свою очередь меняет положение сердечника, приводя к сжатию пружины и срабатыванию рычага.

Есть и универсальный вариант – комбинированный. Он объединяет в себе оба вышеописанных механизма, защищая одновременно и от перегрузок, и от скачков напряжения.

По конструкции автоматические выключатели разделяются на несколько разновидностей в зависимости от силы тока, на которую они рассчитаны:

  • воздушный – от 800 до 6300 А;
  • в литом корпусе – от 10 до 2500 А;
  • модульный – от 0,5 до 125 А.

Последний является одним из самых распространенных. При его выборе следует отметить, что он доступен по цене и прост в использовании и монтаже. Применяется в квартирах, частных домах и офисах. Устройства в литом корпусе и воздушные чаще устанавливаются на промышленных предприятиях и имеют более высокую цену.

Есть разделение автоматических выключателей и по времени срабатывания. Это характеристика, которая определяет скорость расцепления. В зависимости от её значения выделяют опять же три типа. Первый – нормальные (0,02-0,1 с), далее идут селективные (до 1 с) и быстродействующие с токоограничивающим эффектом (до 0,05 с). Последние являются особо долговечными и эффективными. Такой автомат срабатывает перед самой перегрузкой, до сильного повышения тока. Для выбора по данному параметру необходимо учесть силу перегрузок, которые могут возникнуть, и их частоту. Чем они выше и чем чаще происходят, тем быстрее устройство должно на них реагировать.

Основные параметры выбора

Номинальный ток. Первая и одна из самых важных характеристик, по которой следует выбирать, основываясь на том, какая предполагается нагрузка на сеть. Чем выше будет номинальный ток у устройства, тем выше будет и порог его отключения. Но не стоит выбирать автомат с «запасом» по данной характеристике, иначе он может не справиться со своей основной задачей – защитой сети от перегрузок. К тому же, чем выше значение данного параметра у аппарата, тем больше его цена. Расчет подходящего значения номинального тока можно провести по следующей формуле I= P/U, где:

I (А) – искомое значение;

P (Ватт) – суммарная потребляемая мощность. Для её вычисление необходимо сложить мощность всех электроприборов в доме и умножить полученное число на коэффициент 0,7. Потребляемая мощность всегда указывается в паспорте электротехники, а также на её корпусе, обычно сзади на специальной наклейке.

U (В) – напряжение сети.

Полученное значение необходимо округлить до ближайшего из стандартного ряда. Основными считаются автоматические выключатели со значением номинального тока 6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А.

Класс (тип расцепления) – этот параметр обозначается латинской буквой и показывает количество раз превышения номинального тока, при котором автоматический выключатель срабатывает.

  • A – 2-3 предназначен для проводки большой протяженности в любых зданиях.
  • B – 3-5 подходит для жилых домов;
  • C – 5-10 для мест, где в сеть подключается много оборудования, например, для промышленного предприятия или частной мастерской.
  • D – 10-20 аналогичен C.
Читайте также:
Печь-камин Бранденбург: описание с фото, отзывы, плюсы и минусы

Количество полюсов – эта характеристика связана с фазами сети. Для однофазной применяются однополюсные (в электросетях TN-C, TT) и двухполюсные (в электросетях IT) выключатели, а для трехфазной – трехполюсные (в электросетях TN-C, TT, IT) и четырехполюсные (в электросетях TN-S).

Надеемся, что данная статья поможет Вам в выборе подходящего автомата. Но для установки данного оборудования советуем обратиться к квалифицированному специалисту, чтобы монтаж был выполнен правильно и в последствии не возникли неполадки.

Расцепители автоматического выключателя

Расцепители автоматических выключателей

В любом автоматическом выключателе есть важная составная часть устройства: расцепитель, который служит для размыкания или замыкания коммутационного устройства. По сути расцепитель размыкает контакты автомата при появлении сверхтоков, снижении напряжения. ГОСТ Р 50030.1 (5) определяет понятие расцепителя, как «Устройство, механически связанное с контактным коммутационным аппаратом, которое освобождает удерживающие приспособления и тем самым допускает размыкание или замыкание коммутационного аппарата». Стандарт МЭК 61992‑1 (6) дополняет данное определение расцепителя автоматического выключателя – расцепитель может состоять из механических, электронных или электромагнитных компонентов; относится к любому устройству с механическим действием, которые применяется для расцепляющего оперирования в случае, когда во входной цепи встречаются определенные условия; в автомате может быть несколько расцепителей.

Виды расцепителей

В бытовых автоматических выключателях чаще всего встречаются следующие виды расцепителей: тепловой, электронный и электромагнитный. Они быстро распознают критическую ситуацию (появление сверхтоков, перегрузки и перепады напряжения) и размыкают контакты автоматического выключателя, предотвращая порчу электрического оборудования и защищая проводку. Помимо этих видов, существуют еще и расцепители нулевого напряжения, минимального напряжения, независимые, полупроводниковые, механические.

Сверхтоки – увеличение силы тока в электрической сети, превышающей номинальный ток автомата. Это токи перегрузки, замыкания.

Ток перегрузки – сверхток в функциональной сети.

Ток короткого замыкания – сверхток, появляющийся в результате замыкания двух составляющих сети при крайне низком сопротивлении между этими элементами.

Тепловой расцепитель

Тепловой расцепитель размыкает контакты автоматического выключателя при небольших превышениях номинального тока, отличается увеличенным временем срабатывания. При кратковременных превышениях токовой нагрузки он не срабатывает, это удобно в сетях, где часты именно кратковременные превышения номинального тока автомата.

Тепловой расцепитель является биметаллической пластиной, один конец которой расположен рядом со спусковым механизмом расцепления. В случае увеличения силы тока пластина начинает изгибаться и приближаться к спусковому механизму, касается планки, а та, в свою очередь, размыкает контакты автоматического выключатели. Принцип работы построен на физических свойствах металла, расширяющегося при нагревании, поэтому такой расцепитель и называется тепловым.

К достоинствам теплового расцепителя можно отнести отсутствие трущихся друг о друга поверхностей, устойчивость к вибрациям, низкая стоимость в силу простой конструкции. Но нужно обратить внимание и на недостатки – работа теплового расцепителя сильно зависит от температуры окружающей среды, их следует размещать в местах со стабильным температурным режимом вдали от источников тепла, в противном случае возможны многочисленные ложные срабатывания.

Электронный расцепитель

В состав электронного расцепителя входят измерительные устройства (датчики тока), блок управления и исполнительный электромагнит. Электронные расцепители предназначены для подачи команды на автоматическое отключения автомата с заданной программой при возникновении в электрической цепи сверхтоков перегрузки или замыкания. При превышении силы тока через автомат в блоке электронного расцепителя начинается отсчет времени срабатывания в соответствии с время-токовой характеристикой. Если за время срабатывания ток снизится до величины, ниже пороговой, то автоматического срабатывания не произойдет.

К плюсам электронных расцепителей относятся: широкий выбор настроек, четкое следование прибора заданной программе, наличие индикаторов. Основной недостаток – довольно высокая стоимость, а также чувствительность расцепителя к воздействию электромагнитного излучения.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель (отсечка) срабатывает мгновенно, не допуская ни малейшей вероятности повреждения составных частей электроцепи. Это соленоид с подвижным сердечником, который воздействует на механизм расцепления. В процессе протекания тока по обмотке соленоида, в случае превышения токовой нагрузки, происходит втягивание сердечника под воздействием электромагнитного поля.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при превышении тока короткого замыкания. Он обладает достаточной прочностью, устойчив к вибрации, однако создает магнитное поле.

Читайте также:
Плинтус кухонный пластиковый

Ток расцепителя автоматического выключателя

Ток расцепителя автоматического выключателя имеет конкретное значение (номинал), означающий величину тока, при котором автомат разомкнет цепь. Ток в тепловом расцепителе всегда равен или меньше номинального тока автоматического выключателя. При любом превышении токовой нагрузки на расцепитель будет происходить отключения автомата. При этом время, через которое произойдет размыкание контактов, зависит от времени протекания тока превышенной нагрузки. Время отключения теплового расцепителя можно рассчитать, используя время-токовые характеристики.

Ток электромагнитного расцепителя отключает автомат мгновенно при превышении номинального тока автоматического выключателя, чаще всего это происходит при коротком замыкании. Перед КЗ в сети очень быстро нарастает величина тока, которую учитывает устройство электромагнитного расцепителя, в результате происходит очень быстрое воздействие на механизм расцепления. Скорость срабатывания в этом случае составляет доли секунды.

Характеристики автоматических выключателей

Характеристики автоматических выключателей

Автоматический выключатель, или, говоря проще, автомат – это электротехническое устройство, знакомое практически всем. Все знают, что автомат отключает сеть при возникновении в ней каких-то проблем. Если не мудрить, то эти проблемы – слишком большой электрический ток. Чрезмерный электрический ток опасен выходом всех проводников и бытовой электротехники из строя, возможным перегревом, возгоранием и, соответственно, пожаром. Поэтому защита от высоких токов – это классика электрических схем, и существовала она еще на заре электрификации.

Автоматические выключатели

У любого аппарата максимально-токовой защиты есть две важных задачи:

1) вовремя и безошибочно распознать слишком высокий ток;

2) разорвать цепь до того, как этот ток сможет нанести какие-либо повреждения.

При этом высокие токи можно поделить на две категории:

1) большие токи, вызванные перегрузкой сети (например, включением большого количества бытовых электроприборов, или неисправностью некоторых из них);

2) сверхтоки короткого замыкания, когда нулевой и фазный проводник напрямую замыкаются между собой, минуя нагрузку.

Кому-то, может быть, это покажется странным, но именно со сверхтоками короткого замыкания все обстоит предельно просто. Современные электромагнитные расцепители без труда и совершенно безошибочно определяют КЗ и отключают нагрузку за доли секунды, не допуская даже малейшего повреждения проводников и аппаратуры.

С токами перегрузки все сложнее. Такой ток ненамного отличается от номинального, в течение какого-то времени он может протекать по цепи совершенно без последствий. Поэтому нет необходимости отключать такой ток мгновенно, тем более что он мог и возникнуть очень кратковременно. Ситуация отягощается тем, что каждая сеть имеет свой предельный ток перегрузки. И даже не один.

Устройство автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя

Есть целый ряд токов, для каждого из которых теоретически можно определить свое максимальное время отключения сети, составляющее от нескольких секунд до десятков минут. Но и ложные срабатывания тоже необходимо исключить: если ток для сети безвреден, то отключение не должно происходить ни через минуту, ни через час – вообще никогда.

Получается, что уставку срабатывания защиты от перегрузок необходимо регулировать под конкретную нагрузку, изменять ее диапазоны. И, разумеется, перед установкой аппарата защиты от перегрузок его необходимо прогружать и проверять.

Итак, в современных «автоматах» есть три вида расцепителей: механический – для ручного включения и выключения, электромагнитный (соленоидный) – для отключения токов короткого замыкания, ну и самый сложный – тепловой для защиты от перегрузок. Именно характеристика теплового и электромагнитного расцепителей и является характеристикой автоматического выключателя, которая обозначается латинской буквой на корпусе перед числом, обозначающим токовый номинал аппарата.

Эта характеристика означает:

а) диапазон срабатывания защиты от перегрузок, обусловленный параметрами встроенной биметаллической пластины, изгибающейся и разрывающей цепь при протекающем через нее большом электрическом токе. Точная настройка достигается за счет регулировочного винта, поджимающего эту самую пластину;

б) диапазон срабатывания максимально-токовой защиты, обусловленный параметрами встроенного соленоида.

Время-токовая характеристика автоматичсекого выключателя

Время-токовая характеристика автоматичсекого выключателя

Ниже перечислим характеристики модульных автоматических выключателей, расскажем о том, чем они отличаются друг от друга и для чего предназначены автоматы, имеющие их. Все характеристики представляют собой зависимости между током нагрузки и временем отключения на этом токе.

Читайте также:
Перегородка из бруса. Особенности каркасных конструкций

1) Характеристика MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.

2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,3 от номинального. При этом время отключения составит около часа. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три раза, гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды.

Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.

3) Характеристика В. Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный не в два, а в три и более раз. Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при пятикратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока.

Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.

4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного.

Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.

Характеристики автоматических выключателей B, C и D

Характеристики автоматических выключателей B, C и D

5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной перегрузке по току.

Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз.

Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.

7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.

Выбор автоматического выключателя по номинальному току срабатывания

На вводе в любую квартиру в обязательном порядке устанавливается устройство для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания. Как правило, эти задачи выполняют автоматические выключатели. Для правильной их установки необходимо уметь отличать номиналы автоматических выключателей.

Читайте также:
Применение художественной ковки для оформления лестниц

Где и как применяются автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.

Автоматы для защиты электросети

Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.

Номинальный ток автомата

У разных электроприборов потребляемая мощность способна отличаться в тысячи раз. Соответственно неодинаков и рабочий ток. К примеру, обычная квартира в жилом доме потребляет до 16-32 А. Поэтому автомат защиты квартирной сети подбирается на аналогичный номинал. Мощные промышленные печи способны потреблять от энергосистемы сотни ампер. Соответственно автомат для них требуется на больший номинал.

Номиналы автоматических выключателей

Маркировка автомата

Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.

Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:

В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.

Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.

Временная характеристика автоматических выключателей

В автоматических выключателях используется 2 вида расцепителей:

  1. Электромагнитный. Обладает мгновенным срабатыванием. При превышении тока электромагнитного расцепителя устройство защиты отключается без каких-либо временных задержек. Этот узел приводит к срабатыванию автомата при КЗ.
  2. Тепловой расцепитель. Срабатывает через некоторое время. Применяется для защиты от перегрузок. Причем, чем сильнее превышена допустимая мощность потребителя, тем быстрее сработает защита.

В некоторых автоматах применяется 1 расцепитель, в других оба. Различные комбинации этих узлов наделяют выключатель одной из вышеописанных характеристик B, C или D.

Ниже приведена таблица с временными характеристиками автоматов, их током отключения и сферой применения. In — номинальный ток, который указан на корпусе после буквы (16, 25, 32).

Временная характеристика При каком токе произойдет отключение Где применяются автоматы с данными характеристиками
B 3-5 In Сети освещения и линии с большой длиной
C 5-10 In Розетки и потребители с малыми пусковыми токами
D 10-20 In Потребители с большими пусковыми токами (двигатели, трансформаторы)
L, Z, K свыше 8-12 In Промышленность, редко

Примеры использования автоматов

Если заглянуть в квартирный электрощит, там наиболее вероятно будут установлены автоматы C16 или C25. В старых домах предусмотрена отдельная линия питания мощной электроплиты на кухне. Для нее предусмотрен автомат на 25 А.

Автоматы C16 в щите

Разновидности модульных устройств защиты

Помимо обычных автоматов в быту и промышленности часто встречаются и другие, родственные устройства. Они обладают определенными достоинствами перед простыми автоматическими выключателями.

Мини модели

Линейка устройств защиты широкого потребления. Устанавливаются в квартирные электрощиты. Данные приборы рассчитаны на малые номиналы 25-32 А. Обладают минимальным функционалом. Стоят дешево и не имеют возможности ручной подстройки тока срабатывания. При некорректной работе их целесообразней заменить новыми, нежели перенастроить.

Мини-автомат TPN-32

Дополнительная информация. В дорогих моделях предусмотрен регулятор для корректировки тока срабатывания. Данная процедура проводится в электротехнических лабораториях. Автомат подключается к специальному стенду. Затем ток плавно повышается. Это необходимо, чтобы выяснить при каком значении тока отключается каждое конкретное устройство защиты. А далее, внести корректировки в электромагнитный расцепитель.

Воздушные (силовые или открытые) автоматы

Главные особенности этих устройств — большие размеры, открытое негерметичное исполнение и повышенная номинальная мощность в сравнении с мини моделями. Силовые автоматы широко используются не только для защиты электрических сетей и агрегатов, но и для их включения и выключения.

Воздушный выключатель-разъединитель

Такие выключатели устанавливаются на промышленных распределительных щитах для питания мощных установок на десятки киловатт. Их номиналы достигают значений в 400 А и выше.

Читайте также:
Рамочный МДФ — что это такое

Закрытые выключатели

Рассчитаны на повышенную мощность. Применяются для защиты силовых потребителей. Приборы данного класса обладают закрытым герметичным исполнением и сравнительно малыми габаритами. Пригодны в сетях до 3,2 кА и отключаются при КЗ до 35 кА.

Герметичный автомат

Достоинство закрытых устройств защиты заключается в их герметичности. Это свойство допускает их применение в экстремальных условиях тропического климата.

Устройства защитного отключения

В большинстве случаев встречаются в бытовых электросетях. Используются для защиты квартирной проводки от повреждения изоляции, а жильцов от опасного прикосновения к токоведущим частям.

УЗО не предназначено для защиты кабелей от коротких замыканий. Вместо этого оно сравнивает токи, протекающие в фазном и нулевом проводах. Если разница превышает определенное значение, значит, где-то нарушена изоляция или человек коснулся фазного провода. В таком случае электропитание квартиры аварийно отключается.

Конструкция автомата защиты

Дифференциальный автоматический выключатель

Гибридное устройство, обладающее свойствами обычного автомата и полноценного УЗО. Диф автомат одновременно используется для защиты проводки от токов утечки и перегрузок. Такие функциональные возможности позволяют установить в щит вместо двух отдельных устройств защиты одно общее. В результате проводка упрощается и занимает меньше пространства.

Трехфазный дифавтомат

Количество полюсов

Бытовым электроприборам для работы необходимо однофазное питание. Достаточно фазного и нулевого провода. Мощные промышленные потребители (станки, печи) работают от трехфазной электросети. Им необходимы 4 провода: 3 фазы и 1 нулевой.

По этой причине и автоматические выключатели производятся в различном форм-факторе. Модели на 1 полюс устанавливают для защиты отдельных однофазных линий. На 2 применяются в качестве вводного устройства защиты квартирных электрощитов. Трехполюсные используются как силовые выключатели в трехфазных сетях. А четырехполюсные — это те же автоматы на 3 полюса, но они имеют дополнительный (4-й) модуль для нулевого провода.

Четырехполюсный выключатель IEK

Дополнительная информация. Если под рукой нет двухполюсного автомата, допустимо собрать его из 2 однополюсных. Устройства должны обладать одинаковыми временными и нагрузочными характеристиками. Аналогичным способом собираются выключатели на 3 и 4 полюса.

Выбор провода и автомата по току

Главный критерий выбора проводки и выключателя для защиты — это максимальный допустимый ток в линии. Он определяется поперечным сечением жилы питающего кабеля.

Для медного провода сечением 6 кв. мм длительный допустимый ток равен 46 А. Автоматический выключатель для защиты такой линии выбирается на меньший номинал. Например, 32 или 40 А. Если установить автомат на больший ток, то скорее сгорят провода, чем сработает защита. Поэтому устройство защиты подбирается на меньший ампераж, чем способна выдержать линия.

Другие распространенные номиналы автоматических выключателей по току указаны в таблице.

Сечение провода, кв. мм Наибольший допустимый ток, А Ток автоматического выключателя, А
1,5 19 10-16
2,5 27 16-20
4 38 25-32
6 46 32-40
10 70 50-63

Номинал автомата защиты — это самое важное, что учитывается при его подборе. Если поставить устройство на слишком малый ток, то оно будет постоянно выключаться без перегрузок проводки. Если на слишком большой, то отключится уже после того, как на проводах обгорит изоляция.

Номинал выключателя указан в его маркировке (C25). Его значение подбирается из расчета на 1-2 порядка меньше, чем предельный допустимый ампераж в линии. Это правило свойственно и для других защитных устройств (УЗО, дифференциальный автомат).

Как выбрать автомат: номинальный ток, полюсность и другие характеристики

Как выбрать автомат: номинальный ток, полюсность и другие характеристики

Автоматический выключатель – это коммутационное устройство, предназначенное для защиты электрической сети от повреждений, вызванных протеканием по ней токов большой величины. Если поток электронов, который проходит через автомат, превысит номинальный, цепь разомкнётся, изоляция не расплавится, проводка не загорится.

Современный рынок электрической защитной техники предлагает потребителю широкий выбор моделей автоматических выключателей, отличающихся друг от друга степенью и типом защиты, функциональностью. Чтобы обеспечить бесперебойную работу электрооборудования вашего дома, офиса или цеха, устройство, купленное вами, должно соответствовать параметрам сети и условиям, в которых оно будет работать.

Читайте также:
Ретро-гирлянда : как сделать уличную модель из лампочек Эдисона своими руками, пошаговая инструкция по монтажу

История создания автоматического выключателя

Первый автомат защиты электролинии, продемонстрированный в 1838 году американцем Чарльзом Графтоном Пейджем, представлял собой ртутный резервуар с поднимающимся при увеличении силы тока контактным стержнем, который размыкал цепь. Прообразом современных предохранителей стала колба Томаса Эдисона с помещённой в неё легкоплавкой проволокой или фольгой, запатентованная им в качестве устройства, обеспечивающего разрыв сети при перегрузке, в 1880 году.

В 1893 Михаил Осипович Доливо-Добровольский изобрёл рубильник с пружинными контактами и автоматической защитой от КЗ, принцип действия которого используется в промышленных автоматах до сих пор. Им же в 1910–1914 годах было разработано и усовершенствовано дугогасящее устройство, позволяющее быстро втягивать электродугу при разрыве трёхфазной цепи с переменным током высокого напряжения.

В начале XX века «Электрическое акционерное общество б. Шуккертъ в Нюрберге» разработало трёхфазный генератор с автоматом, который можно было настроить на работу в цепи с силой тока до 2000 А. В 1910 году появился аппарат, способный как мгновенно разомкнуть сеть при больших перегрузках, так и отключить её с регулируемой задержкой при незначительном повышении мощности. Первые масляные автоматы были представлены на выставке в Турине французами в 1911 году.

В 1921–1945 годы на рынке электротехники появились автоматические выключатели многократного использования Хуго Штоца и Генриха Шахтнера, объединившие в себе магнитный и тепловой расцепители. В это же время были изобретены дугогасительные камеры, с помощью которых можно было погасить искры, возникающие при срабатывании автомата. В 1950–1970 годы были усовершенствованы конструкции масляных автоматических выключателей и дугогасительных устройств, для гашения дуги начали использовать такие среды, как вакуум, воздух и электрический газ.

Современные автоматы с автоматическим регулированием характеристик не только защищают электрическую сеть от замыканий и перегрузок благодаря наличию в их конструкции и электромагнитного, и теплового расцепителей, но и имеют дополнительные модули, позволяющие разомкнуть цепь на расстоянии, например, в момент пожара, когда доступа к щитовой уже нет. За счёт улучшения теплоотдачи корпуса и эволюции дугогасительной системы увеличился срок службы автоматических выключателей.

Типы и различия автоматов

В зависимости от сети, для которой предназначен электровыключатель, устройства защиты могут быть постоянного тока, переменного или универсальные. Бытовые автоматы предназначены для монтажа в сеть напряжением 220 В. Для трёхфазной сети выпускаются автоматические выключатели, рассчитанные на напряжение 380 В и 400 В. Одной из самых важных характеристик, определяющей возможности автомата, является показатель номинального тока.

Номинальным называется ток, дающий тот максимум нагрева жилы и изоляции запитывающего кабеля, соединительных элементов, токопроводящих частей подключенных к сети приборов, при котором электрооборудование не пострадает, даже если ток такой силы будет течь по цепи постоянно.

Чтобы разобраться, под какой номинальный ток выбрать автомат, необходимо рассчитать сечение кабеля электропроводки в соответствии с мощностью оборудования, которое вы собираетесь к ней подключить, и оценить его устойчивость к перегрузкам по специальной таблице. Автоматы бывают однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные и четырёхполюсные. Количество полюсов определяется параметрами сети и подключенного к ней электрооборудования.

Если вы планируете, например, запитать от трёх фаз переменного тока трансформатор, вам потребуется трёх- или четырёхполюсный автомат, способный разорвать три фазы или три фазы и ноль в зависимости от схемы соединения его обмоток. Для защиты подключенного к трёхфазной сети станка с несколькими двигателями нужно установить один четырёхполюсный автомат, который обеспечит 220 В и в случае необходимости разомкнёт фазу и ноль, несколько трёхполюсных для защиты каждого из моторов и несколько двухполюсных, обеспечивающих работу цепей управления.

Для однофазной сети переменного тока подойдёт двухполюсное устройство, способное разомкнуть фазу и ноль. Однополюсные автоматы обычно подключают на каждую ветку домашней проводки вместе с УЗО. Для защиты сети постоянного тока нужен двухполюсный автомат, который в случае необходимости одновременно обеспечит разрыв и «+» и «−».

При проектировании электросети важно обратить внимание и на скорость, с которой цепь при перегрузке будет разомкнута:

  • нормальный автомат отреагирует на повышение нагрузки в течение 0,02–0,1 с.;
  • селективный сработает в течение 1 с.;
  • быстродействующий разомкнёт цепь максимум за 0,005 с.
Читайте также:
Подснежники из бумаги своими руками со схемами и пошаговыми фото

Типы A, B, C, D автоматических выключателей определяются степенью повышения тока в цепи, при котором произойдёт мгновенное расцепление, и временем, которое потребуется устройству, чтобы среагировать на повышение нагрузки обесточиванием сети. Выключатель A-типа сработает, когда значение силы тока превысит номинальное в 2–3 раза. Автомат типа B разомкнёт цепь при превышении в 3–5 раз. Устройство типа C сработает, когда сила тока относительно номинальной повысится в 5–10 раз.

Выключатель D-типа разомкнёт цепь при повышении номинального тока в 20–30 раз. Существуют также автоматы типов K (для серьёзных индуктивных нагрузок) и Z (для электроники), предел тока для которых может отличаться в зависимости от производителя. В автоматах типа MA, которые устанавливаются для защиты сети с большой нагрузкой или, например, одного конкретного электродвигателя, вместо теплового расцепителя стоит реле максимального тока.

Ознакомиться с время-токовой характеристикой автоматического выключателя можно по графику, приведённому в инструкции производителя. Верхняя линия на нём показывает, как быстро сработает тепловой расцепитель при повышении тока. Нижняя – при каких значениях силы тока и за какое время произойдёт электромагнитная отсечка при КЗ.

Время-токовая характеристика автомата для жилых зданий зависит от номинального тока, на который он рассчитан. В силовых автоматических выключателях на эту величину дополнительно влияют такие параметры, как условный тепловой ток в оболочке и на открытом воздухе, номинальный непрерывный ток. Время мгновенного отключения для них определяется не типом B, C, D а расчётом тока уставки электромагнитного расцепителя через значение номинального тока. Отключающая способность автомата – это величина силы тока, которая заставит автомат разомкнуть цепь.

Как и где применяются автоматические выключатели?

Автоматы просты в монтаже и надёжны. Использование их в бытовых и промышленных электрических сетях позволяет своевременно обнаружить тепловую перегрузку или короткое замыкание и мгновенно принять меры. Обесточить цепь в случае возникновения аварийной ситуации можно с помощью:

  • предохранителей с расплавляющейся при перегреве вставкой;
  • бытовых автоматических выключателей, которые в зависимости от типа время-токовой нагрузки могут монтироваться в сеть переменного тока напряжением не выше 440 В в квартирах, частных домах, в качестве вводных установок электросетей жилых зданий;
  • силовых автоматов, предназначенных для использования с сетями постоянного и переменного тока соответственно до 1500 В и до 1000 В в коммерческих, административных, промышленных зданиях и на подстанциях.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Изготовленный из диэлектрика корпус устройства оборудован гнездом крепления на дин-рейку. Автомат монтируется в электрическую цепь с помощью клеммных зажимов, расположенных в верхней и нижней частях корпуса. Тумблёр с фиксированными верхним и нижним положениями даёт возможность потребителю электроэнергии разомкнуть или замкнуть цепь вручную в случае необходимости. Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая при повышении силы тока постепенно разогревается, изгибается и отключает автомат.

Токовая отсечка происходит за счёт включения в работу в момент аварийного повышения нагрузки электромагнитной катушки, сердечник которой, выдвигаясь, надавливает на рычаг и таким образом размыкает цепь. Чтобы возникающая в момент разрыва сверхтоков электрическая дуга не выжгла контакты, дугогасительная камера электровыключателя разделяет разряд дуги на небольшие потоки и затем гасит их, охлаждая.

Правила выбора автоматических выключателей

Вы сможете избежать ошибок при выборе автомата, если кроме параметров цепи, которую он будет защищать, его полюсности, класса, отключающей способности, номинальной силы тока, мощности электрооборудования будете учитывать и тип нагрузок, определяющийся особенностями работы запитанных от сети приборов. Так, например, в обычной городской квартире во время включения электрического освещения изменение сопротивления нити накала лампочки увеличивает силу тока почти в 3 раза. Поэтому для ветки освещения лучше купить автомат типа B.

Если вы, например, оборудуете мастерскую, к питающей сети переменного трёхфазного тока которой будете подключать в перспективе трансформатор или устройства с асинхронным двигателем (деревообрабатывающее или металлообрабатывающее оборудование), при выборе кабеля для электропроводки и автомата вам нужно обязательно учесть пусковые токи. В квартире (стиральная машина, электроинструмент, вентилятор) они небольшие и кратковременные.

Пусковые токи – это мгновенный максимум, потребляемый при запуске устройствами, в конструкции которых присутствует магнитный сердечник. Такая перегрузка кратковременна и не может нанести ущерб кабелю, если его сечение подбиралось с учётом мощности оборудования.

Если вы собираетесь использовать в своей мастерской прибор с асинхронным двигателем, который в момент раскручивания ротора даёт большую перегрузку электросети, выберите автоматический выключатель типа C. Он срабатывает при повышении номинальных токов в 5–10 раз и даёт некоторый запас времени, что позволит вам включить оборудование, не щёлкая тумблёром автомата.

Читайте также:
Реальная экономия на отоплении: как создать тепловой насос своими руками

В производственном цехе электродвигатели станков часто дают активно-индуктивную нагрузку. Для их качественной работы лучше поставить автоматы типа D, способные некоторое время выдержать ток, увеличившийся в 10–20 раз. Модульные конструкции для сетей постоянного тока подбираются аналогично.

Правила монтажа и проверки автоматического выключателя

Подключение автомата должно выполняться в соответствии с ПУЭ. Основной выключатель монтируется перед счётчиком на установленную в щитке дин-рейку с помощью пластиковой защёлки на корпусе. При подключении устройства необходимо убедиться, что токопроводящая жила в месте соприкосновения с контактом тщательно очищена от изоляции. Чтобы получить качественное крепление, соединение полюсов между собой лучше делать проводами одинакового сечения.

Ввод выполняется обычно сверху, там, где расположен неподвижный контакт. Количество автоматических выключателей после счётчика определяется необходимостью разграничения отдельных ветвей электротрассы объекта. Трёхфазный автомат подключается аналогично. Если вы планируете использовать прибор с асинхронным двигателем, после монтажа с помощью фазоуказателя нужно проверить правильность чередования фаз.

Внимание! Не забудьте, что установка счётчика выполняется только сотрудниками органов энергонадзора, которых надо официально вызвать перед подключением дома или квартиры к питающей сети.

Прогрузку автомата может сделать только электротехническая лаборатория на специальной испытательной установке, с помощью которой на выключатель подаётся ток необходимой величины и определяется точное время размыкания цепи. Результаты испытаний фиксируются протоколом и техническим отчётом. А вот убедиться, что пакетник подключен правильно, вы можете и сами.

Если при выключенном тумблёре автомата оборудование, запитанное от электросети, продолжает работать или изменяются показания счётчика, значит монтаж выполнен неправильно.

Бренды автоматических выключателей

Автоматы серии BA

Модульные и силовые автоматические выключатели серии BA используют в сетях переменного и постоянного тока напряжением не более 690 В для переменного тока частотой 50–60 Гц и 440 В для постоянного. Автоматы BA выдерживают номинальный ток до 2000 А. Их коммутационная стойкость к износу в некоторых случаях достигает 20 тысяч циклов. Они могут иметь полюсность от 1 до 4 с электромагнитным и тепловым расцепителями в каждом полюсе и время-токовую нагрузку A, B, C, D.

Отключающая способность отдельных автоматов BA достигает 6 кА, средняя – 4,5 кА. Модульные версии этой серии можно устанавливать на дин-рейку или с помощью планки-адаптера вместо устаревших выключателей AE. Все составляющие силовых автоматов BA размещены в блочном корпусе, который крепят к вертикальной поверхности с помощью саморезов. Наибольшей популярностью пользуются такие выключатели ВА, как IEK, Контактор, ИНТЭС, ДЭК, EKF и др.

Российские силовые и бытовые автоматы выпускаются в соответствии с разными ГОСТами, поэтому требования к их конструкции и характеристикам отличаются. ГОСТ IEC 60898-1-2020 определяет область и цель применения автоматических выключателей, работающих с сетью переменного тока, где номинальная сила тока не превышает 125 А, а отключающая способность не должна быть выше 25000 А. ГОСТ Р 50030.2-2010 регламентирует нормы для промышленных автоматов без ограничения по отключающей способности и номинальному току.

IEK

Русские автоматические выключатели IEK пользуются большим спросом на российском и украинском рынке электротехники благодаря низкой стоимости этих автоматов. При покупке нужно быть внимательным – часто встречаются подделки, отличающиеся по качеству и конструкции. Аппараты выпускаются в B, C и D вариантах, последний из которых рассчитан более на трёхфазную сеть.

Читайте также:
Рамочный МДФ — что это такое

Legrand

Французские автоматические выключатели Legrand сходны по качеству с популярными автоматами ABB, но стоят дороже. Серия Legrand TX3 предназначена для установки в квартирах и частных домах. Аппараты просты в эксплуатации и надёжны. Модели Legrand DX3 подойдут как для использования в жилых домах, так и на производстве. Они способны выдержать нагрузку до 125 А.

Schneider Electric

Французские автоматические выключатели Schneider Electric можно поставить на одну из первых трёх позиций в рейтинге надёжных автоматов. Их изготавливают из огнестойких металлов. Корпус аппарата не разрушается под воздействием ультрафиолета. Для жилых строений выпускаются серии: Schneider «Домовой», идеально соответствующая по параметрам российским электрическим сетям, более бюджетная Easy 9 и Schneider Acti 9, подходящая для использования как в условиях производства, так и в частом доме или квартире. Аппараты Schneider Acti 9 отличаются повышенной безопасностью и способны работать в нестандартных условиях.

Автоматы ABB

Выключатели ABB, которые выпускаются в Германии шведско-швейцарской компанией, считаются лучшими по качеству, безопасности в использовании и долговечности при небольшой разнице в цене по сравнению с автоматами, изготовленными в России. От моделей других производителей они отличаются большим количеством крепёжных элементов и большей перегрузочной способностью на токах от 6 до 8 кА. Автоматы ABB можно встретить в продаже двух серий SH 200 и S200 с отключающей способностью соответственно 4,5 и 6 кА.

TMAX

Серия универсальных автоматических выключателей TMAX выпускается компанией ABB. Автоматы TMAX можно монтировать в электротрассу как производственных, так и жилых зданий. Они подходят для сетей переменного и постоянного тока, отличаются высоким качеством и устойчивостью к токам короткого замыкания.

Часто задаваемые вопросы по автоматическим выключателям

Вопрос: как рассчитать номинальный ток автомата для квартиры?

Ответ: номинальный ток выключателя должен быть немного выше, чем запланированная вами нагрузка на электросеть и соответствующий ей кабель. Мощность нагрузки определяется суммарной мощностью оборудования, которое будет запитываться от сети, делённой на значение напряжения в сети (в условиях квартиры – 220 В).

Сечение медной жилы кабеля, мм 2

Нагрузка, которую в состоянии длительно выдерживать кабель, А

Токовые характеристики автоматических выключателей

Проектирование и сборка электрощитов на заказ. Сборка щитов. Схема электрощита

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы рассмотрим основные характеристики автоматических выключателей, которые необходимо знать, чтобы правильно ориентироваться при их выборе — это номинальный ток и время токовые характеристики автоматических выключателей.

Напомню, что эта публикация входит в серию статей и видео, посвященных электрическим аппаратам защиты из курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Автоматические выключатели - основные характеристики

Основные характеристики автоматического выключателя указываются на его корпусе, где также наносится торговая марка или бренд производителя и каталожный либо серийный номер.

Самая главная характеристика автоматического выключателя – номинальный ток. Это максимальный ток (в Амперах), который может протекать через автомат бесконечно долго, не отключая защищаемую цепь. При превышении протекающим током этой величины, автомат срабатывает и размыкает защищаемую цепь.

Ряд номинальных токов автоматического включателя

Ряд значений номинального тока автоматических выключателей стандартизован и составляет:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Величина номинального тока автомата указывается на его корпусе в амперах и соответствует температуре окружающей среды +30˚С. С увеличением температуры, значение номинального тока снижается.

Также автоматы в электрощитах обычно устанавливаются по несколько штук в ряд вплотную друг к другу, это приводит к увеличению температуры (автоматы «подогревают» друг друга) и снижению величины коммутируемого ими тока.

Некоторые производители автоматических выключателей указывают в каталогах поправочные коэффициенты для учета этих параметров.

Подробно о влиянии температуры окружающей среды и количества рядом установленных аппаратов защиты смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.

В момент подключения в электрическую сеть некоторых потребителей, например, холодильников, пылесосов, компрессоров и др. в цепи кратковременно возникают пусковые токи, которые могут в несколько раз превышать номинальный ток автомата. Для кабеля такие кратковременные броски тока не страшны.

Поэтому, чтобы автомат не выключался каждый раз при небольшом кратковременном возрастании тока в цепи, применяют автоматы с разными типами время-токовой характеристики.

Таким образом, следующая основная характеристика:

Читайте также:
Плинтус кухонный пластиковый

время-токовая характеристика срабатывания автоматического выключателя – это зависимость времени отключения защищаемой цепи, от силы протекающего через нее тока. Ток указывается как отношение к номинальному току I/Iном, т.е. во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный для данного автоматического выключателя.

токовые характеристики автоматических выключателей

Важность этой характеристики заключается в том, что автоматы с одинаковым номиналом будут отключаться по-разному (в зависимости от типа время-токовой характеристики). Это дает возможность уменьшить количество ложных срабатываний, применяя автоматические выключатели с различными токовыми характеристиками для разных типов нагрузки,

Рассмотрим типы время-токовых характеристик:

Тип A (2-3 значения номинального тока) применяются для защиты цепей с большой протяженностью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.

Тип B (3-5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с малым значением кратности пускового тока с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи, осветительные электросети общего назначения). Показаны для применения в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки в основном активные.

Тип C (5-10 значений номинального тока) применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами — кондиционеры, холодильники, домашние и офисные розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенным пусковым током.

Тип D (10-20 значений номинального тока) применяются для защиты цепей, питающих электроустановки с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъемные механизмы, насосы, станки). Устанавливаются, в основном, в производственных помещениях.

Тип K (8-12 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.

Тип Z (2,5-3,5 значений номинального тока) применяются для защиты цепей с электронными приборами, чувствительными к сверхтокам.

В быту обычно используются автоматические выключатели с характеристиками B,C и очень редко D. Тип характеристики обозначается на корпусе автомата латинской буквой пред значением номинального тока.

Маркировка «С16» на автоматическом выключателе будет обозначать, что он имеет тип мгновенного расцепления С (т.е. срабатывает при величине тока от 5 до 10 значений от номинального тока) и номинальный ток, равный 16 А.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя обычно приводится в виде графика. На горизонтальной оси указывается кратность значения номинального тока, а по вертикальной оси — время срабатывания автомата.

время токовые характеристики автоматических выключателей

Широкий диапазон значений на графике обусловлен разбросом параметров автоматических выключателей, которые зависят от температуры — как внешней, так и внутренней, поскольку автоматический выключатель нагревается проходящим через него электрическим током, особенно, при аварийных режимах — током перегрузки или током короткого замыкания (КЗ).

На графике видно, что при значении I/Iн≤1 время отключения автоматического выключателя стремится к бесконечности. Другими словами, до тех пор, пока ток, протекающий через автоматический выключатель, меньше или равен номинальному току, автоматический выключатель не сработает (не отключится).

Также график показывает, что чем больше значение I/Iн (т.е. чем больше протекающий через автомат ток превышает номинальный), тем быстрее автоматический выключатель отключится.

При протекании через автоматический выключатель тока, величина которого равна нижней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (3In для «В», 5In для «С» и 10In для «D»), он должен отключиться за время более 0,1с.

При протекании тока, равного верхней границе диапазона срабатывания электромагнитного расцепителя (5In для «В», 10In для «С» и 20In для «D»), автоматический выключатель отключится за время менее 0,1с. Если значение тока главной цепи находится внутри диапазона токов мгновенного расцепления, автоматический выключатель расцепляется либо с незначительной выдержкой, либо без задержки времени (менее 0,1 с).

В следующих статьях мы продолжим рассмотрение характеристик автоматических выключателей, методику и стратегию их расчета и выбора, потому если хотите не пропустить новые интересные материалы по этой теме — подписывайтесь на новости сайта, форма подписки внизу статьи.

В заключении статьи подробное видео Номинал и токовые характеристики автоматических выключателей:

Рекомендую прочитать:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: