Автоматические выключатели: характеристики, установка, подбор, применение

Электрическая сеть – это система, включающая в себя вводы, провода, потребителей тока, а также аппаратуру коммутации. Установка автоматических выключателей обеспечивает защиту сети в целом и отдельных потребителей в аварийных ситуациях, когда параметры тока выходят за рамки нормальных значений (КЗ, скачки напряжения, изменение направления тока и прочее). Кроме того, они позволяют выполнять в случае необходимости нечастую коммутацию потребителей дистанционно или в ручном режиме (6-30 циклов включения/отключения в сутки).

Эволюция и принципиальное устройство автоматических выключателей

История электроаппаратуры началась задолго до появления первых коммерческих электросетей. Так, принцип работы автоматического выключателя был открыт еще в 1836 году американским ученым Ч. Г. Пэйджем, но современная конструкция была запатентована только в 1924 году швейцарской компанией Brown, Boveri & Cie. С тех пор каждый автомат включает в себя следующие элементы:

• блок контактов;
• камеру нейтрализации (гашения) дуги;
• расцепитель следующих видов: тепловой, электромагнитный, электронный, микропроцессорный;
• механизм управления: ручной, пружинный или с приводом;
• механизм свободного расцепления.

В настоящее время производится множество электроаппаратуры, иллюстрацией чего служат характеристики автоматических выключателей, которые обеспечивают надежную коммутацию и защиту электросетей и потребителей любой сложности и мощности в любых условиях эксплуатации. Количество моделей этих устройств разных производителей не поддается исчислению.

В каталогах «Скат технолоджи» представлены изделия ведущих компаний Siemens, Andeli, Schneider, чья продукция по праву занимает ведущие позиции на рынке электротехники. Здесь вы сможете увидеть автоматические выключатели на фото, а также ознакомиться с их основными характеристиками и способами установки. Если вы не являетесь профессионалом в электротехнике, рекомендуем воспользоваться помощью наших специалистов, которую можно получить в том числе в online-режиме.

Тем, кого интересует, как работает автоматический выключатель, дадим короткое пояснение. Каждый аппарат имеет настройки на определенные параметры тока и нагрева проводников. Эти настройки обеспечиваются чувствительностью соленоида расцепителя на ток и тепловым реле с винтовым регулированием (калибровкой). Если в процессе работы сети параметры выходят за установленные рамки, происходят разрыв цепи и обесточивание потребителей.

Классификация автоматических выключателей

Для классификации электроаппаратов существуют нормативные документы, в которых изложены технические и эксплуатационные требования к ним. Классы автоматических выключателей отечественного и зарубежного производства определяются в соответствии с такими документами:

• ГОСТ 9098-78;
• ГОСТ 14255-69;
• ГОСТ Р 50345-2010;
• ГОСТ Р 50030.2-99;
• МЭК 60898-95;
• EN 60947-2;
• EN 60898.

В соответствии с отечественными нормативно-техническими документами классификация автоматов осуществляется по 12 параметрам, которыми учитываются десятки эксплуатационных характеристик аппаратов. Количественные и качественные значения этих параметров определяют назначение автоматического выключателя и допустимые условия его эксплуатации.

Основные классификационные параметры автоматических выключателей

Чем выше уровень архитектуры электросетей, тем сложнее подбирать к ней аппаратуру защиты и управления, поскольку приходится учитывать большое количество различных параметров работы. Для достижения нужного результата необходимо провести инженерные расчеты всех параметров, чтобы подбор автоматического выключателя и других электроаппаратов обеспечил надежную и безопасную работу сети. Перечень основных характеристик автоматов выглядит следующим образом:

• номинальные токи главной цепи и расцепителей – соответственно 6,3-6300 (всего 22 номинала) и 15-3200 ампер (всего 12 номиналов);
• конструктивное исполнение – воздушные или АСВ (800-6300 A), в литом корпусе или МССВ (10-2500 A), модульные или МСВ (0,5-125 A) автоматы;
• количество полюсов главной цепи – от одного до четырех;
• наличие или отсутствие ограничений по току;
• виды расцепителей: нулевой, минимальный, независимый, максимальный;
• наличие или отсутствие контактов для подключения вторичных цепей;
• способ подключения вводов/выводов: переднее, заднее, комбинированное, универсальное;
• способ монтажа: стационарный, выкатной (на DIN-рейку), на разъемах;
• вид отсечки: нормальная, селективная, мгновенная;
• вид привода: ручной, пружинный, с движителем (электромагнит, пневматика и прочее);
• обычное или защищенное исполнение.

Перечисленные характеристики имеют свое обозначение или количественное выражение. Например, кривая отключения автоматического выключателя является графическим отражением срабатывания расцепителя на отсечку. Она указывает, при каком значении превышения номинального тока «In» происходит срабатывание устройства. По этому параметру продукция зарубежного производства подразделяется на 6 групп (типов):

• A – 2-3 In;
• B – 3-5 In;
• C – 5-10 In;
• D – 10-20 In;
• Z – 2-4 In;
• K – 8-14 In.

Класс срабатывания автоматических выключателей отечественного производства обозначается буквами B, C и D, поскольку наша промышленность не выпускает продукцию остальных типов. В свою очередь по скорости срабатывания отсечки автоматы подразделяются на нормальные (0,02-1 сек.) и быстродействующие или мгновенные (менее 0,005 секунды). Селективность автоматических выключателей означает возможность установления разного времени отсечки с выдержкой 0,25-0,6 секунды для подчиненных электроаппаратов.

Автоматы этого типа имеют основную и дополнительную рабочие цепи, что позволяет отключить аварийный участок электросети, контролируемый подчиненным аппаратом, и сохранить подачу тока оставшимся потребителям. Временной диапазон процессов быстродействия и селекции также отражают кривые автоматических выключателей. Срабатывание устройств защиты происходит не только по току, но и по нагреву проводов, которое обеспечивается тепловым реле. Проще говоря, электромагнитный расцепитель реагирует на потребление тока, а тепловое реле – на нагрев проводки.

Именно от настройки последнего зависит времятоковая характеристика автоматического выключателя. Величина тепловой нагрузки не должна превышать номинальное значение для проводов определенного сечения более чем в 1,45 раза. Она определяется с учетом способа прокладки проводов и общей нагрузки. В зависимости от установленной настройки тепловое реле может срабатывать мгновенно или сохранять работоспособность сети в течение определенного времени, но не более часа.

О важности своевременного срабатывания аппаратуры защиты

Из вышеприведенных данных понятно, насколько важным является время срабатывания автоматического выключателя. Минимальная величина этого показателя необходима для мощного промышленного оборудования. Здесь обычно используют аппараты класса D с мгновенным расцеплением. Для бытовых потребностей с запасом хватает автоматов класса C нормального расцепления.

Исключение составляют изношенные сети и особо чувствительные потребители тока, где следует использовать аппараты классов A и B, у которых минимальное время срабатывания автоматического выключателя при КЗ не только обеспечивает защиту, но и предотвращает возгорание проводки. Кстати, состояние последней зачастую имеет определяющее значение при выборе электроаппаратуры. Если сечение проводов не соответствует нагрузке на сеть, тепловая характеристика срабатывания автоматического выключателя будет препятствовать ее нормальной работе.

Отражение характеристик электроаппаратуры в ее маркировке

Для электротехнической продукции характерным является использование важнейших эксплуатационных характеристик в маркировке изделий. Для осветительных ламп это потребляемая мощность и сила светового потока. Маркировка автоматических выключателей намного сложнее, в название изделия можно втиснуть минимум информации. Обычно это номинальное рабочее напряжение. Поэтому символы маркировки наносят на корпус автомата:

• класс ограничения по току обозначается цифрой, помещенной внутри квадрата; количество полюсов отображается пиктограммой;
• класс или категория применения автоматических выключателей отображается вместе со значением номинального тока – например, «C16»;
• максимально допустимая величина тока срабатывания, при которой исключен риск повреждения автомата, указывается в прямоугольной рамке.

Перечисленных сведений в маркировке изделия специалисту достаточно, чтобы определиться, как выбрать/подобрать автоматический выключатель в полном соответствии с параметрами электросети. Однако при самостоятельном приобретении аппарата легко ошибиться, если не учитывать характеристики проводки и величину нагрузок. Например, ощутимо отличаются рабочие параметры открытой и закрытой проводки, медных и алюминиевых проводов.

Если вы зададитесь вопросом, как выбрать/подобрать автоматический выключатель по мощности, следует учитывать, что медный провод сечением 4 мм, проложенный открытым способом, выдерживает нагрузку 9 кВт. Тот же провод при закрытой проводке выдержит 5,9 кВт. Понятно, что мощность потребителя тока не должна превышать возможности проводки.

Аналогично номиналы автоматических выключателей должны быть меньше соответствующих параметров сети. В противном случае возникает риск перегрузки электросети вплоть до возгорания проводки, на который автомат попросту не среагирует. Для того чтобы избежать подобной ситуации, необходимы предварительные расчеты, которые обеспечат баланс между потребителями тока, проводкой и средствами защиты и управления. Тем, кого интересует вопрос, как выбрать автоматический выключатель для дома, дадим совет: номинал аппарата выбирайте по пропускной способности проводки (сечению и материалу проводов, а также способу их прокладки).

Основные правила подключения автоматического выключателя

Грамотное устройство архитектуры электросетей позволяет на порядок повысить их надежность. В настоящее время нами используется масса бытовых приборов и техники, в том числе имеющих значительную мощность. Старая проводка советского образца не была рассчитана на такие нагрузки, поэтому перед потребителями часто возникает вопрос, как рассчитать ток автоматического выключателя, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию домашней электросети.

Исходя из опыта своей работы, компания «Скат технолоджи» сделала вывод, что при значительном увеличении нагрузки на сеть (например, установке электроплиты) не следует пользоваться старой проводкой. Не поможет и правильный выбор автоматического выключателя по току нагрузки, поскольку проводка на нее не рассчитана. Лучше всего полностью реконструировать или заменить сеть с распределением потребителей тока по группам.

Электротехника – точная прикладная наука, поэтому производство электротехнических товаров выполняется по определенным стандартам. Это хорошо видно на примере того, какие бывают автоматические выключатели, конструкция которых рассчитана на конкретные условия эксплуатации. Разделение потребителей на группы давно практикуется в промышленных сетях. На бытовом уровне этот подход выглядит следующим образом:

• для осветительной арматуры номинал автомата не должен превышать 10 A;
• для обычных розеток – 16 A;
• для силовых розеток для электроплит, бойлеров и прочего осуществляется подбор автоматического выключателя по мощности потребителей.

Для реализации такого подхода к устройству сетей производителями предлагается достаточный выбор автоматов с разным количеством полюсов, дифференциального типа и прочих агрегатов. Для бытовых целей следует использовать аппараты в литых корпусах, у которых защищены все токоведущие части, что исключает случайное поражение током. Для того чтобы установить автоматический выключатель универсального исполнения, необходимы распределительные устройства (шкафы, сборки и прочее).

Разнообразие электроаппаратов объясняется и тем, что их конструкция предусматривает всевозможные условия установки. Другими словами, прибор с идентичными параметрами может иметь несколько вариантов исполнения. Поэтому схема подключения автоматического выключателя является обязательным приложением к каждому изделию. В ней указываются количество полюсов, точки подключения фаз и нейтрали, способы подготовки проводов к подключению и другие особенности конкретной модели.

Если человек имеет минимальное представление об электротехнике, он не будет долго раздумывать над тем, как подключить однофазный автоматический выключатель на щитке своей квартиры. Просто смотрите на схему, в которой нет ничего сложного. Единственное предупреждение: если вы меняете автомат, ни в коем случае не ставьте выключатель большей мощности, чем прежний. Для начала необходимо убедиться, что проводка способна выдержать увеличенную нагрузку.

Уход за электроаппаратурой

Электроаппаратура, как и любые другие приборы, нуждается в уходе. Техническое обслуживание автоматических выключателей осуществляется по определенной процедуре со строгой периодичностью. Пользователи зачастую не подозревают о такой необходимости, но она есть. Электротехника подвержена износу, постепенно происходит окисление контактов, старение изоляции, износ подвижных частей и прочие изменения. Поэтому расчет автоматического выключателя по мощности, выполненный 5 лет назад, может не соответствовать реальному положению дел.

Наверное, у многих из вас случались ситуации, когда безупречно работавшая сеть начинает барахлить. Очевидным проявлением этого становится факт, когда без видимых причин часто срабатывает автоматический выключатель. Причина может быть и в самом аппарате, но чаще всего такое происходит из-за проблем с проводкой и скрытых дефектов в электрических схемах бытовых приборов и оборудования.

Для выявления и предупреждения таких ситуаций существует прогрузка автоматических выключателей. Она проводится каждые три года с использованием специального оборудования и выполняется с целью проверки соответствия фактического состояния автомата требованиям безопасной эксплуатации электросетей. Методика проверки автоматических выключателей предусматривает проверку состояния изоляции, времени срабатывания защиты на сверхтоки и нагрев, состояния контактов и прочих параметров.

Проведение регулярного технического обслуживания обеспечивает выявление неполадок на ранних стадиях, предупреждает более серьезные последствия и гарантирует безопасную эксплуатацию сетей в обозримом будущем. Обнаруженные неисправности автоматических выключателей по возможности устраняются, но чаще всего в таких случаях требуется полная замена электроаппаратов, особенно в случае их малых типоразмеров.

Производители электротехнической продукции изготавливают многие запчасти к мощным промышленным автоматам. Для бытовой или маломощной аппаратуры обычно выпускают только запасные контактные группы. Поэтому замена автоматических выключателей – типичное действие при ремонте электросетей. Регулярный уход за электроаппаратурой – совершенно необременительная процедура, в том числе по деньгам. Ее основная цель – профилактика.

В числе технических характеристик автоматов указывается также гарантированное количество циклов включения/отключения. По этим показателям автоматические выключатели имеют срок службы, измеряемый десятилетиями при условии грамотной установки аппаратов и своевременного ухода за ними. Они должны полностью соответствовать параметрам сети. Кроме того, для продления сроков их службы не следует пользоваться неисправными электроприборами, которые провоцируют частое отключение сети.

Профессиональные услуги от компании «Скат технолоджи»

Наша компания специализируется на работах по инженерным коммуникациям, в том числе электросетям. Наши специалисты готовы дать рекомендации по выбору автоматических выключателей и выполнить проектирование сетей, включая расчеты нагрузок и их распределение с учетом всех норм безопасной эксплуатации. Опытные инженеры ответят на любые практические вопросы, в том числе как подключить автоматический выключатель для разных категорий потребителей тока с учетом условий монтажа, состояния проводки и прочих факторов.

В наших каталогах представлен широкий выбор электротехнической продукции от ведущих производителей. Наш ассортимент позволит без особого труда провести полную комплектацию работ по обустройству электросетей. Если вас смущает стоимость автоматических выключателей с логотипами знаменитых брендов, напоминаем, что качественная продукция не может быть откровенно дешевой. Кроме того, срок службы такой электроаппаратуры на порядок выше, чем у изделий сомнительного происхождения.

Тем, кто задается вопросом, какие автоматические выключатели лучше, следует определиться, какой смысл вы в него вкладываете. Для нас определяющим фактором служит надежность и безопасность при адекватных расходах? Мы предлагаем электротехническую продукцию по самым справедливым ценам, поэтому убеждены, что наши покупатели не переплачивают. Габариты автоматических выключателей далеко не всегда являются эквивалентом цен, поэтому, если вы хотите получить нормальный результат обустройства электросети, воспользуйтесь услугами профессионалов «Скат технолоджи».

https://www.sktech.ru/article/avtomaticheskie-vykljuchateli-harakteristiki-vybor-podkljuchenie/