Назначение и устройство автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для установки в силовых распределительных щитках. Основное их назначение – компенсирование перепадов напряжения, а также отключение определенного участка электрической сети. Автоматы, или сокращенно ВА, предназначены для установки в начале электрической цепи, на входе здания, квартиры, дома.

В настоящее время на рынке представлено достаточно большое разнообразие автоматических выключателей, которые предназначены не только для отсечки токов высокого номинала при скачках напряжения, но и от перегрузки участка электрической цепи, а также от пониженных нагрузок сети. По своему виду все автоматические выключатели делят на:

• селективные;
• нормативные;
• быстродействующие.

Стандартное время отсекания у селективных и нормативных автоматов — в пределах 0,02-0,1 сек. А вот у быстродействующих на порядок выше, и достигает значения — в 0,05 сек.

На всех автоматах имеются крепежные элементы, позволяющие их монтировать в электрические коробки, щитки и т.д., которые оборудованы специальной крепежной планкой в задней части.

Монтаж автоматических выключателей в коробку не сложен. Для этого вам необходимо его прижать задней частью к монтажной планке коробки и немного прижать до характерного щелчка. Если вам необходимо будет автомат снять, то вам необходимо будет потянуть ушко, расположенное сверху автомата.

Принцип работы автоматического выключателя

Механизм автомата и находится внутри пластикового корпуса. Кроме того здесь находятся ещё и предохранительные устройства или расцепители, которых может быть два – электромагнитный и тепловой. Они предназначены для отсечки электрической цепи.

Тепловой расцепитель – это биметаллическая пластинка, которая, в случае прохождения токов высокого значения, выпрямляется, размыкая электрическую цепь. Это достаточно медленный прерыватель.

Электромагнитный расцепитель представляет собой специальную катушку, которая рассчитана на токи определенного порогового значения. В том случае, если данное значение превысило норму – катушка разрывает электрическую цепь. Благодаря этому свойству – автомат с электромагнитным расцепителем имеет значительно короткое время отсечки.

Уровень чувствительности автоматов

В современных автоматах имеется возможность отключения напряжения в двух вариантах. Первый из них – быстрый. Благодаря электромагнитному расцепителю автомат срабатывает при превышении напряжения более чем на 140% (это пороговое значение для стандартных автоматов). Если превышение напряжения не достигает заданного уровня, то со временем, от перегрева, сработает тепловой расцепитель.

В зависимости от тепловых характеристик самого расцепителя, напряжения, а также температуры окружающей среды – процесс отсечки может длиться и несколько часов.

Полярность автоматических выключателей

Все современные автоматы также делятся и в зависимости от полюсов. Это значит, что автомат может иметь несколько электрических линий, которые будут независимы одна от другой, но объединенные одним отключающим механизмом. В настоящее время автоматы могут иметь 1,2,3,4 полюса.

Пороговая сила тока автоматического выключателя

Автоматические выключатели также делятся и по определенной пороговой чувствительности. Это позволяет отсечь от сети напряжение соответствующей силы тока. Автоматы с номинальным значением изготавливаются и настраиваются на заводе-изготовителе. Значение этого показателя прописывается на самом автомате.

В частном строительстве и быту используют автоматические выключатели с такими значениями силы тока: 3А, 6А, 10А, 16А, 25А, 32А, 40А, 63А, 100А, 160А. Кроме того существуют и автоматические выключатели с повышенными показателями – это 1000А, 2600А, которые не используют в частном строительстве. Это значение показывает нам общую мощность потребителей электрической цепи, которые будут находиться под контролем заданного автомата. Помимо общей мощности приборов также необходимо учитывать и электропроводку электроцепи, розетки, выключатели и т.д.

Типы современных автоматических выключателей

В настоящее время все автоматы делятся производителями на несколько типов, обозначаемых определенными буквами:

• А – предназначен для работы в цепях, имеющих полупроводниковые приборы, а также довольно большой протяженности;

• В – ставятся в цепи системы освещения общего назначения;
• С – устанавливаются в цепях систем освещения, а также и в электроустановках, имеющих умеренные пусковые токи. К таким установкам относят двигатели, трансформаторы.
• D – устанавливаются в цепи активно-индуктивной нагрузки. Кроме того эти автоматы можно ставить и на электродвигатели, имеющие большие пусковые токи.
• К – автоматы, предназначенные для установки в сетях с индуктивными нагрузками.
• Z – обеспечивают защиту электронных приборов.

Школа ремонта

141 Назначение автоматических выключателей.

Автоматический выключатель — это контактный коммутационный прибор (электротехническое или электроустановочное устройство. Предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.

142 Какую защиту может обеспечить автоматические выключатели?

Автоматический выключатель — используется для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузки и короткого замыкания.

143 Какое значение тока называется номинальным током электромагнитной защиты автомата?

Номинальный ток автомата – наибольший ток, протекание которого через автомат допустимо в течение неограниченно длительного времени.

Ток уставки электромагнитного расцепителя – наименьший ток, при котором срабатывает расцепитель.

144 Какое значение тока называется номинальным током тепловой защиты автомата?

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя – наибольший ток расцепителя, при котором расцепитель не срабатывает.

145 Как выбирается значение тока срабатывания электромагнитного расцепителя авто­мата?

Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Мгновенный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2÷10 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы B, C и D в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).

146 Как выбирается значение тока срабатывания теплового расцепителя автомата?

Время срабатывания зависит от тока (времятоковая характеристика) и может изменяться от секунд до часа. Минимальный ток, при котором должен срабатыватьтепловой расцепитель, составляет 1,45 от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом.

147 Какие аппараты относятся к контакторам?

Конта́ктор — двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Выключатель путевой: однополюсный, Выключатель кнопочный нажимной: с замыкающим контактом, С размыкающим контактом, Контакт электротеплового реле, Выключатель трехполюсный с автоматическим возвратом, Контакт для коммутации сильноточной цепи (контактора, пускателя) замыкающий, Контакт замыкающий с замедлением, действующим, Контакт коммутационного устройства, Контакт размыкающий с замедлением, Контакт контактного соединения и др.

148 Приведите условно-графическое обозначение контактора и от каких изменений в электрической цепи он может обеспечить защиту электропривода?

Наименование	Изображение	Наименование	Изображение
Выключатель путевой: однополюсный		Контакт электротеплового реле
Выключатель кнопочный нажимной: с замыкающим контактом		Выключатель трехполюсный с автоматическим возвратом
С размыкающим контактом		Контакт для коммутации сильноточной цепи (контактора, пускателя) замыкающий

Контакторы не защищают электрические цепи от ненормальных режимов, поскольку у них отсутствуют защитные элементы.

Автоматические выключатели: назначение, устройство, принцип действия

Автоматический выключатель (АВ) совсем не похож на обычный, который расположен в каждой комнате вашего уютного жилища для включения и выключения света. Его задача состоит немного в другом. Предназначен он для защиты электрических цепей от короткого замыкания, изменения напряжения, перегрузок и других нарушений режимов работы цепи, а также для ручного отключения и выключения линий и потребителей электроэнергии.

Автоматические выключатели по времени срабатывания подразделяются на быстродействующие, нормальные и селекторные.

В наше время, когда технический прогресс не стоит на месте, АВ из громоздкого, немного неудобного превратился в компактный (насколько это возможно) коммутационный аппарат.

Автоматы (как принято называть данное устройство) чаще всего устанавливаются на входе в дом или в квартиру. И стараются их разместить в специальных боксах (щитах), которые могут быть как металлическими, так и пластиковыми.

Существует достаточно много разновидностей АВ. Некоторые из них служат лишь в качестве выключателей цепи и для предохранения сети от перегрузки, а некоторые имеют дополнительные функции, например защиту от токов пониженной нагрузки.

Все АВ по времени срабатывания на недопустимое напряжение подразделяются на три вида:

• селективные;
• нормальные;
• быстродействующие.

Время срабатывания нормального автомата колеблется от 0,02 до 0,1 с. В селективных АВ это такое же время. Быстродействующие АВ работают немного быстрее: у них эта величина составляет всего 0,005 с.

Пример автоматного ряда фирмы АВВ серии S230.

Все АВ заключены в пластиковый небьющийся корпус со специальным креплением на задней стороне. Устанавливать автомат на это крепление очень легко, достаточно вставить его на рейку в щите до щелчка. Снимать автомат столь же просто – потянув отверткой за специальное ушко. По своему техническому исполнению АВ бывают различного вида, от однополюсных до четырехполюсных, с различными модификациями.

Внутри автомата располагается так называемая начинка, то есть его главные предохранительные устройства – электромагнитный и тепловой расцепитель.

Основные требования к АВ

Во всех автоматах главная контактная система должна:

1. Обеспечивать, не перегреваясь и не окисляясь, продолжительный режим работы при номинальной силе тока.
2. Не повреждаясь, отключать цепь при токах КЗ.

Устройство АВ

Принцип работы

Схема устройства АВ.

Для защиты от короткого замыкания в АВ имеется электромагнитный расцепитель. Электрический ток протекает через катушку электромагнита. Если сила тока превышает установленное значение, электромагнит притягивает к себе контакт, который приводит в действие размыкающий механизм. Быстродействующие расцепители реагируют на ток большей силы при КЗ.

Для защиты от перегрузок предусмотрен термический расцепитель. Он представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается, когда по ней протекает ток. Если ток слишком велик, пластина перегревается и деформируется, тем самым размыкая электрическую цепь. Расцепители этого типа срабатывают не сразу, а с задержкой. Ток КЗ способен разрушить это устройство.

Различия АВ

Автоматы различают по степени чувствительности к срабатыванию отключения. В наиболее распространенных стандартных моделях чаще всего применяются АВ с пороговым значением, примерно равным 140% от номинального.

АВ различают также по количеству полюсов. Что это значит? В одном автомате может быть несколько независимых друг от друга электрических линий, которые соединены между собой общим механизмом отключения. Например, двухполюсные или трехполюсные автоматы (о чем выше уже упоминалось).

У АВ есть различия и по другим не менее важным показателям. Они отличаются по пороговой силе тока, которую они пропускают через себя. Чтобы автомат мог сработать и в аварийной ситуации отключить электросеть, он должен быть настроен на определенный порог чувствительности. Такую настройку обычно производит изготовитель, и поэтому на автомате сразу пишут числовое значение этого порога.

Для бытовых нужд используют автоматы с показателями 3, 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 и 160 А. Эти цифры означают суммарную мощность всех потребителей электрического тока, которые будут подключаться к цепи. Чувствительность автомата необходимо рассчитывать не только по суммарной мощности предполагаемых энергопотребителей, но и проводке, и электромонтажным изделиям – выключателям и розеткам. Ниже приведена таблица типов автоматов.

Таблица типов автоматов.

Диапазоны токов мгновенного расцепления автоматов разных типов

Здесь приведен ряд графиков, которые вам будут интересны (буквы В, С, D обозначают области токов мгновенного расцепления).

График 1. С областями токов мгновенного расцепления.

Тип В – свыше 3 Iном до 5 Iном включительно.

Тип С – свыше 5 Iном до 10 Iном включительно.

Тип D – свыше 10 Iном до 20 Iном включительно.

У отдельных производителей существуют дополнительные кривые отключения:

Тип А – свыше 2 Iном до 3 Iном включительно.

Тип К – свыше 8 Iном до 14 Iном включительно.

Тип Z – свыше 2 Iном до 4 Iном включительно.

Под номинальным током (I ном) понимается установленный изготовителем ток, который автомат способен проводить в продолжительном режиме при контрольной температуре 30°С.

Выбор типа АВ

График 2. На высшей и низшей ступени расположены автоматы.

При выборе автомата исходят из того, что его номинальное напряжение должно быть выше или равно номинальному напряжению сети. Определяют (при помощи математических расчетов) максимальную силу тока КЗ в зоне защиты, а предельно допустимую силу тока АВ выбирают больше этой величины.

Номинальная сила тока расцепителя должна быть несколько больше значения силы тока длительной максимальной нагрузки, иначе автомат будет отключать цепь не только при отключении силы тока от своего заданного значения, но и при нормальном режиме работы (если сказать по-простому, будет срабатывать от каждого вашего чиха).

Также необходимо обеспечить избирательность (селективность) действия автомата. Он должен отключать защищаемый объект раньше, чем другие автоматы защиты, расположенные ближе к источнику питания. Защиту считают избирательной, если характеристики срабатывания аппаратов защиты высшей и низшей ступени сети с учетом зон разброса характеристик не пересекаются. Ниже приведен график, где на высшей и низшей ступени расположены автоматы.

Как вы видите по графику, в данном случае применяют на высшей ступени (цифра 1) сети АВ с повышенным регулируемым временем срабатывания (пунктирная кривая) или на низшей ступени сети токоограничивающий АВ (пунктирная кривая).

Покупка АВ

Несколько советов, как приобрести АВ в магазине грамотно:

1. Покупайте АВ в специализированных магазинах, а не на рынках (помните, что скупость здесь неуместна).
2. Перед покупкой попросите продавца включить автомат, и пусть он замкнет верхний и нижний контакты автомата щупами от тестера. При этом тестер должен быть включен на звуковой сигнал. Если вы услышали звук, значит, автомат рабочий. Нужно это для того, чтобы случайно не купить бракованный автомат.
3. Обратите особое внимание, чтобы на корпусе не было никаких трещин и сколов.
4. На АВ должен быть знак Ростеста.
5. Обязательно должна быть маркировка, и она должна быть расположена ровно, так как в заводских условиях маркировку наносит машина.
6. Многие производители в настоящее время выпускают АВ с возможностью подключения дополнительных контактов и с возможностью подключения фазных гребенок сверху.
7. Обязательно должно быть указано номинальное напряжение в вольтах.
8. Должна быть указана максимальная размыкающая способность в амперах.
9. Должен быть указан класс избирательности.
10. Если вы покупаете продукцию немецкого производства или продукцию, сделанную по немецкой лицензии, обратите внимание на знаки, которые должны быть указаны на АВ. В статье приведены обозначения, которые вам могут встретиться.

В заключение – ряд полезных таблиц.

Таблица 1. Двухжильный, проложенный в коробе медный кабель

Таблица 2. Двухжильный, проложенный в коробе медный провод

Выбор автоматического выключателя: применение и критерии выбора

Читайте в этой статье:
Выбор автоматического выключателя: область применения
Типы автоматических выключателей: как выбрать

История автоматического выключателя совсем короткая, и появились они в нашей жизни не очень давно. Еще лет пятьдесят назад о существовании такого элемента электропроводки, как автоматический выключатель, практически никто не знал – максимум, что было доступно нашему народу, это автоматическая пробка, которая стала предшественником нынешнего автоматического выключателя. Зато теперь представить электропроводку дома или квартиры без этого элемента защиты практически невозможно, и выбор автоматического выключателя стал крайне актуальным вопросом, о котором и пойдет речь в этой статье. Вместе с сайтом stroisovety.org мы изучим это устройство – ознакомимся с разновидностями и определимся с критериями выбора.

Выбор автоматического выключателя фото

Выбор автоматического выключателя: область применения

Практически во всех случаях область применения автоматического выключателя сводится к защите электрической проводки и, как результат, квартиры, дома и самого человека от возможных последствий коротких замыканий в цепи. При малейшем подозрении на него автомат срабатывает и просто обесточивает проводку до момента, когда неисправность будет устранена. Включается это устройство вручную, дабы избежать рецидивов.

Автоматический выключатель настолько хорошо показал себя в работе, что на его основе современные электрики создают полномасштабную схему защиты, предполагающую использование в доме или квартире не одного или двух, как это было раньше с пробками, а нескольких автоматов защиты. Их количество может исчисляться десятками, и зависит оно от насыщенности жилища человека электрическим оборудованием.

В зависимости от области применения, условно все установленные в домашнем щитке автоматы можно разделить на три группы.

1. Центральный автомат (в народе называют рубильник). Как правило, в распределительном щитке он находится в единственном экземпляре, но в силу некоторых обстоятельств их может быть и больше. Его назначение сводится к обесточиванию всей электрической цепи в случае большого короткого замыкания – он срабатывает только в том случае, когда отказали все стоящие за ним менее мощные выключатели. Можете считать его наличие перестраховкой, но на самом деле он оберегает такой ценный прибор, как электрический счетчик. В большинстве случаев это спаренный автоматический выключатель, который одним движением отсоединяет и ноль, и фазу проводки.

   Какой выбрать автоматический выключатель фото

2. Автоматы, отвечающие за освещение и бытовые розетки. Токовые характеристики этих автоматических включателей на несколько порядков меньше – если центральный рубильник должен выдерживать нагрузку от всех потребителей, то эти автоматические выключатели рассчитаны на несколько лампочек и один или два одновременно включенных в розетки потребителя. В большинстве случаев их устанавливают на ветвь подачи электрического тока к определенной комнате – также может просматриваться парное подключение таких устройств. В таком случае один автомат ответственен исключительно за освещение, а второй за розетки. Эта схема привлекательна тем, что при выходе из строя одной цепи комнаты, вторая остается работоспособной.
3. Автоматы для особо мощных потребителей. Если потребляемая мощность бытового прибора или техники превышает полтора-два киловатта и отличается длительностью работы, то для их защиты используется персональный автоматический выключатель. Такие приборы, как водонагревательные баки, стиральные и посудомоечные машины, электрокотлы и электрические конвекторы отопления, нужно оборудовать отдельным защитным автоматом.

В общем, защищается все и вся, и делается это с одной лишь целью – уберечь жилье человека от всевозможных неприятностей, связанных с использованием такого энергоресурса, как электричество. Брезговать автоматическим выключателем нагрузки, по меньшей мере, неправильно.

Типы автоматических выключателей: как выбрать

Разновидностей автоматических выключателей не слишком много, и классифицировать их можно всего по трем признакам: количеству полюсов, используемых в работе устройства, напряжению, на которое рассчитана его работа, а также максимальной нагрузке на автомат. Разберемся с этими моментами более подробно.

1. Количество полюсов. Здесь все достаточно просто – автоматические выключатели могут быть однополюсными и многополюсными. Однополюсный способен отключать либо ноль проводки, либо ее фазу (в большинстве случаев его устанавливают на фазу). Многополюсные предназначены для обесточивания нескольких жил одновременно. Для обычной бытовой проводки применяется двойной автомат, который отсоединяет одновременно ноль и фазу. В тех домах, где используется напряжение 380V, устанавливают трехполюсные автоматы. Имеются автоматические выключатели и с большим количеством полюсов, но они в основном применяются на производствах.

   Типы автоматических выключателей фото

2. Номинальное напряжение. Ни для кого не секрет, что напряжение в сети может быть разным – имеются сети с напряжением в 12, 24, 220 или 380V. Как результат, автоматы также могут быть рассчитаны на то или иное напряжение. Если говорить о решении вопроса, как выбрать автоматический выключатель по этим параметрам, то здесь все достаточно просто – всего-навсего следует знать, о какой сети электропитания идет речь. В быту чаще всего используется напряжение 220V, реже 380V и 12V. Что касается 24V, то такое напряжение применяется очень и очень редко. Если честно, то и 12V встретишь не часто – в основном это ванные комнаты или другие помещения с повышенной влажностью, в которых низкое напряжение призвано стать гарантом безопасности человека.

   Автоматические выключатели: технические характеристики фото

3. По силе тока или воспринимаемой автоматом нагрузке (мощность автоматического выключателя) – измеряется этот показатель в Амперах и отвечает он за мощность потребителей, подключаемых к той или иной цепи. Скажем так, если сила тока превысит номинал автомата, то он сработает и отключит электропитание – именно это и происходит в моменты короткого замыкания. Сила тока поднимается до неимоверных высот, в результате чего автомат срабатывает. Если перечислять разновидности этого устройства по силе тока, то они могут быть рассчитаны на 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 А. Чтобы проще было понять, какой из них выбрать, расскажу о следующей закономерности – как правило, электроприбор мощностью 1кВт в сети 220V соответствует силе потребляемого тока 5А. Теперь считайте сами, какой выбрать автоматический выключатель – если та же стиральная машина потребляет 2кВт, то для ее защиты понадобится автомат минимум на 10А. В большинстве случаев используют устройство с более высокими показателями (16А).

   Токовые характеристики автоматических выключателей фото

С разновидностями вроде бы разобрались – остается добавить не так уж и много. При выборе этого устройства нужно обратить особое внимание на такие технические характеристики, как сила потребляемого тока. В идеале номинал автомата должен быть несколько больше, чем реальное потребление электроприборами – как в случае с приведенным выше примером. Делается это для того, чтобы устройство не срабатывало попусту в моменты скачков напряжения или кратковременного повышения силы потребляемого тока. Например, холодильник или любой электродвигатель при запуске потребляет энергии в несколько раз больше, чем в процессе обычной работы. Здесь, как говорится, палка о двух концах – установка автоматического выключателя с заведомо сильно завышенными характеристиками приведет к их несрабатыванию даже во время короткого замыкания. От такого автомата толку нет никакого.

Подключение автоматического выключателя фото

И напоследок скажу несколько слов о подключении автоматического выключателя. Как правило, он предназначен для монтажа в электрический щиток и устанавливается туда очень просто – для подобных устройств любой распределительный ящик оборудуется специальной рейкой, на которую автомат просто защелкивается. Если вы внимательно рассмотрите выключатель, то с одной из его сторон, у самого основания, найдете небольшой рычаг, который взводится с помощью отвертки (он просто отодвигается или оттягивается, кому как удобно) и после установки на рейку он попросту защелкивает автомат на ней. Что же касается подсоединения к автомату проводов, то и здесь все не намного сложнее – с его лицевой стороны имеется пара отверстий, внутри которых находятся винты. Они выкручиваются и тем самым разделяют обжимную колодку (доступ к которой имеется сверху и снизу автомата) на две части, предоставляя возможность продеть между ними провод. Вставляем его туда и туго затягиваем винт, тем самым зажимая провод в колодке автомата – ключевое слово здесь «туго». Следует понимать, что плохой и нестабильный контакт приводит к нагреву провода – как результат, на нем начинает оплавляться изоляция, что чревато не только коротким замыканием, но и выходом из строя самого автоматического выключателя. Он, как и изоляция, плавится, контакты подгорают, и устройство становится неработоспособным.

Автор статьи Александр Куликов