Автоматический выключатель – это специальный прибор контроля, устанавливаемый на вводе в частную электросеть, а также на отдельную группу приборов или даже какое-нибудь одно мощное оборудование. Основная его задача – не допустить скачков тока и нагрева проводки. Разберем, как устроен, по какому принципу работает и для чего предназначается электроавтомат, как расшифровывается маркировка, как выглядит классификация, и что нужно учесть при его выборе.
Автоматический выключатель устанавливается в щиток, и обеспечивает защиту сети или группы приборов
Автоматический выключатель – что это такое, устройство, принцип действия, назначение
Электротехнический прибор для подключения, прохождения и отключения электротока в сети называется автоматическим выключателем. Автомат выполняет, прежде всего, защитную функцию и предотвращает негативные последствия перепадов параметров электросети для проводки и подключенной техники.
Назначение коммутатора сводится к следующему ряду задач:
- Пропуск электрического тока заданных характеристик неограниченный период времени.
- Ручное включение/отключение питания сети, отдельной ветки или оборудования.
- Отключение подачи при обнаружении скачков силы тока при коротком замыкании и перегрева при избыточной мощности потребления.
Главный рабочий показатель автоматического выключателя – времятоковая характеристика. Величина определяет временной отрезок, за который прибор прерывает электроподачу при обнаружении превышения параметров сети выше установленной нормы.
Схематическое устройство автоматического включателя
Устройство включает следующие рабочие узлы:
- Корпус с крепежом.
- Контакты для подсоединения проводки.
- Размыкающий контакт.
- Пластинки для гашения дуги.
- Эластичный провод для соединения подвижных элементов.
- Эм-катушка с сердечником и пружиной – э/м-расцепитель.
- Пластинка из биметалла – тепловой расцепитель.
- Устройство для приведения механизма разрыва контактов в действие.
- Переключатель – для приведения устройства в рабочее/отключенное состояние.
Автоматический выключатель в защите сети от короткого замыкания и перегрузок работает на основе 2-х главных механизмов расцепления:
- Электромагнитный.
Защищает электроцепь от кратковременного разрушительного повышения силы тока в момент короткого замыкания. Ввиду характера события, время действия механизма исчисляется долями секунды.
Обеспечивается это устройством и принципом действия э/м-расцепителя:
- В основе лежит э/м-катушка, сердечник которой помещен на пружину.
- В нормальном состоянии ток проходит через замкнутые контакты, обеспечивая электроснабжение.
- Силы э/м-поля недостаточно, чтобы сдвинуть узел, сжав пружину.
Механизм действия электромагнитного расцепителя своевременно предотвращает последствия короткого замыкания
- При замыкании ток в сети возрастает в несколько раз, благодаря чему величина э/м-поля достигает нужного для сдвига пружинного элемента значения.
- В результате пружина сжимается, контакты разрываются и сеть обесточивается.
Расцепление сети происходит настолько быстро, что повышение силы тока в цепи не успевает достичь критического значения.
Справка! Отключение автомата под нагрузкой приводит к пробою электродуги на подвижной части контакта. Чтобы исключить ее разрушающее действие применяются дугогасящие пластины.
- Тепловой.
В основе применяется биметаллический элемент. Расцепитель теплового типа защищает сеть от перегрузки, приводя в действие автоматический выключатель по следующему алгоритму:
- При включении в сеть приборов с большей, чем положено суммарной мощностью потребления возникает перегрев проводки.
- Пластинка из биметалла начинает нагреваться и изгибаться, и в определенный момент контакты разжимаются.
- В результате электроснабжение прерывается, и проводка сохраняется от перегрева, плавления изоляции и возгорания.
Тепловой расцепитель предотвращает последствия перегрузки из-за большого количества подключенных приборов
Во время перегрузки сила тока не достигает критической величины и не несет разрушающего воздействия. Поэтому отключение происходит не мгновенно, а по мере роста нагрева проводки. Например, при повышении температуры проводки при силе тока в 1,5 раза большей номинала, автомат отключится не ранее, чем через 40-60 мин.
Маркировка
На корпусе находятся данные, отображающие главные свойства автомата – это, прежде всего, такая информация:
- Наименование компании-изготовителя. Как правило, изображается в виде логотипа насыщенного оттенка.
- Тип, серийный номер. Включает буквы и цифры. Дает представление о назначении прибора и возможность идентификации в каталоге.
- Номинальный ток, в амперах. Определяет величину оптимальной силы тока, которую проводник может пропускать без нагрева свыше нормы неограниченный период времени.
- Номинал рабочего напряжения, в вольтах. Характеризуется 3-мя разновидностями – для переменного, постоянного и смешанного.
- Отключающая способность, отображаемая в кА. Обозначает предельно допустимую силу тока в сети, при которой автомат может без повреждения прервать электроподачу.
На корпус автоматического включателя нанесена маркировка теххарактеристик
Рекомендация! Для ввода в дом рекомендуется ставить автомат с отключающей способностью 6 кА, а для отдельных групп приборов – 4,5 кА.
- Токоограничение. Показывает скорость отключения. Разделяется на 3 класса – 1-ый от 10 мс, 2-ой 6-10 мс, 3-ий 2,5-6 мс. Отображается на корпусе в черной квадратной форме.
- Стандарты. Соответствие изделия ГОСТу и по возможности другим нормативам.
- Импульсный потенциал. Пиковая величина напряжения, которую способен без последствий перенести прибор.
- Момент закручивания контактов. Обозначается в Нм и определяет силу затяжки с помощью динамо-отвертки.
Еще один не менее важный рабочий параметр, отображаемый в маркировке автомата, это время токовая характеристика. Показывает границы величин силы тока цепи, в рамках которых произойдет отключение э/м-расцепителя за определенное временной отрезок.
Например, для категории С она равна 5-10-кратному повышению номинала автомата. Если взять модель на 25 А, то показатель будет – 25×5 – 25×10 = 125-250 ампер.
Всего есть 6 главных категорий – это A, В, С, D, К и Z. Каждая из них имеет свои особенности и сферу применения, что нужно учитывать при выборе прибора.
Графическое отображение времятоковой характеристики автоматических включателей
Классификация
Устройства автоматического выключения классифицируются по нескольким признакам:
- Количеству полюсов.
- Времятоковой характеристике.
- Особенностям конструкции.
- Номинальной отключающей способности.
- Рабочей силе тока.
Разберем особенности каждого параметра более подробно.
Количество полюсов
В зависимости от количества фаз, подводимых к жилищу, и мощности подключаемых электроустановок автоматы бывают 4-х видов:
- 1-полюсные.
Устройство представляет собой простейший автомат с возможностью подключения 1 фазы. Предназначается для защиты проводника от перегрева. При этом в схеме нулевые и заземляющие жилы обходят прибор.
Ввиду этого устройство не применяется в качестве вводного. Так как при отключении нейтраль остается подсоединенной, что не дает полной защиты электроцепи. Устанавливаются 1-полюсные автоматы на рейку 18 мм.
Важно! Параметры автомата должны соответствовать состоянию проводки. При избыточном номинале и опасной ситуации он просто не выключится, а при малом – будет постоянно срабатывать без видимой причины.
1-полюсный автоматический выключатель для защиты фазного провода
- 2-полюсные.
2-х-полюсные виды автоматов применяются для подключения достаточно мощных 1-фазных бытовых электрических приборов, а также в качестве вводного. При срабатывании защиты происходит отключение нуля и фазы.
К устройству подсоединяются 4-ре проводника – 2 на ввод и 2 на вывод к внутренней сети. Монтируются с помощью рейки шириной 36 мм.
- 3-полюсные.
Предназначаются для подключения 3-х-фазного электрооборудования – насосов, двигателей, станков и проч. Применяются как в качестве вводного, так и отдельного для установок.
На ввод защитного приспособления подаются 3 фазы. На выходе образуются отдельные фазные проводники или единая 3-х-фазная сеть. Для монтажа используется дин-рейка на 54 мм.
- 4-полюсные.
Применяются для защиты 3-х-фазной сети с нейтралью. Служат защитой при подключении мощного оборудования, например, 3-фазного мотора по схеме «звезды» с выведенной нейтралью.
На выводах каждая фаза может использоваться отдельно с общим нулевым проводом. Для установки применяется рейка на 73 мм.
4-полюсные автоматические включатели для защиты 3-х-фазной сети с нейтралью
Времятоковая характеристика
Чтобы предотвратить ложное срабатывание, ввиду неравномерности нагрузки, для каждого конкретного случая применяются автоматы со своими времятоковыми параметрами. Величина определяется время, за которое произойдет отключение, а также кратность превышения силы тока номинального значения (Iн).
На практике чаще всего задействуются автоматические выключатели A, B, C, и D-типа – у каждого из них есть следующие свои рабочие характеристики:
- А. Отличается максимальной чувствительностью. Срабатывает при Iн, равной 1,3-3. Устанавливается для защиты оборудования, при работе которого не допустимы даже малейшие перегрузки.
Видео описание
Видео о том, что такое автоматический выключатель, как устроен и для чего нужен:
- B. Отключается при превышении Iн в 3-5 раз в течение 5-20 сек. Монтируется для защиты электроцепей с низкой вероятностью резких скачков тока, протяженных линий и систем освещения.
- С. Прерывает подачу при Iн, равной 5-10. Время срабатывания – 1-10 сек. Приборы этого типа чаще других устанавливаются на ввод в жилых помещениях.
- D. Отключает ток при превышении Iн – 10-20 раз. Период срабатывания – 1-10 сек. Монтируется на схемы с мощным 3-х-фазным оборудованием.
Справка! Автовыключатели категорий К и Z срабатываются при 4-х и 10-кратном превышении показателя Iн, и применяются для защиты промышленного оборудования.
Конструкция
Применяемые в быту устройства выключения тока по типу корпуса разделяются на 2 вида:
- Модульные. Предназначаются для бытовых условий с небольшим номинальным током. Как правило, это 1-2-полюсные модели.
- Литые. Отличаются литым корпусом. Включают 3-4 полюса. Применяются для мощного оборудования.
Видео описание
Видео-советы по выбору электрического автомата:
Есть также воздушные автоматы. Они оснащаются 3-4 полюсами. Устанавливаются в схему мощного электрооборудования.
Номинальная отключающая способность
Данный параметр определяет назначение автоматических выключателей, и разделяет их на 3 сферы:
- 4,5 кА. Предназначается для частного жилища с сопротивлением проводки не более 0,05 Ом, что соответствует силе тока 500 ампер.
- 6 кА. Применяется в жилых домах и общедоступных местах с электроцепью сопротивлением 0,05 Ом и током до 4,5 кА.
- 10 кА. Используются для установок промышленного назначения.
В современной частной застройке на ввод устанавливаются автоматы на 6 кА, так как они более надежны, чем уже устаревшие варианты на 4,5 кА.
Рабочая сила тока
По величине рабочего тока и соответствующей сфере применения автоматы разделяются на такие группы:
- 1-3 А. Подходят для цепи с небольшой нагрузкой. В состав схемы входят приборы с малой суммарной мощностью потребления – светильники, цифровая техника.
- 6-16 А. Применяются для отдельных помещений, комнат или домов со средней нагрузкой. 3-4-полюсные модели на 16 А используются для 3-фазного оборудования.
Видео описание
Видео-инструкция по расшифровке маркировки электрических автоматов:
- 20-32 А. Предназначаются для установки на ввод, группы и отдельного мощного оборудования в частных домах.
- 40-63 А. Используются для подключения мощного электрооборудования.
Обратите внимание! Чтобы сеть не обесточивалась при запуске оборудования с мощным начальным импульсом, автоматический выключатель следует правильно подбирать по соответствующей характеристике – А, B, C или D.
Параметры выбора
При выборе автомата для дома должны учитываться следующие параметры:
- Число полюсов. Должно соответствовать количеству фаз в сети и характеристикам оборудования.
- Мощность. Величина рассчитывается по суммарной мощности приборов.
- Номинальная мощность. Рассчитывается путем перемножения показателей мощности и напряжения сети.
- Характеристика срабатывания. Определяется особенностями сети и электроприборов.
Рабочий ток автомата должен, прежде всего, соответствовать реальным параметрам электропроводки – сечению и материалу жил, способу их укладки. Его номинал должен быть равным или меньшим действительного тока проводника.
Видео описание
Видео-пример проверки быстроты срабатывания электрических автоматов:
Коротко о главном
Автоматический выключатель предназначен для пропуска, ручного включения/выключения и аварийной защиты электропроводки и приборов. Защищает он как от скачков тока при коротком замыкании, так и перегрузки при избыточной мощности потребления.
Обеспечивается это 2-мя типами специальных механизмов – электромагнитного и теплового расцепителя. Маркировка содержит такие данные, как тип устройства, номинал тока и напряжения, отключающая способность, времятоковая характеристика и проч.
Есть несколько типов автоматических выключателей. Различаются они по следующему ряду признаков:
- Число полюсов.
- Характеристика срабатывания.
- Специфика корпуса.
- Номинальная отключающая способность
- Рабочий ток.
При выборе нужно учитывать ряд практических параметров и соответствие фактическому току электропроводки.