Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую

Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели модульной конструкции. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.

Внешне такой автомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы. На лицевой поверхности расположена рукоятка включения и выключения, сзади – фиксатор-защелка для крепления на DIN-рейке, а сверху и снизу – винтовые клеммы. В данной статье рассмотрим принцип работы автоматического выключателя.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя

• ВКонтакте
• Facebook
• ok
• Twitter
• YouTube
• Instagram
• Яндекс.Дзен
• TikTok

Многих интересует, для чего нужен автоматический выключатель, а также устройство и принцип действия автоматического выключателя. Сегодня в нашей статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Итак, начнем с первого вопроса. Автоматический выключатель устанавливают для того, чтобы защитить кабели, провода, а также электроприборы от короткого замыкания (к.з.) и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

Модульный автоматический выключатель внешне представлен в виде корпуса и рычага управления, которые выполнены из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Также невооруженным взглядом можно определить клеммы (нижняя и верхняя) для подключения кабеля или провода. Внутри же корпуса защитного аппарата размещаются следующие элементы:

• силовые контакты (подвижный и неподвижный), обеспечивающие коммутацию;
• механизм взвода и расцепления, который взаимосвязан с рычагом управления;
• катушка (электромагнит) и подвижный сердечник (якорь), выполняющий функцию толкателя. Эти элементы являются электромагнитным расцепителем и обеспечивают защиту от токов к.з.;
• дугогасительная камера. Данное устройство выполняет быстрое гашение дугового разряда, который образуется при размыкании контактов;
• биметаллическая пластина. Данный элемент является тепловым расцепителем и обеспечивает защиту от повышенной нагрузки. Также имеется регулировочный винт, при помощи которого обеспечивается регулировка значения тока, при котором данный расцепитель должен сработать.

Принцип работы автоматического выключателя

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по такому принципу:

1. Нормальный режим.

2. Короткое замыкание.

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального тока, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом. Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.
Необходимо отметить, что в результате мгновенного возникновения магнитного поля автоматический выключатель успевает отключиться до появления нежелательных последствий.
Однако во время размыкания возможно возникновение дугового разряда между подвижным и неподвижным контактами. Дуга движется в сторону дугогасительной камеры. Попадая на пластины, дуга расщепляется, завлекается внутрь камеры и тухнет. Образовавшиеся продукты горения вместе с избыточным давлением выходят наружу через специальное отверстие в корпусе автомата.

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается. Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Стоит отметить, что терморасцепитель, в отличие от магнитного, является более медлительным. Для его срабатывания требуется больше времени, но зато он более точный и легче поддается настройке.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы автоматического выключателя. Также вы можете посмотреть наше видео, в котором детально показано, как устроен автомат и принцип его работы.

Разновидности по полюсам

Автоматы могут иметь от 1 до 4 полюсов, что определяется мощностью подключаемого электрооборудования и количеством фаз сети.

Классификация по числу полюсов автоматических выключателей:

1. Однополюсный автомат способен защитить сеть, к которой подключены маломощные приборы. Монтаж производится на фазный провод, нулевой при этом исключается.
2. Двухполюсный прибор актуален для линии, к которой подключается достаточно мощная бытовая техника (стиральная машина, электроплита, бойлер).
3. Трехполюсная модель. Предназначается для полупромышленного масштаба с подключением установок: насосов, устройств для автомастерских или строительных работ.
4. Четырехполюсный автомат защищает от коротких замыканий, перегрузок четырехпроводных сетей.

Для четырехжильного кабеля устанавливаются только трех- и четырехполюсные автоматы выключения.

Как работают автоматические выключатели

Работа автоматического выключателя в различных режимах происходит по простому принципу.

Нормальный режим

Во время взвода рычага управления выключателем приводится в движение механизм взвода и расцепления, тем самым осуществляя коммутацию силовых контактов.
После коммутации ток протекает от питающего провода или кабеля, подключенного к винтовому зажиму. Через этот зажим по контактам проходит ток, причем сначала по неподвижным, а затем и по подвижным.

Короткое замыкание

В данном режиме электромагнитный расцепитель автоматического выключателя должен произвести мгновенное отключение нагрузки. Принцип действия заключается в следующем: при значительном превышении номинального показателя, протекающего через обмотку электромагнита, возникает мощное магнитное поле, которое тянет вниз якорь с подвижным контактом.

Якорь в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, в результате чего происходит отключение нагрузки.

Перегрузка

За защиту от перегрузки отвечает тепловой расцепитель. Принцип работы данного расцепителя заключается в следующем: когда энергия, протекающая через биметаллическую пластину, становится равной или больше установленного значения, пластина нагревается и постепенно изгибается.

Обратите внимание! Достигнув определенного угла изгиба, она надавливает своим кончиком на рычажок спускового механизма. Таким образом автомат отключается.

Конструкция автоматических выключателей

Конструкция автоматического выключателя зависит от его назначения и предполагаемого применения.
Управление автоматическим выключателем может выполняться в ручном режиме или приводом (дистанционно). Ручное управление применяется для автоматов с номиналом до 1000 А. Причем включение должно производиться уверенно, без остановок и возвратов. Начатое движение рукоятки автомата должно закончиться его включением.
Привод управления автоматическим выключателем должен иметь исключение повторного включения при коротком замыкании. Но важную конструкционную особенность должны выполнять автоматические выключатели при срабатывании защитного механизма вне зависимости от положения включающего привода. Это достигается за счет применения специальных расцепителей.
Расцепитель автоматического выключателя отслеживает контролируемый параметр и управляет расцепляющим устройством.
Расцепители могут иметь несколько вариантов исполнения:

Если автоматический выключатель устанавливается для выполнения включения и отключения цепи без токов или коммутация производится редко, то применяют автоматы без расцепителя.
Различные автоматические выключатели могут иметь совершенно разную степень защиты IP. Так как автоматы применяются в различных условиях с различными факторами воздействия (пыль, влага и т.д.), то информация об их степени защиты и типаже должна быть указана в документации, прилагаемой к устройству. Хотя большинство производителей работают по ТУ (техническим условиям), некоторые автоматы получили уровень государственного стандарта (ГОСТ).

Перегрузка сети

Главная задача автомата, как мы уже выяснили, это предохранение проводки от перегрузок электрической сети. Автомат выключается в момент такой перегрузки, а предваряется он обычно превышением норм, происходящим за счёт суммы потребляемой бытовыми приборами мощности.

В технических характеристиках автоматов всегда указывается номинальный ток расцепления, его стоит соотносить с нагрузкой от бытовых приборов в вашей квартире. Обычно у автоматов это 6, 10, 16, 25 А и т.д. Если одновременно включить несколько бытовых приборов, сумма мощности которых превысит установленный размер, автомат отключится, защищая тем самым электропроводку.

Существует несколько способов решения этой проблемы.

1. Поочерёдное включение мощной бытовой техники;
2. Замена автомата на более мощный (25 А), при условии, что проводка выдержит эти изменения – она должна быть медной с площадью сечения ≥ 2,5 мм2;
3. Замена электропроводки на новую, способную выдерживать мощную бытовую технику.

Автоматические выключатели

В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Что такое автоматический выключатель?
2. Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.
4. Выбор автоматического выключателя.

1. Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

Читать еще: Как сип подключить к вводному автомату

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·I_н до 10·I_н включительно. (I_н— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

• Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
• Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

4. Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Заключение по теме

Еще совсем недавно место автоматов занимали пробки, но вопрос, почему выбивает пробки, стоял и тогда. Причины все те же. Хотя не всегда их исправляли. Домовладельцы шли по легкому пути, заменяя защитный проводник медной проволокой большего сечения. Это нередко приводило к пожарам. С автоматами такое не проходит. И все же необходимо тщательно подходить к определению причин, почему выбивает автомат.

Как включаются автоматы, отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры, последовательно или параллельно?Срочно.

Если берём результирующую силу по модулю, то варианта может быть 2.

• Вариант 1 •
•——>(F1)———>(F2)—>(F3)
F3 = 100 — 30 — 50 = 20 (H).
В этом случае третья сила сонаправлена с 2-мя другими.

• Вариант 2 •
(F3)<—————•——>(F1)———>(F2)
F3 = -100 — 30 — 50 = -180 (H)
Минус не говорит об отрицательном числовом значении силы.
В этом случае третья сила, как нам показывает минус, направлена в обратную сторону.

Ответ: 20 Н и 180 Н, 2 варианта.

2 месяца назад Оформление сделаешь как надо 2 месяца назад

Дано:
А = 3 МДж = 3 000 000 Дж
V = 72 км/ч = 20 м/с
t = 2 мин = 120 с
_________________
F — ?

Решение:
Здесь можно воспользоваться двумя формулами:
С одной стороны мощность вычисляется по формуле:
N = A/t (1)

С другой стороны, формула для мощности выглядит так:
N = F*V (2)

Приравниваем формулы (1) и (2), откуда и находим интересующую нам силу тяги:
F = A / (V*t) = 3 000 000 / (20*120) = 1250 H = 1,25 кН

Принцип работы автоматического выключателя

Автоматические выключатели – это устройства, которые предназначаются для защитного отключения цепей постоянного и переменного тока в случаях короткого замыкания, токовой перегрузки, снижения напряжения или его исчезновения.

В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения, могут многократно использоваться, а также при трехфазном исполнении при срабатывании предохранителя какая – то из фаз (одна либо две) могут остаться под напряжением, что является тоже аварийным режимом работы (особенно при питании трехфазных электродвигателей).

Автоматические выключатели классифицируют по выполняемым функциям, таким как:

• Автоматы минимального и максимального тока;
• Автоматы минимального напряжения;
• Обратной мощности;

Принцип действия автоматического выключателя

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока.

Его схема показана ниже:

1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Конструкции автоматических выключателей

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока.

В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Ниже показан пробочный автомат на ток 6 А и напряжением не превышающим 250 В:

1 – электромагнит, 2 –пластина биметаллическая, 3, 4 – кнопки включения и выключения соответственно, 5 – расцепитель.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального, пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина 2 деформируется в следствии нагрева, и воздействует на механизм расцепителя 5. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит 1, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Также данный тип автомата отключается вручную путем нажатия кнопки 4, а включение только ручное путем нажатия кнопки 3. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки.

Принципиальная электрическая схема автомата показана ниже:

1 – электромагнит, 2 – биметаллическая пластина.

Принцип действия трехфазных автоматических выключателей практически ничем не отличается от однофазных. Трехфазные выключатели снабжаются специальными дугогасительными камерами или катушками, в зависимости от мощности устройств.

Ниже приведено видео, подробно описывающее работу автоматического выключателя.

Модульные автоматические выключатели

Типы автоматических выключателей

Существуют такие типы:

• 2-полюсный: предназначен для однофазной линии, состоящей из одного разъема под напряжением и одного нейтрального провода.
• 4-полюсный: он рассчитан на трехфазную линию, состоящую из 4 слотов, где могут быть подключены три фазовых провода и нейтральный провод.

Следовательно, он обеспечивает устройство защиты в режиме реального времени для основных цепей, используемых в промышленности и других высоковольтных коммерческих местах, где из-за этого всегда существует риск поражения электрическим током и несчастного случая.

Штатный режим работы

В штатном режиме через автоматический выключатель течет ток, который меньше номинального или равен ему.

При этом напряжение питания поступает на верхнюю клемму, которая соединена с неподвижным контактом.

С последнего ток идет к подвижному контакту, затем по гибкому медному проводнику на соленоид.

Далее ток с соленоида поступает на расцепитель (тепловое реле) и после на клемму, расположенную снизу. Именно она соединяется с потребителями электроэнергии.

Аварийные режимы работы

Принцип работы автоматического выключателя переменного тока таков, что при аварийной ситуации (перегрузка или короткое замыкание) происходит отключение защищаемой цепи.

Начинает работать механизм свободного расцепления, он приводится в действие специальным расцепителем (обычно электромагнитные или тепловые используются в конструкциях).

Режим перегрузки

Режим перегрузки – это когда ток, потребляемый подключенной к автомату нагрузкой, становится выше, нежели номинальное значение прибора. При этом ток, который проходит через расцепитель, вызывает нагрев пластины из биметалла, что приводит к увеличению ее изгиба. Это приводит к тому, что срабатывает расцепительный механизм. В этот момент выключается автомат, и цепь размыкается.

Тепловая защита срабатывает не мгновенно, так как для нагрева пластины нужно некоторое время. И оно варьируется в зависимости от того, насколько превышено номинальное значение силы тока. Промежуток времени может колебаться от пары секунд до часа. Задержка позволит избавиться от отключения питания при непродолжительном и случайном повышении тока. Часто такие превышения можно наблюдать при запуске электродвигателя.

Ток срабатывания

Минимальное значение силы тока, при котором обязан срабатывать тепловой расцепитель, регулируется специальным винтом на заводе-изготовителе.

Значение примерно в полтора раза выше, нежели номинал, который указывается на корпусе выключателя. Как видите, принцип работы расцепителя автоматического выключателя не очень сложен. Но на силу тока, при котором происходит срабатывание тепловой защиты, огромное влияние оказывает и то, какая у окружающей среды температура.

Если в помещении жарко, то прогрев и выгибание биметаллической пластины начнут происходить при малом значении тока.

А если в помещении холодно, то тепловой расцепитель начнет работать при более высоком токе.

Поэтому один и тот же автоматический выключатель с биметаллической пластиной будет работать по-разному зимой и летом.

Как предотвратить перегрузку электросети и отключение автомата

Многие сталкиваются с ситуацией, когда при включении нескольких мощных потребителей в квартирах, дачах, в офисах и загородных домах автомат отключается по перегрузке.

До недавнего времени простого решения этой проблемы не существовало. Требовалось покупать дополнительную электрическую мощность, что очень дорого, а зачастую — невозможно. Или устанавливать реле приоритета, что связано со значительными временными затратами на прибор, на переделку проводки, электрощита и последующий ремонт помещений.

Однако, появились бытовые приборы, решающие сложную проблему без лишних затрат.

Оптимизаторы нагрузки на электросеть, например, OEL-820 — новый вид реле приоритета, предназначенный для эффективного снижения мощности, потребляемой энергоемкой бытовой техникой, предотвращения перегрузки и отключения автомата.

Новые приборы не требует специалиста для установки и легко подключается к сети.

Инновационная идея изобретения заключается в перераспределении электрической мощности между парой потребителей в зависимости от их приоритета.

Реле приоритета OEL-820

Принцип действия — автоматическое дистанционное отключение неприоритетного потребителя на время работы приоритетного.

Прибор состоит из блока A для подключения приоритетного потребителя и блока B для неприоритетного.

Передача команд между блоками: по радиоканалу. Важно заметить, что приоритетный потребитель никогда не отключается, что не прерывает работу его автоматики — термостата, таймера и т.д. Отключается лишь неприоритетный потребитель.

Несколько примеров использования.

При переходе приоритетного электроконвектора А в режим нагрева (в первой комнате), неприоритетный электроконвектор В (во второй комнате), отключается. Как только температура в первой комнате достигнет заданного значения, приоритетный электроконвектор отключит нагрев. В этом случае неприоритетный электроприбор продолжит работу.

Энергопотребление пары киловаттных электроконвекторов, составит всего 1 кВт. Соответственно, четыре киловаттных электроконвектора будут потреблять всего 2 кВт!

Подключение электроконвекторов в одном помещении.

Схема работы электроприборов такая же, как в первом примере. Фазы рабочих циклов электроконвекторов сдвинуты относительно друг друга, а суммарное потребление не превысит потребления одного из них. Каждый электроконвектор отапливает свою зону, поэтому их одновременная работа не требуется — достаточно попеременной работы.

При включении приоритетного электрочайника А в кухне, неприоритетный электроконвектор В в комнате, отключается. Как только чайник отключится, обогреватель продолжит работу.

При включении приоритетного скважинного насоса А неприоритетный накопительный водонагреватель В отключается на время наполнения мембранного бака водой. Как правило, это меньше минуты. При отключении насоса автоматикой насосной станции работа водонагревателя возобновится.

При включении приоритетной стиральной машины А неприоритетный электроконвектор отключается, высвобождая электрическую мощность. По окончании стирки работа нагревательного прибора будет продолжена.

Что делать, если срабатывает автомат в электрощите

Если в квартире погас свет, отключились розетки, или перестала работать электроплита, то любой мало-мальски знакомый с электротехникой человек идет на площадку проверять в электрощите состояние автоматических выключателей. Чаще всего, устранение неисправности сводится к повторному включению автомата.

Факт срабатывания современного модульного автоматического выключателя определяется легко: ручка находится в положении «вниз», на ней отчетливо виден круглый знак – «ноль». Для включения достаточно повернуть эту ручку вверх, тогда появится горизонтальная черта, и можно будет считать, что миссия выполнена.

Многие квартиры на постсоветском пространстве оборудованы щитками с автоматами немного другого образца. Автоматические выключатели серии АЕ и им подобные имеют немного большие габариты, крепятся к основанию длинными винтами и обладают неприятным свойством: при срабатывании их ручка остается в прежнем, верхнем положении. Это затрудняет поиск сработавшего автомата, который необходимо выключить и снова включить, чтобы вновь подать напряжение.

Но все это, по большому счету, мелочи. Сработавший автомат говорит о какой-то неисправности, а нам надо разобраться, о какой именно.

Всё! Кина не будет! Электричество кончилось!

Джентльмены удачи

Расцепители автоматических выключателей

Для начала надо выяснить хотя бы в общих чертах, что такое автоматический выключатель, и как он работает. Многим известно, что автомат разрывает «фазу». Многополюсный автомат может разрывать и нулевой рабочий проводник. Но разрывать цепь автомат может не только по желанию владельца, поворачивающего ручку вниз. На то это и «автоматический» выключатель, что выключиться он может и автоматически.

Необходимо это для того, чтобы защитить проводники и квартирное электрооборудование от повышенного электрического тока, способного вызвать пожар и разрушения. Причиной же возрастания тока может стать:

1. Перегрузка сети. Ее может вызвать включение неисправных электроприемников, или электроприемников, суммарная мощность которых превышает возможности сети. Последнее может быть связано и с неправильной электрической разводкой по квартире, когда на одну группу приходится большое количество штепсельных розеток. Каждая розетка в отдельности вполне может быть и не перегружена, но суммарный их ток может достигать недопустимых для одного автомата значений.

Для защиты от токов перегрузки в автоматических выключателях применяется тепловой расцепитель – биметаллический контакт, состояние которого зависит от температуры, которая, в свою очередь, зависит от протекающего электрического тока. Уставку, то есть, ток срабатывания теплового расцепителя обычно можно регулировать в небольших пределах.

2. Короткое замыкание в сети. Оно может быть вызвано неисправностью электропроводки или выходом из строя какого-либо электроприемника. Для новой электропроводки короткое замыкание может стать результатом ошибки в монтаже, например, при соединении проводов в ответвительной коробке. Физически короткое замыкание – это электрическое соединение фазного и нулевого проводника помимо нагрузки. Поскольку сопротивление цепи в этом случае ограничивается только сопротивлением проводов, то электрический ток мгновенно достигает очень большого значения.

Для защиты от сверхтоков короткого замыкания тепловой расцепитель автомата неэффективен: пока нагреется и разорвется биметаллический контакт, провода уже практически наверняка будут повреждены, а электрическая дуга вызовет возгорание. Поэтому в модульных автоматических выключателях всегда применяется электромагнитный расцепитель, скорость срабатывания которого составляет доли секунды с момента возрастания тока.

Итак, если в вашем квартирном щитке сработал автоматический выключатель, то можно, конечно, включить его вновь. Однако систематическое срабатывание говорит о какой-то проблеме, которую придется решать. Что же делать, если отключился автомат в электрощите?

Короткое замыкание в цепи розеток

При мгновенном срабатывании автомата после его включения есть все основания полагать, что мы имеем дело с коротким замыканием – тепловой расцепитель так быстро не сработает. Убедиться в наличии замыкания можно при помощи мультиметра – сопротивление между нулевой рабочей шиной N и выводом автоматического выключателя при коротком замыкании должно быть близко к нулю. Разумеется, проводить подобные измерения можно, только при выключенном автомате.

Коль скоро мы убедились, что причина срабатывания – короткое замыкание, то необходимо выяснить, где именно оно произошло. Автоматические выключатели в щитке должны быть подобраны в соответствии с принципами селективности, а это значит, что сработать должен именно автомат, расположенный ближе всего к месту короткого замыкания. При этом выключатель реагирует только на замыкания в той части цепи, которая расположена после него относительно линии.

Поэтому, скажем, если срабатывает только вводной автоматический выключатель, то место замыкания с большой долей вероятности расположено прямо во вводном щите. При замыкании в пределах квартиры срабатывает групповой выключатель и зачастую вместе с ним – вводной автомат. В этом случае вводной аппарат можно смело включить вновь и выяснить, какая именно группа электроприемников подключена к проблемному проводу – эта группа не будет работать.

Выяснив этот вопрос, можно отключить все эти электроприемники и вновь ввести групповой автомат в работу. Если он не сработал, то причина состоит в неисправности одного из отключенных электроприборов. Найти конкретного виновника можно либо поочередным включением всех электроприемников, либо измерением их входного сопротивления. Второй способ не подходит для приборов, имеющих электронное управление. Неисправный прибор, разумеется, подлежит ремонту.

Если все приборы исправны, необходимо приступить к осмотру розеток, входящих в состав группы: пластиковые корпуса разобрать, проверить и подтянуть клеммные зажимы. После розеток наступает черед коробок.

Их придется вскрыть. И если осмотр не выявит явных неисправностей, то провода надо разъединить, чтобы проверить сопротивление между жилами кабелей по отдельности. Такая проверка уже точно позволит определить, в каком именно из кабелей имеется замыкание. Поврежденная линия подлежит замене, а жилы в коробке необходимо вновь соединить с применением сертифицированных зажимов.

Короткое замыкание в цепи освещения

Если срабатывающий автоматический выключатель защищает цепи освещения, то проверку можно начать с введения автомата при выключенных выключателях. Не сработал автомат – можно поочередно щелкать выключателями для того, чтобы выяснить, в цепи какого именно из них имеется короткое замыкание. Таким образом сужаем область поиска до цепи группы светильников, вводимых с одного выключателя.

В этой группе следует тщательно осмотреть каждый светильник, выкрутив лампы и рассмотрев клеммные зажимы. Мультиметром можно измерить сопротивление между фазным и нулевым проводом со стороны каждого светильника. При этом можно определить светильник или кабельную линию, в которой произошло замыкание.

Если же короткое замыкание выявляется на всех светильниках группы, или присутствует в сети вне зависимости от положения выключателя, то местом замыкания, скорее всего, является ответвительная коробка освещения. Ее необходимо вскрыть и проверить точно так же, как в случае с замыканием розеточной сети. Ну, а если и в коробке полный порядок, то прозваниваем отдельные кабельные линии, разъединив их концы.

Как уже говорилось, в случае перегрузки сети по току автоматическому выключателю требуется некоторое время для срабатывания. Обычно речь идет о нескольких минутах. Поэтому если автомат вышибает время от времени, то очень может быть, что вы имеете дело именно с перегрузкой.

Перегрузка цепи освещения – явление достаточно редкое, и чтобы его избежать, используйте только лампы, подходящие по мощности к вашим светильникам, а модернизацию цепи освещения производите с учетом резерва по мощности. Ведь цепи освещения отдельных квартир часто бывают защищены одним автоматом на десять ампер. Этого часто бывает и достаточно, но при установке большого количества дополнительных светильников в щитке необходимо предусмотреть дополнительный автомат освещения для их питания, особенно, если светильники галогеновые или с обычными лампами накаливания.

Перегрузка розеточной сети – это совсем не редкость. Во время проектирования и монтажа электропроводки в доме невозможно точно определить нагрузку на каждую группу. Поэтому для удобства жильцов на группу, включаемую одним автоматическим выключателем, приходится по три-четыре розетки. И, несмотря на то, что номинал автоматического выключателя обычно подбирается по сечению питающей жилы и не превышает 25 ампер, номинальный ток розеток может составлять 16 ампер.

Здесь есть все предпосылки для перегрузки, если все мощные электроприемники, такие как чайник, утюг, микроволновая печь и тому подобное, включить в розетки одной группы. Тут уж, разумеется, сработает автоматический выключатель. И чтобы подобного не происходило, необходимо равномерно распределять мощную нагрузку между группами, а при отсутствии такой возможности – не включать в сеть одновременно несколько мощных электроприемников.

Случается, что неисправный электроприбор потребляет повышенный ток, который приводит к перегрузке сети и срабатыванию автоматического выключателя. Замерить ток в бытовых условиях не всегда возможно, но если срабатывание теплового расцепителя происходит только при включении какого-то одного электроприемника, а номинальная мощность этого прибора не превышает 2,5 кВт, то следует произвести его ревизию на предмет наличия неисправностей.

Неисправность автоматического выключателя

Не так уж и редко причиной постоянного срабатывания автоматических выключателей является неисправность последних. Даже среди новых автоматов допускается некоторое количество бракованных экземпляров. Их неспособность держать уставку (а касается это, в основном, тепловых расцепителей) часто выявляется только в ходе эксплуатации.

Поэтому при систематическом срабатывании теплового расцепителя автомата, прежде чем приступать к радикальным методам решения проблемы, можно просто произвести пробную замену автомата на схожий по номиналу и характеристике.

В статье мы умышленно обошли стороной моменты, когда срабатывание автомата вызвано повреждением линии в ходе ремонтных работ – это тема отдельного разговора. По той же причине мы не стали касаться ситуации, когда срабатывает дифференциальный автоматический выключатель.

Но напоследок хотелось бы напомнить, что самый популярный способ решения проблемы срабатывающего автомата – замена его на автомат большего номинала – не допустим категорически. Автоматические выключатели – это аппараты, обеспечивающие защиту от пожара и повреждений. Их номинал подбирается именно с целью обеспечения безопасности. Произвольно выбранный автомат не выполнит своих функций и не защитит от опасных режимов работы электрической сети.

Есть ли разница как подключать автомат снизу или сверху

Подключение автомата. Сверху? Снизу?

Из покон веков принято подсоединять сверху.

1. Основная причина — когда вследствие КЗ автомат разлетится в щепки, под напряжением останутся только верхние губки (неподвижные контакты), а весь остальной механизм остаётся обесточенным. Речь идёт о «советских» АВ, например АП50, АЕ20 и т. п.

Такая же ситуация с рубильниками (например, РБ) — там такое подключение задано конструкцией, а устанавливать вверх ногами его нельзя.

2. Дополнительная причина — т. н. унификация, т. е. порядок в щитках. Любой электрик, залазя в щит, «по умолчанию» предполагает наличие фазы сверху АВ.

Конструкция модульных АВ — хрен разберёшься, где там подвижный контакт, а где неподвижный. Поэтому пункт 1 отпадает, остаётся лишь вопрос «эстетики». И как правильно выше сказали, производители допускают любой вариант подключения АВ.

Ясное дело, что при токе КЗ автомат отключится независимо от стороны подключения.

PS: никто не задумывался, почему в схемах изображают АВ именно так? (неподвижный контакт на стороне источника тока).

Автоматические выключатели, известные так же, как пакетники или автоматы, представляют собой устройства коммутации, задача которых состоит в подаче тока к элементам электросети, а при нарушении ее работы – в автоматическом обесточивании. Монтируются они, как правило, в распределительном щитке, и позволяют защитить цепь от повреждений, вызванных чрезмерными нагрузками, падением напряжения, а также коротким замыканием. В этом материале мы расскажем о том, как классифицируются это оборудование, каковы особенности его работы и как правильно подключить автоматы в электрическом щите.

Классификация автоматических выключателей

Сегодня эти устройства продаются в огромном ассортименте. Между собой они различаются по нижеперечисленным характеристикам:

• Ток главной цепи. Он может быть переменным, постоянным или же комбинированным.
• Способ управления. Оборудование может управляться вручную или с помощью моторного привода.
• Метод монтажа. Устройства бывают втычными, выдвижными или стационарными.
• Вид расцепителя. Эти элементы могут быть электронными, электромагнитными и тепловыми, а также полупроводниковыми.

• Тип корпусной части. Она может быть модульной, литой или открытой.
• Показатель рабочего тока. Его величина может составлять от 1,6 А до 6,3 кА.

Современные автоматы отличаются сложным механизмом защиты сети. Они обладают дополнительными возможностями, к которым относятся:

• Возможность размыкания электроцепи на расстоянии.
• Присутствие сигнальных контактных групп.
• Автоматическое срабатывание защитного устройства в случае падения напряжения до критической величины.

Пошаговая схема выбора автоматического выключателя на видео:

Пакетники могут иметь различные типоразмеры, и с их помощью можно защищать электрические сети не только в квартирах и частных домах, но и на крупных объектах. Производятся эти устройства как в России, так и за рубежом.

В бытовых условиях чаще всего применяются модульные автоматические выключатели, маленькие и легкие. Название «модульные» они получили благодаря своей стандартной ширине, которая составляет 1 модуль (1,75 см).

С целью защиты электрических цепей зданий устанавливаются выключатели следующих типов:

• Дифференциальные.
• Автоматические.
• УЗО.

УЗО, как сокращенно называются устройства защитного отключения, предотвращают поражение электрическим током человека, прикоснувшегося к проводнику, и не допускают возгорания окружающих предметов при утечке электричества, что может произойти в случае повреждения изоляции кабелей.

Автоматические выключатели защищают цепи от КЗ и позволяют включать и отключать питание вручную. Самым совершенным защитным устройством является дифференциальный автомат. Он сочетает в себе возможности устройства защитного отключения и обычного автоматического выключателя. Этот пакетник оборудован встроенной защитой от слишком мощного потока электронов. Управление им осуществляется за счет дифференциального тока.

В однофазных электросетях могут устанавливаться однополюсные и двухполюсные автоматы. На выбор пакетника влияет количество проводов в электрической проводке.

Выбор приборов защиты, в зависимости от сечения провода

Не стоит забывать, что автоматический выключатель защищает от перегрузки именно линию, а не подключаемые к ней устройства. Выбирая автомат для отходящей линии, используйте номинал, ниже максимальной нагрузки провода. Вот небольшая табличка, которая поможет при подборе:

Сечение медного провода, мм2	Номинал автоматического выключателя	Допустимая подключаемая мощность
1.5	16 А	3.5 кВт
2.5	25 А	5.5 кВт
4.0	32 А	7.0 кВт
6.0	40 А	8.8 кВт

В таблице указаны усредненные значения, просчитанные с запасом. Более точные параметры рассчитываются для каждой линии индивидуально, в том случае, если в этом есть необходимость.

Защитные автоматы: устройство и принцип работы

Перед тем, как рассмотреть порядок подключения защитных автоматов в электрическом щитке, разберемся, как они устроены и по какому принципу происходит их срабатывание.

В состав изделия входят такие элементы:

• Корпус.
• Система управления.
• Верхние и нижние клеммы.
• Устройство коммутации.
• Дугогасительная камера.

В качестве материала для изготовления корпусной части и системы управления используется пластмасса, устойчивая к возгоранию. В составе устройства коммутации имеются подвижные контакты, а также неподвижные.

На паре контактов, являющихся полюсом пакетника, установлена дугогасительная камера. При разрыве контактов под нагрузкой возникает электрическая дуга, которая гасится камерой. Последняя состоит из стальных пластин, изолированных меж собой и находящихся на одинаковом расстоянии. Пластины камеры способствуют охлаждению и угасанию электрической дуги, которая появляется при неисправностях. Автоматы могут иметь одну, две или четыре пары контактов.

У двухполюсных автоматов имеется две пары контактов: одна – подвижная, вторая – неподвижная.

Такой выключатель оборудован индикатором положения, который позволяет легко узнать, включен автомат (красная лампочка) или выключен (зеленая).

Наглядно принцип работы автоматических выключателей на видео:

Селективность в двух словах

Тема сложная, намеренно многого не договариваю. Постараюсь упростить и сказать только самое важное.

Основная идея — выключатель «ВЕРХНИЙ» должен быть больше по номиналу, чем «НИЖНИЙ». И чем больше эта разница, тем лучше для надежности электрощита.

Посмотрите на таблице ниже — Если мы ставим в качестве нижнего

автомат С16А — то выше следует ставить 20А или 25А. Но для 20А ток короткого замыкания должен составлять всего 45А, а это крайне низкое значение, которое можно получить только вдали от трансформаторной подстанции (подробнее о токах КЗ в отдельной статье).

На примере схемы электрощита выше (Рис.1) — можно видеть странное решение — вводной автомат 32А, и на отходящей линии варочной поверхности (4й автомат группы Кухня) — тоже 32А! Крайне странное решение!

В такой ситуации следует предупреждать заказчика о нежелательности включения варочной поверхности на полную мощности и чего-либо еще в доме.

Отмечу, что полная селективность достигается только в автоматах (для хар. С) 1А к 32А и 1А к 40А. Что кажется непозволительной роскошью для бытовых и простых коммерческих электрощитов.

Если вы воспользуетесь на НИЖНИХ (отходящих) автоматах характеристикой B, а на ВЕРХНЕМ (питающем) характеристикой D, то значительно улучшите селективность и адекватность работы электрощита.

Расцепитель

Для отключения автомата при возникновении аварийных ситуаций устройство комплектуется расцепителем. Существует несколько типов этих механизмов, конструктивно отличающихся друг от друга и работающих по различным принципам.

Тепловой расцепитель

Конструктивно этот элемент включает в себя спрессованную из двух разных металлов с неодинаковым коэффициентом нелинейного расширения пластину, которая подключается в цепь под нагрузкой и называется биметаллической. При работе расцепителя проходящий через пластину поток электронов нагревает ее.

Поскольку коэффициент расширения металла меньше, чем у пластины, она выгибается в его сторону. Когда номинал тока превышает допустимую величину, изогнутая пластина, воздействуя на спусковой механизм, отключает автомат. Если температура окружающего воздуха отклоняется от нормы, выключатель также срабатывает.

Магнитный расцепитель

Расцепитель этого типа представляет собой катушку, в состав которой входит изолированная обмотка из меди и сердечник. Так как по ней протекает нагрузочный ток, подключаться в цепь она должна последовательно с контактами. Если ток нагрузки превысит допустимый номинал, сердечник переместится под воздействием магнитного поля расцепителя и посредством отключающего устройства разомкнет контакты пакетника.

Селективные автоматы с полупроводниковым расцепителем

Эти устройства оборудованы специальной панелью, на которой устанавливается время отключения автомата. Они обеспечивают временную задержку в случае короткого замыкания, что позволяет при возникновении нештатной ситуации отключить аварийный участок, не прекращая при этом подачи питания на объект.

Автоматический выключатель без расцепителя называется разъединителем.

УЗО и дополнительные приспособления

Не стоит рассматривать автомат отдельно от других компонентов электрощита. Покупая устройство, нужно понимать, что оно будет монтироваться вместе с УЗО. Применять УЗО лучше одного производителя с автоматом и из одной серии. При этом можно быть точно уверенным в наилучшем их взаимодействии.
УЗО отечественных производителей уступают по качеству зарубежным. Часто не имеют в серии электромеханических УЗО, но имеют меньшее разнообразие в характеристиках.

Чтобы определить, какой именно автомат следует устанавливать, необходимо учитывать множество разных параметров. Автомат С16 – один из наиболее часто используемых в быту. Мощность позволит защитить оборудование, небольшое число стандартных приборов.

Как выбрать автомат?

Перед тем, как начинать монтаж защитных автоматических выключателей, нужно выбрать их, а также разобраться в тонкостях подсоединения. Люди, которые хотят узнать, как подключить автоматический выключатель, задаются различными вопросами. Например, до или после счетчика подключаются автоматы в распределительном щите? Должен ли ставиться автомат ввода? Эти и другие нюансы подключения интересуют пользователей.

Основные параметры автоматических выключателей

К характеристикам защитных автоматов относятся:

• Номинальная величина тока (в Амперах).
• Рабочее напряжение электросети (в Вольтах).
• Максимальный ток короткого замыкания.
• Предельная коммутационная способность.
• Число полюсов.

Предельная коммутационная способность характеризуется максимально допустимой величиной, при которой выключатель способен работать. ПКС бытовых устройств может составлять 4,5, 6 или 10 кА.

При выборе чаще всего руководствуются такими основными показателями, как ток отключения при КЗ, а также ток перегрузки.

Причиной возникновения перегрузки становится подключение к электросети устройств с чрезмерно высокой суммарной мощностью, что приводит к превышению допустимой температуры контактных соединений и кабелей.

Учитывая это, нужно устанавливать в цепь пакетник, величина тока отключения которого не меньше расчетной, а лучше – если несколько превышает ее. Чтобы определить расчетный ток, нужно суммировать мощность приборов, которые предполагается подключить к цепи (для каждого из них этот показатель имеется в паспорте). Полученное число нужно разделить на 220 (стандартная величина напряжения в бытовой сети). Полученный результат и будет величиной тока перегрузки. Следует также учитывать, что он не должен превышать номинал тока, который способен выдержать провод.

Величина тока отключения при КЗ – это показатель, при котором защитный автомат отключается. Расчет тока КЗ производится при проектировании линии по формулам и справочным таблицам, а также с использованием специальной аппаратуры. Исходя из полученной величины, определяется тип защиты. На небольших объектах и в бытовых сетях используются автоматы типа B или C.

Модульный автомат С16

Устройство предназначено для защиты сетей электропитания и подключенного оборудования от перегрузок, сбоев, перепадов напряжения. Автомат 16А можно приобрести в любом электротехническом магазине, цены разные – зависят от основных характеристик прибора, числа рабочих полюсов, узнаваемости производителя. Главный показатель стоимости – значение отключающей способности аппарата и его коммутационная величина.

Автомат С16 называется модульным, благодаря определенным качествам. Каждый из полюсов аппарата представлен в виде отдельного модуля стандартного образца, то есть многополярные устройства изготавливаются из нескольких отдельных одиночных блоков (модулей). Соответственно, такой автомат на 16 ампер имеет другое строение корпуса и формат сборки. Например, в литой коробке прибор представляется как единое монолитное устройство – разобрать его не получится, в отличие от других моделей.

Установка защитного автомата в электрощитке своими руками

В первую очередь нужно определиться с подсоединением проводов питания, и лишь после этого разбираться, как подключить к сети автомат. Если вы не знаете, сверху или снизу пакетника должны подключаться питающие проводники, обратитесь к требованиям ПУЭ, которые являются основным руководящим документом при проведении электромонтажных работ.

В Правилах четко оговорено, что кабель питания должен присоединяться к неподвижным контактам, и это требование должно выполняться в любой схеме подключения защитных автоматов. В любом современном устройстве неподвижные контакты расположены сверху.

Для установки понадобятся контрольные приборы и инструмент, в который входят:

• Монтажный нож.
• Отвертки (крестовая и шлицевая).
• Мультиметр или индикаторная отвертка.

Итак, как же правильно подключить автомат? Рассмотрим установку защитных автоматов в однофазных сетях.

Двухфазное и трехфазное подключение более сложное, и желательно, чтобы оно выполнялось специалистом.

Однополюсный автомат

Установка производится в сети, где для выполнения ввода задействовано два кабеля: нулевой (PEN) и фазный (L). Такая система существует в зданиях старой постройки. Питающий проводник подсоединяется к входной клемме автомата, затем с выходной он проходит через счетчик, после чего разводится по защитным устройствам конкретных групп. К PEN запитывающий нулевой кабель также подводится через электрический счетчик.

Применение одно, двух и трехполюсных автоматов на видео:

Двухполюсный автомат

Рассматриваем установку защитного устройства в однофазной сети, где для ввода задействовано три проводника: фазовый, нулевой и кабель заземления. Входные клеммы, обозначенные на устройстве цифрами 1 и 3, расположены в верхней части автомата, а выходные (2 и 4) – в нижней.

Питающий кабель подходит к входной клемме 1 и надежно фиксируется на ней. Аналогичным образом нулевой провод крепится на клемме 3. Фаза проходит через счетчик электричества. Питание равномерно распределяется по группам выключателей. С клеммы 4 нулевой кабель подключается к шине N, проходя через счетчик и УЗО.

Подсоединение проводов

К любому автоматическому выключателю прилагается паспорт, в котором прописано, как правильно подключать провода к его клеммам. В документе имеются все нужные сведения – от сечения кабелей и типа их соединения до длины зачищаемой части проводника.

Зачистка концов проводов для подсоединения бытовых автоматов производится монтажным ножом примерно на 1 см. Различить проводники можно по их цветовой маркировке:

• Фазный кабель – белый или коричневый.
• Нулевой провод – черный, синий или голубой.
• Проводник заземления – зеленый.

Зачистив ножом конец провода, его нужно вставить в зажим контакта и закрепить с помощью фиксирующего винта. Винты закручиваются отверткой. После закрепления провод нужно немного подергать, чтобы убедиться в надежности фиксации. Если для подключения к пакетнику используется гибкий провод, то, чтобы увеличить надежность соединения, следует использовать специальные наконечники.

Чтобы установка автоматов в электрощитке и подсоединение к ним кабелей были выполнены правильно, нужно помнить о распространенных ошибках и не допускать их при работе:

• Попадание изоляционного слоя под контактный зажим.
• Слишком большое усилие при затягивании, которое может привести к деформации корпуса и, как следствие, к поломке автомата.

Нередко в распределительном щите монтируется сразу несколько защитных устройств. Для их соединения неопытные специалисты используют перемычки.

В принципе, это не является ошибкой, но все же в этом случае лучше использовать специальную шину, нарезанную по нужному размеру – так называемую гребенку. С ее помощью провода подключаются к пакетникам в нужной последовательности.

Автомат из бумаги который стреляет

Приготовьте для работы: цветную бумагу, клей, скотч, ножницы.

Приступаем к изготовлению игрушки:

1. Возьмите разноцветную бумагу и скатайте трубочки в количестве 5 штук, чтобы их диаметр был от 1 до 2 см. зафиксируйте клеем кончики.
2. Две из них продолжите еще одними трубочками, от одной из которых следует отрезать около 5 см.
3. Возьмите лист А4 бумаги любого цвета и оберните все трубочки сразу, но не совсем плотно, чтобы у них была возможность двигаться. Зафиксируйте скотчем.
4. Отрежьте ненужную часть листа и сформируйте из нее прямоугольник.
5. На широкой части заготовки вырежьте прямоугольное окошечко.
6. На одной из трубочек сделайте тоже окошечко так, чтобы оно совпало с другой частью коробочка. Двойные элементы приматываем друг к другу с помощью скотча.
7. Со стороны окошечка в основной части поделки приклейте рычажок к то трубочке, что посередине.
8. Из других цветов бумаги снова сверните трубочки.
9. Скрепите друг с другом сделанные детали с теми, что находятся в коробе.
10. Приклад и прицел также сделайте из трубчатых частей. Чтобы присоединить их, используйте скотч.
11. Внизу приклада зафиксируйте коробочку прямоугольной формы (верх ее должен быть открыт).
12. К трубочке посередине присоедините углубление подлинней, а затем поменьше.
13. Чтобы сделать пули, возьмите коричневую или золотистую бумагу и скрутите, чтобы вверху было широкое горлышко, а внизу бумага сходилась.
14. Работа над автоматом с пулями подошла к концу.

Чтобы совершить выстрел, сделайте следующее: а) вложите патрон в углубление, которое находится в трубочке посередине;

б) продвиньте рычаг вперед и закройте зазор;

в) наберите воздуха и что есть мочи дуньте в углубление, находящееся рядом с прикладом.

Остальные пули можно засовывать в нижнюю часть приклада.

Особенности подключения СИП к вводному автомату

Самонесущий изолированный провод широко используется для передачи электричества в домашнюю сеть от воздушных ЛЭП вместо обычного кабеля. При всех достоинствах этого проводника подключение СИП к защитному автомату напрямую производить не следует, поскольку в ходе эксплуатации алюминий начинает «плыть», а изоляция обгорает. В конечном итоге это приводит в лучшем случае к выходу автомата из строя, а в худшем – к возгоранию. Проще всего избежать такой неприятности, подключив СИП к автомату через специальную переходную гильзу.

Такое приспособление обеспечивает переход с алюминиевого провода на медь. Купить его можно в специализированном магазине.

Пошагово монтаж автомата – на следующем видео:

Конструктивные особенности

Существуют автоматы различных конструктивных исполнений. Рассмотрим разные варианты:

1. однополюсные применяются в сети 220 вольт. Чем они отличаются? У них подключается только один-единственный фазный провод
2. двуполюсные тоже применяются в сети, которая, как и в предыдущем случае, составляет 220 вольт, их главное отличие в том, что в их схеме подключаются два провода. Фаза и ноль.
3. трёхполюсные могут использоваться в сети 380 вольт. Подключаются в таких устройствах три обычных фазных провода.
4. четырёхполюсные автоматические выключатели. Применяются, как и трёхполюсные, в сети 380 вольт. К ним подключаются три стандартных фазных провода, а помимо них один нулевой.

Наиболее распространённым в бытовой сети являются однополюсные и двуполюсные. Оптимально наиболее в такой сети использовать двуполюсный автоматический выключатель и именно его мы рассмотрели в статье. Это так потому что:

Как подключить автомат в щитке без ошибок

Первое с чего бы хотел начать это правильность подключения автомата в принципе. Как известно автоматический выключатель имеет два контакта для подключения подвижный и неподвижный. На какой из контактов необходимо подключать питание к верхнему или нижнему? На сегодняшний день споров по этому поводу развелось очень много. На любом электротехническом форума куча вопросов и мнений на этот счет.

Обратимся за советом к нормативным документам. Что сказано в ПУЭ по этому поводу? В 7-м издании ПУЭ пункт 3.1.6. сказано:

Как видно, в правилах сказано, что питающий провод при подключении автоматов в щитке должен присоединяться, как правило, к неподвижным контактам. Это также относится ко всем узо, дифавтоматам и прочих устройств защиты. Из всей этой вырезки непонятно выражение «как правило». То есть вроде, как и должно, но в некоторых случаях может быть и исключение.

Чтобы понимать, где расположен подвижный и неподвижный контакт нужно представлять внутреннее устройство автоматического выключателя. Давайте на примере однополюсного автомата рассмотрим, где находится неподвижный контакт.

Перед нами автомат серии ВА47-29 фирмы IEK. Из фото понятно, что неподвижным контактом у него является верхняя клемма, а подвижным контактом – нижняя клемма. Если рассмотреть электрические обозначения на самом выключателе, то здесь тоже видно, что неподвижный контакт находится сверху.

У автоматических выключателей других фирм производителей аналогичные обозначения на корпусе. Взять, например автомат фирмы Schneider Electric Easy9, у него неподвижный контакт также находится сверху. Для УЗО Schneider Electric все аналогично сверху находятся неподвижные контакты, а снизу подвижные.

Другой пример, защитные устройства фирмы Hager. На корпусе автоматических выключателей и УЗО hager также можно увидеть обозначения, из которых понятно, что неподвижные контакты находятся сверху.

Давайте разберемся, с технической стороны есть ли значение, как подключить автомат сверху или снизу.

Автоматический выключатель защищает линию от перегрузок и коротких замыканий. При появлении сверхтоков реагируют тепловой и электромагнитный расцепитель, расположенные внутри корпуса. С какой стороны будет подключено питание сверху или снизу для срабатывания расцепителей разницы абсолютно нет. То есть с уверенностью можно сказать, что на работу автомата не влияет, на какой контакт будет подведено питание.

По правде говоря, должен отметить, что производители современных «брендовых» модульных устройств, такие как ABB, Hager и прочие допускают подключение питания к нижним клеммам. Для этого на автоматах имеются специальные зажимы, предназначенные под гребенчатые шины.

В недалеком советском прошлом у всех автоматов неподвижный контакт располагался вверху (например, АП-50). Сейчас по конструкции модульных АВ не разберешь где подвижный, а где неподвижный контакт. У АВ которые мы рассматривали выше, неподвижный контакт был расположен сверху. А где гарантии, что у китайских автоматов неподвижный контакт будет расположен сверху.

Поэтому в правилах ПУЭ подключение питающего проводника к неподвижным контактам подразумевает лишь подключение на верхние клеммы в целях общего порядка и эстетики.

Подключаем провода к автомату – кабель с монолитной жилой

Как выполняет подключение автоматов в щитке большинство пользователей? Какие ошибки можно при этом допустить? Давайте разберем здесь ошибки, которые наиболее часто встречаются.

Ошибка 1 – Попадание изоляции под контакт

Все знают, что перед тем как подключить автомат в щитке нужно снять изоляцию с подключаемых проводов. Казалось бы, здесь нет ничего сложного, зачистил жилу на нужную длину, затем вставляем ее в зажимную клемму автомата и затягиваем ее винтом, обеспечивая тем самым надежный контакт.

Но встречаются случаи, когда люди в недоумении, почему выгорает автомат, когда все правильно подключено. Или почему периодически пропадает питание, когда проводка и начинка в щитке абсолютно новые.

Одна из причин вышеописанного попадание изоляции провода под контактный зажим автоматического выключателя. Такая опасность в виде плохого контакта несет в себе угрозу оплавления изоляции, не только провода, но и самого автомата, что может привести к пожару.

Чтобы этого исключить нужно, следить и проверять, как затянут провод в гнезде. Правильное подключение автоматов в распределительном щите должно исключать такие ошибки.

Ошибка 2 – Нельзя подключать несколько жил разных сечений на одну клемму АВ

Если возникла необходимость подключить несколько автоматов стоящих в одном ряду от одного источника (провода) для этой цели как невозможно лучше подойдет гребенчатая шина. Но такие шины не всегда есть под рукой. Как объединить несколько групповых автоматов в таком случае? Любой электрик, отвечая на этот вопрос, скажет сделать самодельные перемычки из жил кабеля.

Чтобы сделать такую перемычку используйте куски провода одинакового сечения, а лучше вообще не разрывайте его по всей длине. Как это сделать? Не снимая с провода изоляцию, формируете перемычку нужной формы и размеров (по количеству ответвлений). Затем зачищаем изоляцию с провода в месте перегиба на нужную длину, и у нас получается неразрывная перемычка из цельного куска провода.

Никогда не объединяйте автоматы перемычками кабелем разного сечения. Почему? При затягивании контакта хорошо зажмется жила с большим сечением, а та жила, у которой сечение меньше, будет иметь плохой контакт. Как следствие оплавление изоляции не только на проводе, но и на самом автомата, что несомненно приведет к пожару.

Пример подключения автоматических выключателей перемычками из разных сечений кабеля. На первый автомат приходит «фаза» проводом 4 мм2, а на другие автоматы уже идут перемычки проводом 2.5 мм2. На фото видно, что перемычка из проводов разного сечения. Как следствие плохой контакт, повышение температуры, оплавление изоляции не только на проводах, но и на самом автомате.

Для примера попробуем затянуть в клемме автоматического выключателя две жили с сечением 2.5 мм2 и 1.5 мм2. Провод сечением 1,5 мм2 свободно болтался.

Еще один пример на фото дифавтомат, в клемму которого воткнули два провода разного сечения и попытались все это дело надежно затянуть. В результате чего, провод с меньшим сечением болтается и искрит.

Ошибка 3 – Формирование концов жил проводов и кабелей

Этот пункт, скорее всего, относится не к ошибке, а к рекомендации. Для подключения жил отходящих проводов и кабелей к автоматам мы снимаем с них изоляцию примерно на 1 см, вставляем оголенную часть в контакт и затягиваем винтом. По статистике 80 % электриков именно так и подключают.

Контакт в месте соединения получается надежный, но его дополнительно можно улучшить без лишних затрат времени и средств. При подключении к автоматам кабелей с монолитной жилой сделайте на концах U-образный загиб.

Такое формирование концов увеличит площадь соприкосновения провода с поверхностью зажима, а значит контакт будет лучше. P.S. Внутренние стенки контактных площадок АВ имеют специальные насечки. При затягивании винта эти насечки врезаются в жилу, благодаря чему надежность контакта увеличивается.

Присоединение к автомату многожильных проводов

Для разводки щитов электрики часто отдают предпочтение гибкому проводу с многопроволочной жилой типа ПВ-3 или ПуГВ. С ним легче и проще работать, чем с монолитной жилой. Но здесь есть одна особенность.

Основная ошибка, которую допускают новички в этом плане, подключают многожильный провод к автомату без оконцевания. Если обжать голый многожильный провод как он есть, то при затягивании жилки передавливаются и обламываются, а это приводит к потере сечения и ухудшению контакта.

Опытные специалисты знают, что затягивать голый многожильный провод в клемме нельзя. А для оконцевания многопроволочных жил нужно применять специальные наконечники НШВ и НШВИ.

Корме того, если существует необходимость подключения двух многожильных провода к одному зажиму автомата для этого нужно использовать двойной наконечник НШВИ-2. С помощью НШВИ-2 очень удобно формировать перемычки для подключения нескольких групповых автоматов.

Пайка проводов под зажим автомата — ERROR (ошибка)
Отдельно хотел бы остановиться на таком способе оконцевания проводов в щите как пайка.

При сборке распределительных щитов НЕЛЬЗЯ опаивать и облуживать многопроволочную жилу. Дело в том, что луженое соединение со временем начинает «плыть». И чтобы такой контакт был надежный, его постоянно нужно проверять и подтягивать. А как показывает практика, про это всегда забывают. Пайка начинает перегреваться, припой плавится, место соединения еще больше ослабляется и контакт начинает «выгорать». В общем, такое соединение может привести к пожару.

Поэтому если при монтаже используется многожильный, провод то для его оконцевания нужно применять наконечники НШВИ.

Как включаются автоматы отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры последовательно или

Нормальный рабочий режим автомата при номинальном или низком токе. Рабочий ток проходит по верхней клемме автомата, через подвесной контакт, по катушке электромагнитного расцепителя, затем проходит тепловой механизм расцепителя и нижнюю клемму автомата. При размерах тока превышающих номинал, срабатывает электромагнитная или тепловая защита.

Разновидности автоматических выключателей

С целью защиты от перегрузки по току в автомате используется тепловой расцепитель как защита от перегрузки, — это биметаллическая узкая полоса пластины собранная из двух типов сплавов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения.

Составная биметаллическая пластина нагревается протекающим током и выгибается в сторону металла с маленьким расширением. Когда ток больше номинальной величины, то со временем пластина выгибается настолько, что этого изгиба хватает для реагирования тепловой защиты. Время, при котором среагирует расцепитель, зависит от степени превышения относительно номинального тока.

При значительном увеличении от номинала тока, тепловая защита отключит автомат быстрее, чем при малом превышении от номинала. Второй тип защиты автомата срабатывает на короткое замыкание в нагрузке – это электромагнитный расцепитель. Он состоит из медной катушки с металлическим сердечником. Относительно величины проходящего тока растет и электромагнитное поля катушки, которое намагничивает стальной сердечник.

Демонстрация механизмов автомата

Намагниченный сердечник притягивается, преодолевая усилие удерживающей его пружины, толкает механизм электромагнитной защиты и разрывает контакты. Номинального тока и тока немного выше не хватает для намагниченности сердечника, чтобы сработал механизм расцепителя. А ток короткого замыкания создает намагниченность сердечника достаточную для отключения автомата за сотые доли секунды или даже меньше.

Защита автомата при разных перегрузках

Механизм теплового расцепителя не сработает при небольшом и недолгом токе выше номинального. При большой продолжительности тока больше номинального сработает тепловой расцепитель. Время, отключения автомата тепловой защитой, может доходить до часу.

Механизмы автоматического выключателя

Временная задержка позволяет не отключать автоматы при значительных пусковых токах двигателя и кратковременных бросках тока. Время токовая характеристика тепловых расцепителей зависит также от окружающей температуры. При повышенных температурах тепловая защита отработает быстрее, чем на холоде.

Вызвать перегрузку можно включением нескольких бытовых приборов — это чайник, стиральная машина, кондиционер, электроплита. При перегрузке автомат отключается, но сразу включить его невозможно, нужно ждать, чтобы остыла биметаллическая пластина.

Работа автомата при коротком замыкании

Большие токи короткого замыкания могут оплавить электропроводку или сжечь изоляцию. Чтобы сохранить электропроводку, используют электромагнитный расцепитель. При коротких замыканиях механика электромагнитного расцепителя срабатывает мгновенно, защищая электропроводку, и она не успевает нагреться.

Однако во время размыкания контактов появляется электрическая дуга с огромной температурой. Для защиты от обгорания контактов, разрушения корпуса предназначена дугогасительная камера. Конструктивно камера состоит из элемента с набором медных тонких пластин с небольшим зазором.

Электромагнитная и тепловая защита автоматического выключателя

Электрическая дуга касаясь набора пластин через медный провод соединенного с контактом, рассыпается на части, остывает и исчезает. При коротком замыкании образуются газы, которые выходят через отверстия в камере. Для повторного включения автомата, нужно устранить причину короткого замыкания, или автомат опять выбъет.

Виновника короткого замыкания можно определить последовательным выключением бытовых электроприборов. Но если после отключения всех приборов короткое замыкание не исчезает, то большая вероятность его происхождения в электропроводке. Состояние короткого замыкания могут вызвать электроосветительные приборы, которые также необходимо отключать.

Как подключить автомат в щитке своими руками — схема монтажа и выбора места установки автомата при входе сверху или снизу

Неправильное соединение автоматов в щите часто приводят к опасным последствиям, либо к порче оборудования и электропроводки помещений. Подход к этой работе требует особой усидчивости и неоднократной проверки своих действий.

В этой статье разберем последовательность и правильность монтажа кабеля, соединение разных элементов и подключение автоматов в электрическом щите. В наше время электричество применяется везде, поэтому навыки в электрике всегда пригодятся.

Перед началом проводимых работ необходимо составить схему электропроводки помещения, подобрать безопасное место установки электрического щита, выбрать типы автоматов в соответствии с вашими требованиями.

После вышеперечисленных подготовительных работ приступают к монтажу оборудования. При правильности соединения всех автоматов можно подключать электрический щит к основному кабелю, подающему ток в помещение.

Селективность автоматических выключателей

Как известно профессиональным электрикам, используя автоматические выключатели бытового назначения, обеспечить гарантированную селективную защиту при коротких замыканиях невозможно.

Обеспечить, с помощью автоматических выключателей бытового назначения, можно лишь частичную селективность при небольших перегрузках и небольших токах короткого замыкания. Почему так, а не иначе – я расскажу далее в этой статье.

Теория. Что такое селективность?

Фото иллюстрация автоматических выключателей бытового назначения из моей рабочей коллекции. Для справки: эти автоматические выключатели соответствовали еще ГОСТ Р 50345-99, который был со временем заменен ГОСТом Р 50345–2010, а затем ГОСТ IEC 60898-1-2020

О полной селективности.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое полная селективность:

Полная селективность (автоматического выключателя) (total selectivity) — это селективность при сверхтоке двух автоматических выключателей, включенных последовательно, когда защиту от сверхтока осуществляет автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки или короткого замыкания, без срабатывания другого автоматического выключателя, расположенного перед ним со стороны источника питания.

При коротких замыканиях и перегрузках следует стремиться к обеспечению селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей. Второй автоматический выключатель, расположенный ближе к месту возникновения сверхтока, должен срабатывать раньше – так, чтобы не успевал сработать первый автоматический выключатель, расположенный перед ним ближе к источнику питания. Условия селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей при сверхтоке можно формализовать посредством терминологии.

В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑1:2003 определены следующие термины [1,2]:

• время размыкания (opening time): время, измеренное от момента, в который ток в главной цепи автоматического выключателя, находящегося в замкнутом положении, достигает значения срабатывания расцепителя сверхтока, до момента, когда дуговые контакты разделились во всех полюсах. Примечание – Время размыкания обычно упоминается как время расцепления, хотя, строго говоря, время расцепления применяется ко времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, в который команда размыкания становится необратимой;
  время дуги полюса (arcing time of a pole): интервал времени между моментом инициирования дуги в полюсе и моментом завершения гашения дуги в этом полюсе;
• время дуги многополюсного автоматического выключателя (arcing time of a multipole circuit-breaker): интервал времени между моментом первого инициирования дуги и моментом завершения гашения дуг во всех полюсах;
  время отключения (break time): интервал времени между началом времени размыкания автоматического выключателя и концом времени дуги.

Время размыкания представляет собой интервал времени между моментом, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает уровня срабатывания расцепителя сверхтока, и моментом, когда происходит размыкание дуговых контактов во всех его полюсах.

Время расцепления равно интервалу времени между моментом инициирования времени размыкания и моментом, когда команда на размыкание автоматического выключателя становится необратимой. Момент инициирования времени размыкания представляет собой тот момент времени, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает значения, при котором срабатывает его расцепитель сверхтока.

Момент времени, когда команда размыкания становится необратимой, представляет собой момент срабатывания расцепителя сверхтока, воздействующего на удерживающее приспособление автоматического выключателя и побуждающего разомкнуться его главные контакты. Поэтому время расцепления фактически является интервалом времени между моментом, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигает уровня срабатывания его расцепителя сверхтока, и моментом, когда срабатывает расцепитель сверхтока.

При отключении многополюсным автоматическим выключателем сверхтока на размыкаемых главных контактах загораются электрические дуги. После загорания электрическая дуга в каждом полюсе затягивается в дугогасительную камеру, где происходит ее интенсивное гашение. Загорание и гашение электрических дуг в полюсах многополюсного автоматического выключателя, как правило, происходит в разные промежутки времени. Время дуги многополюсного автоматического выключателя отсчитывается от момента инициирования первой электрической дуги в одном из полюсов автоматического выключателя до момента гашения последней дуги в каком-то его полюсе.

Время отключения представляет собой интервал времени между началом времени размыкания автоматического выключателя и концом времени дуги. Началом времени размыкания считается момент, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигнет уровня срабатывания его расцепителя сверхтока. Концом времени дуги является момент гашения электрических дуг во всех полюсах автоматического выключателя. Поэтому время отключения однополюсного автоматического выключателя приблизительно равно сумме времени размыкания и времени дуги полюса, а многополюсного автоматического выключателя – сумме времени размыкания и времени дуги многополюсного автоматического выключателя.

Сверхток будет протекать через последовательно включенные автоматические выключатели в течение времени отключения второго автоматического выключателя. При этом он будет инициировать автоматическое оперирование первого автоматического выключателя, расцепитель сверхтока которого может сработать. Главные контакты первого автоматического выключателя начнут размыкаться под воздействием энергии, накопленной в его механизме при замыкании. Поэтому для гарантированного обеспечения селективного оперирования время расцепления первого автоматического выключателя T_t1 должно быть больше времени отключения второго автоматического выключателя T_b2:

Иными словами, полную селективность оперирования автоматических выключателей можно обеспечить в том случае, если время расцепления любого сверхтока первым автоматическим выключателем, размещенным ближе к источнику питания, превышает время отключения этого сверхтока включенным за ним вторым автоматическим выключателем, расположенным ближе к месту короткого замыкания или перегрузки. То есть, как условно показано на рисунке 1, время-токовая характеристика первого автоматического выключателя должна быть расположена «выше» время-токовой характеристики второго автоматического выключателя. Для выполнения этого условия первый автоматический выключатель должен быть категории применения В, а второй – категории применения А или бытового назначения.

Рис. 1. Время-токовые характеристики последовательно включенных автоматических выключателей при полной селективности

На рисунке 1 обозначено:

• 1 – автоматического выключателя QF1 категории применения В;
• 2 – автоматического выключателя QF2 категории применения А или автоматического выключателя бытового назначения.

Автоматические выключатели категории применения А и В выпускают в соответствии с международными требованиями стандарта МЭК 60947‑2, который применяют совместно со стандартом МЭК 60947‑1, и национальными требованиями ГОСТ Р 50030.2-2010 и ГОСТ IEC 60947-1-2017. Стандарт МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2 классифицируют автоматические выключатели по следующим категориям применения:

• автоматические выключатели категории применения А, к которым относят автоматические выключатели, специально не предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных к ним со стороны нагрузки. Эти автоматические выключатели не имеют заданной кратковременной выдержки времени, необходимой для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания. Характеристика «номинальный кратковременно выдерживаемый ток» для них не установлена;
• автоматические выключатели категории применения В, к которой относят такие автоматические выключатели, специально предназначенные для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания относительно других устройств защиты от коротких замыканий, последовательно присоединенных к ним со стороны нагрузки. Такие автоматические выключатели имеют заданную кратковременную выдержку времени, необходимую для обеспечения селективности в условиях короткого замыкания, а также характеристику «номинальный кратковременно выдерживаемый ток».

Автоматические выключатели категории применения В специально предназначены для обеспечения селективного оперирования при коротких замыканиях с включенными после них автоматическими выключателями категории применения А или автоматическими выключателями бытового назначения. Селективность при коротких замыканиях обеспечивается за счет наличия у автоматических выключателей категории применения В кратковременной задержки времени срабатывания, предпочтительные значения которой установлены в стандарте МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2-2010 равными 0,05 (минимальное значение); 0,10; 0,25; 0,50 и 1,00 с.

В течение этого промежутка времени автоматические выключатели, установленные после автоматических выключателей категории применения В ближе к месту короткого замыкания, отключают токи коротких замыканий.

Автоматический выключатель категории применения В обеспечивает селективное оперирование вплоть до величины его номинального кратковременно выдерживаемого тока I_cw. Для автоматических выключателей, имеющих номинальный ток I_n до 2500 А включительно, значение номинального кратковременно выдерживаемого тока должно быть не менее следующих значений: или I_cw = 12 In, или I_cw = 5000 А (выбирают бóльшее значение). Для автоматических выключателей, номинальный ток которых превышает 2500 А, минимальное значение номинального кратковременно выдерживаемого тока установлено в стандартах равным 30000 А.

Однако автоматические выключатели, соответствующие требованиям стандарта МЭК 60947‑2 и ГОСТ Р 50030.2-2010, как правило, нельзя применять в местах, доступных обычным лицам, например, в низковольтных распределительных устройствах электроустановок индивидуальных жилых домов и квартир. В таких случаях используют автоматические выключатели бытового назначения, соответствующие требованиям стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011. Однако посредством этих автоматических выключателей можно обеспечить только частичную селективность в области малых сверхтоков, представляющих собой токи перегрузки.

О частичной селективности.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое частичная селективность:

Частичная селективность (автоматического выключателя) (partial selectivity) — это селективность при сверхтоке двух автоматических выключателей, включенных последовательно, когда защиту от сверхтока до заданного уровня сверхтока осуществляет автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки или короткого замыкания, без срабатывания другого автоматического выключателя, расположенного перед ним со стороны источника питания.

Селективное оперирование последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения при токах перегрузки обеспечить достаточно легко. Для этого автоматический выключатель, размещенный ближе к источнику питания, должен иметь номинальный ток, превышающий номинальный ток расположенного за ним второго автоматического выключателя. Сложнее обеспечить их селективное оперирование при токах короткого замыкания. Бóльший номинальный ток первого автоматического выключателя не является достаточным условием для обеспечения селективного оперирования при коротких замыканиях.

Рассмотрим широко распространенный вариант последовательного включения двух автоматических выключателей бытового назначения, имеющих время-токовые характеристики, условно показанные на рис. 2, которые соответствуют требованиям стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898‑2-2011.

Рис. 2. Время-токовые характеристики последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения, обеспечивающие частичную селективность

На рисунке 2 показано:

1, 2 – автоматические выключатели соответственно QF1 и QF2.

При возникновении в электрической цепи (после автоматического выключателя QF2) любого тока перегрузки или тока короткого замыкания, меньшего, чем ток мгновенного расцепления 1 I_IT1 автоматического выключателя QF1, автоматические выключатели будут оперировать по-разному. Расцепление автоматического выключателя QF2 в области сверхтоков, ограниченной его током мгновенного расцепления I_IT2, инициирует тепловой расцепитель перегрузки, являющийся составной частью расцепителя сверхтока автоматического выключателя. В области сверхтоков, превышающей ток мгновенного расцепления I_IT2, но меньшей тока мгновенного расцепления I_IT1, расцепление автоматического выключателя QF2 инициирует его электромагнитный расцепитель короткого замыкания. Расцепление автоматического выключателя QF1 в рассматриваемой области сверхтоков инициирует его тепловой расцепитель перегрузки.

Примечание 1. Ток мгновенного расцепления представляет собой минимальный электрический ток, вызывающий автоматическое срабатывание автоматического выключателя без выдержки времени.

Поэтому время расцепления первого автоматического выключателя превышает время отключения второго автоматического выключателя. Более того, в области малых токов перегрузки первый автоматический выключатель не будет срабатывать, поскольку эти токи меньше его условного тока нерасцепления1 равного 1,13 I_n, а в некоторых случаях – меньше его номинального тока. То есть при появлении в электрической цепи любого сверхтока, значение которого меньше тока мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1 I_IT1, обеспечено селективное оперирование автоматических выключателей QF1 и QF2.

Если сверхток в электрической цепи превышает ток мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, оба автоматических выключателя оперируют одинаково. Их расцепление инициируют электромагнитные расцепители короткого замыкания, побуждая автоматические выключатели расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с. Современные автоматические выключатели при указанных сверхтоках, как правило, срабатывают одновременно, поскольку их фактическое время расцепления обычно не превышает 0,01 с, т. е. при появлении в электрической цепи любого сверхтока, значение которого превышает ток мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, нельзя обеспечить селективное оперирование автоматических выключателей QF1 и QF2.

Следовательно, при последовательном включении автоматических выключателей бытового назначения, можно обеспечить только частичную селективность.

Основываясь на параметрах стандартных время-токовых зон, можно очертить области сверхтоков, в которых автоматические выключатели бытового назначения будут оперировать как селективно, так и не селективно. На рис. 3 условно показаны стандартные время-токовые зоны последовательно включенных автоматических выключателей. Оценку области сверхтоков, в которой автоматические выключатели будут работать селективно, можно осуществить на основе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя.

Минимально возможное значение тока мгновенного расцепления I_{IT1 min} первого автоматического выключателя немного превышает нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления I_{SR IT1 min}, равную 3 I_n, 5 I_n или 10 I_n соответственно при типах мгновенного расцепления B, C или D. Максимально допустимое значение тока мгновенного расцепления I_{IT1 max} автоматического выключателя QF1 равно верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления I_{SR IT1 max}, т. е. 5 I_n, 10 I_n и 20 I_n при типах мгновенного расцепления B, C и D. Фактическое значение тока мгновенного расцепления I_IT1 первого автоматического выключателя расположено между указанными границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления:

I_{SR IT1 max} ≥ I_IT1 > I_{SR IT1 min}.

Рис. 3. Стандартные время-токовые зоны последовательно включенных автоматических выключателей бытового назначения

На рисунке 3 показано:

1, 2 – автоматические выключатели соответственно QF1 и QF2.

Область сверхтоков, в которой не может быть обеспечена селективная работа автоматических выключателей, начинается от верхней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, установленной для автоматического выключателя QF1. Любой качественный автоматический выключатель под воздействием сверхтока, возникающего в этой области, будет срабатывать за промежуток времени менее 0,1 с (фактически – за 0,01 с и менее), т. е. при любом сверхтоке, равном или превышающем верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя I_{SR IT1 max}, нельзя обеспечить селективное оперирование рассматриваемых автоматических выключателей. Они, как правило, будут срабатывать одновременно.

Область сверхтоков, в которой можно обеспечить селективное оперирование указанных автоматических выключателей, заканчивается на нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, установленной для автоматического выключателя QF1. В этой области сверхтоков любой автоматический выключатель QF1 будет иметь время расцепления, превышающее время отключения любого автоматического выключателя QF2, т. е. при сверхтоке, который не превышает нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления первого автоматического выключателя I_{SR IT1 min}, всегда можно обеспечить селективное оперирование автоматических выключателей.

Если в электрической цепи автоматических выключателей появляется сверхток, превышающий нижнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления автоматического выключателя QF1, но меньший верхней границы его стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (I_{SR IT1 max} > I > I_{SR IT1 min} ), автоматические выключатели могут оперировать как селективно, так и не селективно, т. е. указанная область сверхтоков представляет собой ту сверхтоковую область, для которой нельзя дать однозначного ответа о возможности обеспечения селективного оперирования последовательно включенных автоматических выключателей. Фактически они будут оперировать селективно при любом сверхтоке, значение которого меньше тока мгновенного расцепления I_IT1 автоматического выключателя QF1. Однако на стадии проектирования электроустановки здания его значение не известно.

О селективности при сверхтоке.

Согласно [1] и ГОСТ IEC 60898-1-2020 [2], определим, что такое селективность при сверхтоке:

Селективность при сверхтоке (автоматического выключателя) (overcurrent discrimination) — это координация характеристик оперирования нескольких автоматических выключателей, включенных последовательно, таким образом, чтобы при возникновении сверхтоков в пределах установленных границ срабатывал только тот автоматический выключатель, который предназначен для оперирования в пределах этих границ, в то время как другие автоматические выключатели не срабатывают.

При последовательном включении автоматических выключателей следует обеспечить их селективное оперирование при перегрузках, коротких замыканиях, а также при замыканиях на землю. Первым должен срабатывать автоматический выключатель, расположенный ближе к месту перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю, обычно находящемуся в конечной электрической цепи. Вторым должен оперировать автоматический выключатель, расположенный ближе к источнику питания, например установленный на вводе в электроустановку здания, или автоматический выключатель, защищающий какую-то распределительную электрическую цепь.

В противном случае, если первым сработает вводной автоматический выключатель или автоматический выключатель, установленный в распределительной электрической цепи, то вместо одной конечной электрической цепи, в которой произошла перегрузка, короткое замыкание или замыкание на землю, будет отключена вся электроустановка здания или какая-то ее часть, состоящая из нескольких конечных электрических цепей. Аналогичное нежелательное отключение произойдет также в том случае, если оба автоматических выключателя сработают одновременно. Поэтому при проектировании электроустановок зданий вопросам обеспечения селективного оперирования автоматических выключателей следует уделять должное внимание.

В нормативной документации различают полную и частичную селективность. При обеспечении полной селективности последовательно включенные автоматические выключатели селективно оперируют во всем диапазоне сверхтоков. При частичной селективности их селективное оперирование возможно в ограниченном диапазоне сверхтоков, обычно представляющем собой токи перегрузки.

Целесообразно также обеспечить избирательную селективность при замыканиях на землю в электроустановках зданий, соответствующих типам заземления системы TN‑S и TN‑C‑S, между автоматическими выключателями и устройствами дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока. Сверхтоки короткого замыкания на землю должны отключать УДТ. В противном случае, при одновременном срабатывании автоматических выключателей и устройств дифференциального тока, сложно установить причину их оперирования, поскольку УДТ без встроенной защиты от сверхтока могут сработать при токах перегрузки и короткого замыкания, более чем в 6 раз превышающих их номинальные токи.

Реальный пример

Вооружившись терминологией далее можно переходить к простому реальному примеру. Условимся, что у нас есть 2 последовательно подключенных автоматических выключателя. Возьмем для примера, что первый автоматический выключатель QF1, установленный на вводе вводно-распределительного устройства электроустановки индивидуального жилого дома, имеет номинальный ток 50 А и тип мгновенного расцепления C, а второй автоматический выключатель QF2, установленный в вводно-распределительном устройстве и защищающий от сверхтока конечную электрическую цепь штепсельных розеток, имеет номинальный ток 16 А и тип мгновенного расцепления B.

Наша задача обеспечить надлежащую координацию (селективность) между этими 2 последовательно соединенными устройствами защиты от сверхтоков.

Это нужно сделать таким образом, чтобы в случае перегрузки или короткого замыкания, АВ, который находится ближе к месту появления сверхтока (наш автоматический выключатель на 16 А), срабатывал раньше автоматического выключателя, который находится ближе к источнику питания (QF1 на вводе в ВРУ). То есть, QF1 в итоге сработать не должен и электроустановка здания продолжит работу за исключением одной из электрических цепей штепсельных розеток, которую обесточил в результате селективного оперирования QF2. Это то, что мы хотели бы. Теперь читайте далее при каких условиях это возможно.

В п. 5.3.5 ГОСТ IEC 60898-1-2020 для каждого типа мгновенного расцепления уставлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления (для простоты назовем его I_м.р):

• Тип B: 3I_n < I_м.р ≤ 5I_n
• Тип C: 5I_n < I_м.р ≤ 10I_n
• Тип D: 10I_n < I_м.р ≤ 20I_n

Область сверхтоков, в которой не может быть обеспечено селективное оперирование указанных автоматических выключателей, начинается от верхней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, равной 10 I_n или 500 А. Область сверхтоков, в которой может быть обеспечено их селективное оперирование, расположена вплоть до нижней границы стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, равной 5 I_n или 250 А.

То есть наш автоматический выключатель QF1, который установлен на вводе ВРУ, может мгновенно сработать при сверхтоке большем чем 250 А (например 251 А) и обязан мгновенно расцепиться при сверхтоке больше либо равном 500 А.

Ниже я подготовил рисунок-график, на котором показаны области сверхтоков, в которых селективное срабатывание двух последовательно соединенных автоматических выключателей с типами мгновенного расцепления С (первый) и В (второй), обеспечено (зона 1), возможно (зона 2) или невозможно (зона 3). Рисунок наглядно иллюстрирует тот факт, что для автоматических выключателей бытового назначения можно обеспечить селективное оперирование только при малых значениях сверхтока.

Важно: этот график действителен для случая, когда мы подключаем последовательно автоматический выключатель с типом мгновенного расцепления C (QF1) и автоматический выключатель с типом магнитного расцепления B (QF2). При этом QF1 находится ближе к источнику питания, а QF2 к потенциальному месту возникновения сверхтока. И к тому же выполняется требование по номинальным токам автоматических выключателей: I_n1 > I_n2, где

• I_n1 – номинальный ток первого автоматического выключателя;
• I_n2 – номинальный ток второго автоматического выключателя;

Таким образом, между QF1 и QF2 можно обеспечить селективное оперирование при сверхтоках до 250 А, так как в этом диапазоне сверхтоков время расцепления QF1 ( T_t1) будет всегда больше времени отключения QF2 (T_b2), то есть T_t1 > T_b2. Другими словами в этом диапазоне сверхтоков QF2 “сработает” первым, а QF1 не сработает вообще, то есть будет обеспечена селективность.

В диапазоне сверхтоков от 251 до 499 селективное срабатывание возможно (тут дать однозначного ответа нельзя!). При сверхтоке от 500 А селективное срабатывание невозможно, так как в таком случае оба QF1 и QF2 сработают почти одновременно (менее чем за 0.1 секунду).

Как итог, используя автоматические выключатели бытового назначения можно обеспечить частичную селективную защиту только при незначительных перегрузках и небольших токах КЗ.

Также хочу заметить, что не стоит ждать селективности от автоматических выключателей, которые для этого не предназначены. Если вам нужна гарантированная селективность (но только для целей НЕ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ), то покупайте и ставьте специальные селективные автоматические выключатели категории применения B, которые соответствуют ГОСТ Р 50030.2-2010 .