Выключатель автоматический (ВА), аппарат защиты или коммутационный аппарат — это аппарат, автоматически выключающий защищаемую им электрическую цепь при несоответствующих режимах. А конкретно: перегрузке линии, коротком замыкании. Иными словами, сохраняет подключенное оборудование и проводку, если правильно подобран по характеристикам.
Технические характеристики автоматов
1. Номинальный ток
Предельная величина тока, до которой ВА не будет отключаться.
Как видно из графика, автомат должен работать “по номиналу” при температуре 30°.
2. Время-токовые характеристики отключения
Быстрота срабатывания при мгновенных перегрузках. Или по-простому: при включении пылесоса (холодильника, компрессора, электродвигателя и т.п.) возникает кратковременный огромный пусковой ток, если стоит ВА с неправильно подобранной время-токовой характеристикой, то он будет постоянно отключаться.
Данные графики характеризуют скорость срабатывания защиты при перегрузе. То есть при незначительном превышении номинального тока (I/In) скорость срабатывания низкая. Соответственно при увеличении нагрузки автомат быстрее сработает (отключится). Скорость срабатывания также зависит от характеристики.
Характеристика “D”
Характеристика “C”
Характеристика “B”
3. Номинальное напряжение
Предельное напряжение постоянного или переменного тока, на которое рассчитан выключатель.
4. Номинальный ток отключения
Ток короткого замыкания (КЗ), при котором автоматический выключатель отключит отходящую линию и останется в работоспособном состоянии.
5. Класс токоограничения
Быстрота отключения в случае КЗ
6. Количество полюсов
Необходимое количество отключаемых проводов.
Пример ВА
- Номинальный ток — 10А;
- Время-токовая характеристика — С;
- Рассчитан на переменное напряжение — до 400В;
- Номинальный ток КЗ — 4500А;
- Класс токоограничения — 3.
- Количество полюсов — 1.
Выбираем данный автоматический выключатель для медного проводника D=1,5 мм2, выдерживающий 19 А. Максимальная подключаемая нагрузка – до 2,3 кВт.
Теперь тонкости. Автоматический выключатель отключается через час при токе I=1,13Iн, в данном случае 11,3 А и через 40 секунд I=1,45Iн, в данном случае 14,5 А.
Теперь сухие цифры:
- провод D=1,5 мм2, а автоматический выключатель 16А. ВА сработает через час, если нагрузка будет 18А и через 40 секунд, если 23,2А. Проводник выдерживает 19А (производства ГОСТ, ТУ производства меньше держат).
- провод D=2,5 мм2 , а автоматический выключатель 25А. ВА сработает через час, если нагрузка будет 28,2А и через 40 секунд, если 36,2А. Проводник выдерживает 27А (производства ГОСТ, ТУ производства меньше держат).
Отсюда делаем вывод, чтобы автоматика срабатывала необходимо выбирать по проводнику или подключенному электрооборудованию. Никаких запасов в большую сторону быть не должно!
Время-токовая характеристика(ВТХ) необходимо для соблюдения селективности в щите автоматике.
В быту распространены ВА с ВТХ «В», «С» и «D», по убыванию в чувствительности соответственно. Чаще встречаются с характеристикой «С». Обратимся к схеме.
В случае короткого замыкания(КЗ) должен отключится автоматический выключатель №2, но на практике т.к. номиналы и ВТХ ВА №1 и 2 одинаковы, то может отключится раньше ВА №1. Чтобы такого не происходило поступают следующим образом: если позволяет сечение проводов, то увеличивают номинал выключателя №1, к примеру С16. Но если нет возможности, то ставят либо ВА №1 с ВТХ менее чувствительную: D10, либо ВА №2 с ВТХ более чувствительной: В10. Правильное срабатывание ВА на поврежденном участке и есть селективность, но это только часть общей картины.
Вот как надо поступать в таких ситуациях:
А вот самую главную роль играет производитель автоматики. Даже правильно подобранный ВА китайского производителя не гарантирует защиту, в случае ненормальных режимах работы. Он либо сработает и потом выйдет из строя, либо не сработает и выйдет из строя. Советую это запомнить и учитывать при выборе.
Конструктивные особенности автоматов
В режиме короткого замыкания благодаря быстродействию механизма выключателя (пружинки) ток не успевает достичь максимального значения.
Возможность работы в любом положении.
Возможно подключение нагрузки как к верхним, так и к нижним зажимам.
Дифференциальные автоматы и УЗО
Устройство защитного отключения (УЗО) – защитный выключатель, срабатывающий при утечке тока. ВНИМАНИЕ! Не защищает от перегрузки и КЗ, устанавливается только вместе с автоматическим выключателем!
Принцип работы основан на разнонаправленности токов, сумма которых равна 0, I1 + I2=0. При нарушении изоляции, если это электроприбор с металлическим корпусом, который заземлен, ток потечет на землю, соответственно I1 + I2≠0 и сработает УЗО. А вот если корпус не заземлен, то ток не потечет, а будет «дежурить» на корпусе, пока человек не прикоснется. Произойдет утечка, УЗО отключит линии, но человек почувствует удар током. Поэтому обязательным условием правильной работы УЗО является наличие контура заземления и заземление металлических корпусов и деталей электроприборов.
Технические характеристики УЗО
1. Номинальный ток
УЗО не защищает от сверхтоков, поэтому его номинал должен быть больше номинала ВА.
2. Ток утечки
Ток утечки подбирается в зависимости от оборудования или характеристик помещения. Чувствительность срабатывания от 10 до 300 мА.
К примеру в ванной комнате без стиральной машины необходима чувствительность 10 мА, для розеток в комнате и оборудования — 30 мА, а для противопожарного и общего УЗО — 100 или 300 мА.
3. Характеристика дифференциального тока
Есть ток утечки постоянного, переменного и пульсирующего характера. В большинстве электроприборов при пробое изоляции происходит «утекание» пульсирующего или постоянного тока. Соответственно есть УЗО реагирующие только на переменный ток (они дешевле) а есть реагирующие на все токи утечки.
4. Номинальное напряжение и частота
Предельное напряжение постоянного или переменного тока, на которое рассчитано УЗО и частота работы в сети (в РФ 50Гц поэтому иногда не указывают на лицевой стороне).
5. Номинальный ток отключения
Ток короткого замыкания (КЗ), при прохождении которого УЗО останется в работоспособном состоянии.
6. Количество полюсов
Зависит от количества фаз в сети. Двухполюсные — для однофазной сети. Четырёхполюсные — для трёхфазной.
Пример УЗО
- Номинальный ток — 32 А;
- Ток утечки — 30 мА;
- Характеристика дифференциального тока — реагирует только на переменный ток утечки;
- Рассчитан на переменное напряжение — до 230В 50Гц;
- Номинальный ток КЗ — 3000А.
- Количество полюсов — 2.
Выбираем данное УЗО для автоматического выключателя номиналом до 25А.
Существуют аппараты защиты, совмещающие в себе УЗО и ВА, их называют дифференциальные автоматические выключатели. Советуем устанавливать для экономии места в щите.
Конструктивные особенности УЗО
Не имеет собственного потребления электроэнергии.
Дугогасительные элементы в каждом полюсе.
Алгоритм поиска неисправности в электроустановке при срабатывани УЗО
