Запобіжник – це електричний прилад, що забезпечує захист електромережі від аварійних ситуацій, пов'язаних із виходом поточних параметрів (струму, напруги) за задані рамки. Найпростіший запобіжник – плавка вставка.

Це прилад, включений в ланцюг, що захищається послідовно. Як тільки струм в ланцюзі перевищує заданий, дріт плавиться, контакт розмикається, і ділянка ланцюга, що захищається, таким чином залишається неушкодженим. Недолік такого способу захисту одноразовість захисного приладу. Згорів – треба міняти.

Пристрій автоматичного вимикача

Аналогічне завдання вирішується з допомогою про автоматичних вимикачів (АВ). На відміну від одноразових плавких запобіжників, автомати – досить складні прилади, при виборі їх слід враховувати має кілька параметрів.

Вони також послідовно входять у ланцюг. При підвищенні струму автоматичний вимикач розриває. Автоматичні вимикачі випускаються різного конструктивного виконання і з різними параметрами. Найбільш поширені сьогодні автомати для кріплення на ДИН-рейку (рис. 1).

Широко відомі ще радянські часи автомати АП-50 (мал. 3-5) та багато інших. Автомати випускаються із кількістю полюсів (ліній для підключення) від одного до чотирьох. При цьому дво- і чотириполюсні автомати можуть мати у своєму складі не лише захищені, але й не захищені контактні групи, які зазвичай використовуються для розриву нейтралі.

Склад та влаштування АВ

До складу більшості автоматичних вимикачів входять:

• механізм ручного управління (використовується для ручного включення та вимкнення автомата);
• комутуючий пристрій (набір рухомих та нерухомих контактів);
• дугогасні пристрої (решітка із сталевих пластин);
• розчіплювачі.

Дугогасні пристрої забезпечують гасіння та видування дуги, що утворюється при розмиканні контактів, через які проходить надструм (рис.2)

Розчіплювач – пристрій (частина автомата або додатковий пристрій), механічно пов'язане з механізмом АВ та забезпечує розмикання його контактів.

В складі автоматичного вимикачає зазвичай два розчіплювачі.

Перший розчіплювач – реагує на довготривале, але невелике навантаження мережі (тепловий розчіплювач). Зазвичай цей пристрій на основі біметалічної пластини, яка під дією струму, що проходить через неї, поступово нагрівається, змінює конфігурацію. Зрештою вона натискає на утримуючий механізм, який звільняє та розмикає пружний контакт.

Другий розчіплювач – так званий, електромагнітний. Він забезпечує швидку реакцію АВ на коротке замикання. Конструктивно цей розчіплювач являє собою соленоїд, усередині котушки якого знаходиться пружний сердечник зі штирьком, що упирається в рухомий силовий контакт.

Обмотка включена до ланцюга послідовно. При короткому замиканні струм у ній різко зростає, рахунок чого збільшується магнітний потік. При цьому долається опір пружини і сердечник розмикає контакт.

Параметри АВ

Перший параметр – номінальна напруга. Випускаються автомати постійного струмута для змінного та постійного. Автомати для постійного струму загального використання досить рідкісні. У побутових та промислових мережах використовуються в основному АВ для змінного та постійного струму. Найчастіше використовуються АВ з номінальною напругою 400В, 50Гц.

Другий параметр – номінальний струм (Ін). Це той робочий струм, який автомат пропускає через себе у тривалому режимі. Нормальний ряд номіналів (в амперах) – 6-10-16-20-25-32-40-50-63.

Третій параметр - здатність, що відключає, гранична комутуюча здатність (ПКС). Це максимальна сила струму короткого замикання, при якій автомат зможе розімкнути ланцюг, не зруйнувавшись. Звичайний ряд паспортних значень ПКС (у кілоамперах) – 4,5-6-10. При напрузі 220, це відповідають опору мережі (R=U/I) 0.049 Ом, 0,037 Ом, 0,022 Ом.

Як правило, опір проводів побутової електромережіможе досягати 0,5 Ом, струм короткого замикання на рівні 10 кА можливий лише у безпосередній близькості від електропідстанції. Тому найпоширеніші ПКС – 4,5 або 6 кА. Автомати з ПКС 10 кА використовуються в основному в промислових мережах.

Четвертий параметр, що характеризує АВ, це струм уставки (уставка) теплового розчіплювача. Цей параметр для різних автоматів становить від 1,13 до 1,45 від номінального струму. Ми зазначали, що з проходженні номінального струму гарантується тривала робота ланцюга з АВ.

Уставка теплового розчіплювача більше номіналу, саме досягнення реальним струмом величини уставки викликає відключення автомата. Слід зазначити, що в автоматах радянського періоду передбачено ручне регулювання уставки теплового захисту (рис. 5). Доступ до регулювального гвинта в автоматах, що встановлюються на ДИН-рейку, неможливий.

П'ятий параметр автоматичного вимикача – струм уставки електромагнітного розчіплювача. Цей параметр визначає кратність перевищення номінального струму, за якої АВ спрацює практично миттєво, зреагувавши на коротке замикання.

Важлива характеристика автомата – це залежність часу спрацьовування струму (рис. 6). Ця залежність і двох зон. Перша – зона відповідальності теплового захисту. Особливість її - поступове зменшення часу проходження струму до розчеплення. Це зрозуміло – що більше струм, то швидше нагрівається біметалічна пластина і розмикається контакт.

При дуже великому струмі (короткому замиканні) майже миттєво (за 5 – 20 мс) спрацьовує електромагнітний розчіплювач. Ця друга зона на нашому графіку.

За уставкою електромагнітного розчіплювача всі автомати поділяються на кілька типів:

• A Переважно для захисту електронних схемта ланцюгів великої протяжності;
• B Для звичайних освітлювальних ланцюгів;
• C Для ланцюгів з помірними пусковими струмами (двигуни та трансформатори побутових приладів);
• D Для ланцюгів із великим індуктивним навантаженням, для промислових електродвигунів;
• K Для індуктивних навантажень;
• Z Для електронних пристроїв.

Найбільш поширені – B, C та D.

Характеристика В – використовується для мереж загального призначенняособливо там, де необхідно забезпечити селективність захисту. Електромагнітний розчіплювач налаштований на спрацьовування при кратності струму до номіналу від 3 до 5.

При підключенні чисто активних навантажень(Лампочок розжарювання, обігрівачів ...) пускові струми практично рівні робітникам. Однак при підключенні електродвигунів (навіть холодильників та пилососів) пускові струми можуть бути значними і викликати помилкове спрацьовування автомата з аналізованою характеристикою.

Найбільш поширені автомати з характеристикою С. Вони досить чутливі, і в той же час не дають помилкових спрацьовувань під час запуску двигунів побутової техніки. Такий вимикач спрацьовує при 5-10-кратному перевищенні номінального значення. Такі автомати вважаються універсальними та застосовуються всюди, включаючи промислові об'єкти.

Характеристика D – це уставка електромагнітного розчіплювача на 10 – 14 номіналів струму. Зазвичай такі значення потрібні під час використання асинхронних двигунів. Як правило, автомати з характеристикою D використовуються в трьох- або чотириполюсному виконанні для захисту промислових мереж.

При спільному використанні автоматичних вимикачів необхідно мати уявлення про таке поняття, як селективний захист. Побудова селективного захистузабезпечує спрацьовування автоматів, що знаходяться ближче до місця аварії, при цьому потужніші автомати, розташовані ближче до джерела напруги, спрацьовувати не повинні. Для цього більш чутливі та швидкодіючі автомати встановлюються ближче до споживачів.

За допомогою автоматичних вимикачів здійснюється багаторазовий захист електроустановок від коротких замикань та перевантажень. В окремих випадках ці пристрої можуть спрацьовувати при неприпустимих зниженнях напруги та інших аномальних станах. Однією з основних характеристик приладу є струм розчіплювача автоматичного вимикача. Щоб правильно розуміти значення цього параметра, необхідно знати, що таке розчіплювач і як він працює.

Призначення та принцип дії розчіплювачів

Безпосереднє електричне коло здійснюється за допомогою рухомого і нерухомого контактів. У рухомому контакті є пружина, що забезпечує швидке розчеплення контактів. Для приведення в дію механізму розчеплення існує два види розчіплювачів.

Тепловий розчіплювач, по суті, є біметалічної пластиною, що нагрівається при протіканні струму. Коли струм перевищує допустиме значення, відбувається вигин пластини і механізм, що розчіплює, починає діяти. Час його спрацьовування залежить від струму. Мінімальне значення електроструму, коли спрацьовує розчіплювач, має величину 1,45 від значення струму уставки. Спрацьовування налаштовується за допомогою спеціального гвинта. Після того, як пластина остигне, автомат буде повністю готовий до подальшого використання.

Електромагнітний розчіплювачмає миттєву дію і носить ще одну назву відсічення. Це соленоїд з рухомим сердечником, який і приводить у дію механізм, що розчіплює. При протіканні струму через обмотку відбувається втягування сердечника, якщо струмове значення перевищує заданий поріг. Спрацьовування відбувається миттєво, у випадках перевищення електроструму може становити 2-10 разів від номінального значення.

Характеристика струму розчіплювача

Струм розчіплювача автоматичного вимикача має певне значення, при якому відбувається автоматичне вимкнення пристрою. Це значення визначається добутком номінального струму в основний ланцюга та величини уставки струму спрацьовування. Уставка може мати заводські налаштування або вручну.

Струм у тепловому розчіплювачі повинен бути не більше номіналу. Щойно номінальне значення буде перевищено, відбудеться спрацювання автомата. Швидкість спрацьовування залежить від часу проходження електроструму з перевищеним номіналом.

Електромагнітний розчіпувач спрацьовує миттєво, це характерно, в основному, для коротких замикань в лінії, що захищається.

Випробування автоматів АВВ, Hager та EKF

Для захисту побутових електричних кіл зазвичай використовуються автоматичні вимикачі модульної конструкції. Компактність, легкість монтажу та заміни, у разі потреби, пояснює їх широке поширення.

Зовні такий автомат є корпусом з термостійкої пластмаси. На лицьовій поверхні розташована рукоятка увімкнення та вимкнення, ззаду – фіксатор-засувка для кріплення на DIN-рейці, а зверху та знизу – гвинтові клеми. У статті розглянемо .

Як автоматичний вимикач працює?

У режимі штатної роботи через автомат протікає струм, менший або рівний номінальному значенню. Напруга живлення від зовнішньої мережі подається на верхню клему, з'єднану з нерухомим контактом. З нерухомого контакту струм надходить на замкнутий з ним рухомий контакт, а від нього через гнучкий мідний провідник- На котушку соленоїда. Після соленоїда струм подається на тепловий розчіплювач і після нього – на нижню клему, з підключеною до неї мережею навантаження.

В аварійних режимах автоматичний вимикач відключає ланцюг, що захищається за рахунок спрацьовування механізму вільного розчеплення, що приводиться в дію тепловим або електромагнітним розчіплювачем. Причиною такого спрацьовування є навантаження або коротке замикання.

Тепловий розчіплювач– це біметалічна пластина, що складається з двох шарів сплавів із різними коефіцієнтами термічного розширення. При проходженні електричного струмупластина нагрівається та згинається у бік шару з меншим коефіцієнтом термічного розширення. При перевищенні заданого значення сили струму, вигин пластини досягає величини, достатньої для приведення в дію механізму розчеплення, і ланцюг розмикається, відсікаючи навантаження, що захищається.

Електромагнітний розчіплювачскладається з соленоїда з рухомим сталевим сердечником, що утримується пружиною. При перевищенні заданого значення струму, за законом електромагнітної індукції в котушці наводиться електромагнітне поле, під дією якого сердечник втягується всередину котушки соленоїда, долаючи опір пружини, і спрацьовує механізм розчеплення. У нормальному режимі роботи в котушці також наводиться магнітне поле, але його сили недостатньо, щоб подолати опір пружини та втягнути сердечник.

Як працює автомат у режимі навантаження

Режим перевантаження виникає, коли струм у підключеному до автомата ланцюга перевищує номінальне значення, яке розрахований автоматичний вимикач . При цьому підвищений струм, що проходить через тепловий розчіплювач, викликає підвищення температури біметалічної пластини і, відповідно, її згину збільшення аж до спрацьовування механізму розчеплення. Автомат вимикається та розмикає ланцюг.

Спрацьовування теплового захисту не відбувається миттєво, оскільки на розігрів біметалічної пластини потрібно деякий час. Цей час може змінюватись в залежності від величини перевищення номінального значення струму від декількох секунд до години.

Така затримка дозволяє уникнути відключення живлення при випадкових та нетривалих підвищеннях струму в ланцюзі (наприклад, при включенні електродвигунів, які мають великі пускові струми).

Мінімальне значення струму, при якому повинен спрацювати тепловий розчіплювач, встановлюється за допомогою гвинта на заводі-виробнику. Зазвичай це значення у 1,13-1,45 разів перевищує номінал, вказаний на маркуванні автомата.

На величину струму, за якого спрацює тепловий захист, впливає і температура довкілля. У спекотному приміщенні біметалічна пластина прогріється і вигнутий до спрацьовування при меншому струмі. А в приміщеннях з низькими температурами струм, при якому спрацює тепловий розчіплювач, може виявитися вищим за допустимий.

Причиною перевантаження мережі є підключення до неї споживачів, сумарна потужність яких перевищує розрахункову потужність мережі, що захищається. Одночасне включення різних видівпотужної побутової техніки (кондиціонер, електрична плита, пральна та посудомийна машина, Праска, електрочайник і т.д.) - цілком може призвести до спрацьовування теплового розчіплювача.

У цьому випадку визначтеся, які споживачі можна відключити. І не поспішайте знову вмикати автомат. Ви все одно не зможете звести його в робоче положення, доки він не охолоне, а біметалічна пластина розчіплювача не повернеться у свій вихідний стан. Тепер ви знаєте при перевантаженнях

Як працює автомат у режимі короткого замикання

У разі короткого замикання інший. При короткому замиканні струм в ланцюзі різко і багаторазово зростає до значень, здатних розплавити проводку, а точніше ізоляцію електропроводки. Для того, щоб запобігти такому розвитку подій, необхідно миттєво розірвати ланцюг. Електромагнітний розчіплювач саме так і спрацьовує.

Електромагнітний розчіплювач являє собою котушку соленоїда, всередині якої розташований сталевий сердечник, що утримується у фіксованому положенні пружиною.

Багаторазове зростання струму в обмотці соленоїда, що відбувається при короткому замиканні в ланцюгу, призводить до пропорційного зростання магнітного потоку, під дією якого сердечник втягується в котушку соленоїда, долаючи опір пружини, і натискає на планку спуску механізму розчеплення. Силові контакти автомата розмикаються, перериваючи живлення аварійної ділянкиланцюги.

Таким чином, спрацьовування електромагнітного розчіплювача захищає від загоряння та руйнування електропроводку, що замкнув електроприлад та сам автомат. Час його спрацьовування становить близько 0,02 секунд, і електропроводка не встигає розігрітися до небезпечних температур.

У момент розмикання силових контактів автомата, коли з них проходить великий струм, з-поміж них виникає електрична дуга, температура якої може досягати 3000 градусів.

Щоб захистити контакти та інші деталі автомата від руйнівної дії цієї дуги, у конструкції автомата передбачена дугогасна камера. Дугогасна камера є решіткою з набору металевих пластин, які ізольовані один від одного.

Дуга виникає в місці розмикання контакту, а потім один її кінець рухається разом з рухомим контактом, а другий ковзає спочатку по нерухомому контакту, а потім по провіднику з'єднаному з ним, що веде до задньої стінки дугогасної камери.

Там вона ділиться (дробиться) на пластинах дугогасної камери, слабшає та гасне. У нижній частині автомата передбачені спеціальні отвори для відведення газів, що утворюються під час горіння дуги.

У разі відключення автомата при спрацьовуванні електромагнітного розчіплювача, ви не зможете користуватися електрикою до тих пір, поки не знайдете і не усуньте причину короткого замикання. Найімовірніше причина у несправності одного зі споживачів.

Вимкніть усі споживачі та спробуйте увімкнути автомат. Якщо вам це вдалося і автомат не вибиває, значить, справді – винний один із споживачів і вам залишилося з'ясувати який саме. Якщо ж автомат і з відключеними споживачами знову вибиває, значить, все набагато складніше, і ми маємо справу з пробоєм ізоляції проводки. Доведеться шукати, де це сталося.

Ось такий в умовах різноманітних аварійних ситуацій.

Якщо вимкнення автоматичного вимикача стало для вас постійною проблемою, не намагайтеся вирішити її встановленням автомата з великим номінальним струмом.

Автомати встановлюються з урахуванням перетину вашої проводки, і, отже, більший струму вашій мережі просто не допускається. Знайти вирішення проблеми можна лише після повного обстеження системи електропостачання вашої оселі професіоналами.

Схожі матеріали на сайті:

Як вибрати автоматичний вимикач?

Пристрій автоматичного вимикача

Автоматичний вимикач (мовою електриків "автомат") є основою захисту в силових електричних ланцюгахнизької (до 1000 Вольт) напруги. Це комбінований електроприлад, що поєднує в собі функції вимикача та захисного пристрою. Практично вся система розподілу та захисту побутової електропроводкипобудована на автоматах. Хочу відразу помітити, що основне застосування автомата – це захист тієї ділянки електропроводки, яка знаходиться між виходом із автомата та споживачем. Якщо далі по лінії знаходиться інший автомат, то наш автомат повинен захищати ділянку між цими двома автоматами. При виникненні перевантаження або короткого замикання на якійсь ділянці ланцюга повинен спрацювати тільки один автомат, який захищає цю ділянку ланцюга.

Як підібрати автомат?

Візьмемо класичний приклад. Робимо ремонт у квартирі (або в приватному будинку), міняємо електропроводку та хочемо її захистити від перевантажень та коротких замикань. Звичайна в наші дні практика - поділ проводки на кілька гілок із захистом кожної їх окремим автоматом. У квартирах часто поділяють на окремі лінії освітлення та розетки. Крім цього, окрема лінія може бути виділена під електроплиту, ще одна під кухонні розетки та розетки хозблока, в які зазвичай включають найпотужніші у квартирі електроприлади: електрочайник, мікрохвильова піч, пральна машинаі т.д. Слід зазначити, що стандартні електророзетки, які застосовуються в наших будинках, зазвичай розраховані на максимальний струм 10 або 16А, і найчастіше є найслабшою ланкою електропроводки. Тому і номінал автомата, що захищає лінію з такими розетками, не може бути вищим за 16А, хоч би який товстий дріт був.

Про матеріал і товщину дроту - це окрема тема, тут лише скажу коротко: мідь та тільки мідь, для квартир та приватних будинків беремо перетин 1.5 кв.мм на освітлення, 2.5 кв.мм – на стандартні розетки. Відповідно, номінали автоматів для ліній освітлення 10А, для ліній, що живлять розетки, 16А (за умови, що розетки також 16-амперні). При цьому виникає низка питань. Виходить, що кожна розетка може одна витримати 16 Ампер, але при цьому сумарний струм усієї групи розеток також не повинен перевищувати ті самі 16 Ампер.

Деяким такий розклад не подобається, і вони ставлять автомати на більший струм – 25А і навіть вище. За деякими міркуваннями, цього не варто робити, навіть якщо перетин дроту дозволятиме пропускати такий струм тривалий час. Уявімо ситуацію, що в одну з розеток встромили якийсь потужний електроінструмент, який споживає струм до 25-30А. Зрозуміло, що при такому струмі в розетці можуть піти неприємні процеси, аж до спалаху, а 25-амперний автомат цього навантаження не відчує. Ну чи відчує, але тоді, коли все вже горітиме синім полум'ям. Хтось може заперечити, що немає стандартного електроінструменту з таким струмом споживання, але інструмент може бути і нестандартним, і несправним. А може статися і таке, що через подовжувач до розетки підключать кілька потужних електроприладів одночасно з таким самим результатом.

Тому, якщо передбачається, що сумарний струм обладнання, одночасно включеного до розетки, буде більше 16А, то правильним рішенням буде розділити розетки на кілька груп та запитати кожну групу через окремий автомат. Треба мати на увазі, що у продажу є як 16-ти, так і 10-амперні розетки. Я не скажу, що вони поганої якості, просто вони розраховані на максимальний струм навантаження, що дорівнює 10 А. Для таких розеток допустимо прокладати проводку перерізом 1.5 мм 2 , але і автомат у цьому випадку має бути 10-амперним. Щодо подовжувачів. Дуже часто можна зустріти дешеві варіанти, переріз шнура такого подовжувача 1 мм 2 буває і менше. Самі подовжувачі зазвичай жодного захисту не мають. Тому використовуйте такі подовжувачі з особливою обережністю, розуміючи, що автомат їх не захищає.

Маркування автоматичних вимикачів

На корпусі автомата ми можемо побачити деякі загадкові написи. Нижче позначені цифрами головні:

Розшифровка:

1. Номінальний струм автомату
2. Характеристика спрацьовування
3. Максимальний струм відключення
4. Клас відключення.

Крім перелічених вище написів, на корпусі зазвичай знаходиться логотип виробника і тип автомата, а також коротке схематичне позначення, що показує, де знаходиться нерухомий контакт (при вертикальному розташуванні прийнято розташовувати зверху) і як розташовані розчіплювачі щодо контактів. Затискні контактні гвинти можуть закриватися шторками (див. крайній ліворуч автомат), це зручно для опломбування. Корпус зазвичай робиться з полістиролу - на мій погляд, не найкращий матеріал для пристрою, який може пристойно нагріватися.

Номінальний струм автомату

Настав час розібратися з тим, що насправді означає номінальний струм автомата і який буде струм спрацьовування захисту. Поширена помилка - часто люди вважають, що номінальний струм є струм спрацьовування. Насправді справний автоматичний вимикач ніколи при номінальному струмі не спрацює. Більше того, він не спрацює навіть за 10% перевантаження. При великому навантаженні автомат відключиться, але це не означає, що він швидко відключиться. Звичайний модульний автомат має 2 розчіплювачі: повільний тепловий і електромагнітний, що швидко реагує. Тепловий розчіплювач у своїй основі містить біметалеву пластину, яка нагрівається від струму, що проходить через неї. Від нагрівання пластина згинається, і при певному положенні впливає на клямку, і відключається вимикач. Електромагнітний розчіплювач являє собою котушку з сердечником, що втягується, який при великому струмі також впливає на клямку, що відключає автомат. Якщо призначення теплового розчіплювача - відключати автомат під час навантажень, то завдання електромагнітного - швидке відключення при коротких замиканнях, коли значення струму в рази перевищує номінальне.

Ряд значень номінальних струмів

Мені доводилося встановлювати автоматичні вимикачі номіналом від 0.2А. Взагалі, мені зустрічалися модульні автомати наступних номіналів: 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1, 1.6, 2, 2.5 3, 4, 5, 6, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32 50, 63, 80, 100, 125 Ампер. Тобто сказати, що номінали відповідають якомусь єдиному стандартному ряду, як, наприклад, Е6, Е12 у резисторів або конденсаторів, я не можу. Ліплять хто будь що. З автоматами вище 100А ситуація приблизно така сама. Максимальний номінал автомата, призначеного для роботи в мережах 0.4 кВ, який я бачив – 6300А. Це відповідає трансформатору потужністю 4МВА, а більш потужних трансформаторів під цю напругу у нас не роблять, це межа.

Характеристика спрацьовування

Чутливість електромагнітних розчіплювачів регламентується параметром, що називається характеристикою спрацьовування. Це важливий параметр, і на ньому варто трохи затриматись. Характеристика, іноді її називають групою, позначається однією латинською літерою, на корпусі автомата її пишуть прямо перед його номіналом, наприклад напис C16 означає, що номінальний струм автомата 16А, характеристика (найбільш, до речі, поширена). Менш популярні автомати з характеристиками B і D, переважно цих трьох групах і будується струмовий захист побутових мереж. Але є автомати та з іншими характеристиками.

Відповідно до вікіпедії, автоматичні вимикачі поділяються на такі типи (класи) за струмом миттєвого розчеплення:

• тип B: понад 3 · I nдо 5· I nвключно (де I n- номінальний струм)
• тип C: понад 5 · I nдо 10· I nвключно
• тип D: понад 10 · I nдо 20 · I nвключно
• тип L: понад 8 · I n
• тип Z: понад 4 · I n
• тип K: понад 12 · I n

При цьому Вікіпедія посилається на ГОСТ Р 50345-2010. Я спеціально перечитав весь цей стандарт, але ні про які типи L, Z, K у ньому жодного разу не згадується. Та й у продажу я щось не спостерігаю за такими автоматами. У європейських виробників класифікація може дещо відрізнятись. Зокрема, є додатковий тип A(Понад 2· I nдо 3 · I n). В окремих виробників існують додаткові криві відключення. Наприклад, у АВВє автоматичні вимикачі з кривими K(8 - 14 · I n) і Z (2 - 4 · I n), що відповідають стандарту МЕК 60947-2. Загалом, матимемо на увазі, що крім B, C і D існують інші криві, але в даній статті будемо розглядати тільки ці. Хоча самі собою криві однакові - вони взагалі показують залежність часу спрацьовування теплового розчіплювача від струму. Різниця лише в тому, до якої позначки сягає крива, після чого вона різко обривається до значення, близького до нуля. А ось і самі графіки:

Це усереднені графіки, що насправді допускається деякий розкид за часом спрацьовування теплового захисту. Що слід мати на увазі, вибираючи характеристику відключення? Тут на перший план виходять пускові струми обладнання, яке ми збираємося включати через даний автомат. Нам важливо, щоб пусковий струм у сумі з іншими струмами цього ланцюга не виявився вище струму спрацьовування електромагнітного розчіплювача (струму відсічення). Простіше тоді, коли ми точно знаємо, що буде підключатися до нашого автомата, але коли автомат захищає групу розеток, тоді ми можемо тільки припускати, що і коли туди буде включено. Звичайно, ми можемо взяти із запасом - поставити автомати групи D. Але далеко не факт, що струм короткого замикання в нашому ланцюгу десь на дальній розетці буде достатнім для спрацьовування відсічення. Звичайно, через десяток секунд тепловий розчіплювач нагріється і відключить ланцюг, але для проведення це виявиться серйозним випробуванням, та й загоряння в місці замикання може статися. Тож треба шукати компроміс. Як показала практика, для захисту розеток у житлових приміщеннях, офісах – там, де не передбачається використання потужного електроінструменту, промислового обладнання, – найкраще встановлювати автомати групи B. Для кухні та госпблоку, для гаражів та майстерень зазвичай ставляться автомати з характеристикою C – там де є досить потужні трансформатори, електродвигуни, там є і пускові струми. Автомати групи D слід ставити там, де є обладнання з важкими умовами пуску – транспортери, ліфти, витяги, верстати тощо.

Подивіться на наступну картинку, дуже схожу за змістом на попередню, тут показано розкид параметрів теплового захисту автоматичних вимикачів:

Зверніть увагу на два числа зверху графіка. Це дуже важливе число. 1.13 - це та кратність, нижче за яку ніякий справний автомат ніколи не спрацює. 1.45 - це та кратність, за якої будь-який справний автомат гарантовано спрацює. Що вони означають насправді? Розглянемо з прикладу. Візьмемо автомат на 10А. Якщо ми пропустимо через нього струм 11.3А або менше, він ніколи не відключиться. Якщо ми збільшимо струм до 12, 13 або 14 А - наш автомат може через якийсь час вимкнутись, а може і не вимкнутись зовсім. І якщо струм перевищить значення 14.5А, ми можемо гарантувати, що автомат відключиться. Наскільки швидко залежить від конкретного екземпляра. Наприклад, при струмі 15А час спрацьовування може становити від 40 до 5 хвилин. Тому коли хтось скаржиться, що у нього 16-амперний автомат не спрацьовує на 20 амперах, він це робить марно - автомат зовсім не зобов'язаний спрацьовувати при такій кратності. Більш того - ці графіки та цифри нормовані для температури навколишнього середовища, що дорівнює 30°C, при нижчій температурі графік зміщується вправо, при вищій - вліво.

Клас струмообмеження

Рухаємось далі. Електромагнітний розчіплювач, хоч і називається миттєвим, але також має певний час спрацьовування, який відображає такий параметр, як клас обмеження. Він позначається однією цифрою і в багатьох моделей цю ​​цифру можна знайти на корпусі апарату. В основному зараз випускаються автомати з класом струмообмеження 3 - це означає, що з часу досягнення струмом значення спрацьовування до повного розриву ланцюга пройде час не більше ніж 1/3 напівперіоду. При стандартній частоті 50 Герц це виходить близько 3,3 мілісекунд. Клас 2 відповідає значенню 1/2 (порядку 5 мс), напевно, існують і інші, але про їх існування мені не відомо. За деякими джерелами, відсутність маркування цього параметра рівносильно класу 1. Я цей параметр назвав не класом струмообмеження, а швидкодією відсічки. Здавалося б, що швидше, то краще. Насправді ж іноді є сенс поставити автомат із повільнішим спрацьовуванням - це стосується групових автоматів, щоб при КЗ якийсь відходить лінії вони спрацьовували разом із автоматом цієї лінії, тобто. щоб була селективність. Хоча немає гарантій того, що автомат з меншим класом спрацює повільніше за автомат з великим класом. Тому будувати селективність, виходячи з даного параметра, я не став би, та й офіційних рекомендацій щодо цього немає.

Максимальний струм відключення

Дуже важливий параметр – максимальний струм відключення. Цей параметр великою мірою відображає якість силової частини автомата. Зазвичай у роздрібній мережі нам пропонуються автомати зі струмом відключення до 4.5 або 6 кА. Іноді трапляються дешеві моделі з здатністю, що відключає, в 3 кА. І хоча в побутових умовах струм КЗ рідко досягає таких величин, все-таки я не раджу використовувати автомати з здатністю, що відключає, менше 4.5 кА. Тому що, якщо відключаюча здатність мала, то там слід очікувати і контакти меншої площі, і дугогасні камери гірші і т.д.

Де придбати автомати?

Автоматичний вимикач з характеристикою C зазвичай купити не проблема – вони в достатньому асортименті представлені в будівельних та господарських магазинах та на ринках. Автомати з характеристиками B, D теж зустрічаються у цих місцях, але досить рідко. Їх можна замовити на фірмах або у невеликих спеціалізованих магазинах. А можна купити в інтернет-магазині АВС-електро. У цьому магазині є практично всі автомати всіх номіналів та характеристик. Приємно, що є не тільки звичні нам номінали 6, 10, 16, 25, а й 8, 13, 20 Ампер, яких часто не вистачає для забезпечення гарної селективності.

Залежність спрацьовування від навколишньої температури

Ще один момент, про який часто забувають – це залежність теплового захисту автомата від температури навколишнього середовища. А вона дуже суттєва. Коли автомат і лінія, що захищається, знаходяться в одному приміщенні, то зазвичай нічого страшного: при зниженні температури чутливість автомата зменшується, зате збільшується навантажувальна здатність дроту, і баланс більш-менш зберігається. Проблеми можуть бути тоді, коли провід у теплі, а автомат на холоді. Тому якщо така ситуація має місце, то потрібно зробити відповідну поправку. Приклади таких залежностей наведені нижче на графіку. Точнішу інформацію щодо конкретної моделі потрібно дивитися в паспорті від заводу-виробника.

Кількість полюсів автомата. Послідовне та паралельне з'єднання полюсів та автоматів

У автомата можливо від 1 до 4 полюсів. Кожен полюс має свій тепловий, так і електромагнітний розчіплювач. При спрацьовуванні одного з них одночасно відключаються всі полюси. Включити також можна лише всі полюси разом однією загальною рукояткою. Існує ще один різновид автоматів - так звані 1p+n. Цей автомат синхронно комутує 2 дроти: фазний та нульовий, але розчіплювач у ньому один – тільки на фазному контакті. При спрацьовуванні розчіплювача обидва контакти розмикаються. Незважаючи на те, що через такий автомат проходить 2 дроти, він не вважається двополюсним.

Чи можна з'єднувати полюси паралельно чи послідовно? Можна, можливо. Але для цього потрібно мати вагомі причини. Наприклад, при відключенні індуктивного навантаження або просто у випадках навантаження або короткого замикання - тобто тоді, коли доводиться розривати великий струм, виникає електрична дуга. Для її розриву є дугогасні камери, але все одно це не проходить безвісти - контакти можуть підгоряти, може з'являтися кіптява. Якщо ми з'єднаємо полюси послідовно, то дуга розділиться між ними, вона буде швидше погашена, зношування контактів буде менше. До недоліків даного способу можна віднести підвищені втрати - все-таки якесь падіння напруги на контатках є, і чим вищий струм, тим більше на них втрачається потужності (зазвичай кілька ватів на струмах 10-100А, зазвичай виробник включає цю інформаціюу паспорт). Паралельне з'єднання полюсів зазвичай застосовують тоді, коли немає автомата потрібного номіналу, але є автомат меншого номіналу, але з "зайвими" полюсами. При цьому зазвичай для підрахунку сумарного номінального струму рекомендують для 2-х паралельних полюсів множити номінальний струм одного полюса на 1.6, для 3-х - на 2.2, для 4-х - на 2.8. Можливо, в деяких аварійних випадках це вихід зі становища, але при першій же нагоді потрібно замінити такий сурогат на автомат потрібного номіналу.

Ще складніше справа при паралельному і послідовне з'єднанняавтоматів. Звичайно, можна придумати ситуацію і якось навіть обґрунтувати паралельне з'єднання двох або кількох автоматів, але я не радив би навіть розглядати такий варіант. Як розподіляться струми, що буде після відключення одного з автоматів - все це є сумнівним і важко передбачуваним. Послідовно включати автомати розумніше. Наприклад, це можна як підвищення надійності захисту: у разі несправності одного з автоматів інший його підстрахує. Але зазвичай так не роблять, а як страховка розглядається груповий автомат. До того ж, сам автоматичний вимикач споживає деяку кількість електроенергії, тому додатковий автомат - це ще й додаткові втрати.

Потужність розсіювання автоматичних вимикачів

Для прикладу наведу паспортні значення даного параметра для автоматів ВА 47-63 (значення надано нових автоматів при значеннях струму, рівних номінальному):

Номінальний струм In, A	Потужність розсіювання, Вт
	1-полюсні	2-полюсні	3-полюсні	4-полюсні
1	1,2	2,4	3,6	4,8
2	1,3	2,6	3,9	5,2
3	1,3	2,6	3,9	5,2
4	1,4	2,8	4,2	5,6
5	1,6	3,2	4,8	6,4
6	1,8	3,6	5,5	7,2
8	1,8	3,6	5,5	7,33
10	1,9	3,9	5,9	7,9
13	2,5	5,3	7,8	10,3
16	2,7	5,6	8,1	11,4
20	3,0	6,4	9,4	13,6
25	3,2	6,6	9,8	13,4
32	3,4	7,5	11,2	13,8
35	3,8	7,6	11,4	15,3
40	3,7	8,1	12,1	15,5
50	4,5	9,9	14,9	20,5
63	5,2	11,5	17,2	21,4

Як бачимо, автоматичний вимикач теж хоче їсти. Тому не варто захоплюватися і встромляти автомати скрізь, де це можливо. Де ж відбуваються втрати? Основна частина припадає на тепловий розчіплювач. Але не треба надмірно драматизувати ситуацію. Ці втрати пропорційні струму, що протікає. Тому, якщо, наприклад, навантаження в 2 рази менше номінальної, то й втрати будуть відповідно вдвічі меншими, а за відсутності навантаження не буде й втрат. Якщо їх уявити у відсотковому вигляді, то будуть величини близько 0,05-0.5%, причому найменший відсоток у найпотужніших автоматів. У самих контактах, поки що автомат новий, втрати незначні. Але в процесі експлуатації котакти підгорятимуть, перехідний опір зростатиме, а з ним зростатимуть і втрати. Тому у старого автомата втрати можуть бути помітно більшими. До речі, виміряти втрати досить просто – потрібно виміряти падіння напруги на автоматі та струм, що проходить через нього. У себе вдома я роблю це за допомогою ось такого дуже недорогого приладу, що поєднує в собі мультиметр і струмовимірювальні кліщі.

Так - дешевий китайський ширвжиток, але для побутових цілей цілком придатний.

Вибір автомата за потужністю (струму) навантаження

Хоча основне призначення автомата - це захист електропроводки, за певних умов доцільно розраховувати автомат струму навантаження. Це можливо в тих випадках, коли лінія, що відходить від автомата, призначена для живлення одного конкретного електроприладу. У побутових мережах це може бути електроплита або кондиціонер, якийсь верстат, електрокотел і т.д. Як правило, нам відомий номінальний струм електроприладу або ми можемо обчислити його, знаючи потужність навантаження. Так як проводка вибирається з певним запасом, то в даному випадку номінал автомата зазвичай менше того, який ми отримали б, розраховуючи по допустимому струму проводу. Тому при будь-яких замиканнях всередині електроприладу або його перевантаження наш захист спрацює, захистивши його від подальшого руйнування.

Вибір автомата для електроприводу (електродвигун, електромагнітний клапан тощо)

Якщо навантаженням у ланцюзі є електродвигун, потрібно пам'ятати, що пусковий струм двигуна в кілька разів більше номінального, тому в даному випадку потрібно використовувати автомати з характеристикою C, а в окремих випадках (не побутових) навіть D. Номінал автомата вибираємо по номінальному струму двигуна . Його можна прочитати на табличці або виміряти вищезгаданими кліщами. Вимірювати струм потрібно при навантаженому двигуні, не забувайте. Зрозуміло, що точної відповідності автомата струму двигуна не вдасться, вибирайте найближче значення. Деякі виробники заявляють автомати з особливими характеристиками спеціально для електродвигунів. Хоча, при детальному розгляді, ці характеристики зазвичай є чимось середнім між C і D. Звичайно, такий автомат не захистить двигун належним чином і якщо, наприклад, заклинить вал, то відбудеться наступне: відсічка не спрацює, т.к. Струм не буде вище пускового, а тепловий захист може не встигнути - перегрів обмоток у двигуні йде дуже швидко. Тому електродвигуну необхідний додатковий захист у вигляді спеціального швидкодіючого теплового (або електронного) реле. Таких правил слід дотримуватися і при виборі автомата для електромагнітного приводу (різні клапани, шторки і т.д.).

Виробники автоматичних вимикачів

Великі автомати – це окрема тема, тут розглядаємо виробників виключно у контексті модульної продукції. На пострадянському просторідобре зарекомендували себе такі бренди як ABB, Legrand, Shneider Electric. Зазвичай продукцію цих фірм вам порекомендують, коли ви попросите щось надійніше. З російських виробниківЦілком пристойні апарати виготовляють КЕАЗ, Контактор, DEKraft. Найбільше невтішних відгуків зібрав IEK - напевно, справедливо, хоча у продажі вони, мабуть, найбільше, завдяки низькій ціні.

Добрий час, дорогі друзі!

Сьогодні продовжу розповідати про автоматичні вимикачі у світлі виміру опору петлі «фаза-нуль».

В останній статті присвяченій вимірюванню опору петлі «фаза-нуль» я сказав про час-струмові характеристики автоматичних вимикачів. Сьогодні наведу для прикладу такі характеристики для автомата типу ВА47-29:

Для кожного автоматичного вимикача така характеристика своя. Зазвичай вона наводиться в паспорті на автомат у вигляді як показано малюнку. Тобто. є деякий розкид у параметрах. Як можна помітити розкид цей досить великий.

— для характеристики «В» струм відсічення (струм електромагнітного розчіплювача) може перебувати в інтервалі від 3Ін до 5Ін;

- Для характеристики «С» - від 5Ін до 10Ін;

— для характеристики «D» — від 10Ін до 14Ін.

Отже, виміряний або розрахований нами струм короткого замикання для конкретної лінії може задовольняти параметрам автоматичного вимикача (бути достатнім для його відключення), так і не задовольняти.

Реальну ж характеристику залежності часу спрацьовування автоматичного вимикача від струму, що протікає через нього, для кожного конкретного автомата можна отримати тільки шляхом проведення перевірки параметрів цього автомата.

Але багато лабораторій не мають обладнання для випробування автоматичних вимикачів. і, відповідно, вони не мають такого виду робіт. Надходять просто. Для перевірки відповідності автоматичного вимикача параметрам лінії (можливий струм короткого замикання) використовують верхнє значення струму відсічення, тобто. Для характеристики "С" це 10Iн. Такий підхід цілком виправданий, т.к. Автомат напевно відключиться при струмі більшому можливого струму спрацьовування розчіплювача, але часом мало вірогідний. Тому що якщо виміряний струм короткого замикання менший за 10Iн, то, зрозуміло при справному стані проводів лінії, необхідна заміна автоматичного вимикача на відповідний. Хоча під час перевірки автоматичного вимикача може з'ясуватися. що струм спрацьовування його становить, наприклад, 7Iн і в цьому випадку вже при виміряному нами струмі короткого замикання автомат повинен упевнено вимикатися, тобто. заміна автомата не була потрібна.

Повернемося до час-струмової характеристики. Допустимо, ми провели перевірку автомата та за виміряними параметрами отримали його індивідуальну характеристику (відображена зеленою лінією на малюнку).

Що вона нам дає?

Згідно з ПУЕ п.1.7.79 час автоматичного відключенняживлення в системі TN не повинно перевищувати значення 0,4с при фазній напрузі 220В, але в ланцюгах, що живлять розподільні, групові, поверхові та ін. щити та щитки, час відключення не повинен перевищувати 5с.

Таким чином, маємо дві точки на характеристиці 0,4 і 5с. Залежно від місця встановлення автоматичного вимикача визначаємо, яка точка потрібна нам і знаходимо в цій точці струм спрацьовування автоматичного вимикача.

З отриманої нами характеристики (зелена лінія) видно, автомат відключиться за 0,4с при семикратному номінального струму, а за 5 с при струмі 4,5 Iн.

Ще раз відповім на часто запитання: Навіщо вимірювати опір петлі «фаза-нуль»?

Знаючи опір петлі «фаза-нуль» якогось ланцюга (лінії), можна знайти струм короткого замикання, який у цій лінії може розвинутись. А знаючи цей струм, можна відповісти на запитання: чи спрацює встановлений у цій лінії автоматичний вимикач і за який час.

Ось сьогодні і все. Якщо виникли запитання, запитуйте.