Автоматы «В» и «С» – в чем разница, категории и виды выключателей

Автоматические выключатели — тип B или тип C?

Под время-токовой характеристикой подразумевается зависимость времени срабатывания от отношения тока, протекаемого через выключатель I, к номинальному току автомата In. Очевидно, что при возникновении угрозы безопасности автоматический выключатель должен срабатывать быстро. Но всегда ли быстрое срабатывание — это хорошо?

Представим себе идеальный автоматический выключатель должен срабатывать мгновенно при небольшом превышении номинального тока. Но, если бы такой выключатель можно было создать, он был совершенно бесполезен из-за постоянных ложных срабатываний. При включении-выключении любого электрического прибора в сети неизбежно возникают экстратоки коммутации. Ток при пуске электродвигателя намного выше, чем в устоявшемся режиме. При включении блока питания происходит значительный всплеск потребляемого тока из-за процесса зарядки сглаживающих конденсаторов. Во многих современных приборах включение-выключение нагрузки постоянно происходит во время работы. Если бы время задержки было равно нулю, выключатель срабатывал при любой коммутации нагрузки. В то же время, при очень высоких токах по соображениям безопасности практически мгновенно обесточить потребителя электроэнергии.

Это противоречие в современных автоматических выключателях решается путем применения расцепителей одновременно двух видов — тепловых и электромагнитных. Тепловые расцепители срабатывают, если сила тока, протекающего через автоматический выключатель, длительное время превышает 1,45 In. Они предотвращают перегрев электрических проводов, который приводит к разрушению изоляции. Электромагнитные расцепители защищают от короткого замыкания. Они срабатывают практически мгновенно при силе тока, которая превышает In в 3 — 20 раз, в зависимости от типа время-токовой характеристики. Данный параметр называется током мгновенного расцепления.

Классификация защитных автоматов по время-токовой характеристике

Согласно ГОСТ Р 50345-2010, защитные автоматы для бытового и аналогичного применения (небольшой офис, небольшое производство) делят, в зависимости от время-токовой характеристики, на типы B, C и D. Существуют и некоторые другие типы время-токовых характеристик, также обозначаемые буквами, например, A. Но они или выведены из обращения в связи с моральным устареванием, или же предназначены для узкоспециализированных применений.

ГОСТ Р 50345-2010 определяет защитные автоматы с время-токовой характеристикой типа B как имеющие ток мгновенного расцепления свыше 3In до 5In включительно, типа С — свыше 5In до 10Inвключительно, типа D — свыше 10In до 20In включительно. Под мгновенным расцеплением в данном случае понимается разрыв цепи питания менее, чем за 0,1 с.

Также время срабатывания при определенных условиях может быть связано с номинальным током автомата, а не с его типом. Например, при длительном действии тока до 1,13In включительно защитный автомат не должен срабатывать. При действии тока 1,45In расцепление должно происходить за время менее 1 ч при номинальном токе автомата до 63 А включительно и менее 2 ч при номинальном токе автомата более 63 А. Когда через автомат протекает ток силой 2,55In, то время срабатывания составляет от 1 до 60 с при номинальном токе до 32 А включительно и от 1 до 120 с при номинальном токе свыше 32 А. Обратите внимание, что для тока величиной 2,55In нормируются не только максимальное, но и минимальное время срабатывания.

Типичные время-токовые характеристики защитных автоматов типов B, C и D

Тип D используется крайне редко. В основном защитные автоматы с такой характеристикой ставят там, где используются очень мощные электродвигатели. Например, в отдельно стоящих коттеджах, где есть мощные водяные насосы и системы централизованного кондиционирования. Иногда автоматы с время-токовой характеристикой D используются в качестве вводных для обеспечения селективности. В подавляющем большинстве проектов приходится выбирать между время-токовыми характеристиками B и C.

Время-токовая характеристика типа B рекомендуется для электроприборов, представляющих из себя нагрузку с преимущественно активной составляющей. Это могут быть лампы накаливания, всевозможные обогреватели, электропечи для приготовления еды. Также приборы, которые подключаются к защитному автомату типа B, не должны иметь больших пусковых токов. Согласно сложившейся практике, к защитным автоматам типа B часто подключают и люминесцентные светильники.

Время-токовая характеристика типа C рекомендуется для электроприборов, которые представляют собой нагрузку с ярко выраженной реактивной или нелинейной составляющей, либо имеющих значительные пусковые токи. К ним относятся светодиодные лампы и светильники, всевозможные бытовые устройства с электромоторами, аппаратура с импульсными блоками питания, компьютерная техника.

Оптимальный вариант — использование с данным типом нагрузки защитного автомата со специально предназначенной для нее время-токовой характеристикой. Но это можно практически реализовать, если нагрузка подключается к защитному автомату посредством неразъемного соединения, либо розетка расположена таким образом, что к ней можно подключить только один вид нагрузки. Но в реальности более распространен вариант, когда есть розетка, в которую могут быть включены самые разнообразные устройства. Поэтому приходится выбирать защитные автоматы такого типа, который бы наилучшим образом подходил к разнообразной нагрузке.

Уже существующая проводка

Лет 20 тому назад устройства с импульсными блоками питания были еще редкостью, а светодиодные лампы и светильники вообще не выпускались серийно. Поэтому в подавляющем числе жилых помещений и офисов использовались защитные автоматы типа B. При выборе сечения проводки в первую очередь учитывается то, чтобы даже на самом дальнем конце при коротком замыкании ток был достаточен для срабатывания защитного автомата. Зачастую это требование обуславливает большее сечение проводки, чем требуется для данной максимальной мощности нагрузки. Поскольку автоматы с время-токовой характеристикой типа B срабатывают при токах 3In – 5In, благодаря их использованию удается немного уменьшить сечение проводки.

В современных условиях автоматы типа B могут демонстрировать частые ложные срабатывания. Наиболее характерный пример из реальной практики — замена люминесцентных светильников в помещении на светодиодные. Средний потребляемый ток уменьшается в несколько раз, но ранее установленные защитные автоматы, спокойно выдерживавшие нагрузку люминесцентных светильников, начинают срабатывать при включении светодиодного освещения из-за значительно больших пусковых токов.

Для светодиодного освещения предпочтительно использование время-токовой характеристики типа C

Проблема обычно «лечится» заменой автоматов типа B на автоматы типа C. Но просто так вынуть одни автоматы в щитке и установить вместо них другие нельзя — может возникнуть ситуация, что при коротком замыкании автомат типа C не сработает. Нужно обследовать состояние проводки, найти самый дальний ее конец и определить сопротивление короткого замыкания. А еще лучше — в дополнение к осмотру состояния проводки найти документацию на проект и провести ее всесторонний анализ. Естественно, всем этим должен заниматься опытный квалифицированный специалист.

В том случае, если замена автоматов типа B на автоматы типа C невозможна по соображениям безопасности, придется ограничить использование приборов, вызывающих ложное срабатывание защиты. Или же заменить проводку.

Новая проводка

При создании новых проектов можно изначально закладывать в них применение автоматов типа C. При этом выбирается соответствующее сечение проводки, чтобы автомат надежно срабатывал при коротком замыкании даже на самом дальнем ее конце.

Некоторые производители поставляют в свободную продажу только автоматы с характеристикой типа C, а если нужна характеристика типа B, то такой автомат доступен только по предзаказу. Или оставляют возможность выбора время-токовой характеристики только в самых дорогих линейках продукции. Определенные преимущества в этом смысле имеют автоматические выключатели Easy9 производства Schneider Electric. Продукция этой линейки отличается оптимальным соотношением цена/качество. Более того, в ней есть защитные автоматы типов B и C номиналами от 6 до 63 А (1-4 полюсные). Причем тип B реально купить без предзаказа. Тем не менее, и в наше время нужны защитные автоматы не только типа С, но и типа B, о чем пойдет речь далее.


Автоматические выключатели линейки Easy9 производства Schneider Electric доступны потребителям в вариантах с время-токовой характеристикой типов B и C

Проводка в квартире или коттедже может быть новой, но само здание расположено в районе со старой, изношенной инфраструктурой. В таком случае применение автоматов типа C приведет к проблемам с энергоснабжением не только у вас, но и у соседей. Вот почему в любом случае крайне желательно проконсультироваться о допустимых типах время-токовых характеристик защитных автоматов у вашего поставщика электроэнергии.

Для стационарного электрического водонагревателя предпочтительно использование время-токовой характеристики типа B, даже если у вас новая проводка

Действующие правила обязывают устанавливать отдельные защитные автоматы для стационарных нагревателей воды, а также мощных систем электрообогрева здания. Поскольку в данном случае один защитный автомат обслуживает только одно устройство, а нагрузка носит исключительно активный характер, есть смысл использовать защитный автомат типа B, даже если вы проложили новую проводку. В результате значительно повышается безопасность.

Следует отметить, что в современной высококачественной бытовой технике, благодаря применению специальных технологий, пусковые токи значительно меньше, чем были раньше, даже если используется импульсный блок питания. Поэтому, если вы оснастили квартиру или коттедж только современной техникой, можно сделать выбор в пользу защитных автоматов типа B. При этом можно повысить надежность энергоснабжения, реализовав принцип селективного отключения. Он заключается в том, что из-за задержки по времени в срабатывании вышестоящего защитного автомата относительно нижестоящего предотвращается отключение питания по всему коттеджу или по всей квартире. Самый экономичный способ реализации селективной защиты — поставить вводной автомат типа С, а в качестве нижестоящих использовать автоматы типа B.

Выбор время-токовой характеристики защитного автомата должен диктоваться только объективными условиями. Тот факт, что автоматы типа C сейчас используются гораздо чаще, чем автоматы типа B, господствовавшие в прошлом, не означает, что тип C «лучше» или «более продвинутый». Это просто два разных типа для разных условий, но технологический уровень их исполнения одинаков, что подтверждает, например, ассортимент недорогих модульных устройств линейки Easy9 компании Schneider Electric. Вне зависимости от того, какой тип время-токовой характеристики у автоматического выключателя — B или C, знаменитое качество Schneider Electric гарантируется.

При выборе автоматического выключателя основным параметром считается номинальный ток. Но, наряду с ним, есть еще такой параметр как время-токовая характеристика.

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Читайте также:  Как повесить люстру на бетонный, деревянный и натяжной потолок

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Категории и технические характеристики автоматов a, b, c и d

Особенности работы защитных устройств в силовых цепях проявляются в их способности реагировать на возросшие токовые нагрузки и отключать линию по достижении ими предельной величины. Причем отключение происходит сразу по нескольким направлениям, учитывающим не только электромагнитные, но и тепловые эффекты. Для понимания характера происходящих внутри прибора коммутаций потребуется ознакомиться с техническими характеристиками автоматического выключателя.

Рабочие характеристики

К числу основных параметров автоматических выключателей, полностью характеризующих их функциональные возможности, принято относить:

  • номинальный ток (штатный режим);
  • предельную отключающая способность прибора (ПКС);
  • характеристики по токоограничению;
  • параметры срабатывания электромагнитной защиты по току.

Отдельно рассматриваются температурные характеристики, под которыми понимаются условия отключения теплового расцепителя.

Ток штатного режима – это величина, при которой автомат может работать сколько угодно долго без отклонений параметров от заданной нормы. Это значение отображается на корпусе прибора сразу вслед за буквой, определяющей его время-токовые характеристики. Предельная отключающая способность автомата – это максимальное значение тока, при котором он может срабатывать без потери функциональности. Величина ПКС указывается на корпусе АВ сразу под время-токовой характеристикой и номиналом.

Категория по ограничению тока характеризует способность отключать аварийную линию до момента достижения током предела по перегрузу. Для различных приборов этот параметр принимает следующие значения:

  • первая категория – 10 миллисекунд (мс) и более;
  • вторая категория – от 6-ти до 10-ти мс;
  • третья категория – 2,5-6 мс.

Чем выше категория по токоограничению у данной модели, тем меньше риск перегрева проводов и возникновения аварийного возгорания. На лицевой панели параметр указывается под значком ПКС.

Классификация по время-токовым характеристикам

Класс прибора указывается на его панели в виде латинской буквы, стоящей перед значением номинала. В соответствии с этим показателем все известные образцы защитных устройств подразделяются на ряд категорий.

Автоматы MA

Специфика автоматов «MA» состоит в отсутствии в них привычного для этих устройств теплового механизма расцепления. Они чаще всего устанавливаются в линиях подключения электродвигателей и подобных им мощных устройств. Специально для защиты от перегрузок в этих цепях используются чувствительные реле максимального тока. Сам автомат лишь защищает их от повреждений, которые возникают из-за воздействия токов КЗ.

Приборы A класса

Автоматы типа «A» отличаются максимальной чувствительностью и надежно срабатывают при превышении током номинала на одну треть в течение заданного характеристикой времени. Если его значение превысило номинал на 100 процентов, на срабатывание катушки э/м расцепителя потребуется не более 0,05 секунды. Если по техническим причинам она не отработала свою функцию, в действие вступает биметаллическая тепловая защита, отключающая питание через 20-30 сек. Автоматы с этим показателем устанавливаются в случае, когда недопустимы кратковременные токовые перегрузки.

Защитные устройства B класса

Аппараты этой категории имеют чуть меньшую чувствительность, чем рассмотренные ранее. Э/м расцепитель у приборов отключается при превышении номинала на 200 процентов. Время его срабатывания – не более 0,015 секунд. На расцепление биметаллической пластины в размыкателе потребуется не более 4-5 секунд. Оборудование этого класса широко применяется в линиях с включенными в них электроустановочными изделиями (розетками и осветительными приборами) – в цепях, где пусковые перегрузки минимальны.

Автоматы категории C

Для понимания разницы автоматов C и B необходимо отметить: способность «держать» перегрузки у приборов типа C еще выше, чем у первых двух категорий, что позволяет ставить их в электросети бытового назначения. Для отключения электромагнита таких приборов потребуется ток, превышающий номинал в 5 раз. Для надежного срабатывания тепловой защиты необходимо пятикратное превышение в течение 1,5 секунд.

Автоматические выключатели категории D

Характеристика D автоматического выключателя указывает на его высокую способность выдерживать перегрузки. Для срабатывания э/м катушки потребуется ток, превышающий номинал примерно в 10 раз. Для отключения контролируемой линии посредством теплового расцепителя необходима выдержка не менее 0,4 секунды. Устройства этого класса обычно используются в качестве вспомогательных предохранителей, выполняя функцию страховки от случайных неполадок с другими аналогичными приборами.

Автоматы категории D своевременно срабатывают, если по какой-то причине отказали основные автоматы защиты в одном из обслуживаемых помещений. Их допускается устанавливать в цепях со значительными пусковыми токами – для защиты обмоток электродвигателей, в частности.

Защитные устройства категории K и Z

Приборы с литерой K характеризуются значительной величиной разбросов токов срабатывания э/м расцепления (реле). Для переменного тока этот показатель больше номинала в 12 раз, а для линий с постоянным уровнем питания он достигает цифры 18.

Время, необходимое для отключения э/м реле составляет не более 0,02 секунды. Срабатывание тепловой защиты в этих приборах происходит при превышении нагрузочным током номинала на 5 процентов. Этим и объясняется возможность применения автоматов типа K в цепях с индуктивной нагрузкой.

Читайте также:  Что такое газгольдер для автономной газификации дома

Изделия с индексом Z имеют более скромные показатели по перегрузу – не более чем в два раза, и используются для защиты электронных схем.

Отличия АВ категорий B, C и D

Категории автоматов A B C D относятся к основным показателям, заслуживающим отдельного рассмотрения и сравнения. Особый интерес среди классов автоматов представляют токовые временные параметры последних трех категорий.

Защитный автомат с характеристикой D в отличие от категорий автоматических приборов A B C хорошо приспособлен к повышенным перегрузкам и поэтому устанавливается в цепях с большими пусковыми токами. Его традиционно используют в цепях защиты мощных электродвигателей. При сравнении автоматов С и В важно помнить о том, что первая категория приборов больше подходит для защиты бытовых сетей – для установки в частном доме, например.

Знакомство с техническими характеристиками автоматов и особенностями каждого из них поможет пользователю выбрать нужный прибор, подходящий для электросети с заданной нагрузкой по току.

Какие бывают виды и типы автоматических выключателей в электрических сетях

Основное отличие этих коммутационных аппаратов от всех остальных подобных устройств состоит в комплексном сочетании способностей:

1. длительно поддерживать номинальные нагрузки в системе за счет надежного пропускания через свои контакты мощных потоков электроэнергии;

2. защищать работающее оборудование от случайно возникающих неисправностей в электрической схеме за счет быстрого снятия с него питания.

При нормальных условиях эксплуатации оборудования оператор может вручную коммутировать нагрузки автоматическими выключателями, обеспечивая:

разные схемы питания;

изменение конфигурации сети;

вывод оборудования из работы.

Аварийные ситуации в электрических системах возникают мгновенно и стихийно. Человек не способен быстро среагировать на их появление и принять меры к устранению. Эта функция возлагается на автоматические устройства, встроенные в выключатель.

В энергетике принято деление электрических систем по видам тока:

Кроме того, существует классификация оборудования по величине напряжения на:

низковольтное — менее тысячи вольт;

высоковольтное — все остальное.

Для всех типов этих систем создаются свои автоматические выключатели, предназначенные для многократной работы.

Цепи переменного тока

У этой категории выключателей существует огромный ассортимент моделей, выпускаемых современными производителями. Он классифицируется по напряжению сети и токовым нагрузкам.

Электрооборудование до 1000 вольт

По мощности передаваемой электроэнергии автоматические выключатели в цепях переменного тока условно подразделяют на:

2. в литом корпусе;

3. силовые воздушные.

Специфическое исполнение в виде небольших стандартных модулей с шириной кратной 17,5 мм определяет их название и конструкцию с возможностью установки на Din-рейку.

Внутреннее устройство одного из подобных автоматических выключателей показано на картинке. Его корпус полностью изготовлен из прочного диэлектрического материала, исключающего поражение человека электрическим током.

Питающий и отходящий провода подключаются на верхний и нижний клеммный зажим соответственно. Для ручного управления состоянием выключателя установлен рычаг с двумя фиксированными положениями:

верхнее предназначено для подачи тока через замкнутый силовой контакт;

нижнее — обеспечивает разрыв цепи питания.

Каждый из подобных автоматов рассчитан на длительную работу при определенной величине номинального тока (Iн). Если же нагрузка становится больше, то происходит разрыв силового контакта. Для этого внутри корпуса размещено два вида защит:

1. тепловой расцепитель;

2. токовая отсечка.

Принцип их работы позволяет объяснить времятоковая характеристика, выражающая зависимость времени срабатывания защиты от проходящего сквозь нее тока нагрузки или аварии.

Представленный на картинке график приведен для одного конкретного автоматического выключателя, когда зона работы отсечки выбрана в 5÷10 крат номинального тока.

При первоначальной перегрузке работает тепловой расцепитель, выполненный из биметаллической пластины, которая при увеличенном токе постепенно нагревается, изгибается и воздействует на отключающий механизм не сразу, а с определенной задержкой по времени.

Таким способом он позволяет небольшим перегрузкам, связанным с кратковременным подключением потребителей, самоустраниться и исключить излишние отключения. Если же нагрузка обеспечит критический нагрев проводки и изоляции, то происходит разрыв силового контакта.

Когда же в защищаемой цепи возникает аварийный ток, способный своей энергией сжечь оборудование, то в работу вступает электромагнитная катушка. Она импульсом за счет броска возникшей нагрузки выкидывает сердечник на отключающий механизм с целью мгновенного прекращения запредельного режима.

На графике видно, что чем выше токи коротких замыканий, тем быстрее происходит их отключение электромагнитным расцепителем.

По этим же принципам работает бытовой предохранитель автоматический ПАР.

При разрыве больших токов создается электрическая дуга, энергия которой может выжечь контакты. Чтобы исключить ее действие в автоматических выключателях используется дугогасительная камера, разделяющая дуговой разряд на маленькие потоки и гасящая их за счет охлаждения.

Кратность отсечек модульных конструкций

Электромагнитные расцепители настраиваются и подбираются под работу с определенными нагрузками потому, что при запуске они создают разные переходные процессы. Например, во время включения различных светильников кратковременный бросок тока из-за изменяющегося сопротивления нити накала может приближаться к трем кратам номинальной величины.

Поэтому для розеточной группы квартир и цепей освещения принято выбирать автоматические выключатели с времятоковой характеристикой типа «В». Она составляет 3÷5 Iн.

Асинхронные двигатели при раскрутке ротора с приводом вызывают бо́льшие токи перегрузок. Для них подбирают автоматы с характеристикой «С», или — 5÷10 Iн. За счет созданного запаса по времени и току они позволяют двигателю раскрутиться и гарантированно выйти на рабочий режим без излишних отключений.

В промышленных производствах на станках и механизмах встречаются нагруженные привода, подключенные к двигателям, которые создают более увеличенные перегрузки. Для таких целей применяют автоматические выключатели характеристики «D» с номиналом 10÷20 Iн. Они хорошо себя зарекомендовали при работе в схемах с активно-индуктивными нагрузками.

Кроме того, у автоматов есть еще три вида стандартных времятоковых характеристик, которые применяются в специальных целях:

1. «А» — у длинных проводок с активной нагрузкой или защит полупроводниковых устройств с величиной 2÷3 Iн;

2. «K» — для выраженных индуктивных нагрузок;

3. «Z» — у электронных устройств.

В технической документации у разных производителей кратность срабатывания отсечки для последних двух типов может немного отличаться.

Автоматические выключатели в литом корпусе

Этот класс устройств способен коммутировать бо́льшие токи, чем модульные конструкции. Их нагрузка может достигать величины до 3,2 килоампера.

Они изготавливаются по тем же принципам, что и модульные конструкции, но, с учетом повышенных требований к пропусканию увеличенной нагрузки, им стараются придать относительно маленькие габариты и высокое техническое качество.

Эти автоматы предназначены для безопасной работы на промышленных объектах. По величине номинального тока их условно делят на три группы с возможностью коммутации нагрузок до 250, 1000 и 3200 ампер.

Конструктивное исполнение их корпуса: трех- или четырехполюсные модели.

Силовые воздушные выключатели

Они работают в промышленных установках и оперируют токами очень больших нагрузок до 6,3 килоампера.

Это наиболее сложные устройства коммутационных аппаратов низковольтного оборудования. Они используются для работы и защиты электрических систем в качестве вводных и отходящих аппаратов распределительных установок повышенных мощностей и для подключения генераторов, трансформаторов, конденсаторов или мощных электродвигателей.

Схематичное изображение их внутреннего устройства показано на картинке.

Здесь используется уже двойной разрыв силового контакта и установлены дугогасящие камеры с решетками на каждой стороне отключения.

В алгоритме работы участвуют катушка включения, замыкающая пружина, мотор-привод взвода пружины и элементы автоматики. Для контроля протекающих нагрузок встроен трансформатор тока с защитной и измерительной обмоткой.

Электрооборудование выше 1000 вольт

Автоматические выключатели высоковольтного оборудования относятся к очень сложным техническим устройствам и изготавливаются строго индивидуально под каждый класс напряжения. Они используются, как правило, на трансформаторных подстанциях.

К ним предъявляются требования:

относительной бесшумности при работе;

Нагрузки, которые разрывают высоковольтные выключатели при аварийном отключении, сопровождаются очень сильной дугой. Для ее гашения используются различные способы, включая разрыв цепи в специальной среде.

В состав такого выключателя входят:

Один из таких коммутационных аппаратов показан на фотографии.

Для качественной работы схемы в подобных конструкциях, кроме рабочего напряжения, учитывают:

номинальную величину тока нагрузки для надежной ее передачи во включенном состоянии;

максимальный ток короткого замыкания по действующему значению, который способен выдержать отключающий механизм;

допустимую составляющую апериодического тока в момент разрыва схемы;

возможности автоматического повторного включения и обеспечение двух циклов АПВ.

По способам гашения дуги во время отключения выключатели классифицируют на:

Для надежной и удобной работы они снабжаются приводным механизмом, который может использовать один или несколько видов энергий либо их сочетаний:

давления сжатого воздуха;

электромагнитного импульса от соленоида.

В зависимости от условий применения они могут создаваться с возможностью работы под напряжением от одного и до 750 киловольт включительно. Естественно, что они имеют разную конструкцию. габариты, возможности автоматического и дистанционного управления, настройку защит для безопасной эксплуатации.

Вспомогательные системы таких автоматических выключателей могут иметь очень сложную разветвленную структуру и размещаться на дополнительных панелях в специальных технических зданиях.

Цепи постоянного тока

В этих сетях тоже работает огромное число автоматических выключателей, обладающих разными возможностями.

Электрооборудование до 1000 вольт

Здесь массово внедряются современные модульные устройства, имеющие возможность крепления на Din-рейку.

Они успешно дополняют классы старых автоматов типа АП-50, АЕ и других подобных, которые закреплялись на стенках щитов винтовыми соединениями.

Модульные конструкции постоянного тока имеют такое же устройство и принцип работы, как их аналоги на переменном напряжении. Они могут выполняться одним или несколькими блоками и подбираются по нагрузке.

Электрооборудование выше 1000 вольт

Высоковольтные автоматические выключатели для постоянного тока работают на установках электролизного производства, металлургических промышленных объектах, железнодорожном и городском электрифицированном транспорте, предприятиях энергетики.

Основные технические требования к работе подобных устройств соответствуют их аналогам на переменном токе.

Ученым шведско-швейцарской компании ABB удалось разработать высоковольтный выключатель постоянного тока, сочетающий в своем устройстве две силовые конструкции:

Он получил название гибридного (HVDC) и использует технологию последовательного гашения дуги сразу в двух средах: гексафторида серы и вакуума. Для этого собрана следующее устройство.

На верхнюю шину гибридного вакуумного выключателя подводится напряжение, а с нижней шины элегазового — снимается.

Силовые части обоих коммутационных устройств соединены последовательно и управляются своими индивидуальными приводами. Чтобы они одновременно работали создано устройство управления синхронизированных координатных операций, которое передает команды на управляющий механизм с независимым питанием по оптоволоконному каналу.

За счет применения высокоточных технологий разработчикам конструкции удалось достичь согласованности действий исполнительных механизмов обоих приводов, которая укладывается в промежуток времени менее одной микросекунды.

Управление выключателем происходит от блока релейной защиты, встроенного через ретранслятор в линию электропередачи.

Гибридный выключатель позволил значительно повысить эффективность составных элегазовых и вакуумных конструкций за счет использования их совместных характеристик. При этом удалось реализовать преимущества перед другими аналогами:

1. способность надежно отключать токи КЗ при высоковольтном напряжении;

2. возможность небольшого усилия для проведения коммутаций силовых элементов, которая позволила значительно уменьшить габариты и. соответственно, стоимость оборудования;

3. доступность выполнения различных стандартов для создания конструкций, работающих в составе отдельного выключателя или компактных устройств на одной подстанции;

4. способность устранять последствия быстро возрастающего восстанавливающегося напряжения;

5. возможность формирования базового модуля для работы с напряжениями до 145 киловольт и выше.

Читайте также:  Электропроводка своими руками, от А до Я - что важно знать?

Отличительная черта конструкции — способность разрывать электрическую цепь за 5 миллисекунд, что практически невозможно выполнять силовыми устройствами других конструкций.

Гибридное устройство выключателя отмечено в числе десяти лучших разработок за год по версии технологического обзора МТИ (Массачусетского технологического института).

Подобными исследованиями занимаются и другие производители электротехнического оборудования. Они тоже добились определенных результатов. Но компания АВВ опережает их в этом вопросе. Ее руководство считает, что при передаче электроэнергии переменного тока происходят ее большие потери. Их значительно можно снизить, используя цепи высоковольтного постоянного напряжения.

Типы автоматических выключателей и их различия

Сегодняшний рынок электрической защитной техники предлагает очень широкий выбор автоматических выключателей. Это самые разные модели устройств, подходящие для различных электрических сетей. Рассмотрим же более детально типы и различия автоматических выключателей.

В первую очередь все автоматические выключатели делятся на выключатели постоянного тока, выключатели переменного тока и универсальные, которые работают в электрических сетях, как с постоянным, так и с переменным током.

Одно из главных различий всех автоматических выключателей это показатель номинального тока для каждого конкретного устройства. Минимальный номинальный ток, при котором могут работать автоматические выключатели, составляет 1 А. Пример такого устройства это «Автоматический выключатель АВВ 1-пол. S201 C1». Максимальный номинальный ток – 6300 А.

Еще одно различие автоматических выключателей заключается в показателе номинального напряжения. Преимущественно, большинство таких устройств предназначены для работы в электрических сетях с номинальным напряжением в 220 В, 380 В и 400 В. Для работы в электрической сети в напряжением в 220 В подойдет модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(тип С)». Примером модели, предназначенной для работы в электрической сети с напряжением в 380 В, может служить устройство «Автоматический выключатель ВА47-29 4Р 6А 4,5кА х-ка С ИЭК». Для электрических сетей с номинальным напряжением в 400 В используют «Автоматический выключатель DX 3P C10A 6,0кА(Legrand)».

Все модели автоматических выключателей классифицируются также в зависимости от количества полюсов. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Примером однополюсной модели может служить «Автоматический выключатель DX 1P C6A 6,0kA(Legrand)». В качестве примера двухполюсного устройства можно привести модель «Автоматический выключатель Legrand 2-полюсный 100А-2М(типС)». Пример трехполюсного выключателя это «Автоматический выключатель АВВ 3-пол. SH203L C20». И, наконец, в качестве примера четырехполюсного автоматического выключателя можно назвать «Автоматический выключатель АВВ 4-пол. S204 C25».

Еще одно важное различие автоматических выключателей это скорость их срабатывания. Здесь выделяют быстродействующие, селективные (с выдержкой времени) и нормальные устройства. Время срабатывания нормальных автоматических выключателей варьируется в пределах от 0,02 с до 0,1 с. Время срабатывания селективных устройств – до 1 с. А время срабатывания быстродействующих автоматических выключателей составляет не больше 0,005 с. Селективные автоматические выключатели используются в тех случаях, когда необходимо установить селективную защиту электрических сетей. Для этого устанавливают несколько различных автоматов такого типа с разными выдержками времени.

Также при выборе автоматического выключателя стоит обратить внимание на его тип по току мгновенного расцепления. Всего выделяют три типа: B, C и D. Устройства типа В срабатывают при 3-5 номинальных токах. Автоматические выключатели типа С срабатывают при 5-10 номинальных токах. А устройства типа D – при 10-20 номинальных токах. Также у некоторых производителей автоматических выключателей введены дополнительные типы, такие как A, K и Z. Автоматические выключатели типа А срабатывают уже при 2-3 номинальных токах. А данные о других типах лучше всего смотреть в таблицах автоматических выключателей конкретно по каждому производителю.

Автоматические выключатели отличаются не только своими характеристиками, но и компаниями-производителями. На сегодняшний день самыми популярными производителями автоматических выключателей являются российская компания «ИЭК», французская компания «Legrand» и немецкая компания «АВВ». Эти компании зарекомендовали себя как производители качественной защитной автоматической техники для электрических сетей всех видов. Их продукция популярна не только на родине этих компаний, но и далеко за их пределами.

Выбор автоматического выключателя — характеристики автоматов

Опубликовано Артём в 23.05.2019

Автоматические выключатели (АВ) предназначены для включения и отключения асинхронных электродвигателей и других приемников электроэнергии, а также для защиты их от токов перегрузки и короткого замыкания.

Автоматы обеспечивают одновременное отключение всех трех фаз в случае возникновения аварийных ситуаций. В рабочем режиме включение и отключение производится вручную, в аварийном режиме они отключаются автоматически электромагнитным, тепловым или электронным расцепителем.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

  • Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
  • Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Конструкция автоматических выключателей

Важной составной частью автомата является расцепитель, который контролирует заданный параметр защищаемой сети и воздействует на расцепляющее устройство, отключающее автомат. Наибольшее распространение получили расцепители следующих типов:

  1. электромагнитные (для защиты от токов КЗ);
  2. тепловые (для защиты от перегрузок);
  3. комбинированные, в том числе и электронные.

Электромагнитный расцепитель состоит из катушки с подвижным сердечником и возвратной пружины. При протекании по катушке тока КЗ сердечник мгновенно втягивается и воздействует на отключающую рейку механизма свободного расцепления.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, соединенную последовательно с контактом. При нагревании ее током перегрузки она изгибается и воздействует на отключающую рейку механизма свободного расцепления.

Интересное видео об устройстве автоматических выключателей смотрите ниже:

Различают нетокоограничивающие и токоограничивающие автоматические выключатели.

Например, выключатели серии Compact NS (Merlin Gerin) обладают исключительной токоограничивающей способностью благодаря технологии двойного размыкания (очень быстрое разъединение контактов под действием электродинамических сил и возникновение двух последовательных напряжений дугового pазpяда с крутым волновым фронтом).

Недопустимые ошибки при покупке

Существует несколько ошибок, которые могут допустить электрики-новички при выборе автоматического выключателя по силе тока и нагрузке. Если Вы неправильно выберите защитную автоматику, даже немного «промахнувшись» с номиналом, это может повлечь за собой множество неблагоприятных последствий: срабатывание автомата при включении электроприбора, электропроводка не выдержит токовые нагрузки, срок службы выключателя быстро сократиться и т.д.

Чтобы такого не произошло, рекомендуем ознакомиться со следующими ошибками, что позволит в будущем правильно выбрать автоматический выключатель для своего дома либо квартиры:

  • Первое и самое важное, что вы должны знать — во время заключения договора новые абоненты заказывают энергетическую мощность своего присоединения. От этого технический отдел производит расчет и выбирает в каком месте будет происходить подключение и сможет ли оборудование, линии, ТП выдержать нагрузку. Также по заявленной мощности рассчитывается сечение кабеля и номинал защитного автомата. Для квартирных абонентов недопустимо самовольное увеличение нагрузки на ввод без его модернизации, поскольку по проекту уже заявлена мощность и проложен питающей кабель. В общем номинал вводного автомата выбираете не вы, а технический отдел. Если в итоге вы захотите выбрать более мощный автоматический выключатель, все должно согласовываться.
  • Всегда ориентируйтесь не на мощность бытовой техники, а на электропроводку. Не стоит осуществлять выбор автомата только по характеристикам электроприборов, если проводка старая. Опасность в том, что если, к примеру, для защиты электроплиты Вы выберите модель на 32А, а сечение старого алюминиевого кабеля способно выдержать только ток в 10А, то Ваша проводка не выдержит и быстро расплавиться, что станет причиной короткого замыкания в сети. Если же Вам нужно выбрать мощный коммутационный аппарат для защиты, первым делом замените электропроводку в квартире на новую, более мощную.
  • Если, к примеру, при расчете подходящего номинала автомата по рабочему току у Вас вышло среднее значение между двумя характеристиками – 13,9А (не 10 и не 16А), отдавайте предпочтение большему значению только в том случае, если Вы знаете, что проводка выдержит токовую нагрузку в 16А.
  • Для дачи и гаража лучше выбрать автоматический выключатель помощнее, т.к. здесь могут использоваться сварочный аппарат, мощный погружной насос, асинхронный двигатель и т.д. Лучше заранее предусмотреть подключение мощных потребителей, чтобы потом не переплачивать на покупке коммутационного аппарата большего номинала. Как правило, 40А вполне хватает для защиты линии в бытовых условиях применения.
  • Желательно подобрать всю автоматику от одного, качественного производителя. В этом случае вероятность какого-либо несоответствия сводится к минимуму.
  • Покупайте товар только в специализированных магазинах, а еще лучше – у официального дистрибьютора. В этом случае Вы вряд ли выберите подделку и к тому же, стоимость изделий у прямого поставщика, как правило, немного ниже, чем у посредников.

Вот и вся методика правильного выбора автомата для собственного дома, квартиры и дачи! Надеемся, что теперь Вы знаете, как выбрать автоматический выключатель по току, нагрузке и остальным, не менее важным характеристикам, а также какие ошибки не следует допускать при покупке!

Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?


Ссылка на основную публикацию