Характеристики электрических автоматов

Недопустимые ошибки при покупке

Самая главная ошибка при покупке устройств для защиты – это попытка экономить, не обращая внимания на критерии автомата. Неправильно подобранный автоматический выключатель приведет к негативным последствиям.

Также нежелательно покупать автоматы неизвестных производителей. Непроверенные приборы не будут выполнять свои обязанности в полной мере, и многие характеристики часто завышены.

Все главные ошибки связаны с неправильным расчетом номиналов. Пользователь может не учесть запас по току, неправильно выбрать линейное напряжение – это приведет к неправильному результату и, как следствие, покупке неподходящего автомата.

Советы по выбору:

При заключении договора абонент заказывает необходимую мощность присоединения. Исходя из этого значения, рассчитывается место установки, нагрузка и другие параметры. Самопроизвольное увеличение нагрузки недопустимо, установка более мощного выключателя должна быть согласована с соответствующими службами.
Нужно ориентироваться на электропроводку

Так, если бытовая техника выдерживает ток в 30 А, а старый провод рассчитан на предельное значение в 10 А, придется заменять проводку на более мощную или отказываться от прибора.
Отдавать предпочтение нужно автомату с большим током, чем рассчитанное значение
Для прибора с 14 А нужно брать выключатель на 16 А и выше.
Важно обратить внимание на селективность. Номинал вводного автомата обычно равняется 40 Ампер
Для электрической плиты ставится выключатель на 32 А

Осветительная группа и розетки требуют 10 А.
В загородный дом или в гараж следует выбирать мощный выключатель. Это связано с тем, что могут использоваться мощные сварочные аппараты, погружные насосы и другая техника, требующая больших токов.
Лучше устанавливать автоматику от одного производителя. Риск несоответствия оборудования друг с другом будет сведен к минимуму. Также при возникновении ситуации, требующей ремонта или замены, пользователю будет проще обратиться к одному изготовителю.
Покупать приборы нужно в специализированном лицензионном магазине, который имеет соответствующие лицензии и сертификаты. Это сведет к минимуму риск покупки поддельного агрегата.

Это основные требования и правила по выбору автоматических выключателей для дома и дачи. Зная их, покупатель не допустит ошибки при покупке нужного прибора.

Вводный автоматический выключатель – это обязательное устройство для защиты дома. При возникновении экстренной ситуации прибор сработает и отключит подачу электроэнергии. Автоматы различаются по количеству полюсов, номинальному току, времятоковой характеристике, режиму нейтрали, напряжению сети и другим характеристикам. Перед покупкой следует обязательно рассчитать все параметры, иначе электробезопасность обеспечена не будет

При покупке важно избегать типовых ошибок и следовать советам, которые приведены выше

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

• Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
• Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
• Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм² (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников

Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным

Как выбрать автомат по величине силы тока

Мы уже знаем, что через этот выключатель будет протекать весь электроток для питания объекта. По закону Ома ясно, что нагрузка должна суммироваться исходя из всех потребителей в доме (квартире). Вычислить это значение довольно просто.

Конечно, вы можете одновременно включить бойлер, электродуховку, кондиционер и утюг. Но для такого «праздника жизни» потребуется мощная электропроводка. Да и технические условия под такую входную мощность обойдутся существенно дороже. У энергоснабжающих организаций, тарифы за согласование подключения растут в линейной зависимости от количества киловатт.

Для типовой квартиры можно предположить одновременную работу холодильника, телевизора, компьютера, кондиционера. В дополнение к ним допустимо включить один из мощных приборов: бойлер, духовку или утюг. То есть, суммарная мощность электроприборов не превысит 3 кВт. Освещение в расчет не берем, сегодня в каждом жилище установлены экономные лампы.

Обычно, для запаса по мощности (возможны форс-мажорные обстоятельства), к расчетам добавляют 20–30%. Если вы забудете выключить бойлер, и начнете пользоваться утюгом при работающем кондиционере, не придется бежать к электрощитку для восстановления энергоснабжения. Получается: 4 кВт делим на 220 В (по закону Ома), потребляемый ток 18 А. Ближайший защитный автомат номиналом 20 А.

Маркировка есть в паспорте изделия, и обязательно на корпусе.

При более точном подборе устройства, особенно при использовании совместно с нестандартной нагрузкой (двигатели или другая нагрузка со значительными пусковыми токами) необходимо делать выбор не только по номинальному току, но и времятоковой характеристике.

Например, вводной автомат, приведенный ниже на картинке имеет номинальный ток 16А и характеристику типа «C» (разновидность «C» хорошо подходит для обычной стандартной нагрузки — наших квартир).

Подробнее о времятоковой характеристике расскажем далее.

Более высокие токи нас не интересуют, это превышает мощность 15 кВт. Такое подключение в квартиру вам никто не согласует. Обычно квартирный ввод ограничен автоматами с оком срабатывания порядка 32 А.

Для частного дома показатели могут быть выше. В расчет идет увеличенная жилая площадь, наличие хозяйственных построек с энергоснабжением, гараж, мастерская, мощные электроинструменты. Вводный автомат для подачи питания в частный дом обычно имеет ток срабатывания 50 А или 63 А.

Принцип действия автоматического выключателя

Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.

Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.

Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.

Особенности работы теплового расцепителя

При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.

Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.

Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.

Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.

Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.

Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.

Нюансы электромагнитной защиты

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.

Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.

Наглядно про автоматические выключатели на видео:

Дугогасительная камера

Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.

При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.

Как устроен защитный автомат изнутри

Я сделал фото, на котором подписал составные части конструкции автоматического выключателя и их назначение, по часовой стрелке:

Внутреннее устройство и составные части автоматического выключателя. Положение – “выключено”, вид со снятой правой стенкой

• 1.Верхний (неподвижный) контакт. На этом контакте постоянно присутствует напряжение, которое подается через верхнюю клемму 15.
• 2. Нижний (подвижный) контакт. Этот контакт при включении поднимается вверх, и замыкается с неподвижным. Причина, по которой в ПУЭ 3.1.6 и 4.1.9 сказано, что питание “должно, как правило”, подаваться на верхний, неподвижный контакт. Ведь если подавать питание наоборот, при поломке под действием силы тяжести возможны негативные последствия. Можно, конечно, подавать питание и на нижний контакт – всё будет прекрасно работать. Но так же можно ездить по левой полосе дороги)
• 3. Направляющая пластина дуги. Дуга возникает при размыкании контактами большого тока, такова физика. Чтобы как-то “приручить” дугу (фактически, это пламя большой мощности), неподвижный контакт продлевают металлической направляющей, по которой “стелется” дуга.
• 4. Дугогасительная камера. Дуга при попадании в эту камеру разбивается на части и теряет свою энергию.
• 5. Рычаг механизма размыкания. (Точки действия теплового и ЭМ расцепителей). Когда автомат включен, поворот рычага по часовой стрелке на несколько градусов приводит к тому, что рычаг выходит из зацепления с рычагом фиксатора механизма размыкания 12.
• 6. Пути прохода продуктов горения дуги.
• 7. Нижняя клемма. Это выходная клемма, к ней подключается нагрузка.
• 8. Винт регулировки теплового расцепителя. Об это подробно ниже.
• 9. Пластина теплового расцепителя. Это та самая пластина, которая является частью теплового расцепителя. Платина изгибается при прохождении через не тока. Она своим краем, на который приварен гибкий поводок, нажимает на рычаг механизма размыкания 5. На пластинке выбита цифра “6”. Очевидно, это номинальный ток теплового расцепителя In.
• 10. Ручка для включения/выключения. Этим единственным органом управления можно включить или выключить автомат вручную. Когда срабатывает любой из расцепителей, контакты размыкаются, ручка щёлкает в положение “выключено”.
• 11. Катушка электромагнитного расцепителя. Через эту катушку проходит ток нагрузки, со всеми электротехническими последствиями.
• 12. Рычаг фиксатора механизма размыкания. Эта деталька является посредником между рычагом 5 и подвижным контактом 2. При срабатывании любого из расцепителей она выходит из зацепления с рычагом 5, и действует подобно входу “RESET” триггера.
• 13. Гибкий поводок между подвижным контактом и катушкой ЭМ расцепителя. На самом деле, есть 2 гибких поводка на обоих выводах катушки. Оба они идут на подвижные детали устройства.
• 14. Сердечник катушки ЭМ расцепителя. Именно этот сердечник своим нижним концом воздействует при соответствующем сверхтоке на рычаг 5.
• 15. Верхняя клемма. Сюда прикручивается провод, который подает напряжение от источника питания. Его ещё называют “острый конец”.

На этом фото показан выключенный автомат TEXENERGO B6, а вот фото во включенном состоянии:

Автомат TEXENERGO включен в разобранном состоянии

Последовательность правильного подключения автомата

Прежде чем узнать, как установить автомат правильно, необходимо запастись самым необходимым инструментом. Если в дальнейшем монтаж электрики превратится в основной вид заработка, то следующего перечня инструментов будет недостаточно.

• Крестообразная и плоская отвёртка. Желательно диэлектрическая.
• Индикаторная отвёртка.
• Монтёрский нож.
• Шуруповёрт.

У мастеров-профессионалов в закромах также имеются обжимные клещи, а вместо монтёрского ножа они чаще всего используют специальный нож для снятия изоляции. Это не только удобнее, но и позволяет выполнить работу быстрее.

Шаг №1: Монтаж DIN-рейки

Монтаж DIN-рейки в щитке своими руками проводится в течение 10-15 минут. Основное условие быстрой работы — наличие хорошего шуруповёрта, желательно с автономной аккумуляторной батареей.

Существуют DIN-рейки трёх основных типов:

• Ω-типа. Изделия такой формы считаются самыми распространёнными, и любая схема подключения автоматов в щитке подразумевает наличие такого изделия.
• C-типа. Концы изделия загнуты вовнутрь.
• G-типа. Данная рейка похожа на C-образную форму, но только с одной более короткой стороной.

Последовательность монтажа DIN-рейки в электрический щит:

1. Наметить расположение DIN-рейки в щитке.
2. Приложить DIN-рейки к металлической поверхности и с помощью текса — специального самореза, закрепить с одной стороны.
3. Выровнять рейку, используя строительный уровень, и закрепить её с другой стороны.

При необходимости DIN-рейку можно отрезать любой длины, но данное изделие в основном продаётся отрезками по 2 метра.

Шаг №2: установка автомата на DIN-рейку

Самая простая процедура из всей темы «Как подключить автомат в щитке». На каждом автоматическом выключатели, с одной стороны (обычно с нижней) есть специальная пластиковая защёлка. Её необходимо отвести, установить автомат на DIN-рейку и вдавить до щелчка. После этого автоматический выключатель будет надёжно зафиксирован и можно переходить к его подключению.

Шаг №3: подключение автомата к сети

Чтобы узнать, как правильно подключить автомат в электрощитке, необходимо сначала ознакомится с пунктом, в котором подробно рассматривается вопрос снизу или сверху следует выполнять подключение пакетника. Как говорят нормативные документы, напряжение должно подаваться на неподвижный контакт коммутационного аппарата, а чаще всего этот контакт находится сверху.

Перед тем как подключать однополюсный или двухполюсный автоматический выключатель к сети, необходимо снять изоляцию с провода, опрессовать его вместе с наконечником и убедиться с помощью индикаторной отвёртки, что на пакетник не приходит напряжение.

После этого ввести надёжно опрессованный наконечник в штатное место подключения автомата и зажать место соединения с помощью специально предусмотренного производителями болта. Проверить качество соединения пошевелив провод без прикладывания лишней силы. Если монтаж выполнен правильно, то автомат можно включать и проверять всё ли работает в квартире.

Типы электрических автоматов

Автоматические выключатели широко используются в системах электроснабжения, обеспечивая надежную защиту электрическим цепям и сетям, бытовым приборам и электрооборудованию. Их основной задачей является обесточивание цепи в нужный момент путем отключения подачи электрического тока. Срабатывание автомата защиты происходит при коротких замыканиях, а также при нагреве проводов из-за перегрузок в сети.

Автоматы защиты сети могут работать в цепях постоянного и переменного тока, а универсальные конструкции способны работать при наличии в сети любого электрического тока. В соответствии с конструкцией, они разделяются на три типа, которые служат основой для других разновидностей автоматических выключателей:

• Воздушные автоматы. Используются в промышленном производстве, где токи в цепях могут достигать нескольких тысяч ампер.
• Автоматы в литом корпусе. Отличаются широким рабочим диапазоном, составляющим от 16 до 1000 А.
• Модульные автоматы. Именно они широко используются в квартирах и частных домах. Их название связано со стандартной шириной, составляющей кратность в 17,5 мм, в зависимости от количества полюсов. То есть, в одном блоке может использоваться сразу несколько выключателей.

Все автоматы защиты разделяются в соответствии с показателями номинального тока и напряжения, поскольку большинство защитных устройств устанавливаются в сетях 220 или 380В.

Автоматические выключатели могут быть токоограничивающими и не токоограничивающими. В первом случае автомат представляет собой выключатель, в котором время отключения установлено на чрезвычайно малую величину, в течение которой токи короткого замыкания не успевают достичь максимума.

Автоматы классифицируются по числу полюсов и могут быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Они оборудуются максимальными, независимыми, минимальными или нулевыми расцепителями напряжения. Большое значение имеет скорость срабатывания, когда устройства могут быть нормальными, быстродействующими и селективными. В некоторых приборах допускается сочетание технических характеристик. Некоторые модели оборудуются свободными контактами, а проводники подключаются к ним разными способами.

Существует разделение на различные типы по конструкции расцепителя или размыкателя, установленного в автомате. Данные элементы играют важную роль и разделяются как магнитные и тепловые. В первом случае размыкатель относится к быстродействующим и обеспечивает защиту при коротких замыканиях. Время срабатывания составляет от 0,005 до 3-4 секунд. Работа теплового расцепителя происходит гораздо медленнее, поэтому он используется в основном для защиты от перегрузок. Основой элемента является биметаллическая пластина, нагревающаяся при возрастающих нагрузках. Период срабатывания находится в пределах от 3-4 секунд до нескольких минут.

Кроме того, автоматы разделяются по типам отключения или по времятоковым характеристикам. Каждый тип маркируется символами А, В, С, D, К, Z. Например, тип А используется при размыкании цепей, имеющих значительную длину проводки, хорошо защищает полупроводниковые устройства. Предел срабатывания составляет 2-3 номинальных тока. Тип В применяется в системах освещения общего назначения и обладает порогом срабатывания 3-5 номинальных тока. Более подробные сведения о каждом типе автомата можно взять из таблицы.

Лучшие отечественные производители

Пользовательский рейтинг автоматов для электропроводки в квартире также презентует отечественные модели. В Топ-5 изготовителей входят:

1 место – Контактор

Приборы имеют защиту от превышения мощности, легко устанавливаются в щиток, отдельный корпус, могут закрываться кожухами. Параметры тока зависят от серии. ВАЗ рассчитаны на 250 А, Протон – на 1600 А, Электрон – на 6,3 кА. Бытовой автоматический выключатель «КПРО» имеет силу тока до 100 А.

Плюсы:

• регулировка от перегрузки и замыкания;
• гравировка на корпусе;
• хорошая защита оборудования.

Минусы:

• мало бытовых моделей;
• риски поражения током от открытых контактов.

2 место – Коренево

Низковольтная аппаратура рассчитана на 1-3 полюса, имеет номинальное напряжение 230-600 В. Каждый товар бренда – надежный, эксплуатируется без сбоев на протяжении 1000 циклов.

Плюсы:

• полное соответствие продукции ГОСТам;
• качество выше среднего.

Минусы:

одна бытовая серия – ВНК.

3 место – DEKraft

Основное производство сосредоточено в Китае, но в рейтинг производителей УЗО и автоматов фирма попала по причине доступной стоимости товаров. Модели рассчитаны на 6000 циклов. Разъединение цепи при перегреве проводки и восстановление осуществляется 25 тыс. раз.

Плюсы:

• тестирование автоматов в немецких центрах TUV;
• оптовые продажи со складов в Екатеринбурге и Москве;
• русские подписи на положении рукоятки.

Минусы:

• номинал тока 63 А;
• вход под тип кабеля с сечением до 25 мм2.

4 место – КЭАЗ

Производитель из России работает почти 75 лет. Стандартные автоматы и УЗО представлены линейкой КЭАЗ, новейшие приборы – серией KEAZ Optima. Все устройства рассчитаны на постоянный и переменный ток.

Плюсы:

• можно приобрести дополнительное оборудование – модули сигналов, расцепители;
• компактность.

Минусы:

• дорогая стоимость приборов серии Optima;
• гарантийный срок эксплуатации – от 12 до 24 мес.

5 место – IEK

Российская компания, выпускающая 4000 товаров на китайских заводах. Модульные устройства имеют номинал тока 0,5-64 А, подходят для классов В, С и D. Индикаторные окошки промаркированы красным и зеленым цветом.

Плюсы:

• доступная цена;
• прочный корпус;
• механическая и электромагнитная система срабатывания.

Минусы:

• нередко бывает брак;
• сборки в России нет;
• незначительные подгорания при коротких замыканиях.

Как приобрести качественный материал