Основные характеристики модульного автоматического выключателя

Магия электричества

Профессиональный электромонтаж в г. Туле и Тульской области

Выбор модульного автоматического выключателя

В любой электрической или электронной схеме присутствуют системы защиты и автоматики. К одним из таких элементов защиты относятся модульные автоматические выключатели (в быту — автоматы). К основным достоинствам автоматов можно отнести дешевизну, малые габариты и удобство монтажа на DIN-рейку. Они широко используются в быту и промышленности.

Модульный автоматический выключатель (АВ) предназначен для защиты от коротких замыканий в линии, проложенной от него к электропотребителю, а также от случаев превышения длительно допустимого тока в этой линии из-за подключения мощных электроприборов к ней. То есть АВ защищает электропроводку, отходящую от него к розетке, выключателям, светильникам и другим электроприборам. Автомат не защищает электроприборы от скачков напряжения. К примеру, кабель сечением 2,5 кв.мм Вы защищаете автоматом С25 А. При подключении большой нагрузки Вы перегрузили линию до 36 А. Автоматический выключатель с номинальным током 25 А может не отключаться в течение целого часа, а по кабелю будет идти ток, который в значительной мере превышает длительно допустимый ток линии 27 А. За это время кабель нагревается и от нагрева разрушается изоляция. От многократных нагревов она становится хрупкой, появляются микротрещины. Как мы знаем из школьных уроков физики, при нагреве металлов они линейно удлиняются. А при одном из следующих нагревов провода деформируются и касаются друг друга, что приводит к короткому замыканию и пожару. А если иметь в виду то, что некоторые производители кабельной продукции выпускают свою продукцию не по ГОСТ, а по ТУ с преднамеренно заниженным сечением жил и уменьшенной толщиной изоляции, то ситуация еще более усугубляется. Любая электрика проектируется так, чтобы питающая линия никогда не нагревалась. Достигается это правильным выбором АВ. Автоматический выключатель должен отключиться раньше, чем линия начнет нагреваться.

Мы рекомендуем для защиты проводов использовать автоматические выключатели исходя из таблицы:

Давайте более подробно разберемся с устройством модульного автоматического выключателя.

Основные характеристики модульных автоматических выключателей:

1. Время-токовая характеристика
2. Номинальный рабочий ток
3. Номинальная отключающая способность
4. Количество полюсов

1. Время-токовая характеристика

В быту в основном используются модульные автоматические выключатели «C» и редко «B» или «D».
Для реализации заданной время-токовой характеристики в конструкции модульного автоматического выключателя присутствуют 2 элемента — биметаллическая пластина и электромагнитный расцепитель.
Биметаллическая пластина состоит из двух металлов с разным линейным температурным расширением. Пластины плотно сварены друг с другом. При нагревании одна пластина удлиняется больше другой, и вся конструкция изгибается пропорционально температуре, а значит пропорционально протекающему через нее току и времени. При достижении определенного изгиба пластина отключает автомат.

Биметаллическая пластина обеспечивает отключение автомата через некий промежуток времени при превышении его номинального тока. Промежуток времени работы автомата при нагрузке выше номинальной зависит от величины тока протекающего через него, то есть во сколько раз протекающий через автомат ток превышает номинальный ток автомата (кратность до 3 на графике для автомата «B»).
Автомат с номинальной нагрузкой в 10А при кратности тока в 1.13*In (11.3А) отключится в лучшем случае только через 1 час, а при температуре меньше 30 градусов Цельсия может вообще не отключится. При токе 1.45*In (14.5А) такой автоматический выключатель проработает менее 1 часа.
Чем больше нагрузка, тем меньше времени продержится автомат. Самая верхняя кривая время-токовой характеристики отражает время отключения холодного автомата номинальной мощностью более 32А (биметаллическая пластина не разогрета, нагрузка только что подана), вторая сверху характеристика на графике справедлива для автоматических выключателей с номинальным током In Распределительный щит

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации.

Электромонтажные работы от компании «Магия электричества» — это гарантия качественной работы, выполненной нашими профессионалами с многолетним опытом.

Мы принимаем заказы по городу Туле и по Тульской области:

Основные технические характеристики автоматических выключателей

Для защиты электрических цепей от длительных токовых перегрузок I> In и короткого замыкания Iкз применяются автоматические выключатели (модульные автоматы). Конструктивно они состоят из смонтированных в негорючем пластиковом корпусе клемм, контактов, гасителя дуги, ручного устройства включения, электромагнитного и теплового расщепителей.

Устройство АВ (рис. 1 )

Пояснения работы АВ

Индуктивная катушка, включённая последовательно между клеммами автомата, при прохождении через неё большого тока, работает как магнит, воздействуя на защёлку, освобождающую пружинный механизм контактной группы, тем самым размыкая электрическую цепь, предохраняя линию от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

Казалось бы, всё просто: превышена нагрузка – сработала защита. Но в момент включения электроприборов, их пусковой ток может превышать номинальное значение в несколько раз. Напрашивается решение – поставить электромагнитный выключатель, выдерживающий наибольшие стартовые нагрузки.

Но проводники в сетях рассчитаны на номинальный рабочий ток. Они способны выдерживать кратковременные перегрузки без какого-либо вреда, что неверно при продолжительных перегрузках, в этом случае провод разогреется до температуры возгорания изоляции, а выключатель так и не выключит напряжение, пока жилы не замкнутся между собой.

Тепловой расцепитель

Дорогостоящим решением может стать увеличение поперечного сечения кабеля до значений пусковых токов.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя (рис.2)

Но есть более дешёвый способ уберечь линии от возгораний, давая им работать в режиме импульсных перегрузок. Этот принцип реализован в тепловом расцепителе – биметаллической пластине, дугообразной формы, способной выдерживать большие токи, по мере нагревания менять свои геометрические параметры распрямляясь, тем самим, надавливая на спусковой механизм отключающего устройства.

Поскольку на нагревание нужно время, то выключение происходит не сразу, а по истечении некоторого периода времени, которого должно хватить на возвращение силы тока от стартового до рабочего значения, при котором количества теплоты выделяется меньше и его недостаточно для выпрямления биметаллической пластины, – отключение не происходит.

Время-токовые характеристики

При коротком замыкании, из-за большего, чем у обычных проводников сопротивления, данная пластина моментально разогреется до температуры плавления, и не успеет сработать. Поэтому, последовательно устанавливают электромагнитный выключатель, который реагируя на КЗ, практически моментально обрывает цепь, защищая линии, электроприборы и биметаллическую пластину.

Ток его срабатывания (отсечки) I всегда выше номинального, указанного на устройстве. Отношение I к номинальному, коэффициент k= I/ In называют время-токовой характеристикой, в зависимости от предназначения автомата, обозначаемой на корпусе перед номинальный током, в виде латинских букв (см. рис. 3):

• А, k= 1,3. Используется для протяжённых линий, питания электронных устройств, пусковые перегрузки почти отсутствуют.
• В, k=5. Предназначен для питания электроосветительных сетей, не имеющих больших стартовых токов.
• С, k=10. Самый распространённый в быту подвид автоматических выключателей. Первоначальные нагрузки умеренные.
• D, k=25. Выдерживает большие импульсы тока, предназначен для обслуживания электродвигателей с тяжёлым запуском.

Применение в одной сети, последовательно включённых автоматов с разными характеристиками позволяет создать селективную защиту, при которой нештатная ситуация на линии не будет вызывать отключения главного вводного автомата.

График срабатывания автоматического выключателя с разными типами время токовых характеристик (рис.3)

Указанные коэффициенты означают, что при I= k* In автомат сработает практически моментально, благодаря электромагнитному выключателю. Если ток в диапазоне: In Время-токовая характеристика при 5-ти кратной перегрузке (рис.4)

Прямая линия графика, уходящая вправо, показывает быстродействие электромеханической защиты при большей ступени перегрузки. Кривая, уходящая влево и вверх, показывает, какое время нужно на нагревание биметаллической пластины, чтобы она сработала при k Время-токовая характеристика при 2-х кратной перегрузке (рис.5)

Из графика понятно, что при k=1,13 автомат не сработает практически никогда (рис .6). Этот нюанс называют условным током не отключения, его нужно учитывать при практических расчётах.

Время-токовая характеристика при 1,13 кратной перегрузке (рис.6)

Для холодного устройства алгоритм определения тот же. Заметно, что время выключения больше, для той же пятикратной нагрузки будет уже около тридцати секунд. Чтобы устройство сработало в том же периоде, что и в горячем состоянии, нужна уже десятикратная перегрузка.

Это крайние значения, для температуры среды в +30° С. На практике реальное время будет в этих пределах, в зависимости от температурного коэффициента kt окружающего воздуха и коэффициента kn, учитывающего тепловыделение других работающих рядом автоматов.

На графиках видно, как они изменяются в зависимости от температуры и количества устройств на дин рейке.

Маркировка автомата

Исходя из этого, для расчетов нужно использовать скорректированный, по температурным показателям номинальный ток In°t = In* kn* kt.

Маркировка автоматического выключателя

На корпусе указывается номинальное напряжение, тип, ток, серия, логотип производителя. Важно не спутать: указанный ток КЗ (например: 4,5кА), – это не значение отсечки, а кратковременная перегрузка, которую может выдержать автомат. Наиболее надёжной и износостойкой является продукция от АВВ, Legrand, Siemens, Schneider.

Автоматические выключатели

Обычно пользователи вместо фразы «автоматические выключатели» говорят коротко: «автоматы». Эти устройства отключают электрическую сеть при коротком замыкании или перегрузке. Автоматы пришли на смену так называемым электрическим «пробкам» с предохранителями. Теперь не нужно заменять сгоревший предохранитель, достаточно просто включить автомат, т.е. поднять рычажок.

Серии выключателей Legrand TX3 и Legrand DX3

Инновационные серии модульного оборудования Legrand TX3 и DX3 пришли на смену сериям LR (бытовой) и DX (профессиональной). Обновленные устройства имеют ряд конструктивных улучшений по сравнению со своими предшественниками, а также расширенный модельный ряд, в который вошли в том числе и недорогие автоматы класса
защиты B.

Legrand TX3

Legrand TX3 — надежная защита домашней или офисной электроустановки. Девиз этой бытовой серии — максимальная безопасность и простота: удобные держатели маркировки, шторки на клеммных зажимах, улучшенные теплоотводные характеристики и т.д.
Модельный ряд Legrand TX3 перекрывает практически все нужды рядового потребителя.

Legrand DX3

Legrand DX3 — воплощение передовых технологий. Устройства этой профессиональной серии рассчитаны на токи до 125 А и одинаково хорошо подойдут как для бытового щитка, так и сложной распределительной системы промышленного назначения. Многие автоматы отличает компактность, так что они сэкономят место на рейке. Модельный ряд же настолько широк, что позволяет оборудовать распределительные щиты любой сложности: разнообразные устройства управления, защитного отключения и измерения, совместимые друг с другом, — все функции на одной DIN-рейке.

Автоматические выключатели — классификация

Основные характеристики автоматов:

• Номинальный ток
• Класс срабатывания
• Количество фаз

На корпусе автомата вы можете найти обозначения этих характеристик: B6, C13, D32.

Номинальный ток

Конкретный автомат рассчитан на некую максимальную для него силу тока. Единица измерения — Ампер (А). В России приняты единые параметры максимальной (т.е. номинальной) силы тока для производимых автоматических выключателей. Это 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А.

Класс срабатывания

При кратковременном скачке тока автомат может не сработать! Верхний уровень срабатывания автомата определяет его класс: «B», «C», «D». Мы поможем вам подобрать автоматы по тому типу, который вам больше подходит.

B Автоматы этого класса можно применять в сетях, где не бывает больших скачков напряжения (возможный диапазон скачков — 3-5 значений номинального тока).

C Автоматы для возможного диапазона скачков 5-10 значений номинального тока, что характерно для жилых и офисных помещений.

D Автоматы для сетей с возможным диапазоном скачков от 10 до 50 значений номинального тока, например, на строительных площадках.

Количество фаз автомата

Автоматы выпускаются однофазные, двухфазные, трехфазные, четырехфазные (их еще называют соответственно однополюсные, двухполюсные, трехполюсные, четырехполюсные).

Чаще всего в жилых помещениях ставят однофазные автоматы, которые размыкают фазный проводник. Двухфазные (или двухполюсные) типа «фаза+нейтраль» применяются не так часто. Эти автоматы размыкают фазный (L) и нулевой (N) провода — одновременно.

На производствах и в промышленных условиях, где применяется напряжение 380 Вольт, обычно используют трех- и четырехфазные (то есть трех- и четырехполюсные) автоматы.

Обычно автомат занимает на DIN-рейке столько же модулей, сколько у него фаз.

Выбор автоматического выключателя

В квартирах и коттеджах мы рекомендуем ставить один входной автомат плюс несколько автоматов по одному на каждую группу помещений: комнаты, санузлы, кухню. Тогда можно будет определить, в какой из линий произошел сбой. Как мы уже говорили, в домашних условиях мы советуем ставить автоматы класса «C».

Чтобы правильно определить номинальный ток, нужно посчитать общую мощность всей бытовой техники и электрических приборов, которые вы хотите подключить, а также качество самой проводки. Обращаем ваше внимание, что номинальный ток автомата ни в коем случае не должен превышать максимальный ток, который провод в состоянии пропустить. Для примера: если вы используете медный провод сечением 2,5 кв.мм, то желательно использовать автомат с номинальной силой тока 20А, а для провода 4 кв.мм — 32А.

Около 15 лет назад мы еще пользовались алюминиевыми проводами сечением 2,5 кв.мм, и автоматы для них ставились не более 6А. Сейчас в наших квартирах вместе с более простыми приборами, как чайник и фен, часто встречаются стиральные и посудомоечные машины, которые потребляют большое количество энергии, и автоматы на 6А будут срабатывать очень часто. Ни в коем случае нельзя ставить автоматы с более высоким номинальным током (

16А), т.к. они не станут срабатывать, и будет казаться, что проблемы нет.

Бытовые пожары случаются чаще всего из-за неверно подобранных автоматических выключателей, т.к. получается очень большая нагрузка на проводку.

Важно! Автомат не может защитить человека от поражения электрическим током.

Главное — автомат должен защищать от перегрузок электрическую сеть. Когда человек дотрагивается до оголенного провода, то перегрузки не происходит, но человека может ударить током. Для того, чтобы защитить токоведущие части от прикосновения, есть УЗО — устройства защитного отключения.

Устройство автоматического выключателя

1. Рычажок. Производит включение и выключение подачи тока на клеммы.

2. Винтовые клеммы. Необходимы для подвода и закрепления контактов, подводимых к автомату.

3. Подвижный контакт. Подпружинен, необходим для быстрого расцепления контактов.

4. Неподвижный контакт. Осуществляет коммутацию цепи с подвижным контактом.

5. Биметаллическая пластина. При превышении допустимого значения пластина нагревается, изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

6. Регулировочный винт. Служит для настройки тока срабатывания.

7. Соленоид. Подвижный сердечник, который также приводит в действие механизм расцепления.

8. Дугогасительная решетка. Предотвращает возникновение электрической дуги при расцеплении контактов.

9. Защелка. Фиксирует корпус на DIN-рейке.

Выключатель автоматический серии ВА

Характеристиками автоматического выключателя называется совокупность описаний отличительных качеств и свойств, позволяющих автомату выполнять специфические, свойственные именно характеризуемому автоматическому выключателю, функции.
К характеристикам автомата относятся несколько разнотипных параметров, описывающих:

-электрические параметры;
― параметры защитного срабатывания;
― массо-габаритные характеристики;
― монтажные характеристики;

Среди перечисленных характеристик выключателя автоматического можно выделить второстепенные и основные характеристики автомата, краткие описания которых приведено ниже.

Основной характеристикой является номинальный ток автоматического выключателя, он указывается на корпусе автомата и определяет, совместно с время-токовой характеристикой автомата, зависимость времени срабатывания автомата от силы тока, протекающей через автомат.
В первом приближении можно сказать, что номинал автомата соответствует току, при превышении которого автоматический выключатель выключается, снимая напряжение с защищаемой цепи.

Рабочее напряжение автоматического выключателя

Применение автоматического выключателя, как любого электрического прибора обуславливается напряжением питающей его сети. Маркировка, обозначающая рабочее напряжение автомата является обязательной и выносится на переднюю поверхность и может быть, для модульных автоматов, 220, 230, 250, 380, 400, обозначая соответствие 220В и 380В. Кроме указания рабочего напряжения, в том же блоке маркировки указывается вид тока, для которого работы с которым данный автомат предназначен. Наиболее часто встречающимся обозначением, указанным на изображении, является

, обозначающим переменный ток.
Количество полюсов автоматического выключателя

Следующая по важности характеристика автомата это количество полюсов автоматического выключателя, определяющего максимально возможное количество подключаемых к автомату защиты питающих и защищаемых проводов/проводников, отключение которых происходит одновременно при возникновении аварийной ситуации (превышение тока выше заданного номиналом и кривой значения свыше определенного времени) в любой из подключенных цепей. В специальной иллюстрации не нуждается, так как количество полюсов является, пожалуй единственно явно видной характеристикой автомата.

Время-токовая характеристика автоматического выключателя

Сложная, но очень важная характеристика, описывающая зависимость времени срабатывания автомата в от отношения силы протекающего через автомат тока к номинальному току автомата. Сложность этой характеристики заключается в необходимости использования графиков. Важность характеристики состоит в том, что автоматы с одним и тем же номиналом будут отключаться по-разному (при разных превышениях тока) в зависимости от типа кривой автомата (так иногда называют время токовую характеристику), что позволяет применять автоматический выключатель для разных типов нагрузки, обеспечивая минимальное количество ложных срабатываний с одной стороны и осуществляя защитную токовую функцию проводки, с другой стороны.

Предельный ток короткого замыкания автоматического выключателя

Является важной характеристикой для промышленного применения автоматов. Данная характеристика определяет максимальный ток, при протекании которого через автомат, автоматический выключатель сможет разомкнуть цепь хотя бы один раз. Так как токи короткого замыкания могут достигать нескольких тысяч ампер, в связи с этим маркировка ПКС автомата указывается в килоАмперах (например 6кА говорит о том, что при токе КЗ до 6000 ампер автомат отключит напряжение и защитит проводку).
Иными словами, ПКС показывает максимальный ток при котором подвижный контакт автомата не приварится (не пригорит) к неподвижному контакту вследствие возникновении и гашении дуги при размыкании контактов.

Характеристика Предельного Тока Короткого Замыкания (Предельная Коммутационная Способность) модульного оборудования может достигать 10кА, при этом, обычно ширина модуля (полюса) такого, 10кА выключателя больше в 1,5 раз, чем обычного модульного автомата и составляет 27 мм.

Наиболее часто встречающиеся модульные автоматы имеют характеристику 4,5кА, чего в целом достаточно, так как в бытовых электросетях токи короткого замыкания обычно не достигают более высоких значений, что связано с устаревшей инфраструктурой. Существуют так же автоматы и с другими ПКС, например 3кА, которые достаточно много применялись в конце 90 годов, а так же устаревшие модульные автоматы на 2кА, уже не производящиеся.

Таким образом, всегда существует выбор ПКС модульного автомата в диапазоне 10кА, 6кА, 4,5кА и 3кА зависимости от возможного тока короткого замыкания. Если защищаемая линия проводки находится близко от подстанции (что часто бывает на производственных площадках) и ток КЗ может быть высок, то часто применяют 10кА автомат, если автомат защищает электропроводку в свежепостроенном доме с новой (своя подстанция) и достаточной мощности электрической инфраструктурой, предпочтительно использовать 6кА автомат. В других случаях вполне достаточно 4,5кА автомата для реализации экономически эффективной электро защиты. Следует отметить, что с повышением ПКС от 4500А до 10000А стоимость автомата увеличивается, а возможность его купить ― уменьшается, в связи с меньшим применением таких автоматов.

Габаритные размеры автоматического выключателя

Для возможности проектирования цепей электрозащиты габаритные размеры автомата являются достаточно важной характеристикой, позволяющей спланировать расположение автоматов защиты в электрощитке и выбрать необходимый по размеру для установки требуемого количества автоматов щиток. Большиноство модульных автоматов очень близки по габаритам, а модульными они называются в связи со стандартной шириной однополюсного автоматического выключателя и кратными этой ширине многополюсными автоматами, которая равна 18 миллиметрам.

Монтажные характеристики автоматического выключателя

Монтажные характеристики определяют метод монтажа автомата (на дин-рейку или на монтажную панель) а так же способ подключения проводников к защитному автомату и позволяют предварительно, до приобретения автомата, подобрать наиболее подходящий, с точки зрения возможности и удобства монтажа автомат.