Выбор автоматического выключателя: виды и характеристики электрических автоматов

Чтобы не ошибиться с выбором автоматизированного выключателя (АВ), нужно в достаточной мере владеть информацией о существующих видах данного прибора.

А еще знать параметры сети, характеристики электрических приборов.

Классификация автоматизированных выключателей

Автовыключатели в большинстве случаев подбирают по четырем основным показателям – номинальной отключающей способности, количеству полюсов, время-токовой характеристике, номинальному рабочему току.

Параметр#1. Номинальная отключающая способность

Эта характеристика указывает на возможный ток короткого замыкания (КЗ), при котором выключатель сработает и, разомкнув цепь, обесточит проводку и устройства, подключенные к ней. По этому параметру делят 3 вида автоматов – 4.5 кА, 6 кА, 10 кА.

  1. Автоматы на 4.5 кА (4500 А) в большинстве случаев применяются для чтобы исключить повреждения силовых линий приватных объектов для жилья. Сопротивление проводки от подстанции до места КЗ составляет приблизительно 0.05 Ом, что даёт максимальный ток около 500 А.
  2. Устройства на 6 кА (6000 А) используются для защиты от КЗ жилого сектора, общественных мест, где сопротивление линий достигает 0.04 Ома, что увеличивает вероятность получить замыкание до 5,5 кА.
  3. Выключатели на 10 кА (10000 А) применяются для защиты электрических установок промышленного назначения. Ток до 10000 А может появиться в короткой электроцепи, располагающейся недалеко к подстанции.

Перед подбором самой лучшей вариации выключателя нужно усвоить, возможны ли токи КЗ, превышающие 4.5 кА или 6 кА?

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Номинальную отключающую способность указывают в документации к выключателю и на корпусе в виде шифра – 4500А, 600А, 10000А или 4,5кА, 6кА, 10кА. На передней части устройства есть информация об изготовителе, модели, номинальном напряжении, состоящем из данных время-токовой характеристики, рабочего тока (+)

Выключение автомата происходит при КЗ заданных значений. Очень часто для домашних потребностей используют выключатели вариации 6000 А. Модели 4500 А для защиты современных электрических сетей почти не применяются, а в определенных государствах их запрещено эксплуатировать.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

При регистрации автоматом КЗ выключение создает электромагнитная катушка (ситуация А). При превышении минимальных токов сеть размыкает биметаллическая пластина (ситуация Б)

Работа автоматизированного выключателя состоит в защите проводки (а не оборудования и клиентов) от КЗ и от оплавления изоляции при прохождении токов выше номинальных значений.

Параметр#2. Кол-во полюсов

Эта характеристика указывает на максимально возможное кол-во проводов, которые можно присоединить к АВ для защиты сети. Их выключение происходит при появлении опасной ситуации (во время увеличения возможных показателей тока или увеличения уровня время-токовой кривой).

Эта характеристика указывает на максимально возможное кол-во проводов, которые можно присоединить к АВ для защиты сети. Их выключение происходит при появлении опасной ситуации (во время увеличения возможных показателей тока или увеличения уровня время-токовой кривой).

Специфики однополюсных автоматов

Выключатель однополюсного типа считается самой простой модификацией автомата. Он предназначается для защиты индивидуальных цепей, а еще однофазной, двухфазной, трехфазной электрической проводки. К конструкции выключателя возможно присоединить 2 провода – провод питания и отходящий.

В функции устройства данного класса входит лишь защита провода от загорания. Сама нейтраль проводки помещается на нулевую шину, таким образом обходя автомат, а провод заземления подсоединяется в шине заземления отдельно.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Подключение однополюсного АВ выполняется одножильным проводом, но часто применяют двухжильные кабеля. Подключают питание сверху автомата, а защищаемую линию — снизу, что облегчает монтаж. Установка происходит на 18-милиметрувую din-рейку

Однополюсный автомат не исполняет функции вводного, потому как при его вынужденном отключении происходит разрыв линии фазы, а нейтраль объединена с источником напряжения, что не даёт 100% гарантию защиты.

Характеристики двухполюсных выключателей

Когда нужно полное выключение сети электрической проводки от напряжения, используют двухполюсный автомат. Он используется в качестве вводного, когда во время КЗ или сбоя работы сети вся электрическая проводка обесточивается одновременно. Это дает возможность проводить своевременные работы по ремонту, реконструкции цепей полностью безопасно.

Используют двухполюсные автоматы в вариантах, если нужен отдельный выключатель для однофазного электрического прибора, к примеру, водогрея, водонагревателя косвенного нагрева, станка.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Подключение двухполюсного автомата происходит с учетом электрической схемы защиты с применением 1- или 2-жильного провода (кол-во жил зависит от схемы расключения). Монтаж выполняется на дин-рейку 36 мм

Подключают автомат к защищаемому устройству с применением 4 проводов, два из которых являются проводами питания (один из которых конкретно подсоединяется к сети, а второй подает питание перемычкой) и два — отходящих провода, которые нуждаются в защите, причем они бывают 1-, 2-, 3-проводными.

Трехполюсная вариации автоматизированных выключателей

Для защиты трехфазной 3- или 4-проводной сети применяют трехполюсные автоматы. Они подходят для подсоединения по типу звезды (усредненный провод оставляют без защиты, а фазные подсоединяют к полюсам) или треугольника (с отсутствующим центральным проводом).

В случае аварии на одной из линий собственными силами отключаются другие две.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Подключение трехполюсного АВ выполняется 1-, 2-,3- жильными проводами. Для установки понадобится дин-рейка шириной 54 мм

Трехполюсный выключатель работает в качестве вводного и общего для любых видов трехфазных нагрузок. Нередко модификацию применяют в промышленности для оснащения током электрических двигателей.

К модели подсоединяется до 6 проводов, 3 из них показаны фазными проводами трехфазной электрические сети. Оставшиеся 3 являются защищаемыми. Они представляют три однофазные или одну трехфазную проводку.

Использование четырехфазного автомата

Для защиты трех-, четырехфазной электрические сети, к примеру, мощного мотора, подключенного по принципу звезды, применяется четырехфазный автомат. Его используют в качестве вводного выключателя на трехфазную четырехпроводную сеть.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Подключение четырехполюсного выключателя выполняется 1-, 2-, 3-, 4-жильным проводом, схема зависит от типа подсоединения, корпус ставить на din-рейку шириной 73 мм

К корпусу автомата возможно присоединить восемь проводов, из них 4-ре являются фазными проводами электрические сети (из них один нейтральный) и 4-ре показаны отходящими проводами (3 фазными и 1 нейтральным).

Параметр#3. Время-токовая характеристика

АВ обладают одинаковым показателем номинальной мощности нагрузки, но характеристики электропотребления устройствами бывают разнообразными. Мощность потребления может поступать неодинаково, меняться все зависит от вида и нагрузки, а еще при включении, выключении или непрерывной работе того или другого устройства.

Колебания используемой мощности могут быть довольно существенными, а диапазон их изменений – широким. Это ведет к выключению автомата в связи с превышением минимального тока, что считается ложным отключением сети.

Дабы убрать вероятность нецелесообразного срабатывания предохранителя при не аварийных типовых изменениях (увеличения силы тока, изменения мощности) применяют автоматы с конкретными время-токовыми параметрами (ВТХ). Это дает возможность применять выключатели с похожими токовыми параметрами с произвольными возможными нагрузками без ложных выключений.

ВТХ показывают, через какое время выключатель сработает и какие показатели отношения силы тока и непрерывного тока автомата при этом будут.

Специфики автоматов с характеристикой B

Автомат с указанной характеристикой отключается за время 5-20 секунд. Показатель тока составляет при этом 3-5 минимальных токов автомата. Данные вариации используются для защиты цепей, подпитывающих домашние типовые устройства.

Очень часто модель применяется для защиты проводки квартир, приватных домов.

Характеристика C — рабочие принципы

Автомат с номенклатурным обозначением С выключается за время 1-10 секунд при 5-10 минимальных токов.

Применяют выключатели этой группы во всех сферах — в бытовых условиях, строительстве, промышленности, но больше всего популярны они области электрозащиты квартир, домов, жилищных помещений.

Работа выключателей с характеристикой D

Автоматы D-класса используются в промышленности и показаны трехполюсными и четырехполюсными модификациями. Их применяют для защиты мощных электрических двигателей и разных 3-фазных устройств. Время срабатывания АВ – 1-10 секунд при токе, кратном 10-14, что дает возможность очень эффективно его использовать для защиты разных проводок.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Снизу графика приведена кратность значений минимального тока, по вертикальной линии — время выключения. Для характеристики В выключение происходит при 3-5 кратных превышениях действующего тока над номинальным, для С — 5-10 кратном, для D — 10-14 кратном (+)

Мощные промышленные двигатели работают только с АВ с характеристикой D.

Параметр#4. Номинальный рабочий ток

Есть всего 12 модификаций автоматов, выделяющихся по показателю номинального рабочего тока – 1А, 2А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А. Параметр в ответе за скорость срабатывания автомата при превышении действующего тока над номиналом.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Таблица иллюстрирует предельную мощность каждой вариации автомата, исходя из схемы подсоединения и напряжения сети. Самая большая отдача выключателя происходит при подсоединении нагрузки по схеме треугольника (+)

Подбор выключателя по указанной характеристике делают с учетом мощности электрической проводки, возможному току, который может выдерживать проводка в нормальном режиме. Если значение тока неизвестно, его определяют при помощи формул, применяя данные сечения провода, его материала и способа прокладки.

Автоматы 1А, 2А, 3А используют для защиты цепей с малыми токами. Они подходят для оснащения электротоком минимального количества приборов, к примеру, лампы или люстры, маломощного холодильника и прочих устройств, общая мощность которых не превышает возможности автомата. Выключатель 3А эффектно находится в эксплуатации в промышленности, если реализовать его трехфазное подключение по типу треугольника.

Выключатели 6А, 10А, 16А допускается применять для оснащения электротоком индивидуальных электроцепей, маленьких комнат или квартир. Эти модели применяются в промышленности, при их помощи снабжают питанием электрические двигатели, соленоиды, нагреватели, сварочные автоматы, подключенные индивидуальной линией.

Трех-, четырехполюсные автоматы 16А применяют в качестве вводных при трехфазной схеме питания. В изготовлении отдают предпочтение приборам с D-кривой.

Автоматы 20А, 25А, 32А применяют для защиты проводки сегодняшних жилых помещений, они способны обеспечить электроэнергией машины стиральные, обогревательные приборы, электросушилки и другую технику с большей мощностью. Модель 25А применяют в качестве вводного автомата.

Выключатели 40А, 50А, 63А относятся к классу приборов с большей мощностью. Они применяются для оснащения электротоком силового оборудование высокой мощности в бытовых условиях, промышленности, гражданском строительстве.

Подбор и расчет автоматизированных выключателей

Зная характеристики АВ,  можно определить, какой автомат подойдёт для той либо другой цели. Однако перед подбором самой лучшей модели нужно сделать некоторые расчеты, благодаря которым можно точно определить параметры необходимого устройства.

Шаг#1. Обозначение мощности автомата

Во время выбора автомата важно учесть общую мощность подключаемых приборов.

К примеру, нужен автомат для подсоединения приборов для кухни к электрическому питанию. Допустим, к розетке будет подключаться кофеварка (1000 Вт), холодильник (500 Вт), духовая печь (2000 Вт), СВЧ-печь (2000 Вт), электрический чайник (1000 Вт). Общая мощность будет равна 1000+500+2000+2000+1000=6500 (Вт) или 6,5 кВ.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

В таблице приведена номинальная мощность отдельных приборов которые используются в домашних условиях, которая нужна для их работы. Согласно нормативным данным выбирается сечение силового провода для их питания и автомат для защиты проводки (+)

Если взглянуть на таблицу автоматов по мощности подсоединения, предусмотреть, что стандартное напряжение проводки в домашних условиях составляет 220 В, то для эксплуатирования подойдёт однополюсный или двухполюсный автомат 32А с суммарной мощностью 7 кВт.

Нужно учитывать, что может понадобится большая потребляемая мощность, потому как во время эксплуатации может понадобится подключение прочих электроприборов, которые с самого начала не учли. Дабы предусматривать эту ситуацию, в расчетах суммарного употребления применяют повышающий показатель.

Допустим, за счёт добавки добавочного электрические оборудования, понадобилось повышение мощности на 1,5 кВт. Тогда нужно взять показатель 1.5 и помножить его на получившуюся расчетную мощность.

В расчетах порой лучше применять показатель понижения. Его используют тогда, когда одновременное применение нескольких приборов считается невозможным. Допустим, общая мощность проводки для кухонной комнаты составила 3.1 кВт. Тогда понижающий показатель равён 1, потому как принимается во внимание небольшое количество приборов, подключенных одновременно.

Если один из приборов нереально присоединить с другими,  то понижающий показатель берут меньшим единицы.

Шаг#2. Расчет номинальной мощности автомата

Номинальная мощность – это та мощность, при которой  выключение проводки не случается. Она рассчитывается по формуле:

где M – мощность (Ватт), N – напряжение электрические сети (Вольт), СТ – сила тока, способная пройти через автомат (Ампер),  – значение косинуса угла, принимающего значение угла сдвига между фазами и напряжения. Значение косинуса в большинстве случаев равно 1, потому как сдвига между фазами тока и напряжения почти что нет.

Из формулы выражаем СТ:

Мощность у нас уже определена, а напряжение сети в большинстве случаев 220 Вольт.

Если общая мощность равна 3.1 кВт, то

Получаемый ток будет равным 14 А.

Для расчета при трехфазной нагрузке применяют ту же формулу, но берут во внимание угловые сдвиги, которые могут достигать больших значений. В большинстве случаев на подключаемом оборудовании они указаны.

Шаг#3. Вычисление минимального тока

Определить минимальный ток можно по документации на электрическую проводку, однако если ее нет, то определяют исходя из свойств проводника. Для расчетов нужны такие данные:

  • площадь сечения проводника;
  • применяемый для жил материал (медь или алюминий);
  • метод прокладки.

В домашних условиях в большинстве случаев проводка размещается в стене.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Для вычисления площади сечения понадобиться микрометр или штангенциркуль. Нужно померить исключительно проводящую жилу, а не провод и изоляцию

Сделав нужные измерения, вычисляем площадь сечения:

В формуле D — это диаметр проводника (мм),

S — площадь сечения проводника (мм2).

Дальше применяем приведенную ниже таблицу.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

Определив, из каких материалов были сделаны жилы проводника, и рассчитав площадь сечения, можно определить показатели тока и мощности, которые выдержит проводка электрические сети. Данные показаны для проводки, скрытой в стене (+)

С учетом обретенных данных выбираем рабочий ток автомата, а еще его номинал. Он обязан быть равным или меньшим рабочего тока. В большинстве случаев разрешается применение автоматов с номиналом, превышающим работающий ток проводки.

Шаг#4. Обозначение время-токовой характеристики

Дабы правильно определить ВТХ, нужно брать во внимание токи пуска подключаемых нагрузок. Необходимые данные узнать можно, применяя приведенную ниже таблицу.

автоматический, выключатель, электрический, автомат, автоматических выключателей

В таблице показаны определенные виды электроустройств, а еще кратности пускового тока и продолжительности импульсов в секундах (+)

Согласно данным таблицы можно найти силу тока (в Амперах) при включении прибора, а еще период, через который предельных ток будет появляться опять.

Допустим, если взять электрическую мясорубку, мощность которой составляет 1,5 кВт, определить для нее рабочий ток из таблиц (это будет 6,81 А) и, Если учитывать кратность стартового тока (до 7 раз) получаем значение тока 6,81*7=48 (А). Ток этой силы течет с периодичностью 1-3 секунды.

Если учитывать графики ВТК для B класса, можно заметить, что при перегрузке автоматичный выключатель сработает в первые секунды после запуска мясорубки. Понятно, что кратность этого прибора отвечает классу С, благодаря этому автомат с характеристикой С необходимо применять для оснащения работы электрической мясорубки.

Для домашних потребностей в большинстве случаев применяют выключатели, отвечающие свойствам В, С. В промышленности для оборудования с большими кратными токами (двигателей, трансформаторов и др.) создается ток аж до 10-кратного, благодаря этому лучше всего использовать D-модификации устройства. Но нужно брать во внимание мощность этих устройств, а еще длительность пускового тока.

Независимые автоматические выключатели выделяются от обыкновенных тем, что их ставят в индивидуальных сортировочных щитах. В функции устройства входит защита цепи от непредвиденных перепадов напряжения, выключения электрической энергии на всем или определенном участке сети.

Нужное видео по теме

Видео#1: Подбор АВ по токовой характеристике и пример расчета тока

Видео#2: Расчет минимального тока АВ

Автоматы устанавливают при входе квартиры или дома. Они размещаются в пластиковых прочных боксах. Если учитывать ключевые характеристики автоматизированных выключателей, а еще произведя верные расчеты, можно не ошибиться с выбором данного устройства.

Номиналы групповых автоматических выключателей больше вводного


Оставить комментарий

Яндекс.Метрика