Выключатели автоматические, маркировка, характеристики

Выключатели автоматические, маркировка, характеристики

Автоматические выключатели в настоящее время применяются везде, где используется электричество, и предназначены для разрыва цепи, если сила тока в ней превысила допустимую величину. Таким образом, они защищают электропроводку от перегрева, а помещения от возникновения пожаров при коротких замыканиях и перегрузках.

Каждый автоматический выключатель имеет определенные технические характеристики: величина номинального тока, класс автомата, его отключающая способность и токоограничение. Данные характеристики используются для подбора автоматов применительно к назначению электрической сети и условиям ее эксплуатации.

Номинальный ток — это максимальная величина тока, которую автоматический выключатель может проводить бесконечно долго без потери работоспособности и без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.

Превышение номинального тока на определенную величину приводит к размыканию контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. Согласно стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Однако разрыв контактов автомата происходит не сразу после превышения указанного номинального значения тока. Скорость срабатывания зависит от того, как быстро нарастает ток. Если он резко возрастает до величины, в несколько раз превосходящей номинальное значение, то защита реагирует практически мгновенно. А вот при полуторократном превышении номинала срабатывание может произойти и через час. Это допускается с учетом запаса прочности электропроводки. Первая ситуация, как правило, связана с конкретным пробоем изоляции и коротким замыканием. Вторая возникает при подключении слишком мощных потребителей и перегрузке сети.

Класс автоматического выключателя (В, С и D) — время-токовая характеристика, устанавливаемая в зависимости от чувствительности к сверхтокам. В устройствах класса В электромагнитный расцепитель мгновенно срабатывает в диапазоне от 3 до 5 I_n,класса С — в диапазоне от 5 до 10 I_n, класса D — в диапазоне от 10 до 50 I_n. Таким образом, автомат на 25 А класса В сработает при достижении величины тока короткого замыкания 75—125 А, а класса С — при 125—250 А. Для защиты бытовой электропроводки применяют в основном автоматы класса В и С. Автоматы класса D, срабатывающие при токах от 10 до 20 номиналов, применять для защиты электропроводки жилых помещений крайне нежелательно.

Отключающая способность автоматического выключателя определяет максимальный ток, при котором прибор еще способен разомкнуть контакты без потери работоспособносги (без их сплавления). У разных моделей она колеблется в пределах 3000—10 000 А. По европейским стандартам автоматы для бытовых сетей должны быть рассчитаны на ток не менее 6000 А. Однако на практике ток короткого замыкания редко превышает 1000 А, поэтому вполне достаточно прибора с характеристикой в 4000 А, хотя на вводе рекомендуется устанавливать автомат с отключающей способностью не менее 6000 А.

Токоограничение — это характеристика, указывающая на скорость срабатывания автоматического выключателя до полного отключения защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимального значения. Класс токоограничения определяется временем с момента начала размыкания контактов выключателя до момента полного гашения электрической дуги. Существует три класса токоограничения. Время гашения дуги автомата 3-го класса токоограничения (самого высокого) составляет 2,5—6 мс, 2-го класса — 6—10 мс, 1-го класса — более 10 мс. Эта характеристика имеет большое практическое значение, так как при быстром отключении увеличивается срок эксплуатации проводки, поскольку ее изоляция меньше подвергается повышенному нагреву и электродинамическим нагрузкам, возникающим при коротких замыканиях. Соответственно снижается и риск возникновения пожароопасных ситуаций. Класс токоограничения указывается, как правило, в черном квадрате под значением отключающей способности или на боковой стороне корпуса. В маркировке автоматов 1-го класса эта характеристика отсутствует, на что следует обратить внимание при выборе устройства.

Пусковой ток — это ток, который кратковременно возникает в цепи при включении электроприбора. Он может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт создается пусковой ток в 10—12 раз больше рабочего. Это значит, что в течение нескольких секунд в цепи лампочки будет проходить ток не 0,27 А, а 2,7-33 А.

Современные автоматические выключатели оснащены и тепловым, и электромагнитным расцепителями. Это позволяет гарантированно защитить электрическую цепь при любой аварийной ситуации.

В случае возрастания тока до трех номиналов срабатывает тепловая защита. В силу своей некоторой инерционности она не реагирует на кратковременные скачки тока, что позволяет избежать ложных срабатываний из-за возникновения пусковых токов. Электромагнитный расцепитель обладает мгновенным действием. Он представляет собой катушку с подвижным сердечником. Быстрорастущий ток создает сильное магнитное поле, втягивающее сердечник, что обеспечивает разрыв цепи. При сверхтоках (короткое замыкание) контакт разрывается почти мгновенно. При этом электрическая дуга, возникающая между контактами при расцеплении, гасится в специальной камере.

Таким образом, тепловой расцепитель защищает сеть от продолжительного, но относительно небольшого превышения допустимого тока, а электромагнитный расцепитель — от токов короткого замыкания, характеризуемых большой скоростью нарастания и очень большими (тысячи ампер) значениями.

Маркировка автоматического выключателя. Наносится на лицевой или боковой стороне корпуса.

Автоматические выключатели для однофазного ввода могут быть одно- и двухполюсными. Однополюсный автомат ставят на разрыв фазного провода, а двухполюсный одновременно разрывает и фазный, и нулевой провода. Для бытовой системы лучше и дешевле использовать однополюсные (фазные) выключатели с выводом нулевого провода на нулевую шину в щите управления.

Автоматические выключатели для трехфазного ввода могут быть как трехполюсными, так и четырехполюсными. Однако практика показала, что лучше в этом случае установить однополюсные автоматы на каждую фазу.

Класс токоограничения автоматического выключателя

Автомат представляет собой специальное контактное устройство, предназначенное для коммутации (включения/отключения) электроцепи, защиты проводов и кабелей, а также приборов от короткого замыкания. Важным критерием выбора прибора является не только изготовитель, но и номинальное напряжение, и ток, а также класс токоограничения автоматического выключателя.

Роль обозначений на корпусе

Устройство одновременно выполняет функции управления и защиты. Многие понимают, что когда пропадает электричество в квартире или доме, нужно проверить, не отключился ли автомат в щите. Но не все знакомы с характеристиками устройств и с критериями, по которым их стоит выбирать, чтобы сохранить эксплуатационные характеристики щита распределения электричества.

По конструктивным особенностям автоматы бывают:

• Воздушные — устанавливаются на промышленных объектах, где ток достигает значения тысячи Ампер.
• Литые — применяются в цепях от 16 до 1 тыс. Ампер.
• Модульные — для жилых помещений.

Обозначения на корпусе говорят о технических характеристиках прибора. Маркировка наносится на лицевую часть корпуса специальной краской, которая не стирается, поэтому параметры (символы, буквы, цифры и схемы) можно увидеть даже тогда, когда автомат уже подключён.

Для прочтения обозначений вытаскивать устройство из щита нет необходимости.

Расшифровка маркировки

При покупке модульного прибора защиты стоит оценивать не только марку и внешний вид. Важную роль играют характеристики автомата. Для этого нужно разбираться в информации, которую несёт в себе маркировка автоматических выключателей. Она включает:

• бренд;
• модель;
• артикул;
• класс токоограничения;
• ток отключения;
• время-токовую характеристику;
• номинальный ток и напряжение;
• схему подключения.

Бренд, модель и токовая характеристика

Начинается маркировка с названия фирмы изготовителя, которое наносится на верхнюю часть корпуса. Самые известные — Schneider Electric, ABB, Hager и IEK. Они давно остаются лидерами продаж на рынке, так как выпускают продукцию высокого качества.

Линейная серия выключателя зачастую означает серию прибора в линейке изготовителя, выполняется она цифрами и буквами. К примеру, SH200 — это серия устройств от ABB, а Acti9 — представляет Schneider Electric.

По модели можно определить цену и технические характеристики. S200, к примеру, рассчитан на замыкание до 6 кА и более дорогой, чем модель SH200 (до 4,5 кА).

Существует пять видов время-токовых свойств выключателя, наносятся они латинскими буквами B, C, D, K и Z. Широко распространены первые 3 характеристики. В случаях сильной нагрузки и активного применения электроники нужны «K» и «Z».

Самая подходящая характеристика для защиты проводки в быту — C. Узкопрофильные выключатели типа B и D устанавливаются редко, в основном, по заказу.

Номинальный ток и напряжение

Цифра, идущая после букв, означает номинал выключателя — это максимальный проходящий ток, при котором автомат не отключается. Указывается он для t +30 С. К примеру, устройство с номинальным током 15 А выдержит такую нагрузку до 30 С, если же t поднимется выше, то прибор сработает при меньшем токе.

При перегрузке сети, когда ток превышает номинальный на 15—50%, срабатывает тепловой расцепитель прибора.

При возникновении КЗ в сети появляется сверхток и автомат срабатывает за 0,015 с. Если же автомат неисправен, изоляция может начать плавиться, что чревато воспламенением.

Под время-токовой характеристикой в Вольтах обозначено напряжение (переменное/постоянное) с номинальным значением. Этот показатель определяет тип сети, в которой может использоваться автомат. Например, 230/400 V значит, что напряжение трёхфазной сети равно 400 V, а однофазной — 230 V.

Ток отключения и класс токоограничения

Максимальный ток КЗ, который проходит через устройство и не выводит его из строя, называется номинальным током отключения. Значение предельных токов для модульных выключателей бывает 4500 А, 6000 А и 1000 А.

Ниже наносится класс токоограничения. Сверхтоки опасны выделением энергии, что приводит к плавлению проводки. Выключатель срабатывает тогда, когда ток КЗ максимален. Но чтобы набрать этот максимум, должно пройти время. Чем оно больше, тем сильнее нанесённый оборудованию и проводке ущерб.

Токоограничитель ускоряет время отключение автомата, это не позволяет току короткого замыкания достичь своего пика. Классы токоограничения наносятся в квадрат. Чем больше цифра, тем скорее сработает выключатель:

1. Ограничение для первого класса составляет больше 10 мс. При этом классе нет маркировки на корпусе автомата.
2. Время второго класса — от 6 мс до 10 мс.
3. Третий класс срабатывает быстрее всех — 2−6 мс.

Подключение и артикул

Бывает, что на производстве в маркировку автоматов включают схему для подключения. Она состоит из цепи, расцепителей и контактов.

Маркировка 1 и 2 на однополюсных выключателях означает верхний и нижний контакт. К 1 подключается питающий провод, нагрузка — к 2. На двухполюсных автоматах цифры 1/3 означают верхний контакт, 2/4 — нижний.

Ещё возле схемы иногда встречается маркировка N, указывающая на клемму, к которой нужно подключать нулевой проводник. Важно такое обозначение в том случае, когда отсутствует расцепитель.

Найти любую модель выключателя в каталоге торговой точки поможет артикул. Такая информация может быть нанесена с разных сторон прибора.

Маркировка электрических автоматов поможет подобрать наиболее подходящий прибор для жилого помещения. Однако стоит учитывать не только технические характеристики, но и эксплуатационные особенности автомата. Ведь понимание условий эксплуатации не только предотвратит поломки, но и увеличит безопасность работы с электроприборами в доме.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели – это устройства, которые предназначаются для защитного отключения цепей постоянного и переменного тока в случаях короткого замыкания, токовой перегрузки, снижения напряжения или его исчезновения. В отличии от плавких предохранителей автоматические выключатели имеют более точный ток отключения, могут многократно использоваться, а также при трехфазном исполнении при срабатывании предохранителя какая – то из фаз (одна либо две) могут остаться под напряжением, что является тоже аварийным режимом работы (особенно при питании трехфазных электродвигателей).

Автоматические выключатели классифицируют по выполняемым функциям, таким как:

• Автоматы минимального и максимального тока;
• Автоматы минимального напряжения;
• Обратной мощности;

Принцип действия автоматического выключателя

Мы рассмотрим принцип действия автоматического выключателя на примере автомата максимального тока. Его схема показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – якорь, 3, 7 – пружины, 4 – ось, по которой движется якорь, 5 – защелка, 6 – рычаг, 8 – силовой контакт.

При протекании номинального тока система работает нормально. Как только ток превысит допустимое значение уставки, последовательно включенный в цепь электромагнит 1, преодолеет усилие сдерживающей пружины 3 и втянет якорь 2, и провернувшись через ось 4 защелка 5 освободит рычаг 6. Тогда отключающая пружина 7 разомкнет силовые контакты 8. Такой автомат включается вручную.

В настоящее время созданы автоматы, которые имеют время отключения от 0,02 – 0,007 с на токи отключения 3000 – 5000 А.

Конструкции автоматических выключателей

Существует довольно много различных конструкций автоматических выключателей как цепей переменного, так и цепей постоянного тока. В последнее время очень широкое распространение получили автоматы малогабаритные, которые предназначаются для защиты от КЗ и токовых перегрузок сетей бытовых и производственных в установках на токи до 50 А и напряжением до 380 В.

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Ниже показан пробочный автомат на ток 6 А и напряжением не превышающим 250 В:

Где: 1 – электромагнит, 2 –пластина биметаллическая, 3, 4 – кнопки включения и выключения соответственно, 5 – расцепитель.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального, пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина 2 деформируется в следствии нагрева, и воздействует на механизм расцепителя 5. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит 1, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Также данный тип автомата отключается вручную путем нажатия кнопки 4, а включение только ручное путем нажатия кнопки 3. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки. Принципиальная электрическая схема автомата показана ниже:

Где: 1 – электромагнит, 2 – биметаллическая пластина.

Принцип действия трехфазных автоматических выключателей практически ничем не отличается от однофазных. Трехфазные выключатели снабжаются специальными дугогасительными камерами или катушками, в зависимости от мощности устройств.

Ниже приведено видео подробно описывающее работу автоматического выключателя:

Автоматический выключатель — назначение и характеристики

Автоматический выключатель — это один из видов автоматических защитных устройств . Он устанавливается в электрические сети для ручного включения и отключения тока в цепи при нормальных условиях эксплуатации, а также для автоматического отключения при возникновении ненормальных условий. Для правильной и надежной работы необходимо использовать автомат, учитывая его характеристики в соответствии с назначением.

Какие функции выполняет автоматический выключатель. Типы устройств

Основная задача автоматического выключателя — обесточить защищаемую электрическую линию при возникновении в ней токов большой величины. А возникают они вследствие короткого замыкания или подключения нагрузки, мощность которой очень высока и не соответствует параметрам сети. Вследствие возникновения большого тока проводники могут нагреваться, а изоляция воспламеняться. В этом случае кабель для электропроводки в деревянном доме может стать причиной пожара. Поэтому автоматический выключатель должен вовремя распознать высокий ток, способный нанести повреждения электрической сети и вовремя отключить эту сеть.

В зависимости от способа срабатывания устройства можно разделить на тепловые и электромагнитные . В первых размыкание цепи происходит от изменения формы биметаллической пластины, которая нагревается при повышении нагрузки. Этот тип срабатывает достаточно медленно. Выключатели с электромагнитным размыкателем срабатывают гораздо быстрее. Они отлично реагируют на короткие замыкания в цепи и могут отключать ее за сотые доли секунды.

По конструкции устройства подразделяются на три вида:

• воздушный автоматический выключатель;
• выключатель в литом корпусе;
• модульный выключатель.

Воздушный автоматический выключатель имеет, как правило, большие размеры. Устройство этого типа заключено в металлический корпус и может защищать цепи с токами до 6300 А.

Выключатель в литом корпусе из диэлектрического материала более компактен и предназначен для защиты цепей, в которых возникают токи до 3200 А.

Модульные выключатели невелики, изготавливаются в пластиковом корпусе и предназначены не только для автоматической защиты цепей, но и для ручного включения и отключения. Такие устройства имеют ширину, кратную 17,5 мм и унифицированные узлы крепления на DIN- рейку шириной 35 мм . Именно такой тип выключателей используют для защиты бытовых электросетей частных домов и квартир.

Для защиты однофазной электрической сети устанавливают однополюсный или двухполюсный, а для защиты трехфазной — трехполюсный или четырехполюсный автоматический выключатель.

Для комплексной защиты от высоких токов и токов утечки в сетях применяют дифференциальные автоматические выключатели. Они объединяют в себе обычный автомат и устройство защитного отключения .

Характеристики и параметры автоматического выключателя

Характеристики и параметры играют важную роль при выборе устройства этого типа для конкретной электрической цепи.

Время-токовая характеристика

Главной особенностью автоматического выключателя является время-токовая характеристика (ВТХ). Она указывает значение тока, который может возникнуть в цепи, при котором автомат отключит ее без задержки по времени. Эта величина не абсолютная, а зависит от номинального тока, потому и указывается на устройстве рядом с ним. Обозначается буквой A, B, C, D, K или Z.

Каждая буква означает, во сколько раз ток мгновенного отключения должен превышать номинальный:

• A – в 1-3 раза;
• B – в 3-5 раз;
• C – в 5-10 раз;
• D – в 10-20 раз;
• K – в 8-14 раз;
• Z – в 2-4 раза.

Поэтому два автомата с одинаковым номинальным током будут работать по-разному. Например, автомат С16 мгновенно отключится при возникновении в цепи тока 80 А, а выключатель D 16 мгновенно отключится только при токе 160 А.

Номинальный ток

Этот параметр уже упоминался выше. Номинальный ток — это тот, который автомат должен пропускать при нормальных (штатных) условиях работы. Превышение этого значения в цепи свидетельствует о возникновении аварийной ситуации. В этом случае цепь должна быть отключена.

Но отключение произойдет не сразу, если ток не превысил значение время-токовой характеристики. Время отключения будет зависеть от типа и модели расцепителя и от того, насколько был превышен номинал.

Предельная отключающая способность

Этот параметр указывает на максимальную величину тока в защищаемой выключателем сети, при котором он отключит ее, оставшись работоспособным. Вполне вероятно, что при достижении током значения больше предельной отключающей способности автомата, последний мгновенно выйдет из строя. При этом, скорее всего сгорят электромагнитные катушки, а механическая часть останется целой, продолжая пропускать огромный ток. При недостаточной проводимости возможен сильный нагрев и возгорание.

Категория токоограничения

От того, к какой категории относится автоматический выключатель, зависит время отключения им цепи до того момента, когда ток короткого замыкания станет максимальным. Существуют три категории токоограничения:

1. время отключения 10 мс или больше;
2. отключение производится в интервале от 6 до 10 мс;
3. время отключения линии будет не более 6 мс.

Соответственно, чем выше категория устройства, тем безопаснее сеть, защищаемая им. Ведь при быстром отключении проводники не успевают нагреваться до той степени, когда возможно возгорание изоляции.

Напряжение

Этот параметр зависит от того, в какой сети применяется автоматический выключатель. Однополюсные и двухполюсные устройства рассчитаны на работу в сетях однофазного тока и поэтому напряжение — 230 В , для трехполюсных и четырехполюсных автоматов обычное напряжение — 400 В .

Как выбрать автоматический выключатель

При выборе автоматического выключателя для защиты электросети в частном доме лучшим будет модульный автомат. Количество их должно соответствовать количеству защищаемых цепей. Как правило, отдельно защищают цепи освещения, цепи розетки (их часто делят на две группы, чтобы при срабатывании устройства защиты часть розеток оставалась в рабочем состоянии), линии приборов большой мощности (электроплита, электродуховка, кондиционер, электрический котел отопления).

Для защиты сетей небольшого дома прекрасно подойдут устройства с ВТХ (время-токовой характеристикой) — тип C. Не нужно бояться тока 80 А в цепи, рассчитанной на нагрузку в 3,5 кВт. Автомат успеет отключить ее до того, как изоляция успеет нагреться хоть немного.

Номинальный ток выбирается по расчету. Во-первых, необходимо для всей защищаемой цепи определить суммарную нагрузку всех электропотребителей в Ваттах. Во-вторых, разделить полученное значение на величину напряжения в сети в Вольтах.

Конечно, лучше выбирать устройство с большими значениями предельного тока и категории.

Для надежной защиты сети рекомендуется выбирать изделия известных брендов — АВВ, Le g rand, Siemens. В последнее время стали радовать качеством автоматы IEK. Однако изделия этих марок значительно дороже, чем, например DEKraft, Schneider Electric. Дорогие устройства целесообразно устанавливать на вводах в электроустановку, а также для защиты цепей, в которых работают приборы, требующие надежного питания — компьютеры, оргтехника, холодильное оборудование. Для сетей освещения дома,а также для подсобных построек можно устанавливать автоматы из бюджетной линии.