Автоматические выключатели — устройства, которые обеспечивают защиту проводки в условиях короткого замыкания, при подключении нагрузки с показателями, превышающими установленные значения. Их следует выбирать с особым вниманием. Важно учитывать типы автоматических выключателей, их параметры.

Автоматы разных типов

Характеристики автоматов

Выбирая автоматический выключатель, имеет смысл ориентироваться на характеристики устройства. Это показатель, по которому можно определить чувствительность устройства к возможному превышению значений тока. Разные виды автоматических выключателей имеют свою маркировку — по ней легко понять, насколько оперативно оборудование будет реагировать на превышение значений тока к сети. Некоторые выключатели реагируют мгновенно, другие активизируются в течение определенного периода времени.

• А — маркировка, которая проставляется на самых чувствительных моделях оборудования. Автоматы такого типа сразу же регистрируют факт перегрузки и оперативно реагируют на нее. Они используются с целью защиты оборудования, характеризующегося высокой точностью, а вот в быту их встретить практически невозможно
• В — характеристика, которой обладают выключатели, срабатывающие с несущественной задержкой. В быту выключатели с соответствующей характеристикой используются вместе с компьютерами, современными ЖК-телевизорами и другой дорогостоящей бытовой техникой
• С — характеристика автоматов, которые имеют наиболее широкое распространение в быту. Оборудование начинает функционировать с небольшой задержкой, которой бывает достаточно для отложенной реакции на зарегистрированные сетевые перегрузки. Сеть отключается прибором только в том случае, если у нее есть неисправность, действительно имеющая значение
• D — характеристика выключателей, обладающих минимальной чувствительностью к превышению показателей тока. В основном, подобные устройства используются в рамках подвода электричества к зданию. Они устанавливаются в щитках, под их контролем находятся практически все сети. Такие устройства выбираются в качестве запасного варианта, так как они активизируются только в том случае, если автомат вовремя не включился.

Все параметры автоматических выключателей написаны на лицевой части

Важно! Специалисты считают, что идеальные показатели автоматических выключателей должны варьироваться в определенных пределах. Максимум — 4,5 кА. Только в этом случае контакты будут под надежной защитой, и разряды тока будут отводиться в любых условиях, даже при превышении установленных показателей.

Типы автоматов

Классификация автоматических выключателей основана на их типах и особенностей. Что касается типов, то можно выделить следующее:

• Номинальные показатели способности к отключению — речь идет об устойчивости контактов выключателя к воздействию токов с высокими показателями, а также к условиям, в которых происходит деформация цепи. В таких условиях возрастает риск подгорания, который нейтрализуется благодаря появлению дуги и повышением температуры. Чем более качественным, прочным является материал изготовления оборудования, тем более высокими являются его соответствующие способности. Такие выключатели стоят дороже, однако их характеристики полностью оправдывают цену. Выключатели служат долго, не требуют регулярной замены
• Калибровка номинала — речь идет о параметрах, в которых оборудование работает в нормальном режиме. Они устанавливаются еще на этапе производства оборудования, и уже в процессе его использования не регулируются. Данная характеристика позволяет понять, насколько сильные перегрузки способен выдерживать аппарат, период времени его работы в таких условиях
• Уставка — обычно этот показатель отображается в виде маркировки на корпусе оборудования. Речь идет о максимальных значениях тока в нестандартных условиях, которая, даже при частом отключении, не окажет никакого влияния на функционирование аппарата. Выражается уставка в токовых единицах, маркируется латинскими буквами, цифровыми значениями. Цифры, в данном случае, отображают номинал. Латинские буквы можно увидеть в маркировке только тех автоматов, которые изготовлены в соответствии со стандартами DIN

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 1п - 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 класса С - в диапазоне от 5 до 10 1п, класса D - в диапазоне от 10 до 50 1п. 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 работоспособности (без их сплавления). У разных моделей она колеблется в пределах 3000-10000 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 расщепителями. 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 расщепитель 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.

Трехполюсный автоматический выключатель серии ВА 76-29-3 класса С, с номинальным, током 10 А, напряжением до 400 В, отключающей способностью 3000 А и токоограничением класса 1 (в маркировке не указывается).

Многие помнят советские автоматические выключатели - пробки. Они вворачивались вместо обычных керамических пробок в щиток электросчётчика. Это было компромиссное решение, которое, в общем-то, себя оправдывало. Ведь благодаря этому, пробки становились «многоразовыми», причём без изменения существующей конструкции электрощитка. А вообще изобретателем автоматических устройств защиты является компания АВВ, которая запатентовала малогабаритный автоматический выключатель в 1923 году. С тех прошло много времени, но принцип работы автоматического выключателя остался неизменным - восстановление его нормальной работоспособности одним движением руки.

Автоматический выключатель, - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для проведения тока в нормальных режимах и для автоматического отключения электроустановок при возникновении токов короткого замыкания и перегрузок. Самыми распространенными и популярными на сегодняшний день являются автоматические выключатели, которые монтируются на 35-миллиметровую DIN-рейку в распределительном щите.

Главным параметром автоматических выключателей является номинальный ток. Это ток, значение которого в конкретной цепи считают нормальным, т.е. на который рассчитано электрооборудование. Для электроустановок жилых зданий значение номинального тока (In) автоматического выключателя может составлять 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40 , 63 А. Наиболее часто применяют автоматические выключатели в диапазоне 16 - 63А как для однофазных потребителей, так и трёхфазных. Так же существует такой параметр, как номинальное напряжение -220/230 В или 380/400 В.

Внешний вид однофазных и трёхфазного автоматических выключателей показан на рисунке:

Автоматические выключатели разрывают цепь, когда ток в ней превышает допустимую величину. Такая ситуация возникает, когда включено больше разрешённого числа потребителей или при коротком замыкании. При этом, происходят различные процессы, из-за чего приходится использовать в автоматических выключателей два вида защиты - тепловую и электромагнитную.

При потреблении тока больше номинала не более чем в 3 раза, срабатывает тепловой расцепитель автоматического выключателя. Принцип его действия: цепь разрывает биметаллическая пластина, которая изменяет свою форму от нагрева проходящим током. Защитное устройство может довольно долго пропускать ток, немного превышающий номинальный, что позволит избежать ложных срабатываний, но при дальнейшем возрастании тока отключит нагрузку. Поэтому, тепловая защита обладает довольно большой инерционностью по отношению к превышениям тока

При значительно большем токе (при коротких замыканиях) инерционность защиты является большим минусом, потому для данного случая используют электромагнитный расцепитель. В отличии от теплового, он обладает мгновенным действием.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоида (электромагнита), сердечник которого ударяет в подвижный контакт и размыкает цепь. Но здесь не всё так просто. Ведь электромагнит должен сработать при определённом токе. Нижний порог, судя по тому, что тепловая защита срабатывает до 3 In, будет иметь именно это значение. А верхний порог? Вот здесь выплывает ещё одна характеристика АВ - тип автомата.

Различают автоматические выключатели трех типов - «В», «С», и «D». Автоматические выключатели типа «В» имеют срабатывание электромагнитного расцепителя в диапазоне от 3 до 5 In. Тип «С» имеет диапазон от 5 до 10 In. И наконец тип «D», срабатывает в диапазоне от 10 до 50 In. На конкретном примере это будет выглядеть следующим образом - если мы имеем два автомата на 25А класса «В» и «С», то при коротком замыкании первый отключится при достижении величины тока короткого замыкания от 75 до 125 А, а второй - от 125 А и выше. Ток короткого замыкания, с которым автоматический выключатель справляется без ухудшения эксплуатационных свойств, определяет «номинальную отключающую способность» - ещё одну характеристику автоматического выключателя. Чем лучше этот параметр, тем надежней выключатель. Процесс расцепления контактов происходит очень быстро, при этом ток короткого замыкания не успевает достичь максимального значения.

Автоматические выключатели «В» и «С» устанавливают в сетях жилых зданий. Тип «В» используют, если нет бросков тока, появляющихся из-за включения каких-либо двигателей. Тип «С» рекомендуется для защиты электроприемников с небольшими пусковыми токами. И последний тип «D» устанавливают в основном в помещениях промышленного назначения, где задействованы мощные двигатели.

Важным узлом любого автоматического выключателя является камера гашения дуги. Как вы понимаете, при коротком замыкании образовывается дуга, и какое короткое время она не существовала бы, её действие отрицательно сказывается на общей надёжности автоматического выключателя и, следовательно, сроке его службы. Камера гашения дуги состоит из набора параллельных, изолированных друг от друга, металлических пластин. В ней дуга разбивается на последовательность множества маленьких дуг. Они сразу же гаснут из-за небольшой величины напряжения между соседними пластинами. Это классическая схема построения «искрогасителей».

Кроме автоматического отключения, автоматический выключатель может отключаться и вручную. Поэтому автоматический выключатель называют коммутационно-защитным устройством. Ведь помимо свойств защиты, он предоставляет возможность обесточить цепь в ручном режиме, что необходимо при ремонте электрооборудования.

Выбирая автоматический выключатель, следует чётко знать параметры, о которых мы говорили выше - номинальное напряжение, номинальный ток и тип автомата. Маркировка автоматического выключателя должна содержать наименование или торговую марку изготовителя, значение номинального напряжения, номинальный ток, буквы B, C или D, обозначающей тип выключателя, номинальную отключающую способность в амперах и схему подключения, если правильный способ соединения трудно понять из внешнего вида автоматического выключателя.

Электричество очень полезное и вместе с тем опасное изобретение. Помимо прямого воздействия тока на человека, существует еще и большая вероятность возгорания при несоблюдении подключения электропроводки. Объясняется это тем, что электрический ток, проходя через проводник, нагревает его, и особенно высокие температуры возникают в местах с плохим контактом или же при коротком замыкании. Для предотвращения таких ситуаций применяются автоматы.

Что такое

Это специально сконструированные аппараты, основная задача которых — защита проводки от оплавления. В целом автоматы не спасут от поражения электрическим током и не защитят технику. Они созданы для предотвращения перегрева.

Методика их работы основана на размыкании электрической цепи в нескольких случаях:

• короткое замыкание;
• превышение силы тока, текущей по проводнику для этого не предназначенного.

Как правило, автомат устанавливается на вводе, то есть защищает следующий за ним участок цепи. Так как для разведения к различным типам устройств применяется разная проводка, то, значит, и приборы защиты должны уметь срабатывать при разных токах.

С виду может показаться, что достаточно установить просто самый мощный автомат и нет проблем. Однако, это не так. Ток большой силы, на который не сработал прибор защиты, может перегреть проводку и, как следствие, стать причиной пожара.

Установка автоматов малой мощности будет каждый раз разрывать цепь, как только к сети будут подключены два или более мощных потребителя.

Из чего состоит автомат?

Обычный автомат состоит из следующих элементов:

• Ручка взвода. С помощью неё можно произвести включение автомата после его срабатывания или же отключить, чтобы обесточить цепь.
• Механизм включения.
• Контакты. Обеспечивают соединение и разрыв цепи.
• Клеммы. Подключаются к защищаемой сети.
• Механизм, срабатывающий по условию. Например, биметаллическая тепловая пластина.
• Во многих моделях может присутствовать регулировочный винт, для корректировки номинального значения силы тока.
• Дугогасительный механизм. Присутствует на каждом из полюсов прибора. Представляет собой небольшую камеру, в которой размещены омедненные пластины. На них дуга гасится и сходит на нет.

В зависимости от производителя, модели и назначения, автоматы могут оснащаться дополнительными механизмами и устройствами.

Устройство механизма отключения

В автоматах имеется элемент, производящий разрыв электрической цепи при критических значениях тока. Их принцип работы может быть основан на разных технологиях:

• Электромагнитные приборы. Отличаются большой скоростью реакции на короткое замыкание. При действии токов недопустимой величины срабатывает катушка с сердечником, который, в свою очередь, отключает цепь.
• Тепловые. Основной элемент такого механизма — биметаллическая пластина, которая начинает деформироваться под нагрузкой токов большой силы. Выгибаясь, оказывает физическое воздействие на элемент, разрывающий цепь. Примерно по такой же схеме работает электрический чайник, который способен отключаться сам при закипании воды в нем.
• Существуют также и полупроводниковые системы размыкания цепи. Но в бытовых сетях используются они крайне редко.

Типы автоматов по значениям тока

Различаются приборы по характеру срабатывания на излишне высокое значение тока. Существуют 3 наиболее популярных типа автоматов — B, C, D. Каждая литера означает коэффициент чувствительности прибора. Например, автомат типа D имеет значение от 10 до 20 xln. Как это понимать? Очень просто — чтобы понять диапазон, при котором способен сработать автомат, нужно умножить цифру рядом с литерой на значение. То есть прибор с маркировкой D30 будет отключаться при 30*10...30*20 или от 300 А до 600 А. Но такие автоматы используются в основном в местах с потребителями, которые имеют большие пусковые токи, например, электродвигатели.

Автомат типа B имеет значение от 3 до 5 xln. Стало быть, маркировка B16 означает срабатывание при токах от 48 до 80А.

Но самый распространённый тип автоматов — С. Используется практически в каждом доме. Его характеристики — от 5 до 10 xln.

Условные обозначения

Разные типы автоматов маркируются по-своему для быстрой идентификации и выбора нужного для конкретной цепи или её участка. Как правило, все производители придерживаются одного механизма, который позволяет унифицировать изделия под многие отрасли и регионы. Разберём подробнее нанесённые на автомат знаки и цифры:

• Бренд. Обычно в верхней части автомата ставится логотип производителя. Практически все они стилизованы определенным образом и имеют свой фирменный цвет, поэтому выбрать изделие своей любимой компании будет несложно.
• Окошко индикатора. Показывает текущее состояние контактов. Если возникла неисправность в автомате, то по нему можно определить есть ли напряжение в сети.
• Тип автомата. Как уже описывалось выше, означает характеристику отключения при токах, значительно превышающих номинальный. Чаще в быту используются C и чуть реже B. Отличия типов электрических автоматов B и C не так существенны;
• Номинальный ток. Показывает значение силы тока, который может выдержать длительную нагрузку.
• Номинальное напряжение. Очень часто данный показатель имеет два значения, написанных через «слэш». Первый — для однофазной сети, второй — для трехфазной. Как правило, в России используется напряжение в 220 В.
• Предельный ток выключения. Означает максимально допустимый ток короткого замыкания, при котором автомат отключится без выхода из строя.
• Класс токоограничения. Выражается в одной цифре или же отсутствует совсем. В последнем случае принято считать номер класса 1. Данная характеристика означает время, на которое ограничивается ток короткого замыкания.
• Схема. На автомате можно встретить даже схему подключения контактов с их обозначениями. Находится она практически всегда в верхней правой части.

Таким образом, взглянув на фронтальную часть автомата, можно сразу установить, к какому типа тока он предназначен и на что способен.

Какой тип автомата выбрать?

При выборе защитного прибора все же одной из главных характеристик считается именно номинальный ток. Для этого нужно определить, какую силу тока требует совокупность всех устройств потребителей в доме.

А так как электричество течёт по проводам, то от его сечения зависит необходимая для нагревания сила тока.

Наличие полюсов также играет немаловажную роль. Чаще всего применяется такая практика:

• Один полюс. Цепи с приборами освещения и розетками, к которым будут подключаться простые приборы.
• Два полюса. Применяется для защиты проводки, проведённой к электроплитам, стиральным машинкам, отопительным приборам, водонагревателям. Также может устанавливаться в качестве защиты между щитом и помещением.
• Три полюса. Используется преимущественно в трехфазных цепях. Это актуально для промышленных или же околопромышленных помещений. Небольшие мастерские, производства и им подобные.

Тактика установки автоматов происходит от большего к меньшему. То есть сначала монтируется, например, двухполюсной, затем однополюсной. Далее идут устройства с мощностью, уменьшающейся на каждом шаге.

• При выборе стоит ориентироваться не на электроприборы, а на проводку, так как именно её будут защищать автоматические выключатели. Если она старая, то рекомендуется заменить её, чтобы можно было использовать наиболее оптимальный вариант автомата.
• Для таких помещений, как гараж, или на время проведения ремонтных работ стоит выбрать автомат с номинальным током побольше, так как различные станки или сварочные аппараты имеют довольно большие показатели силы тока.
• Имеет смысл комплектовать весь набор защитных механизмов от одного и того же производителя. Это поможет избежать несоответствия номинальных токов между приборами.
• Приобретать автоматы лучше в специализированных магазинах. Так можно избежать покупки некачественной подделки, которая может привести к плачевным последствиям.

Заключение

Какой бы простой ни казалась разводка цепи по помещению, всегда нужно помнить о безопасности. Использование автоматов в значительной степени помогает избежать перегрева и, как следствие, её возгорания.