Как правильно выбрать автоматический выключатель

Как правильно выбрать автоматический выключатель?

Номинальный ток I_n и типы мгновенного расцепления (B, C, D) являются одними из главных характеристик автоматических выключателей, которые повсеместно применяют в электроустановках зданий для защиты от возгораний их элементов.

Именно по значениям номинального тока и типах мгновенного расцепления, как правило, выбирают автоматические выключатели, применяемые в электроустановках зданий.

При написании статьи использовалась корректная и актуальная информация из книги [1] автора Харечко Ю.В.

О номинальном токе автоматического выключателя.

Номинальные токи автоматических выключателей согласовывают с длительно допустимыми (номинальными) токами защищаемых им проводников I_z, а также с номинальными токами другого электрооборудования, например: штепсельных розеток, зажимов, посредством которых соединяют проводники электропроводок, шин распределительных устройств, к которым присоединяют проводники.

Фото для иллюстрации статьи. Внешний вид автоматических выключателей (А — однополюсный автоматический выключатель серии S 200, Б — трехполюсный автоматический выключатель серии S 200 P)

ВАЖНО! Номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше или равен номинальному току перечисленного электрооборудования. Это есть главное правило выбора автоматического выключателя для электроустановки здания. Сам алгоритм более детально смотрите ниже.

Рассмотрим номинальный ток автоматического выключателя, а также значения номинального тока, установленные ГОСТ IEC 60898-1-2020.

Номинальный ток представляет собой электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при определённой контрольной температуре окружающего воздуха.

Под продолжительным режимом понимают такой режим, при котором автоматический выключатель проводит установившийся электрический ток без срабатывания в течение продолжительного времени – неделями, месяцами и даже годами. То есть автоматический выключатель должен проводить любой электрический ток, не превышающий номинальный ток, и не срабатывать.

Контрольная температура окружающего воздуха представляет собой температуру окружающего воздуха, при которой устанавливают время-токовую характеристику автоматического выключателя. Стандартная контрольная температура окружающего воздуха установлена равной 30 °С.

Автоматический выключатель оснащён расцепителем сверхтока, который обычно состоит из теплового расцепителя перегрузки и электромагнитного расцепителя короткого замыкания.

Функционирование теплового расцепителя перегрузки зависит от температуры окружающего воздуха. Если температура окружающего воздуха превышает 30 °С, тепловой расцепитель инициирует срабатывание автоматического выключателя при меньшем значении сверхтока. Если температура окружающего воздуха меньше 30 °С, тепловой расцепитель инициирует срабатывание автоматического выключателя при более высоком значении сверхтока, чем сверхток, вызывающий его срабатывание при 30 °С.

Иными словами, если температура окружающего воздуха более 30 °С, «номинальный ток» автоматического выключателя уменьшается, если менее 30 °С – увеличивается. Данный факт нужно учитывать при эксплуатации автоматических выключателей.

Номинальный ток, какой выбрать?

В ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального тока: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А. В электроустановках индивидуальных жилых домов и квартир обычно применяют автоматические выключатели с номинальными токами 6, 10, 16, 25, 32, 40, 50 А (выделены наиболее употребляемые).

Некоторые производители выпускают автоматические выключатели со следующими не стандартизированными значениями номинального тока: 0,16; 0,25; 0,3; 0,5; 0,75; 1,0; 1,6; 2; 3 и 4 А. Автоматические выключатели с такими номинальными токами применяют в специальных электроустановках.

Номинальный ток маркируют на автоматическом выключателе без указания единицы измерения с предшествующим обозначением типа мгновенного расцепления (B, C или D), например: В16. О маркировке см. статью: «Расшифровываем маркировку автоматических выключателей«.

Какие требования нужно учесть при выборе автоматического выключателя для защиты от токов перегрузки?

По сути алгоритм выбора автоматического выключателя расписан в МЭК 60364-5-53 (или в национальной версии ГОСТ Р 50571.5.53-2013):

533.2 Выбор устройств для защиты от токов перегрузки

533.2.1 Общие требования

Защитные устройства необходимо выбрать с учетом следующих требований:

• а) номинальный ток или уставка тока защитного устройства I_n должна быть больше или равна расчетному току цепи I_B;
• b) номинальный ток или уставка тока защитного устройства I_n должна быть меньше или равна допустимому току кабеля I_z;
• c) ток, обеспечивающий в течение условного времени эффективное срабатывание защитного устройства I₂, должен быть ⩽ I_z *1,45.

Соблюдение требований a), b) и c) может не обеспечивать защиту в определенных случаях, например, когда возникают длительные сверхтоки менее I₂. В таких случаях следует рассматривать выбор кабеля с большей площадью поперечного сечения или выбор устройства со значением I₂ ⩽ I_z.

Примечание 1 – При применении требований b) требование c) автоматически выполняется, если защитные устройства соответствуют требованиям IEC 60898 (все части), IEC 60947-2, IEC 61009 (все части), или если АВДТ соответствует требованиям IEC 62423.

Значение тока I₂, обеспечивающего эффективное срабатывание защитного устройства, предоставляется производителем.

О типе расцепления автоматического выключателя.

На автоматических выключателях бытового назначения можно увидеть следующую маркировку: B10, C16, D25 и т.д.

Цифрами 10, 16, 25 здесь обозначены значения номинального тока автоматических выключателей (о номинальном токе автоматического выключателя — я написал выше в статье), а буквами B , C , D – типы мгновенного расцепления автоматических выключателей.

Для типов мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления , кратные номинальному току I_n автоматического выключателя:

• тип В – свыше 3 I_n до 5 I_n;
• тип С – свыше 5 I_n до 10 I_n;
• тип D – свыше 10 I_n до 20 I_n.

В этих диапазонах находятся токи мгновенного расцепления всех автоматических выключателей, вызывающие мгновенное (менее 0,1 с) их срабатывание, инициируемое электромагнитными расцепителями короткого замыкания.

Если в главной цепи автоматического выключателя протекает сверхток , величина которого равна нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n), то автоматический выключатель должен сработать за промежуток времени более 0,1 с, но менее нескольких секунд или десятков секунд.

При протекании в главной цепи автоматического выключателя сверхтока, равного верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (5 I_n, 10 I_n, 20 I_n), он должен сработать за промежуток времени менее 0,1 с. Любой сверхток, превышающий верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления вызывает мгновенное расцепление автоматического выключателя.

Если значение сверхтока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя, находится между нижней и верхней границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, он может расцепиться либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с). Фактическое время срабатывания автоматического выключателя определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой.

На естественный вопрос:

Какой тип мгновенного расцепления лучше применить?

Существуют следующие рекомендации по применению автоматических выключателей.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления В целесообразно применять для защиты от сверхтока большинства конечных электрических цепей в электроустановках индивидуальных жилых домов и квартир. Например, с их помощью можно выполнять защиту конечных электрических цепей освещения и штепсельных розеток.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления С обычно используют для защиты от сверхтока электрических цепей, в которых возможны большие пусковые токи при включении электрооборудования, например, конечных электрических цепей освещения, где предусматривается одновременное включение большого числа светильников, конечных электрических цепей электроприёмников, которые имеют встроенные электродвигатели и др.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления D необходимо применять для защиты от сверхтока тех электрических цепей, в которых имеются очень большие пусковые токи, появляющиеся, например, при включении трансформаторов, электромагнитных клапанов, больших ёмкостных нагрузок и другого электрооборудования.

У вас может возникнуть вопрос, а как определить пусковой ток? Тут ответ прост. Смотреть в документации на электрооборудование. А если информации о пусковом токе нет в документации на электрооборудование, то нужно проводить измерение. Поскольку пусковой ток может быть кратковременным, измерять осциллографом.

У асинхронного электродвигателя пусковой ток может быть равен 5–7 номинального тока в течение нескольких секунд. У лампы накаливания ещё больше, но доли секунды и т. д.

Для исключения срабатывания автоматического выключателя от пускового тока последний должен быть меньше или равен нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n)

Модульные автоматические выключатели. Устройство и принцип работы

Модульные автоматические выключатели (далее автоматы) нашли широкое применение в различных электроустановках, от промышленных до бытовых, благодаря своей компактности, простоте конструкции (следовательно надёжности) и невысокой стоимости. Производители выпускают достаточно широкую линейку модульных автоматов с различным числом полюсов (от 1-го до 4-х) на различные номинальные токи, до 125А включительно. Модульными их называют потому, что производятся они в виде одинаковых, по габаритным размерам и принципу устройства, однополюсных модулей, из которых собираются 2-х, 3-х и 4-х полюсные автоматы (т.е. многополюсные автоматы не имеют цельного корпуса, а состоят из соответствующего количества однополюсных модулей). Ширина модуля стандартизирована и равна 17,5 мм. Некоторые модели автоматов имеют ширину корпуса большую, чем ширина стандартного модуля, но, как правило, производители стремятся соблюдать кратность стандартной ширины, что облегчает проектирование внутренней компоновки щитов и шкафов. Кратность при этом может быть дробной с шагом 0,5, например, 1,5, что означает ширину корпуса равную 26,25 мм (на практике 26,5 мм, что несущественно):

Увеличенная ширина корпуса обусловлена, в первую очередь, повышенной отключающей способностью таких автоматов.
Независимо от номинального тока, на который рассчитан автомат, от его отключающей способности, время-токовой характеристики, а так же рода тока (переменный или постоянный), принцип его работы и принцип устройства его узлов одинаков. Все вышеперечисленные параметры определяются конструктивными особенностями отдельных функциональных узлов автомата, которые не оказывают никакого влияния на сам принцип их работы. Фото ниже демонстрирует сказанное:

У представленных автоматов конструктивно отличаются лишь электромагниты (разное число витков и сечение провода), тепловая защита (биметаллическая пластина), устройство гашения дуги (форма дугогасительной камеры, дугогасительная решётка, взаимное расположение проводящих элементов). Остальные элементы конструкции автомата идентичны друг другу, что позволяет существенно упростить (удешевить) их производство за счёт унификации отдельных узлов и деталей.

В модульных автоматах одновременно реализовано два вида защиты: тепловая и электромагнитная.

Тепловая защита (её принято называть тепловым расцепителем) выполнена на биметаллической пластине:

Её свойства таковы, что при нагреве, за счёт разного коэффициента линейного расширения входящих в неё металлов, одна сторона пластины удлиняется больше чем другая. Как следствие, это приводит к её изгибу. Изгиб тем больше, чем выше степень нагрева пластины. Поскольку один конец пластины жёстко зафиксирован, то благодаря тому, что другой конец пластины свободен, при достаточной степени изгиба, она способна воздействовать посредством подвижной скобы на механизм расцепителя:

Нагрев биметаллической пластины обусловлен током, который протекает либо непосредственно через неё, либо, как в случае на фото выше, через опоясывающий её змеевидный проводник. Тем самым подчеркнём, что, несмотря на то, что именно электрический ток вызывает нагрев пластины, степень её нагрева определяется не только величиной тока, но и теплообменом с окружающей средой, и временем, в течение которого протекает этот ток. Очевидно, что часть тепла пластина успевает отдавать в окружающее пространство и скорость теплообмена тем выше, чем больше разница температур окружающей среды и самой пластины. Т.е., при одной и той же величине тока, но при различной температуре окружающей среды, за один и тот же промежуток времени, пластина получит неодинаковую степень нагрева, а следовательно, и степень изгиба. Или, для того чтобы пластина одним и тем же током, но при различной температуре окружающей среды получила одинаковую степень изгиба (например, такую, при которой сможет оказать воздействие на механизм расцепителя), потребуется разное время, однако, при определённых величинах тока и температуры, этого может вовсе не случиться. В качестве аналогии можно представить процесс кипячения воды на морозе, если мощность, скажем кипятильника, недостаточна, вода не закипит никогда, хотя и будет продолжать греться. В связи с этими обстоятельствами, производители оговаривают, что тепловой расцепитель рассчитан на определённый номинальный ток при том условии, что температура окружающей среды равна 30С (иногда эта цифра может быть иной и поэтому всегда будет не лишним посмотреть техническую документации на конкретную модель). Кроме того, из-за разброса различных параметров элементов теплового расцепителя при их производстве, невозможно получить тепловые расцепители с абсолютно одинаковыми характеристиками их работы и, для более точной подстройки, на производстве используют винт юстировки, с помощью которого возможно в некоторой степени сузить разброс, но не свести его к нулю.

На основании изложенного можно сделать вывод:

работа теплового расцепителя зависит от температуры окружающей среды и может иметь достаточно продолжительное время реакции с момента возникновения тока, превышающего номинальный, до момента срабатывания механизма расцепления, от секунд до десятков минут, в зависимости от величины этого тока.

Электромагнитная защита (её принято называть электромагнитным расцепителем или мгновенным расцепителем) реализована с помощью катушки с подпружиненным сердечником:

Известно, что вокруг катушки с током возникает магнитное поле. Под действием сил этого поля сердечник, преодолевая усилие сжатия пружины, втягивается внутрь катушки. Величина смещения сердечника внутрь катушки зависит от упругости пружины и сил магнитного поля, которые, в свою очередь, зависят от количества витков катушки, наличия или отсутствия магнитопровода, усиливающего магнитное поле, и силы тока, протекающего через катушку. Т.е., при определённой величине сил магнитного поля (когда протекающий через катушку ток достиг расчётного значения срабатывания), сердечник втянется настолько, что сможет оказать воздействие на механизм расцепления и он сработает. Скорость втягивания сердечника также зависит от силы тока, но всегда достаточно высока настолько, что в большинстве случаев недоступна для наблюдения человеческим глазом.
Из сказанного можно сделать следующий вывод:

работа электромагнитного расцепителя не зависит от температуры окружающей среды, зависит только от величины, протекающего через него, тока и имеет незначительное время реакции (доли секунд) с момента возникновения тока отключения до момента срабатывания механизма расцепления, именно поэтому его также называют мгновенным расцепителем.

Механизм расцепителя сконструирован таким образом, что при переводе ручки автомата в положение ВКЛ, подвижные части механизма сцепляют подвижный контакт с неподвижным, замыкая электрическую цепь, и одновременно взводят пружину расцепителя. В таком взведенном состоянии расцепитель находится до тех пор, пока не получит спускового воздействия от любого из следующих источников: сердечник электромагнита (мгновенный расцепитель), биметаллическая пластина (тепловой расцепитель), ручка автомата (при переводе её в положение ВЫКЛ), внешнее, по отношению к корпусу автомата, воздействие. Под внешним воздействием подразумевается, в первую очередь, случай многополюсных автоматов. При сборке многополюсных автоматов, не только фиксируют между собой корпуса однополюсных модулей, но и соединяют общей скобой или штифтом ручки автоматов, а также, через отверстия в корпусе, устанавливают специальные штифты, планки или скобы, для передачи спускового воздействия от любого из сработавших модулей остальным:

Т.е. при срабатывании расцепителя одного из однополюсных модулей, входящих в состав многополюсного автомата, посредством такой скобы, спусковое воздействие передаётся на другие модули многополюсного автомата, что гарантирует его надёжное срабатывание, как единого целого.

Здесь можно сделать ещё один важный вывод:

самостоятельно собрать из однополюсных автоматов надёжно работающий многополюсный, не имея соответствующих комплектующих и понимания тонкостей устройства конкретной модели автомата, невозможно! Заклеивание, заматывание и любые другие способы фиксации ручки автомата в положении ВКЛ ничего не дают – механизм расцепителя, при возникновении аварийной ситуации, сработает в любом случае!

Для тех, кому любопытно, фото деталей механизма расцепителя:

Обобщая сказанное, работу автомата можно представить следующим образом (см. все фото выше). При переводе ручки автомата в положение ВКЛ взводится пружина расцепителя и сцепляются подвижный и неподвижный контакты, образуя замкнутую цепь (если, конечно, автомат подключен к сети, а к автомату подключены потребители). Через автомат, по цепи: винтовой зажим, соединённый с тепловым расцепителем – тепловой расцепитель – гибкий проводник – подвижный контакт – неподвижный контакт – электромагнитный расцепитель – винтовой зажим, соединённый с электромагнитным расцепителем (или в обратном направлении, безразлично), начинает протекать электрический ток. При возникновении любого, из перечисленных выше, спускового воздействия, энергия, запасённая взведённой пружиной расцепителя, высвобождается, возвращая весь механизм в исходное состояние и расцепляет подвижный и неподвижный контакты, разрывая, тем самым, электрическую цепь. Но на этом работа автомата не закончена!

Дело в том, что при разрыве электрической цепи с током, между подвижным и неподвижным контактами, ещё в момент начала их расцепления, возникает электрическая дуга. И несмотря на то, что, когда подвижный контакт полностью отойдёт в исходное положение и между подвижным и неподвижным контактами будет полностью отсутствовать металлическая связь (а будет всего лишь воздушный зазор), дуга продолжит горение. И задача автомата, как можно скорее погасить дугу, порождающую своим существованием два вредных фактора.

Первый. Ток, в защищаемой автоматом цепи (а значит, и через нагрузку или место повреждения, например, при КЗ), продолжает протекать до тех пор, пока горит дуга.
Второй. Температура горения дуги достаточно высока, что негативным образом сказывается на целостности автомата и возможности его дальнейшего применения.

Устройство гашения дуги состоит из дугогасительной камеры, дугогасительной решётки, проводящих частей, показанных на предыдущих фото и имеющих красиво изогнутую форму (форма этих элементов подобрана вовсе не ради красоты), а также специальных вкладышей, размещённых на боковых стенках камеры и защищающих эти стенки от прогорания в результате термического действия дуги. Так же, в корпусе автомата предусмотрены отверстия для отвода газов, образующихся во время горения дуги.
Дугу, в некотором приближении, можно представить в виде очень лёгкого нитиевидного проводника с током, который очень легко деформируется и перемещается (приводится в движение в пространстве) под воздействием магнитных сил. Поскольку вокруг любого проводника с током образуется магнитное поле, то, очевидно, эти поля взаимодействуют друг с другом. При этом, направление результирующей силы такого взаимодействия определяется векторным сложением направлений магнитных сил от каждого проводника в отдельности и, разумеется, зависит от взаимной ориентации (геометрии) проводников. Т.е., ток в красиво изогнутых проводящих частях устройства гашения дуги, создаёт, при взаимодействии с магнитным полем тока дуги, такое результирующее направление магнитных сил, которое заставляет дугу двигаться в направлении дугогасительной решётки. Под действием этой результирующей магнитной силы, дуга, с большим ускорением, как бы сдувается в сторону дугогасительной решётки (т.н. метод «магнитного дутья»). Во время ускоренного движения частично охлаждается, теряя энергию. Вблизи решётки также возникают дополнительные магнитные силы (обусловленные специальной формой пластин решётки), которые втягивают дугу внутрь, где она разбивается пластинами решётки на множество маленьких дуг, очень быстро теряющих свою энергию и, в следствие чего, угасающих:

На этом, можно считать, что автомат полностью разорвал электрическую цепь и выполнил свою функцию.
Стоит отметить, что конструкция дугогасительных решёток автоматов, предназначенных для разных родов тока (постоянный или переменный), различна:

Также различны конструкции проводников устройства гашения дуги (см. второе фото в начале статьи) и в конструкцию автомата для постоянного тока добавлен магнит. Связано это, конечно же, с тем, что постоянный ток не изменяет своего направления. Поэтому формирование направления сил «магнитного дутья» иное. В связи с чем, можно сделать вывод:

максимальная эффективность гашения дуги постоянного или переменного тока достигается только при использовании соответствующего автомата, рассчитанного для работы именно с определённым родом тока.

В заключение, можно добавить, что на наш взгляд, визуальная оценка качества автоматов, заключающаяся только лишь в прочтении названия бренда, определении «на зуб» материалов, из которых он изготовлен, или по принципу «аккуратно не аккуратно собран» – это совершенная профанация. Понастоящему оценить качество, с некоторой долей ответственности, не вызывающей сомнений, возможно лишь с помощью специальных приборов. Или на основе долгосрочной статистики, которая, впрочем, мало что даёт, так как даже самые дешёвые производители постоянно вносят изменения в свою продукцию. Для разнообразия фото всеми нелюбимого ИЭК, как говорится, найдите десять отличий :

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Технические характеристики выключателей ИЭК ВА47-29 — информационный материал

Автоматические выключатели для защиты от сверх-токов ВА47-29 товарного знака IEK® предназначены для работы в однофазных или трехфазных электрических сетях переменного тока номинальным линейным напряжением не более 400 В частотой 50 Гц. Выключатели соответствуют ГОСТ Р 50345.

Выключатели выполняют функции автоматического отключения электроустановки при появлении сверх-токов (перегрузки или короткого замыкания) и оперативного управления участками электрических цепей.

Основная область применения выключателей:
— распределительные щиты (РЩ);
— групповые щитки (квартирные и этажные);
— отдельные потребители электроэнергии.

Структура условного обозначения выключателей:

Основные характеристики

Диапазон токов срабатывания электромагнитного расцепителя

Время-токовые характеристики выключателей приведены на рисунках

Изменение характеристики расцепления выключателей

Изменение характеристики расцепления выключателей зависит от двух основных факторов количества параллельно размещенных (рядом друг с другом) выключателей и температуры окружающего воздуха.

При расчете тока не отключения для параллельно размещенных выключателей в зависимости от их количества (N) и температуры окружающего воздуха (t°C) вводятся поправочные коэффициенты:
— Кn — коэффициент, учитывающий количество параллельно размещенных выключателей, определяется по графику, приведенному на рисунке
— Kt — коэффициент, учитывающий температуру окружающего воздуха, определяется по графику, приведенному на рисунке

Ток не отключения (Iне откл) для параллельно размещенных выключателей в зависимости от их количества и температуры окружающего воздуха определяется по формуле:

Iнеоткл=1,13 In Кn Kt,

где 1,13ln — условный ток не расцепления выключателя, равный 1,13 его номинального тока (указанного в маркировке выключателя) при температуре настройки тепловых расцепителей 30 °С (по ГОСТ 50345).

Габаритные и установочные размеры выключателя приведены на рисунке. Применение выключателей в распределительных устройствах жилых и общественных зданий, а также в индивидуальных домах и коттеджах регламентируется ГОСТ 32396. Применения выключателей в квартирных и этажных щитках в электроустановках с системами заземления TN-S, TN-C-S, TN-C регламентируется ГОСТ 32395.

Монтаж и эксплуатация

Монтаж, подключение и пуск в эксплуатацию выключателей должны осуществляться только квалифицированным электротехническим персоналом.

Выключатели устанавливают в электрощитах со степенью защиты не ниже IP30 по ГОСТ 14254 на монтажной рейке шириной 35 мм (DIN-рейке).

Контактные винтовые зажимы выключателей со стороны подключения к сети допускают присоединение медных или алюминиевых проводников сечением не более 25 мм 2 или соединительных шин типа PIN (штырь), а также соединительных шин типа FORK (вилка). Контактные винтовые зажимы выключателей со стороны подключения нагрузки допускают присоединение медных или алюминиевых проводников сечением не более 25 мм 2 .

После монтажа и проверки правильности его выполнения на выключатель подают напряжение электрической сети и включают его переводом рукоятки управления в положение «ВКЛ».

Коммутационное положение выключателя указано на рукоятке управления символами: «ОТКЛ» — отключенное положение; «ВКЛ» -включенное положение.

Выключатели не требуют специального обслуживания в процессе эксплуатации. Рекомендуется один раз в 6 месяцев подтягивать контактные винтовые зажимы, давление которых со временем ослабевает из-за циклических изменений температуры окружающей среды и пластической деформации металла зажимаемых проводников.

При нормальном функционировании по истечении срока службы, изделие не представляет опасности в дальнейшей эксплуатации.

Условия эксплуатации:

— диапазон рабочих температур — от минус 40 °С до плюс 50 °С;
— высота над уровнем моря — не более 2000 м;
— относительная влажность воздуха — 80% при плюс 25 °С;
— рабочее положение — вертикальное с возможным отклонением на 90;
— группа механического исполнения М4 по ГОСТ 17516.1.

Выключатели допускают подвод напряжения от источника питания как со стороны выводов 1, 3, 5, 7 так и со стороны выводов 2, 4, 6, 8.

Выключатели являются не ремонтируемыми изделиями и при выходе из строя подлежат замене.

На рисунках 1,2,3: пунктирная линия — верхняя граница время-токовой характеристики для автоматических выключателей с номинальным током ln<32 А.

Схема квартирного учетно-группового щитка, присоединенного к однофазной трех-проводной питающей сети

В данной системе в качестве аппаратов защиты предлагается применять: автоматический выключатель дифференциального тока со встроенной защитой от сверхтоков АД 12 и автоматический выключатель ВА47-29.

Схема квартирного учетно-группового щитка (для котеджа).

В данной системе в качестве аппаратов защиты предлагается применять: выключатели дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтоков ВД1 -63 (УЗО), автоматические выключатели дифференциального тока со встроенной защитой от сверхтоков АД 12 и автоматические выключатели для защиты от сверхтоков ВА47-29.