Ikea73.ru

IKEA Стиль
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство для проверки автоматических выключателей своими руками

Устройство для проверки автоматических выключателей своими руками

Сегодня вы узнаете как собрать простое устройство для прогрузки автоматов.

На разработку этого устройства, подтолкнул случай, при производстве ремонта на одном электрооборудовании, на котором, с разным интервалом времени срабатывал автоматический выключатель.

После проверки схемы оборудования и проведения всех замеров, неисправность так и не была выявлена, после чего возникло подозрение, что тепловой расцепитель автомата, не держит свой номинальный ток.

Но, к сожалению, сымитировать номинальный ток (16А), а тем более регулировать его, было нечем. Покупать профессиональное оборудование, для прогрузки автоматических выключателей для решения подобных задач — не имеет смысла.

Из этой статьи, вы узнаете как собрать простое, недорогое устройство для тестирования автоматических выключателей, с возможностью регулировки тока от 0 до 100А (при минимальном переходном сопротивлении). Устройство легко можно собрать в домашних условиях.

Данное устройство помогло протестировать автомат и выявить неисправность (неспособность теплового расцепителя держать свой номинальный ток)

Для сборки нам понадобится

  1. Паяльный пистолет 220В/100Вт (Приобретался в магазине электротоваров. Ссылка на Али)
    Паяльный пистолет
  2. Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) (Приобретался в магазине электротоваров. Можно купить на АЛИ)ЛАТР
  3. Медный провод не менее 4,0 мм2.два провода 4мм2
  4. Токовые клещи (Ссылка на АЛИ, с возможностью также измерять и постоянный ток клещами)Токовые клещи

Видео версия статьи

Сборка устройства

  1. Снимаем жало с паяльника и припаиваем на его место два медных провода.Паяльник с припаянными проводами
  2. Фиксируем кнопку паяльника нажатой.Фиксируем кнопку паяльника
  3. Подключаем розетку к ЛАТРу.ЛАТР с розеткой
  4. Собираем схему с автоматом и токовыми клещами.Схема прогрузки в cборе
  5. Плавно поднимаем напряжение ЛАТРом на паяльнике тем самым увеличивая ток через автоматический выключатель.Поднимаем ток до номинального

Тестирование на максимальный ток

Максимальный ток

При замыкании выхода паяльника, замеры показали ток более 100 Ампер. К сожалению, это предел шкалы измерения для данных токовых клещей. Также максимальный ток сильно зависит от состояния контактов автомата, а точнее, от переходного сопротивления.

Замена ЛАТРа диммером

Прогрузка диммером

При отсутствии ЛАТРа, можно воспользоваться диммером. Только в этом случае измерить значение тока не удастся, так как синусоида, после диммера, сильно искажена. Но можно просто проверить способность автомата отрабатывать от теплового расцепителя.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

С автоматическими сетевыми выключателями – также называемыми переключателями максимальной токовой защиты – почти все имели дело. Они размещены в распределительной коробке в большинстве современных квартир и домов (хотя все еще много квартир с керамическими выкручивающимися пробками-предохранителями). Но так как они относительно недавно начали применяться массово, про них есть немало вопросов и просто пробелов в знаниях как правильно такие предохранители устанавливать. В этой статье вы узнаете что вообще такое предохранитель и что он защищает, как правильно подключить его к сети 220V, какие характеристики имеют стандартные автоматические выключатели и кое-что об их взаимозаменяемости.

Использование автоматических выключателей тока

Такое устройство используется для:

1. Защита кабелей от повреждений, вызванных протекающим электрическим током слишком высокой мощности.
Каждый провод имеет определенное максимальное значение тока который может протекать через него в течение длительного периода времени без риска повреждения. Если это значение превышено, температура провода может увеличиться до опасного уровня (связано с тем, что кабель имеет собственное электрическое сопротивление). Оно мало, но чем больше ток протекает через провод, тем больше энергии отходит на кабель в виде тепла.

Если температура провода останется на некоторое время на слишком высоком уровне, его изоляция начнет плавиться. Автоматический выключатель с правильными параметрами для данного провода защитит его от такой ситуации и своевременно отключит напряжение в цепи. Скорость работы в случае обнаружения так называемой термической перегрузки зависит от количества тока, проходящего через автоматический выключатель, и составляет от 0,2 секунды до 2-х часов.

2. Защита проводов и приборов от воздействия коротких замыканий в электрической цепи. Короткое замыкание или очень высокий ток может протекать во внутренней электрической проводке, когда сопротивление между фазным проводом и нейтральным проводником очень мало (например, когда замкнуты нейтральный и фазовый проводники).
Если обнаружено короткое замыкание, выключатель максимального тока должен срабатывать очень быстро, то есть менее чем за 30 миллисекунд.

Чего не может автоматический выключатель: Переключатель максимального тока не используется для защиты человека от поражения электрическим током. Интенсивность токов при которых установочный выключатель сработает даже за долю секунды, абсолютно смертельна для человека. Для защиты от удара 220 вольт используется специальное устройство с остаточным током.

Конструкция токозащитного выключателя

На приведенных выше рисунках показан автоматический выключатель тока с нескольких ракурсов:

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

  1. Переключатель имеет два винтовых соединителя в верхней и нижней части для прикручивания провода питания с одной стороны, и выхода на потребители тока (розетки, лампы). В центральной части находится подвижный элемент (переключатель), который может быть установлен в двух положениях. На этом чертеже автоматический выключатель находится в положении «OFF», то есть питание не подключено к потребителям. Под переключателем находится серия меток, определяющих его параметры.
  2. Это фото отличается от первого только положением переключателя. Обратите внимание, что положение OFF отмечено зеленым, а положение ON – красным. Казалось бы всё должно быть наоборот. Однако оно имеет свое оправдание. Зеленый означает отсутствие напряжения на выходе, то есть безопасное состояние для монтажа, а красный означает: в розетке есть напряжение, поэтому ничего не трогайте.
  3. Взгляните на винтовое соединение. Затягивая винт, металлический элемент снизу поднимается вверх, надавливая кабель на верхнюю часть отверстия.
  4. С задней стороны переключателя видно паз, характерный для элементов закрепленных на DIN-рейке (TS35). Пластмассовый белый элемент с небольшим отверстием в нижней части представляет собой защелку, которая удерживает переключатель на DIN-рейке. Чтобы снять переключатель с рейки, вставьте небольшую плоскую отвертку в отверстие и вытащите ее.

Так автоматический токовый выключатель выглядит снаружи. А что у него внутри? Внутри коммутатора есть два так называемых триггера (реле):

  • Электромагнитный – он отвечает за работу автоматического выключения в случае короткого замыкания в электрической цепи. Это мгновенный триггер.
  • Тепловой – отвечает за работу выключателя в случае длительного превышения номинального тока автоматического реле. Скорость его срабатывания зависит от того насколько превышен ток.

Если вас интересуют элементы внутри переключателя, посмотрите на рисунок ниже.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

  1. Рычажок. Производит включение и выключение подачи тока на клеммы.
  2. Винтовые клеммы. Необходимы для подвода и закрепления контактов, подводимых к автомату.
  3. Подвижный контакт. Подпружинен, необходим для быстрого расцепления контактов.
  4. Неподвижный контакт. Осуществляет коммутацию цепи с подвижным контактом.
  5. Биметаллическая пластина. При превышении допустимого значения пластина нагревается, изгибается и приводит в действие механизм расцепления.
  6. Регулировочный винт. Служит для настройки тока срабатывания.
  7. Катушка. Подвижный сердечник, который также приводит в действие механизм расцепления.
  8. Дугогасительная решетка. Предотвращает возникновение электрической дуги при расцеплении контактов.
  9. Защелка. Фиксирует корпус на DIN-рейке.
Читайте так же:
Выключатель для напольного конвектора

Схема подключения автоматического выключателя

Подключение реле максимального тока показано на принципиальной схеме.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Подключают к автоматическому выключателю фазные проводники. С одной стороны – источник питания (вход на щиток от электростанции или общей домовой сети), а с другой стороны – отход тока в квартиру. Переключатель, соединяющий / отсоединяющий фазный проводник, управляет электрическим потенциалом приборов, подключенных к автоматическому выключателю.

Вышеприведенная схема является самым простым решением. Одна розетка для одного коммутатора. Как правило розеток (или другие электрических компонентов) которые защищены одним токовым реле намного больше. Как выглядит соединение тогда?

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Провода определенного типа соединены друг с другом в розетке или с другим элементом, например, в лампе. Таким образом введя фазу получаем электрический потенциал во всех розетках.

Подключение максимальной токовой защиты

Схемы схемами, но в конце концов нужно брать отвертку и присоединять провода к электрощитку. Начнем с удаления изоляции с конца провода. Удаленная изоляция должна быть достаточной длины. Слишком короткая изоляция – это, во-первых, меньшая контактная поверхность выключателя с кабелем, а во-вторых, риск завинчивания крепления на изоляцию, вместо оголенного провода. Правильная длина кончика: 10-15 мм.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Во-вторых, нужно вставить провод куда следует. Кабель должен находиться между подвижным зажимом и верхней частью отверстия. Проблема при всей своей простоте может быть реальной. Чаще всего смотрят на переключатель спереди, поэтому не могут видеть клеммы-терминалы и нетрудно сделать ошибку.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Клеммы с обеих сторон выключателя функционируют одинаково. Подключение двух проводов к автоматическому выключателю возможно при условии, что оба провода имеют одинаковое поперечное сечение. Попытка подключения проводов с различными поперечными сечениями не рекомендуется.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Более тонкий провод во время работы может выскочить из крепления. На приведенных выше рисунках подключены два провода: коричневый 2,5 мм2 и черный 1,5 мм2.

Обозначения и типы выключателей тока

На передней панели выключателя максимальной токовой защиты имеется несколько обозначений, определяющих параметры реле максимального тока:

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

  • C2 – самый важный параметр автоматического выключателя. Первая буква, в данном случае «С», определяет характеристики переключателя, а «2» – номинальный ток. Значение силы тока, конечно, указано в Амперах [A].

Выключатели максимального тока могут быть не только одиночными (1P), но также могут иметь 2, 3 или 4 элемента.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Коммутатор для многопозиционных переключателей является общим, то есть возможны только два состояния: все цепи подключенные к автоматическому выключателю включены или все цепи отключены. Это имеет смысл, например, использование трехпозиционного автоматического выключателя для трехфазных устройств, где при обнаружении короткого замыкания или перегрузки на каком-либо однофазном проводнике все устройство будет обесточено.

Характеристики автоматического выключателя

Временная характеристика – графическое представление рабочей скорости срабатывания коммутатора в зависимости от проходящего через него тока. Выключатели максимального тока имеют 4 основные характеристики которые отличаются друг от друга интенсивностью тока, при котором электромагнитное освобождение срабатывает. Эксплуатация блока теплового отключения идентична для каждого типа выключателя максимальной токовой защиты.

Каждая характеристика имеет два токовых порога:

  1. Порог отказа – ниже этого порога триггер отключения не работает. Превышение этого порогового значения может привести к отключению автоматического выключателя.
  2. Порог срабатывания – выше этого порога срабатывание отключающего устройства будет работать на 100%.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

В чем разница между этими характеристиками? Порог срабатывания электромагнитного отпуска (быстрый):

Характеристика A:

  • порог отказа – 2x номинальный ток автоматического выключателя (In)
  • порог срабатывания – 3-кратный номинальный ток автоматического выключателя (In)

Характеристика B:

  • частота отказа – 3x
  • порог активации – 5x In

Характеристика C:

  • частота отказа – 5x In
  • порог активации – 10x In

Характеристика D:

  • частота отказа – 10x
  • порог активации – 20x In

На графике можно увидеть 4 характеристики. Из приведенных выше данных можно сделать вывод, что автоматический выключатель с характеристикой А будет срабатывать как можно раньше, а автоматический выключатель с характеристикой D – позднее.

При включении, например, дрели, это устройство может на долю секунды потреблять всплеск тока, кратный номинальному току автоматического выключателя (так называемый пусковой ток). Предположим, что у нас есть автоматический выключатель с номинальным током 10 А, а в момент запуска дрель потребляет 35 А. Эта интенсивность в 3,5 раза превышает номинальный ток автоматического выключателя, то есть:

  • переключатель с функцией A сработает наверняка
  • переключатель с функцией B может сработать
  • переключатели C и D не будут выключаться

А что, если в системе появляется короткое замыкание, интенсивность которого может легко превысить 20-кратный номинальный ток автоматического выключателя? В случае короткого замыкания не существует разного времени задержки для выключателей которые отличаются только их характеристиками. Что это означает на практике? Если в вашем доме имеется выключатель максимального тока B16 (характеристика B, номинальный ток 16 A), а в распределительной коробке поставщика энергии, например C20, в случае короткого замыкания в цепи невозможно определить будет ли срабатывать B16 или C20, или оба одновременно.

Характеристики выключателя выбираются, среди прочих из-за наличия устройств, которые потребляют большое количество энергии при запуске. Автоматические выключатели с характеристиками А используются для чувствительных электронных устройств (требуется быстрый отклик). С другой стороны, автоматические выключатели с характеристиками C и D используются там, где к цепи подключены двигатели, которые при запуске набирают большой ток.

Подведём итоги

В зависимости от тока протекающего в цепи, защитный коммутатор может сработать в течение секунды, но он также может работать до срабатывания в течение нескольких минут или даже часов.

Когда вы посмотрите на характеристики то заметите, чтоб автоматический выключатель сработал, его номинальный ток должен быть превышен на 13%. Однако, если нужно быть уверенным в активации автоматического выключателя, ток должен иметь значение минимум на 45% выше номинального.

Легко подсчитать, что если по умолчанию через выключатель B10, используемый в цепях освещения, будет течь 11A, автоматический выключатель не сработает никогда. И для того чтобы быть уверенным в его отключении, через него должен пройти ток не менее 14,5A.

Автоматический выключатель максимальной токовой защиты

Уверены что теперь вы поняли работу автоматического выключателя, который ставят в щитки на замену старым пробкам. Если что-то осталось не ясным – спросите в комментариях ниже.

Что такое дифференциальный автомат?

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель. Профессионалы рекомендуют использовать дифференциальные автоматические выключатели в обязательном порядке при устройстве или реконструкции проводки.

Что такое дифференциальный автомат?

Каково назначение дифференциальных автоматов, по каким параметрам выбирается и какова его схема подключения – ответы на эти вопросы постараемся дать ниже.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.

Что такое дифференциальный автомат?

Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:

  • короткого замыкания;
  • перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
  • утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальное крепление для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления — вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

При перегреве в модуле автоматического выключателя срабатывает биметаллическая пластина и размыкает автомат.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

  • Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
  • Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
  • Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
  • Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
  • Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

  1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
  2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
  3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
  4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
  5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
  6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» — 1 к самому «быстрому» — 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
  7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых на линии дифференциального автомата электрических приборов. Выбираем дифавтомат ближайший по номиналу. Ниже приведена таблица зависимости номинала дифавтомата от мощности нагрузки для сети 220 В.

Внимание! Электрические провода должны быть правильно подобраны, исходя из мощности нагрузки.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

МощностьКабельДифференциальный автомат
до 2 кВтВВГнгLS 3х1.5С10
от 2 до 3 кВтВВГнгLS 3х2.5С16
от 3 до 5 кВтВВГнгLS 3х4С25
от 5 до 6.3 кВтВВГнгLS 3х6С32
от 6.3 до 7.8 кВтВВГнгLS 3х6С40
от 7.8 до 10 кВтВВГнгLS 3х10С50

На данный момент в продаже имеются дифавтоматы с двумя типами расцепителя:

  • Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
  • Электромеханический — не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Что такое дифференциальный автомат?

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

  1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
  2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
  3. Подключение проводника.
  4. Затягивание винта.
  5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

Что такое дифференциальный автомат?

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

  1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
  2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

Что такое дифференциальный автомат?

Чем отличается УЗО от дифавтомата

Что такое дифференциальный автомат?

Как правильно подобрать УЗО для квартиры или частного дома

Что такое дифференциальный автомат?

Схема подключения УЗО и автоматов в щитке

Что такое дифференциальный автомат?

Что такое УЗО — назначение, принцип действия, маркировка и виды

Что такое дифференциальный автомат?

Что такое реле напряжения и для чего оно нужно в квартире

Что такое дифференциальный автомат?

Почему при включении или во время работы стиральной машины выбивает пробки, УЗО или дифавтомат

Схема подключения автоматического выключателя

Прежде чем приступить к монтажу автоматических выключателей, надо определиться с условиями эксплуатации электрической сети с ее характеристиками:

  • По току;
  • По напряжению;
  • Электрической мощности приборов, которые будут подключаться в качестве нагрузки.

От этого зависит вид, характеристики выбираемого автоматического выключателя, соответственно, способы его установки и подключения.

В большинстве случаев автоматические выключатели устанавливаются в распределительных шкафах, перед входом сети на определенный объект с оборудованием, которое используется в качестве нагрузки. Чтобы качественно установить выключатель, надо понимать, как он работает, какие процессы протекают при эксплуатации, знать особенности конструкций различных видов.

В большинстве случаев автоматические выключатели устанавливаются в распределительных шкафах, перед входом сети на определенный объект с оборудованием, которое используется в качестве нагрузки. Чтобы качественно установить выключатель, надо понимать, как он работает, какие процессы протекают при эксплуатации, знать особенности конструкций различных видов.

Назначение и область применения автоматических выключателей

Автоматические выключатели являются элементами управления коммутационной системы, выполняют три основные функции:

  • Обычного переключателя, включение и выключения;
  • Отключение нагрузки от сети при резком превышении установленного токового порога, это бывает при коротком замыкании в цепи или неисправности оборудования нагрузки;
  • Некоторые автоматические выключатели отключаются при резком снижении тока, когда включаются приборы, потребляющие большое количество электроэнергии. Для исключения неисправностей на дорогостоящем оборудовании при больших скачках напряжения и тока в сети, автоматы отключают нагрузку.

Все эти автоматы имеют разные технические характеристики, конструктивные особенности.

Основные виды автоматических выключателей

Производители делают очень много разновидностей различных моделей, не смотря на их конструктивные отличия.

Внешний вид различных видов автоматических выключателей Все они работают по одному принципу и предназначены для одной цели. При превышении установленного порога величины тока они отключают цепь от источника питания для сохранения аппаратуры от перегрузок.

Внешний вид различных видов автоматических выключателей
Все они работают по одному принципу и предназначены для одной цели. При превышении установленного порога величины тока они отключают цепь от источника питания для сохранения аппаратуры от перегрузок.

По назначению автоматические выключатели можно разделить на следующие виды:

  • Для коммутации оборудования в осветительных, розеточных сетях, силовых линиях с бытовым оборудованием не большой мощности;
  • Для коммутации электропитания на электроустановки, которые эксплуатируются в экстремальных условиях, в взрывоопасной среде, повышенной влажности или запыленности;
  • Для многократной коммутации полупроводниковых приборов в различных электронных системах.

По конструктивным особенностям разделяют на три основных вида:

  • Воздушные выключатели имеют в конструкции корпуса отверстия, через которые происходит вентиляция элементов находящихся внутри. Такие модели используют в нормальных сухих условиях эксплуатации, без испарений и пыли;
  • Выключатели с литым корпусом применяют в экстремальных условиях эксплуатации;

Схема подключения автоматического выключателя

  • Модульные выключатели это один из вариантов воздушного, особенность конструкции в том, что их размеры и механизм крепления стандартизированы.

Последний вариант у потребителей на бытовом и промышленном уровне пользуется самым большим спросом. Причиной такой популярности является универсальность этих моделей, простота установки и подключения. Поэтому мы рассмотрим детально, как подключаются эти автоматические выключатели.

Характеристики и критерии выбора модульного автоматического выключателя

При выборе модульного автоматического выключателя в первую очередь надо учитывать следующие характеристики:

  • Максимум отключающей способности измеряется в кА (киллоАмперах) – это величина тока при которой автомат еще сохраняет работоспособность. Минимальное значение этого параметра на промышленных и бытовых сетях от 3кА до 10 кА;
  • Время – токовая характеристика, иногда эту величину называют чувствительность автоматического выключателя к токовым перегрузкам.

По чувствительности выключатели имеют три класса, В – отключение автомата происходит при 3-5 кратном превышении номинального тока для определенного участка сети. С – 5 -10 крат и D 10 – 20 крат, при эксплуатации оборудования с электродвигателями вариант группы В не рекомендуется, кратковременные пусковые токи могут вызывать не обоснованные, частые отключения. Универсальным вариантом считается С, для электродвигателей D.

Рекомендуемые нагрузки для автоматов с различной категорией чувствительности

Bдля сетей с небольшими токами КЗ (ТЭНы, плиты);
Cдля участков сети с большими токами, самые востребованные;
Dс большими токами пуска (сварка, асинхронные электромоторы, трансформаторы)
  • Номинальный ток участка сети, когда происходит отключение, изготавливаются выключатели со значениями в интервале 0,5 – 125 А для модульных конструкций. Для промышленных вводных автоматических выключателей эта величина может достигать тысячи Ампер.
  • Число полюсов на выключателе может быть от 1 до 4, Ширина корпуса одиночного модуля в зависимости от серии изделия, 18мм, компактный вариант на половину меньше 9мм, расширенный 27мм.

Учитывая эти параметры, делается выбор выключателей для конкретного участка сети, после чего составляется или изучается схема их подключения.

Схемы подключения автоматических выключателей

Классическим вариантом включение автоматических модульных выключателей в схему сети осуществляется при размещении их в распределительном щите. Крепление осуществляется на фабричную дин – рейку расположенную горизонтально внутри щита. В пространство между рейкой и задней стенкой шкафа заводятся провода, идущие к нагрузке. Они подключаются на нижние выходные контакты автоматов, на входные, верхние контакты включается провод с выхода вводного автомата.

Крепление на дин-рейку автоматических выключателей на сегодняшний день считается самой простой и эффективной технологией.

Крепление на дин-рейку автоматических выключателей на сегодняшний день считается самой простой и эффективной технологией.

На задней стенке автомата под рейку сделан канал, верхняя грань корпуса цепляется за рейку и нажатием на фронтальную плоскость корпуса рычаг с пружиной фиксирует к рейке нижнюю часть корпуса. Снимается автомат с рейки в обратной последовательности, рычаг оттягивается, отводится нижняя часть корпуса, приподнимая вверх, таким образом, весь корпус снимается с рейки.

Совет №1 Вводные автоматические выключатели большой мощности, не оборудованные креплением под дин-рейку, отдельно крепятся на установленную в щите металлическую пластину с отверстиями и резьбой под болты. Отверстия в корпусе автомата для крепления к корпусу щита предусмотрены конструкцией, можно использовать саморезы по металлу.

Однополюсные автоматы

Подключение однополюсных автоматов считается наиболее простым, они подключаются на розеточные и осветительные группы.

Через автоматический выключатель подключают фазный провод, заземляющий и нейтральный проводник, на осветительные приборы и розетки проходит напрямую.

Через автоматический выключатель подключают фазный провод, заземляющий и нейтральный проводник, на осветительные приборы и розетки проходит напрямую.

Двухполюсные автоматы

Более мощные приборы, такие как электроплиты, нагревающие бойлеры, кабины для душа, сплит системы и другие, где надо обеспечить полный разрыв цепи, нулевого и фазного проводов подключаются через двухполюсные приборы.

Трехполюсные автоматы используются в трехфазных сетях с применением мощных приборов с соответствующим питанием в 380В. Это могут быть нагревательные ТЭНы, электродвигатели и другие. Когда при превышении номинального тока обеспечивается отключение всех трех фаз, таким образом, исключается перекос фаз во всей цепи при превышении тока в одной из трех линий.

Нагрузка к автомату подключается по схеме звезда без нейтрального провода, в этом случае автоматический выключатель ставится индивидуальный на конкретный вид оборудования.

Нагрузка к автомату подключается по схеме звезда без нейтрального провода, в этом случае автоматический выключатель ставится индивидуальный на конкретный вид оборудования.

Четырехполюсные автоматы подключаются в трехфазную сеть как вводные автоматы, где фазы используются как отдельные линии сети с индивидуальными элементами нагрузки. При этом надо стараться величину токов нагрузки равномерно распределять по фазам, для исключения перекоса по фазам. Для удаления излишних токов используется нейтральный провод, схема с заземленной нейтралью.

Последовательность операций подключения автоматического выключателя

  • Участок сети, в который подключается автоматический выключатель, обесточивается рубильником или вводным автоматом. Наличие напряжения проверяется индикаторной отверткой мультиметром или другим индикаторным прибором. После этого можно приступать к работе;
  • Автоматический выключатель фиксируется на дин – рейке расположенной в распределительном щите;
  • С концов проводов подключаемых на клеммы выключателя снимается изоляция на глубину от 8мм до 1 см.

Совет №2. Зачистить изоляцию надо на глубину контактной клеммы на сколько конец провода туда погружается, оголенные жилы не должны выступать за пределы корпуса выключателя. Меньше тоже не рекомендуется, зажимной винт может упереться в изоляционный слой, и площадь контакта будет недостаточна для обеспечения надежного контакта. В этом случае соединение будет греться и автомат выйдет из строя.

  • В двухполюсной модели выключателя, на верхние контакты заводятся нулевой и фазный провод к клеммам соответствующего обозначения;
  • На нижние клеммы выхода подключаются, фазный и нулевой провод, идущие к нагрузке;
  • Провода в контактных гнездах затягиваются болтовыми зажимами;
  • После соединения можно подключить питание и проверить работоспособность выключателя.

Автоматы с другим количеством полюсов подключаются аналогичным образом.

Часто допускаемые ошибки при подключении автоматов защиты

  • При подключении двух и более полюсных автоматических выключателей на входе и выходе соблюдать соответствие проводников. Нулевой проводник на входе, должен выходить через тот же модуль выключателя. Соответственно фазные провода тоже нельзя путать, для этого надо использовать цветовую маркировку изоляции. Синим проводом, прокладывается линия нейтрали, красным, черным и белым фазы, все цвета на входе и выходе должны соответствовать. Особенно это важно при питании асинхронных двигателей в трехфазных сетях на 380В с использованием трех и четырехполюсных выключателях. Если перепутать фазные провода мотор может вращаться в другую сторону.
  • При расчетах необходимой мощности и номинального тока в сети, выбирается автоматический выключатель со стандартными значениями в большую сторону. Если расчетное значение номинального тока нагрузки 23 А, то автомат надо ставить на 25А. Это исключит частые отключения при кратковременных скачках тока в момент пуска двигателей.

Часто задаваемые вопросы

  1. Где устанавливать вводной автомат, до или после счетчика электроэнергии?

Однозначный ответ, до счетчика, в отдельном пластиковом боксе, оборудованным дин – рейкой для крепления автомата.

Корпус закрывается и пломбируется представителем энергоснабжающей организацией, доступным остается только рычаг переключения автомата.

Корпус закрывается и пломбируется представителем энергоснабжающей организацией, доступным остается только рычаг переключения автомата.

Такие меры дают возможность обесточить сеть при необходимости ремонта или замены узла учета и элементов, которые к нему подключаются.

Лекция № — Устройство и принцип работы автоматического выключателя

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Автоматический выключатель предназначен для защиты кабелей и проводов подключенной к нему линии, а также электроприборов от короткого замыкания и перегрузки.

Устройство автоматического выключателя

устройство автоматического выключателя 1

В конструкцию автоматического выключателя входит:

1.Корпус автоматического выключателя.
Он изготовлен из ПХВ пластика пониженного горения. Имеет специальные крепления для монтажа

2.Рычаг управления.
Рычаг управления предназначен для включения- отключения автоматического выключателя, а следовательно участка цепи, на котором он установлен.

3.Клеммы для подключения питающего провода и провода отходящего на участок цепи.

4.Силовые контакты.

5.Механизм взвода и расцепления.
Взаимосвязан с рычагом управления.

6.Электромагнитный расцепитель.
Он обеспечивает защиту от короткого замыкания (представлен в виде электромагнита с подвижным сердечником, который работает как толкатель и срабатывает при токах короткого замыкания.

7.Тепловой расцепитель.
Обеспечивает защиту от перенагрузки цепи, которую защищает автомат. ( Представляет собой биметаллическую пластину, которая при заданных токах изгибается и приводит в действие механизм расцепителя.

8.Дугогасительная камера.
Благодаря ей происходит гашение дуги, которая образуется при размыкании контактов. Здесь же имеется канал для отвода газов.

9.Регулировочный винт теплового расцепителя.
Он обеспечивает регулировку тока срабатывания теплового расцепителя.

Принцип работы автоматического выключателя

устройство автоматического выключателя 2

При включении рычага управления происходит взвод механизма , а также коммутация контактов.

Ток протекает от питающего провода, который подключен к зажиму автомата. Далее к неподвижному контакту, через подвижный контакт, катушку электромагнита (соленоида), биметаллическую пластину и через нижний винтовой зажим на нагрузку.

Если возникло короткое замыкание за выключение нагрузки отвечает электромагнитный расцепитель. При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает. Ток,протекающий через катушку расцепителя естественно тоже возрастает. В катушке возникает сильное магнитное поле, приводящее в движение якорь, который надавливает на рычаг спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки.

Следует отметить, что электромагнитное поле возникает мгновенно, поэтому автомат успевает отключиться до появления нежелательных последствий.

Во время размыкания контактов возможно возникновение дугового разряда. Дуга направлена в сторону дугогасительной камеры. При попадании в камеру дуга разделяется, завлекается внутрь её и затухает.

Продукты горения дуги и избыточное давление сбрасываются через специальное отверстие в корпусе автомата.

Тепловой расцепитель отвечает за защиту от перегрузки . При превышении тока свыше номинального происходит нагрев биметаллической пластины. Она начинает изгибаться и надавливает своим кончиком на рычаг спускового механизма. Так происходит отключение автомата.

В отличие от электромагнитного расцепителя тепловой расцепитель более медлителен и не способен срабатывать за долю секунды.

Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

характеристики автоматических выключателей

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания защиты автоматического выключателя а так же время за которое это срабатывание происходит.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

4. Выбор автоматического выключателя

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uном. АВ Uном. сети

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

  1. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по мощности.
  2. С помощью нашего калькулятора расчета автомата по сечению кабеля.
  3. С помощью следующей таблицы:

таблица выбора автомата по мощности и сечению кабеля

  1. Рассчитать самостоятельно по следующей методике:

Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше либо равен расчетному току защищаемой им цепи, т.е. тому току на который рассчитана данная электрическая сеть:

Iном. АВ Iрасч. сети

Расчетный ток электрической сети (Iрасч. сети) можно определить с помощью нашего онлайн калькулятора, либо рассчитать его самостоятельно по формуле:

Iрасч. сети=Pсети/(Uсети*K)

где: Pсети — мощность сети, Ватт; Uсети — напряжение сети (220В или 380В); K — коэффициент (Для однофазной сети: K=1; Для трехфазной сети: K=1,73).

Мощность сети определяется как сумма мощностей всех электроприемников в доме:

Pсети=(P1+ P2…+ Pn)*Кс

где: P1, P2, Pn — мощности отдельных электроприемников; Кс — коэффициент спроса (Кс=от 0,65 до 0,8) в случае если в сеть подключается всего 1 электроприемник или группа электроприемников которые включаются в сеть одновременно Кс=1.

В качестве мощности сети так же можно принять максимальную разрешенную к использованию мощность, например из технических условий, проекта или договора электроснабжения при их наличии.

После расчета тока электросети принимаем ближайшее большее стандартное значение номинального тока автомата : 4А, 5А, 6А, 8А, 10А, 13А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А и т.д.

ПРИМЕЧАНИЕ: Кроме описанного выше способа существует возможность упрощенного расчета автоматического выключателя, для этого необходимо:

  1. Определить мощность сети в килоВаттах (1 килоВатт=1000Ватт) по формуле приведенной выше:

2. Определить ток сети умножив рассчитанную мощность сети на коэффициент перевода (Кп) равный: 1,52 -для сети 380 Вольт или 4,55 — для сети 220 Вольт:

Iсети=Pсетип, Ампер

3. На этом все. Теперь как и в предыдущем случае полученное значение тока сети округляем до ближайшего большего стандартного значения номинального тока автомата.

И в завершении выбираем характеристику срабатывания (см. таблицу характеристик выше). Например если нам нужно поставить автомат для защиты электропроводки всего дома выбираем характеристику «C», если электроосвещение и розеточная группа разделены на два разных автомата, то для освещения можно установить автомат с характеристикой «B», а на розетки — с характеристикой «C», если необходим автомат для защиты электродвигателя — выбираем характеристику «D».

Приведем пример расчета: Имеется дом в котором есть следующие токоприемники:

  • Стиральная машина мощностью 800 Ватт (Вт) (что равно 0,8кВт)
  • Микроволновая печь — 1200Вт
  • Электродуховка — 1500 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Компьютер — 400 Вт
  • Электрочайник — 1200Вт
  • Телевизор — 250Вт
  • Электроосвещение — 360 Вт

Напряжение сети: 220 Вольт

Коэффициент спроса примем равным 0,8

Тогда мощность сети будет равна:

Переводим Pсети из Ватт в килоВатты, для этого полученное значение мощности делим на 1000:

Определяем ток сети по упрощенной схеме с помощью коэффициента перевода:

Округляем полученное значение тока до ближайшего большего стандартного значения номинального тока автомата. Выбираем автоматический выключатель с номинальным током 25 Ампер и характеристикой «C».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector