Вибір автоматичного вимикача

широка доступність кабельної продукції , електроустановочних виробів і комутаційних апаратів дозволяє господарям будинків, дачних ділянок, гаражів виконувати багато електромонтажні роботи самостійно. Однак беручись за установку додаткової розетки для пральної машини у ванній, встановлюючи деревообробний верстат на дачі або підключаючи зварювальний апарат в гаражі завжди потрібно пам'ятати про електробезпеки.

Одним з найважливіших елементів електробезпеки є захисні комутаційні апарати. Автоматичні вимикачі (автомати) найпоширеніші з них. Всім відомо, що при несправності електрообладнання і коротких замикань (КЗ) в електропроводці зазвичай відбувається відключення автоматичного вимикача. Тим самим запобігає подальший розвиток аварійної ситуації і усувається можливе джерело виникнення пожежі. У цьому матеріалі ми постараємося розповісти, як правильно зробити вибір автоматичних вимикачів, щоб вони забезпечували надійний захист електричної проводки та електрообладнання.

Автоматичні вимикачі зазвичай обладнуються двома видами струмових захистів. Максимальним струмовим захистом (МТЗ) з витримкою часу яку часто називають тепловим захистом або захистом від перевантаження. І максимальним струмовим захистом миттєвої дії (відсічення). Кожна з цих струмових захистів має свій поріг спрацьовування.

Поріг спрацьовування (уставка) захисту від перевантаження перевищує номінальний струм вимикача на кілька десятків відсотків. Наприклад, характерна уставка теплового захисту модульних вимикачів зазвичай становить 1.45Iн. Коефіцієнт (кратність) уставки вказується на корпусі вимикача. Час спрацьовування теплового захисту (витримка часу) залежить від величини струму перевантаження протікає в даний момент через автомат. Графік залежності витримки часу від струму, що протікає називається времятоковой характеристикою теплового захисту. Один з таких графіків показаний на малюнку.

Найчастіше тепловий захист використовується для запобігання нагрівання живлячих проводів при протіканні струмів, що перевищують номінальний струм для даного перетину дроту або кабелю. Також тепловий захист може використовуватися для запобігання перевантаження електрообладнання. Наприклад, при правильному виборі порога спрацьовування, тепловий захист відключить автомат, якщо заклинило вал електродвигуна або стався обрив однієї з фаз живлять трифазний електромотор.

Максимальний струмовий захист миттєвої дії служить для захисту від струмів короткого замикання. Кратність струмів цього захисту зазвичай становить від 3Iн до 12Iн. Час спрацювання відсічення визначається часом роботи механізму відключення і становить десяті частки секунди. Відповідно до Держстандарту побутові автоматичні вимикачі можуть мати характеристики типу B, C, D. Нижче наведені кратності струму захисту миттєвої дії для цих типів.

• тип B: понад 3 • Iн до 5 • Iн включно (де Iн - номінальний струм) (застосовується для захисту ліній освітлення або ліній мають велику протяжність);

• тип C: понад 5 • Iн до 10 • Iн включно (застосовується для захисту розеткових груп або ліній з споживачами з помірними пусковими струмами);

• тип D: понад 10 • Iн до 20 • Iн включно (застосовується для захисту трансформаторів або ліній з споживачами з великими пусковими струмами).

Крім звичайних автоматичних вимикачів, промисловість випускає автоматичні вимикачі диференціального струму - дифавтомати. У дифавтомати крім теплового захисту і захисту від КЗ встановлюють диференціальну захист, яка контролює струми витоку. По суті, диференційний автоматичний вимикач поєднує в собі функції звичайного автомата і УЗО (Пристрої Захисного Відключення). У цьому матеріалі ми не будемо детально зупинятися на правилах вибору діфавтомат, скажемо тільки, що захист від струмів витоку в багатьох випадках дозволяє вберегти людину від ураження електричним струмом або запобігти виникненню пожежі.

Пристрій автоматичного вимикача

Автоматичні вимикачі можуть мати від одного до чотирьох полюсів. Автомати з одним і трьома полюсами включаються в розрив фази (фаз). Дво- і чотирьох-полюсні вимикачі коммутируют разом з фазою (ами) ще й нуль. У кожен полюс автомата вбудовуються по два струмових расцепителя - теплової та електромагнітний.

Тепловий расцепитель виконує функцію захисту від перевантаження. Він являє собою біметалічну пластину, по якій протікає струм полюса. При токах близьких до порогу спрацьовування захисту відбувається нагрів пластини. При цьому вона деформується і починає впливати на механізм відключення. При досягненні певної міри деформації відбувається відключення автомата. На малюнку схематично показано, як працює тепловий расцепитель.

Електромагнітний расцепитель виконує функцію захисту від короткого замикання. Назва расцепителя вказує на його пристрій. Електромагнітний расцепитель є котушку, по якій тече струм навантаження. Усередині котушки розміщується сердечник з магнітного матеріалу. Сердечник подпружинен. При протіканні через котушку струму перевищує струм уставки, сердечник втягується всередину котушки, викликаючи спрацьовування захисту. Зовнішній вигляд електромагнітного розчеплювача показаний на малюнку.

Як вибрати автоматичний вимикач

Знаючи призначення захистів, якими обладнуються автоматичні вимикачі, і представляючи їх пристрій, набагато простіше зрозуміти критерії вибору автоматичних вимикачів.

Ми вже згадували, що автоматичні вимикачі можуть мати різну кількість полюсів. В однофазної мережі зазвичай застосовують однополюсні вимикачі, а в трифазній - триполюсні. Двополюсні і чотириполюсні вимикачі часто застосовую в якості вступних автоматів різних щитів. З їх допомогою розриваються і фази і нуль.

В принципі, вибір автоматичного вимикача повинен виконуватися за трьома критеріями. За номінальному струму, струму перевантаження і струму короткого замикання. Номінальний струм автомата це максимально допустимий струм, при якому автоматичний вимикач може перебувати у включеному стані необмежений час. Тепловий захист автомата зазвичай має кратність 1.2Iн - 1.4Iн. Тому, вибираючи номінал автомата, ми практично визначаємо поріг спрацьовування захисту від перевантаження.

Стандартна лінійка номінальних струмів автоматичних вимикачів найбільш часто вживаних в побуті включає номінали:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А

Номінал автомата, найчастіше вибирається виходячи з максимально допустимого струму лінії. Наприклад, нам потрібно захистити двожильний мідний дріт в вінілової ізоляції, що має перетин 2.5мм2 який буде живити блок розеток на кухні. Максимально допустимий струм для відкрито прокладеного дроти становитиме 27А. Виходячи з цього струму, для захисту лінії потрібно вибрати автоматичний вимикач на 25А. Тепер якщо ми підключимо до розеток кілька навантажень, у яких сумарний струм буде перевищувати 25А, у нас спрацює тепловий захист. Це допоможе уникнути небезпечного нагрівання проводу і його загоряння.

Що стосується захисту від короткого замикання, то кратність уставки цього захисту при харчуванні розеток та інших освітлювальних навантажень можна вибирати мінімальну.

Слід звернути увагу, що в розглянутому прикладі захист навантаження не є пріоритетним завданням, так як ми не можемо прогнозувати кількість і потужність електроприймачів одночасно підключаються до блоку розеток в кожен конкретний момент часу. Відповідно не можемо визначити, споживає та чи інша навантаження номінальний струм або вона працює в аварійному режимі.

Якщо стоїть завдання захистити який-небудь конкретний електроприймач, наприклад пральну машину або електричну плиту, то принцип вибору автоматичного вимикача залишається колишнім. Тільки потрібно орієнтуватися не на гранично допустимий струм лінії, а на номінальний струм навантаження. При цьому живить лінія повинна бути розрахована на цей струм або мати певний запас по струму.

Якщо індивідуальна навантаження має в своєму складі електричний двигун, то в принципі захист від короткого замикання повинна мати велику кратність, ніж захист «освітлювальних» навантажень. Для захисту електродвигунів кратність відсічення підвищують, тому що пускові струми електродвигунів можуть перевищувати номінальні струми в чотири і більше разів. Через це під час пуску може відбуватися помилкове спрацьовування електромагнітного розчеплювача автомата. Щоб такого не відбувалося, для електродвигунів застосовують автомати з більш «грубої» захистом. Це стосується не тільки захисту від струмів КЗ, а й времятоковой характеристики теплового розчеплювача. Все вище сказане відноситься до так званих «важких пусків». У побуті це правило можна ігнорувати і всюди застосовувати автомати з характеристикою струмового захисту миттєвої дії типу С.

Вибір автоматичного вимикача за потужністю

У попередньому розділі було розглянуто, як зробити вибір автоматичного вимикача по току. Іноді споживаний струм не відомий, а відома номінальна потужність навантаження. Знаючи напругу мережі і потужність електроприймача легко розрахувати споживаний струм. Для однофазної мережі формула виглядає наступним чином:

I = P / U

Для трифазного мережі при з'єднанні електроприймачів в «зірку» розрахунок виконують за такою формулою:

I = P / (U√3)

Для «трикутника» застосовується формула:

I = P / 3U

Де P - потужність, I - струм, U - напруга мережі.

У цьому матеріалі розглянули критерії вибору автоматичних вимикачів в залежності від максимально допустимого струму провідників або потужності підключається навантаження. Сподіваємося, що відомості, що містяться в статті, будуть вам корисні.