Выбор автоматического выключателя - на что обратить внимание

Выбор автоматического выключателя по току

От этого показателя зависит, при каком именно показателе максимального тока сработает защита – выключатель разомкнет цепь на щитке электропитания.

Если электрощит расположен неподалеку от подстанции, стоит выбрать автомат на 6кА.

Более высокий показатель модульного автомата, который может потребоваться для обеспечения безопасности проводки в жилом помещении – 10кА. Выбирается он для подстраховки, на случай если показатель максимального тока превысит 6000А.

Кроме автоматических выключателей ещё одним видом подобного электрооборудования является устройство защитного отключения. Чтобы не допустить типичных ошибок в схемах установки, надо знать, как подключить УЗО.

Узнать, сколько УЗО можно оптимально использовать в домашних условиях, можно из этой инструкции.

Следует отметить, что от «домашнего» короткого замыкания спасёт и автомат на 4,5кА. Но обычно отдается предпочтение большему показателю.

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.

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.

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:

Технические характеристики автомата

Автоматический выключатель защищает проводку от короткого замыкания и перегрузки внутри электросети. Отсутствие такого выключателя часто приводит к плачевным последствиям: ток в аварийной ситуации плавит кабельную изоляцию, из-за чего возгорается проводка и повышается риск возникновения пожара. Поэтому каждый аварийный щиток должен оснащаться несколькими автоматическими выключателями. Сейчас вы узнаете более подробные критерии, как выбирать автомат, чтобы его характеристики полностью подходили для ваших условий использования.

Что учесть при выборе устройства

Ток короткого замыкания — ваш первый критерий выбора. Согласно правилам устройства электроустановок нельзя устанавливать автоматы, максимальная отключающая способность которых меньше 6 кА. К ним относятся автоматические выключатели с номиналами в 3 и 4,5 кА. Идеальным вариантом будет автомат с номиналом в 6000 Ампер. Также вы можете установить коммутатор, который срабатывает при КЗ в 10 кА, — к таким мерам обычно прибегают, если жилище находится около трансформаторной подстанции.
Рабочий (номинальный) ток — следующий важный критерий выбора автомата. Этот параметр означает, что в случае повышения тока, обозначенного в характеристике номинала, цепь будет разъединена, и это защитит проводку от перегрузки и возможного замыкания. Значение рабочего тока в автоматах может колебаться от 10 до 40 Ампер. Выбирая коммутационный аппарат по этому показателю, вы должны отталкиваться от сечения кабеля вашей проводки и мощности техники, потребляющей электроэнергию. Стало быть, выбор будет зависеть от мощности тока, которую способна выдержать проводка, и суммарной мощности техники, находящейся в вашем доме.

Селективность и ток срабатывания автомата

Селективность — возможность отключения только одного участка сети при возникновении аварийной ситуации. В данном случае стоит выбирать автоматы, исходя из тех линий, которые они будут обслуживать. В самой вершине цепи должен находиться вводный автоматический выключатель: его номинал не может превышать допустимую нагрузку на проводку, которая определяется по сечению кабеля. У вводного автомата номинальный ток всегда должен превышать показатель рабочего тока автоматов, которые будут находиться «ниже».

Для наглядности стоит привести показатели аппаратов для различных назначений: вводный автомат — не менее 40 А, электрическая варочная поверхность — 32 А, розетки — не менее 16 А, все остальные электрические устройства, не превышающие 5 кВт — около 25 А. Руководствуясь этими показателями, вы правильно выполните все условия селективности.

Обратите внимание на ток срабатывания. Во время запуска электроприборов повышенной мощности может наблюдаться значительное превышение номинального значения тока. Это может привести к постоянному срабатыванию аппарата коммутации, так как он будет оценивать превышение номинала как КЗ

Это может привести к постоянному срабатыванию аппарата коммутации, так как он будет оценивать превышение номинала как КЗ

Поэтому крайне важно правильно подобрать класс автоматического выключателя

В быту часто используют автоматы классов B, C, D. Если в вашем жилище нет очень мощных приборов, включая электроплитку, то стоит ограничиться автоматом класса B. При наличии котла либо электрической варочной поверхности, отдайте предпочтение устройству класса C. Ну а при наличии в доме мощных электродвигателей, выбирайте автомат, имеющий класс D, который убережет вас от постоянного срабатывания защиты.

Количество полюсов и правильный производитель

Количество полюсов устройства — очевидный критерий отбора. Однофазный двухполюсный автомат подойдет для однофазной сети на 220 Вольт. Однополюсный выключатель выбирайте для техники, которая подключается отдельно, а также для освещения. Четырехполюсный автомат используется на ввод для трехфазной сети, а автомат с тремя полюсами на 380 вольт нужен для того, чтобы защищать двигатель от сверхтока.
Правильный выбор завода-изготовителя — залог успеха в эксплуатации прибора. Приобретайте автоматические выключатели только в проверенных магазинах. Помните, что при любых указанных параметрах недостаточное качество приведет к отказу в работе при возникновении критической и аварийной ситуации. Авторитетный производитель не экономит на качестве комплектующих и сборки, чтобы защита срабатывала максимально корректно.

Функции защитных устройств электродвигателей

Современные защитные устройства, или другими словами, автоматы защиты электродвигателя, (мотор автоматы), часто совмещаются в одном корпусе с коммутационными аппаратами запуска (пускателями) и выполняют такие функции:

Защита от тока короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
Предохранение от асимметрии (дисбаланса) фаз, или обрыва фазного провода;
Тепловая защита от перегрева двигателя, осуществляемая при помощи дополнительных термодатчиков, установленных на кожухе или внутри электродвигателя;
Предохранение от некачественного напряжения;
Обеспечение выдержки времени для охлаждения двигателя после его аварийной остановки после перегрева;
Индикация режимов работы и аварийных состояний;
Опционально – отключение при исчезновении нагрузки на валу (например, для водяных насосов);
Совместимость с автоматическими системами контроля и управления.

Мотор автомат с ручной настройкой и автоматическим управлением

Ранее и до недавнего времени наиболее используемой схемой защиты электродвигателей было подключение в корпусе пускателя теплового реле, последовательно с контактором. Биметаллическая пластина теплового реле при длительной перегрузке нагревается и прерывает цепь самоподхвата контактора. Кратковременное превышение номинальной нагрузки при запуске мотора является недостаточным для нагрева и срабатывания биметаллической пластины. Более подробно о тепловом реле и его подключении можно прочитать в соответствующем разделе данного ресурса.

Контактор электромотора с тепловым реле

Подбор автоматического выключателя

Поскольку первые две функции могут осуществляться обычными автоматическими выключателями, многие пользователи применяют их для защиты своих электродвигателей. Основным недостатком такого способа является отсутствие защиты от дисбаланса, обрыва фаз и скачков напряжения. Выбор защитного автомата осуществляется по его время токовой характеристике и по максимальному пусковому току электродвигателя.

Трехфазный автоматический выключатель

Чтобы правильно подобрать автоматический выключатель по категории и номинальному току, нужно изучить его время токовую характеристику, о которой подробно рассказывается на одной из страниц данного сайта. Категории автоматов (А, B, C, D) определяются соотношением тока отсечки электромагнитного расцепителя к номинальному значению. Нужно иметь в виду, что время токовая характеристика категории не зависит от номинала автоматического выключателя.

Времятоковая характеристика автоматических выключателей категории «C»

Для предотвращения ложного срабатывания автоматического выключателя при запуске электромотора необходимо, чтобы кратковременный пусковой ток (I_пуск) не превышал значение отсечки (мгновенного срабатывания, I_мгн.ср) автомата. Отношение пускового (I_пуск) и номинального тока (I_n) можно узнать из бирки или паспорта электродвигателя, максимальное значение I_пуск/ I_n=7.

Бирка двигателя с указанием мощности

Практические расчеты

На практике применяют поправочный коэффициент надежности K_н, который для автоматов с I_nn>100A принимают K_н=1,25. Поэтому должно соблюдаться условие I_мгн.ср ≥ K_н * I_пуск. Вначале автомат выбирают, исходя из наиболее близкого значения номинального тока автоматического выключателя I_AB (указывается на корпусе) к рабочему току двигателя (I_n). Необходимое условие: I_AB > I_n/К_т, где К_т = 0,85 – температурный коэффициент, если автомат устанавливается в шкафу или щитке, иначе К_т=1.

Например, имеется двигатель мощностью 5,5 кВт, η = 85%=0,85; cosφ = 0,8; I_пуск/ I_n = 7. Вначале нужно рассчитать I_n = Р_n/(U_n*√3*η*cosφ) = 5500/(380*√3*0,85*0,8) = 12,28 (А). Допустим, автомат устанавливается в шкаф, К_т = 0,85, значит I_n/К_т = 12,28/0,85 = 14,44 (А). Наиболее близким является автоматический выключатель на 16А, категории С, (ток мгновенного срабатывания в десять раз превышает номинальное значение).

При расчетах понадобится калькулятор

Теперь нужно проверить условие I_мгн.ср ≥ K_н * I_пуск. Мгновенное срабатывание защитного автомата наступает при I_мгн.ср = 16*10 = 160 (A), пусковой ток I_пуск= I_n*7 = 12,28*7 = 85,96 (А). Умножаем на K_н (1,4) — 85,96*1,4 = 120,3 (А). Проверяем условие 160 ≥ 120,3 — это значит, что автомат выбран верно. Для упрощенных расчетов, можно принимать номинальный ток двигателя, равным удвоению его мощности, выраженной в киловаттах.

Особенности автоматов для розеток некоторых известных марок

В строительных магазинах можно увидеть большой ассортимент автоматических выключателей от разных производителей. Некоторые из них применяют собственную маркировочную систему, ознакомиться с характеристиками модели можно по специальному каталожному номеру.

К наиболее востребованным и надежным автоматическим выключателям можно отнести:

«АВВ» – автоматы, обладающие модульной конструкцией. Разработчики – шведско-швейцарская компания. Выпускают разные модификации, предназначенные для разного напряжения и расчетных токов.
«АЕ» – эффективное устройство российского производства. Выпускается данная защитная арматура в разных конфигурациях, поэтому трудностей в выборе подходящего устройства возникнуть не должно.

Также при выборе автоматического выключателя домой следует обратить внимание на и «Легранд». Большинство зарубежных производителей по лицензии изготавливают свою продукцию на российских и китайских заводах

Особенности конструкции

Основными частями пакетника являются контактная группа и переключающееся устройство. Эти два элемента совместно с подвижными контактами помещены в один корпус. В состав приспособления также входят стационарные контакты, соединение и разъединение которых происходит при помощи специальной пружины, управляемой рубильником.

Принцип работы пакетного выключателя заключается в следующем: при движении рукоятки совершается завод пружины механизма переключения. Посредством этого фигурная шайба вместе с подвижными контактами поворачивается, замыкая или размыкая контакты. Её поворот ограничивает размещённый в крышке упор.

Отличие защитных характеристик C, B и D автоматических выключателей, области применения автоматов

Поставляем автоматические выключатели ВА47‑29 с номинальными токами от 0,5 до 63 ампер с защитными характеристиками B, C или D.

Введение

Модульные автоматические выключатели применяют:

для защиты сетей:
- от коротких замыканий – для этого встроен электромагнитный расцепитель;
- от перегрузок – для этого встроен тепловой расцепитель;
для ручного включение и отключения питания – для этого есть привод (рукоятка).

Тепловой и электромагнитный расцепитель установлен в каждом полюсе автомата и вместе их называют комбинированным расцепителем.Характеристика C, B или D определяет силу тока короткого замыкания, при которой произойдёт мгновенное защитное срабатывание, а следовательно, места применения автомата с конкретной характеристикой. Срабатывание вызывает электромагнитный расцепитель.Слева фотография модульных выключателей ВМ63 с разбором надписей («что есть что»).

Отличия автоматических выключателей с характеристиками B, C и D

Тип защитной характеристики	Мгновенное отключениепри коротком замыканиииз диапазона	Предпочтительное применениеавтоматического выключателя	Нагрузки
B	(3-5)·In	защита: — длинных кабелей; — сетей с электро-нагревательными приборами (плитой, бойлером); — маломощных сетей: сигнализации; измерения; управления.	резистивные
C	(5-10)·In	защита: — освещения; — розеток; — бытовых электрических приборов.	резистивные,индуктивные с низкимпусковым током
D	(10-50)·In	защита: — электрических двигателей (стиральных машин, водяных насосов); — низковольтных трансформаторов; — ламп-разрядников.	индуктивные с высокимпусковым током

Значения изъяты из таблицы 2 на странице 11 стандарта на модульные автоматические выключатели ГОСТ 50345‑99 (ссылка внизу). где In – номинальный ток автоматического выключателя.Примеры:

Автомат на номинальный ток In = 6 ампер с характеристикой B: не сработает* при коротком замыкании 18 ампер (3·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 30 ампер (5·In) и выше.
Автомат на номинальный ток In = 16 ампер с характеристикой C: не сработает* при коротком замыкании 80 ампер (5·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 160 ампер (10·In) и выше.
Автомат на номинальный ток In = 50 ампер с характеристикой D: не сработает* при коротком замыкании 500 ампер (10·In), но мгновенно отключится при коротком замыкании 2500 ампер (50·In) и выше.

*Под словами «не сработает» понимаем не сработает под воздействием электромагнитного расцепителя мгновенного действия. Но есть тепловой расцепитель, который нагреется в течение нескольких секунд и отключит сеть.

При этом стандарт не указывает как будет вести себя выключатель в самом диапазоне (заложена погрешность). Испытания проводят только в граничных положениях (согласно таблице 6 на странице 19 стандарта ГОСТ 50345‑99):

нижняя граница (3, 5 и 10 от In соответственно) – отключения не происходит в течение 0,1 секунды;
верхняя граница (5, 10 и 50 от In соответственно) – происходит защитное срабатывание в течение 0,1 секунды.

Характеристика B автоматического выключателя

Выключатели с характеристикой В применяют для протекции:

протяжённых кабельных линий;
цепей с нагревательным элементом (ТЭНом, электрической печью, бойлером);
вторичных цепей или сетей с большим сопротивлением и низким током (из-за чего токи короткого замыкания низкого уровня):
- сигнализации;
- управления;
- измерения.

Характеристика C автоматического выключателя

Автоматы с характеристикой С применяют повсеместно: в бытовых и офисных помещениях, на промышленных объектах.С помощью них защищают:

квартирные и офисные розетки;
освещение на кухне, в спальнях; в ванной, в кабинете, на рабочем месте;
отдельных потребителей (без мощных двигателей).

Характеристика D автоматического выключателя

Выключатели с характеристикой Д применяют для защиты низковольтных трансформаторов, электрических двигателей или устройств с ними:

стиральных машин;
посудомоечных машин;
насосов для забора питьевой воды;
сварочных аппаратов.

Почему подходят только автоматы с характеристикой D?В момент запуска электродвигателя появляются пусковые токи, которые больше номинального (рабочего) в 5‑7 раз. После разгона потребляемый ток равен номинальному. Если установить выключатель с характеристикой С (отключение короткого замыкания в диапазоне 5‑10 значений номинального тока), он «спутает» пусковой ток с коротким замыканием и отключит сеть. Чтобы не происходило ложных срабатываний применяют выключатели с защитной характеристикой D.

Климатические исполнения электродвигателей

При выборе электродвигателя учитываются не только его технические характеристики, но и условия окружающей среды, в которых он будет эксплуатироваться.

Современные электроприводы выпускаются в разных климатических исполнениях. Категории маркируются соответствующими буквами и цифрами:

У — модели для эксплуатации в умеренном климате;
ХЛ — электродвигатели, адаптированные к холодному климату;
ТС — исполнения для сухого тропического климата;
ТВ — исполнения для влажного тропического климата;
Т — универсальные исполнения для тропического климата;
О — электродвигатели для эксплуатации на суше;
М — двигатели для работы в морском климате (холодном и умеренном);
В — модели, которые могут использоваться в любых зонах на суше и на море.

Цифры в номенклатуре модели указывают на тип ее размещения:

1 — возможность эксплуатации на открытых площадках;
2 — установка в помещениях со свободным доступом воздуха;
3 — эксплуатация в закрытых цехах и помещениях;
4 — использование в производственных и других помещениях с возможностью регулирования климатических условий (наличие вентиляции, отопления);
5 — исполнения, разработанные для эксплуатации в зонах повышенной влажности, с высоким образованием конденсата.

Корпус автомата

При выборе модульного автомата обращайте внимание на то, как собран сам корпус. Он всегда представляет из себя неразборную конструкцию на заклепках

Так вот, при покупке не лишне будет пересчитать количество таких заклепок. На обычных выключателях, их как правило не менее 5шт.

Хотя часто попадается даже с четырьмя.

Однако есть модели (например от Schneider Electric, ABB и другие) где заклепок шесть!

Что дает эта дополнительная заклепка? При срабатывании автоматического выключателя от короткого замыкания, в корпусе образуется дуга.

Это все равно что миниатюрный взрыв, который пытается разорвать аппарат изнутри. Так вот, дополнительная заклепка предотвращает возможность любого изменения геометрии аппарата.

На 4-х или 5-ти клепочных, выключатель может и не разорвет, но от нескольких КЗ, геометрия и расположение внутренних компонентов изменятся и они сместятся на пару миллиметров, относительно своего нормального расположения. Это постепенно приведет к тому, что аппарат будет отрабатывать плохо и в один прекрасный момент заклинит.

По факту, все механизмы внутри автоматического выключателя, как бы «висят» на корпусе. Это все равно что рама автомобиля.

Поэтому любое изменение геометрии приводит к тому, что аппарат перестает нормально работать. Например, начинает жужать или гудеть.

Что еще касаемо корпуса, то иногда не помешает обратить внимание и сравнить их размеры. Некоторые модели разных марок и производителей, имея одинаковый номинальный ток, немного отличаются по габаритам

У тех, где корпус больше на несколько миллиметров, соответственно и охлаждение будет лучше

Особенно это важно при плотном расположении автоматов в одном ряду

Выбор автоматического выключателя: на что нужно обратить внимание

Выбор автоматического выключателя по току