Как работает автоматический выключатель

Как работает автоматический выключатель

Модульный автоматический выключатель — это устройство, предназначенное для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания и перегрузки сверхтоком (величина, которого больше, чем максимальная, на которую рассчитан ток).

Существует много разновидностей автоматических выключателей — модульные, в литом корпусе, высоковольтные и т.д. В быту (квартире, частном доме, офисе или небольшом производстве) в основном используются модульные автоматические выключатели.

Особенности конструкции модульных выключателей

Все модульные выключатели имеют идентичную форму и габаритные размеры. Это связано с тем, что они должны без проблем устанавливаться в модульные электрические щиты и быть взаимозаменяемыми.

Корпус автоматического выключателя изготавливается из пластика, не поддерживающего горения (чтобы в случае аварии не быть источником пожара) и имеет следующие размеры: высота 80мм, глубина 70 мм, ширина — кратная 18 мм (одному полюсу). На передней панели автоматически выключатель имеет ручку включения/выключения, на нее так же наносятся характеристика автоматического выключателя, такие как ампераж, кривая отключения, ток короткого замыкания и т. д. Сверху и снизу автоматическии выключатель имеет входную и выходную клеммы для подвода питания и подключения нагрузки. На задней панели автоматического выключателя есть крепления для его установки на DIN-рейку.

Автоматический выключатель: устройство механизма

Когда тепловой автоматический выключатель работает нормально, через него протекает ток, который не превышает номинальный. Питание поступает через внешнюю клемму на второй контакт (неподвижный). Неподвижный контакт соприкасается с подвижным контактом, через винт тепловой уставки, а он в свою очередь с биметаллической пластинкой. Биметаллическая пластинка является тепловым расцепителем у автоматического выключателя, мы ее обсудим позже.

Питание с теплового расцепителя далее поступает на катушку соленоида, который является электромагнитным расцепителем.

С катушки соленоида питание поступает на выходную клемму.

Оба расцепителя имеют возможность разрыва цепи в случае обнаружения аварии.

В случае наступления нештатной ситуации, когда один из расцепителей замечает ток выше номинального, происходит разрыв сети за счет механизма свободного расцепления

Автоматический выключатель с тепловым расцепителем

Термомагнитный расцепитель автоматического выключателя представляет собой биметаллическую пластинку, через которую проходит ток. Пластина изготовлена из двух видов металла соединенных между собой, но у которых сильно отличаются коэффициенты теплового расширения. За счет этого достигается такой эффект, что при нагреве такой пластинки она начинает изгибаться (1 вид металла уже сильно нагрелся, второй меньше, за счет этого пластинку начинает «вести»). Толщину пластинки подбирают таким образом, что при номинальном токе теплового расширения практически не происходит. Но при увеличении проходимого тока пластина начнет со временем искривляться, пока не разорвет контакт с подвижным контактом автоматического выключателя. Для более точной подстройки теплового расцепителя у подвижного контакта имеется винт тепловой уставки. Чем больше винт выкручен, тем большее расстояние будет между подвижным контактом и биметаллической пластинкой. И чем больше расстояние, тем больше пластинке необходимо изогнутся, для аварийного срабатывания, тем самым увеличивается номинальный ток расцепления.

Тепловой автоматический выключатель с термомагнитным расцепителем чувствителен к сверхтокам. Он способен почувствовать небольшие превышения тока, но в тоже время он медленный и на его реакцию уходит минуты, а при малых превышениях даже десятки минут. При небольших превышениях в этом ничего страшного нет, т. к. превышение тока в 1.5-2 раза в течении нескольких минут защищаемому кабелю вреда не принесут. Другое дело это ток короткого замыкания. В этом случае ток превышает в десятки, а иногда и в сотни раз номинальный, и в этом случае провод может испортиться уже через несколько секунд. Для быстрого реагирования на большие токи используется электромагнитный расцепитель.

Электромагнитный расцепитель представляет из себя катушку с установленным внутри соленоидом. В нормальном состоянии соленоид замыкает цепь с помощью пружины. При коротком замыкании проходящие токи, который во много раз превышают номинальный, увеличивают магнитный поток, который втягивает соленоид в катушку, преодолевая сопротивление пружины. Втягивание приводит к разрыву цепи.

Этот процесс занимает доли секунды, но при этом этот расцепитель является довольно грубым и не будет реагировать на токи соизмеримые с номинальным.

Дугогасительная камера

При выключении автоматического выключателя происходит разрыв цепи внутри него. При разрыве между контактами возникает электрическая дуга. Эта дуга нагревает контакты до большой температуры (2000-3000 градусов). Температура зависит от проходящего тока и времени горения дуги.

Значительный нагрев контактов приводит к их перегреву и подгоранию, а в случае длительного горения дуги не исключено плавление корпуса автомата или даже пожара.

Исключить возникновение дуги невозможно, но можно максимально снизить негативный эффект от дуги.

Существует несколько способов для этого, но наиболее эффективным является дугогасительная камера.

Она представляет собой набор взаимоизолированных металлических пластинок. Камера устанавливается между контактами.

При размыкании дуга возникает на контактах, далее переходит на дугогасительную камеру и там за счет пластин дробится на мелкие части, тем самым значительно теряя свою разрушительную мощность.

В ходе горения дуги выделяются газы. Для их отвода из корпуса автоматического выключателя в нем предусмотрены специальные отверстия.

Купить автоматические выключатели в интернет-магазине

Если вам нужны электроавтоматы, купить их, а также другие виды выключателей и сопутствующие товары, вы найдете их в каталоге на нашем сайте. Помните, выбирая автоматический выключатель: цена будет зависеть от его характеристик. Удобный фильтр по параметрам поможет вам быстро выбрать подходящий автоматический выключатель: стоимость, производитель, серия, отключающая способность, напряжение — эти и прочие показатели предусмотрены в фильтре.

На нашем сайте можно купить электроавтоматы с доставкой по Украине. Обратите внимание, заказывая электрические автоматы: цена покупки будет зависеть от тарифа выбранной транспортной компании. Также цена автоматов электрических может быть снижена по акции: не забывайте проверять обновления в соответствующем разделе на сайте. Выбрав выключатель автоматический, купить его вы можете по наличному либо безналичному расчету.

Если у вас есть вопросы про какой-либо выключатель автоматический, обратитесь за консультацией к нашим менеджерам. Они подскажут, какие электрические автоматы купить именно для ваших целей, как оформить заказ и доставку, как можно оплатить покупку и т. д.

Как правильно подключить автомат

Автоматический выключатель, не является симметричным электрическим прибором, как лампа накаливания или нагревательный элемент. От способа подключения зависит, какие детали защитного устройства обесточатся, а какие останутся под напряжением при срабатывании.

Устройство автоматического выключателя

Конструктивно автомат состоит из электромагнитного и теплового расцепителей, объединенных в одном корпусе. Тепловой расцепитель защищает цепь от перегрузок, а электромагнитный от сверхтоков короткого замыкания. При срабатывании, расцепитель приводит в действие подвижный контакт, и размыкает цепь. Искрогасительная камера, внутри которой находятся контакты, препятствует образованию дуги.

Защитные устройства для однофазной сети 220 В

Для защиты от перегрузки однофазной сети 220 В, применяются однополюсные и двухполюсные автоматические выключатели. Однополюсные при срабатывании, разрывают только фазный провод, а двухполюсные – фазный и нулевой. Для защиты от перегрузки или короткого замыкания, размыкания фазного провода достаточно. Для безопасного проведения ремонтных или электромонтажных работ, требуется отключать и нулевой провод, так как при некоторых неисправностях сети (замыкание фаза-ноль, отгорание нуля,) он может оказаться под напряжением. Оптимальное решение – установка двухполюсного автомата на вводе, и однополюсных на отходящих линиях.

Автоматы для трехфазной сети

Трехфазный ввод, дает некоторые преимущества, по сравнению с однофазным. Это возможность использования мощных энергопотребителей и удобство подключения электродвигателей. Используя такую сеть, важно равномерно распределить нагрузку между всеми тремя фазами, чтобы исключить просадки напряжения. Вводной автомат желательно использовать четырехполюсный, а отходящие линии защитить однополюсными и трехполюсными автоматами. Выбирая трехполюсные автоматы для защиты оборудования с электродвигателями, обращайте внимание на перегрузочную способность автомата. Чтобы избежать ложных срабатываний защитного устройства, применяйте автоматы с характеристикой «D».

Выбор приборов защиты, в зависимости от сечения провода

Не стоит забывать, что автоматический выключатель защищает от перегрузки именно линию, а не подключаемые к ней устройства. Выбирая автомат для отходящей линии, используйте номинал, ниже максимальной нагрузки провода. Вот небольшая табличка, которая поможет при подборе:

В таблице указаны усредненные значения, просчитанные с запасом. Более точные параметры рассчитываются для каждой линии индивидуально, в том случае, если в этом есть необходимость.

Подключение автоматических выключателей

Согласно требованиям ПУЭ, напряжение подается на неподвижный контакт прибора защиты. Неподвижный контакт автомата, как правило, находится сверху. На модульных, кроме того, изображена электрическая схема защитного устройства. По ней также можно определить, с какой стороны находится неподвижный контакт.

Хотя в сети переменного тока, сторона ввода (сверху или снизу) не влияет на работу автомата, такой способ подключения ведет к однообразию схематических решений распределительных щитов, что, как и любая унификация, упрощает работу электрика, сводит к минимуму вероятность ошибки.

Как правильно подсоединить автомат в электрическом щитке

Современный распределительный щит в доме должен быть оснащен средствами защиты, например, автоматическим выключателем. Чтобы правильно подключить автомат в щитке, нужно знать правила и особенности выполнения процедуры.

Что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

Автоматический выключатель — это небольшой рычажок, установленный в щитке. Принцип его работы заключается в том, что он позволяет выключить подачу электричества в ручном режиме или автоматически.

Автоматическое выключение нужно в случаях:

• короткого замыкания;
• перегрузки подачи электрического тока.

Иными словами, такие устройства отключают электричество при токе, превышающем мощность короткого замыкания.

Классификация

Прежде чем покупать автоматический выключатель, электрик должен определиться с количеством полюсов. Этот показатель зависит от фаз сети.

Автоматы подразделяются по количеству полюсов:

• однополюсные;
• двухполюсные;
• трехполюстные;
• четырехполюсные.

Однополюсные и двухполюсные автоматы устанавливают в однофазную сеть. Трехполюстные и четырехполюстные подходят для трехфазной сети.

На канале growmir говорится о самостоятельной установке и подключении автомата к пакетнику.

Как выбрать автомат?

Правильный выбор автомата для щитка — гарантия сбалансированной работы всей электрической цепи в квартире или другом помещении.

Рекомендуется выбирать автоматы для щитков брендов:

• EKF;
• Legrand;
• IEK;
• Hager;
• Merlin Green;
• Schneider Electric;
• ABB.

При покупке автоматического выключателя специалисты рекомендуют обращать внимание на маркировку, в которой указана вся информация о товаре.

Планируя выбор прибора, необходимо обратить внимание на параметры:

1. Величина номинального тока. Чем она выше, тем больше напряжение требуется для автоматического выключения автомата. Параметр подбирается исходя из сечения кабеля, а не из мощности нагрузки.
2. Количество полюсов. Этот параметр выбирается исходя из числа фаз. Количество мест для автоматов соответствует числу полюсов.

Установка защитного автомата в электрощитке своими руками

Устанавливая автомат в электрический щит, нужно ориентироваться на номинал прибора и сечение кабеля, которое определяется исходя из максимальной нагрузки проводки.

Перед монтажом оценивают:

• номинальное напряжение сети;
• максимальный ток;
• номинальный ток.

Для расчета нагрузки складывают общую мощность потребителей энергии (розетки, бытовые приборы и пр.) и считают мощность тока по формуле, приведенной ниже. Зная этот параметр, решают какие автоматы присоединять.

Рассчитать нагрузку также можно с помощью онлайн-калькулятора:

При самостоятельном подключении необходимо:

• обеспечить качественное подключение;
• проверить все ли клеммы затянуты;
• ориентироваться на маркировку;
• ориентироваться на ГОСТы и правила устройства электроустановок (ПУЭ);
• соблюдать электробезопасность;
• соблюдать пожарную безопасность.

Согласно ПУЭ, при прокладке электропроводки рекомендуется избегать резких поворотов. Электрический ток, проходя по кабелям, в изгибах дает излишний нагрев. Также провода образуют заломы, которые могут провоцировать сбои.

Какие инструменты понадобятся?

Чтобы поставить автоматический выключатель, понадобятся инструменты:

• DIN-рейка;
• пассатижи;
• стриппер (инструмент для снятия изоляции);
• индикаторная отвертка;
• кусачки или кабелерез;
• обычные отвертки;
• кримпер (прибор для обжима наконечников).

Вход сверху или снизу?

Правильно подключать автомат в щитке можно, вооружившись базовыми знаниями:

• сверху направляются только входящие провода;
• отходящие провода устанавливают снизу.

Установка однополюсного автомата

Подключаются однополюсные автоматы на DIN-рейку, для этого достаточно просто защелкнуть устройство. Специалисты рекомендуют при подсоединении воспользоваться ограничителем, чтобы элементы стояли статично.

При установке однополюсного автомата в верхнюю клему должна входить фаза УЗО и устройство ввода. Из нижней клеммы должна отходить фаза защищаемой цепи.

Как установить двухполюсной автомат

Двухполюсный автомат также должен подключаться на DIN-рейку. Если на рейке остается место, необходимо воспользоваться ограничителем.

Установка автомата производится крест-накрест:

• на левую верхнюю и нижнюю клеммы подаются одинаковые фазы;
• на правые клеммы подается ноль, уходит — ноль.

Установка трехполюсного и четырехполюсного автоматов

Для работы трехполюсного выключателя электричество через верх подается в порядке следования слева направо:

• A, B, C;
• L1, L2, L3.

Уходят фазы в том же порядке с нижней части автоматов.

При установке четырехполюсного устройства появляется нулевая фаза. Он монтируется так же слева направо в порядке следования. Ток подается сверху, в конце ряда добавляются по одной клемме сверху и снизу, которые выполняют роль нулевого прохода.

Подсоединение проводов

Для того чтобы подсоединить автомат, необходимо рассчитать точное количество провода. Излишки потребуется срезать. При помощи стриппера удаляется изоляция на конце кабеля не менее чем 10 мм.

Для подключения кабеля с монолитной жилой дополнительных действий не требуется. Специалисты рекомендуют в целях обеспечения лучшего контакта сделать на концах U-образный загиб.

Загиб провода для наилучшего сцепления

Многожильные провода необходимо оконцевать с помощью кримпера. Для этого используются специальные наконечники НШВ или НШВИ. При необходимости подключения двух многожильных кабелей применяют наконечник НШВИ-2. Оконцевание необходимо для сохранения целостности проводов и обеспечения максимального сцепления с контактом автомата.

Оконцевание многожильного провода

После подготовки провода подключаются в клеммы и затягиваются отверткой. Специалисты рекомендуют закручивать болты не полностью, иначе можно повредить корпус автомата. С помощью индикаторной отвертки проверяют подачу электричества к подключенному аппарату.

Примеры схем подключения электрических автоматов можно посмотреть ниже.

Схематическое изображение подключения проводки через счетчик Принципиальная схема установки генератора Пример составления электросхемы (планирование) Схематическое изображение подключения проводки через счетчик (трехфазная установка) Схема подключения автоматического выключателя дифференциального тока Схема подключения вводного автомата

Видео «Подключение автоматов в щитке»

Канал «КАЖДЫЙ МОЖЕТ» рассказывает, как подключить автоматы в щитке своими руками.

Где вход и выход у автомата и УЗО — сверху или снизу? Куда подавать ток?

Если вы внимательно присмотритесь к УЗО, то увидите на верхних и нижних контактах обозначение:

• для 220 вольт — верх 1 и N; низ 2 и N.

• для 380 вольт — верх 1, 3, 5 и N; низ 2, 4, 6 и N.

Это общепринятые обозначения, где

N — ноль

1, 3, 5 — входные клеммы (вход) для 3-х фазной цепи (если автомат на 220 вольт, тогда применяется только цифра "1").

2, 4, 6 — выходные клеммы (выход) для 3-х фазной цепи (если автомат на 220 вольт, тогда применяется только цифра "2").

Такими же цифрами обозначаются входы и выходы на схеме:

Но если вы вообще не понимаете ничего в схемах, то самое простое узнать где вход и выход — это поставить УЗО вертикально таким образом, чтобы все надписи читались, тогда получиться, что верхний ряд — это входные клеммы, а нижний ряд — это выходные клеммы.

По большому счету, автомат отработает (отсечет соединение электрической цепи) и на короткое замыкание и на перегрузку по силе тока, при любом из вариантов подключения. Но как мы понимаем, монтаж таких не простых и ответственных устройств как автоматические выключатели и устройства защитного отключения (УЗО и ДифАвтоматы) не мог обойти регламент Правил Устройства Электроустановок. Так и не будем гадать «сверху или снизу» а посмотрим «букварь»

А пункт 3.1.6 ПУЭ говорит нам о следующем –

Фразу указанного пункта "как правило" следует интерпретировать как прямое руководство к выбору места подключения питающего проводника, ну и соответственно проводника идущего к потребителю.

Теперь давайте разберемся где же этот самый "неподвижный контакт" в УЗО и в автомате.

Мы можем это видеть на передней панельке прибора, где указаны основные характеристики — фирма-производитель, напряжение, ток отсечки и т.п. Рядом с этими данным всегда есть схемка размыкателя и нумерация присоединительных контактов, и ориентирована она точно на соответствующие клеммы — верх схемки это верхний контакт обозначаемый обычно цифрой "1", низ схемки это нижний контакт обозначаемый цифрой "2"

Так вот цифра "1" и обозначает неподвижный контакт, куда и подсоединяется питающий проводник, а с контакта под цифрой "2" снимаем напряжение на потребитель.

При монтаже двух, трех и четырех полюсных автоматов, подаем напряжение на все не четные контакты 1, 3, 5 (все они являются неподвижными контактами) а снимаем напряжение на потребитель с нечетных 2, 4, 6.

Как вы наверное уже догадались, ответом на вопрос будет "Вход у автоматов и УЗО сверху, а выход снизу"

Не буду спорить с теми кто скажет "Столь ли это важно, коли на работу устройства это не влияет?" А просто напомню о том что есть не только ПУЭ, но и такое понятие как "Культура электромонтажа"