Для чего нужен двухполюсный автомат

Для чего нужен двухполюсный автомат

В советское время защита бытовой однофазной электропроводки от короткого замыкания производилась при помощи плавких вставок предохранителей. На смену этим элементам пришли автоматические пробки, сейчас защитные функции выполняют автоматические выключатели.

Демонтаж пробок и установка на это место двух однополюсных автомата возможна без добавления проводов, но допустима ли такая замена или для защиты обязательно необходимо использовать двухполюсный автомат?

Где применяются двухполюсные автоматы

Во многих случаях в однофазной сети использование двухполюсных автоматических выключателей нецелесообразно. Для отключения питания и защиты линии достаточно в разрыв фазного провода установить однополюсный выключатель. Однако есть ситуации, в которых этот прибор не может обеспечить безопасность людей и целостность электропроводки.

Установка двухполюсного выключателя необходима в следующих случаях:

• Вводной автомат в квартире или частном доме. Питание жилых зданий осуществляется по трёхфазной четырёх- или пятипроводной схеме TN-S с заземлённой нейтралью. При обрыве нулевого проводника на участке между зданием и питающим трансформатором или коротком замыкании между нолём и фазой на нейтральном проводе появляется высокое напряжение. В этом случае необходимо отключить электропроводку от сети полностью, а не только фазный провод.
• Для защиты от неправильного подключения. В домах, электропроводка в которых прокладывалась в советское время, использовались двухжильные алюминиевые провода типа АППВ «лапша» или АПРТО «гупер». В этой проводке отсутствует цветовая маркировка, поэтому очень часто ноль и фаза поменяны местами. Дополнительную путаницу вносят сотрудники электрокомпании при замене прибора учёта, подходящая фаза к которому должна подключаться только к определённой клемме, а отходящие провода могут присоединяться произвольно. Установка однополюсного автомата может привести к тому, что будет отключаться только нейтраль и все приборы останутся под напряжением. , с изолированной нейтралью. Такая схема применяется при использовании разделительных трансформаторов или питании потребителей от переносных генераторов или преобразователей напряжения. Из-за отсутствия заземлённой нейтрали все проводники по отношению к контуру заземления являются однозначными, поэтому для защиты от поражения электрическим током при проведении ремонтных работ их необходимо отключать.
• Питание потребителей от двух фаз с нейтралью. Это достаточно редко встречающиеся ситуации, чаще всего такое питание подаётся на электрокотлы и электроплиты для уменьшения сечения подходящих проводов.

Чем двухполюсный автомат отличается от однополюсного

По своей конструкции и принципу действия двухполюсный автоматический выключатель похож на однополюсный, однако у такого аппарата имеются некоторые особенности. Он состоит из двух одинаковых автоматических выключателей и конструкция двухполюсного автомата включает в себя элементы, обеспечивающие одновременное включение, отключение и срабатывание защиты обоих полюсов.

Принцип работы

Принцип действия автоматического выключателя не зависит от числа полюсов, каждый из которых является самостоятельным защитным устройством, внутри которого находятся следующие элементы:

• Электромагнитный расцепитель . Состоит из катушки с подпружиненным сердечником. Основной функцией этого элемента является защита линии от короткого замыкания. При превышении тока, протекающего через автомат, над номинальным, сердечник втягивается и отключает выключатель, отключение происходит мгновенно. Величина тока срабатывания зависит от время-токовой характеристики и превышает номинальный ток в 3-20 раз, в зависимости от типа устройства. Этот параметр обозначается буквами «В», «С» и «D» и указывается перед значением уставки аппарата.
• Тепловой расцепитель . Действующим элементом этого вида защиты является биметаллическая пластинка, состоящая из двух слоёв металла с разным коэффициентом теплового расширения. Ток, протекающий по пластине, нагревает металл, полоска изгибается и отключает защитное устройство. Этот элемент предохраняет кабельные линии от перегрузки и перегрева, отключение происходит с задержкой времени, необходимой для нагрева пластины. Время задержки зависит от величины тока и уменьшается при его росте.

Кроме защитных элементов в конструкцию автомата входят и другие детали:

• Контакты и клеммы. Служат для подключения проводов и коммутации линии.
• Пружинный механизм. Обеспечивает прижатие контактов друг к другу и, при необходимости, мгновенное отключение.
• Пластиковый корпус и ручка включения.

Конструкция двухполюсного автоматического выключателя

Двухполюсный автомат состоит из двух однополюсных выключателей, соединённых в общую конструкцию. Такое соединение выполняется при помощи более длинных заклёпок, чем в обычном автомате. Кроме того, между половинками аппарата имеется специальная пластиковая пластинка, отключающая второй автоматический выключатель при срабатывании первого.

На задней стороне корпуса имеются специальные углубления и защёлки для крепления устройства на DIN-рейку. Для одновременного включения и отключения обоих полюсов ручки включения соединяются вставленной в них проволокой или пластиковой накладкой.

Являются ли два однополюсных автомата и один двухполюсный взаимозаменяемыми

При монтаже или ремонте не всегда есть в наличии необходимые автоматические выключатели, поэтому возникает вопрос — не приведёт ли такая замена к аварии или ложному срабатыванию защиты.

Возможна ли замена двухполюсного автомата парой однополюсных выключателей

Главное, чем двухполюсный автомат отличается от однополюсного, это одновременным включением и отключением полюсов, поэтому такая замена не является равноценной.

Прежде всего, это связано с тем, что при коротком замыкании или перегрузке линии отключится только одно защитное устройство, после чего сила тока в проводах упадёт до ноля и второй автомат останется включённым, причём заранее неизвестно, какой из выключателей отключится.

Это противоречит нормам ПУЭ п.3.1.18, в которых указано, что при срабатывании защиты отключение нулевого провода должно производиться вместе с фазными проводами.

Соединение рукояток однополюсных автоматов перемычкой ситуацию не изменит. В двухполюсном выключателе между отдельными полюсами находится дополнительный элемент, обеспечивающий одновременное отключение защиты.

Такая замена нежелательна так же при ручном включении и отключении автоматов. При этом нельзя исключить возможность случайного включения фазного полюса или отключения нулевого, в результате чего в сети на проводах появится опасное для жизни напряжение, но электроприборы при этом работать не будут.

Можно ли заменить одним двухполюсным автоматом два однополюсных

При небольшой «доработке напильником» эта операция вполне возможна. С экономической точки зрения это не имеет смысла, но вполне возможна ситуация, при которой однополюсные аппараты отсутствуют или необходимо разделить линии в однофазном щитке без установки дополнительной аппаратуры. Для этого необходимо разрезать накладку, соединяющую ручки автоматов или вытащить из них проволоку.

После разделения полюса начнут включаться и отключаться независимо друг от друга. Недостаток конструкции в том, что при срабатывании защиты одного из устройств второе так же отключится. Чтобы этого не произошло необходимо:

1. 1. разделить ручки включения;
2. 2. тонкой отвёрткой разогнуть концы трубчатых заклёпок, соединяющие полюса;
3. 3. ножом раздвинуть однополюсные автоматы до выпадения соединительной пластинки;
4. 4. сжать вместе полюса и заново заклепать заклёпки.

Схема подключения двухполюсного автомата

Модульный двухполюсный автомат устанавливается в электрощитке на DIN-рейку при помощи специальных защёлок, находящихся с задней стороны корпуса. Подключение производится прижимными клеммами, в которые вставляется зачищенный конец провода.

Согласно ПУЭ п.3.1.6 подходящие провода рекомендуется присоединять к неподвижным контактам и, исходя из конструкции устройства, к автомату они подключаются к верхним клеммам.

В стандартной схеме электропроводки автоматические выключатели устанавливаются в следующей последовательности:

• до электросчётчика в отдельной опломбированной коробке — двухполюсный;
• после счётчика вводной автомат в электрощитке — двухполюсный;
• автоматы линий — допускается использование однополюсных выключателей с проходящей через них фазой.

Вывод

Отключение только одного из проводов в аварийной ситуации может привести к выходу оборудования из строя, а во время ремонта к поражению мастера электрическим током. Поэтому главное, для чего нужен двухполюсный автомат — это одновременное отключение обоих питающих проводов — нулевого и фазного. Установка однополюсных автоматических выключателей возможна только на отдельных линиях при наличии вводного двухполюсного автоматического выключателя.

Использование двухполюсных автоматических выключателей

Наличие дополнительного полюса — главной отличительной особенности этих автоматических выключателей от однополюсных аналогов, во многих случаях делает их более предпочтительными для применения в качестве аппаратов защиты или управления в цепях питания нагрузки.

Рассмотрим наиболее типичные случаи применения, а также преимущества и недостатки использования двухполюсных автоматических выключателей вместо «традиционных» однополюсных.

В качестве вводных аппаратов защиты. Это, пожалуй, в настоящее время наиболее распространенный способ применения “двухполюсников”. Соблюдение требований п. 6.6.28, п. 3.1.18 Правил Устройства Электроустановок о недопустимости возможности отключения только одного рабочего нулевого проводника (без отключения фазного) делает допустимым использование однополюсных “автоматов” на вводе.

Реализованная таким образом защита имеет одно бесспорное преимущество — отключение автомата обеспечит размыкание как фазного, так и рабочего нулевого провода. Нельзя не признать, что при проведении ремонтных работ, это далеко нелишняя в отношении электробезопасности мера, особенно в электрощитах временных мобильных строений.

Для защиты питающих групповых цепей. Размыкание обоих токоведущих проводников гарантированно исключит срабатывание УЗО при непреднамеренном соприкосновении нулевого защитного и рабочего проводников, при проведении ремонтных работ в цепях нагрузки. Кроме того, при защитном срабатывании УЗО упрощается поиск групповой линии, в которой происходит возникновение токов утечки на “землю”.

В цепях питания электрооборудования, защита и управление которым предполагает одновременную коммутацию двух полюсов (сварочные, понижающие трансформаторы с выходным линейным напряжением). Кроме того, их применение может быть целесообразным для реализации управления и защиты электрически не связанных между собой цепей.

Пример такого управления и защиты — тепловая пушка, ТЭНы которой запитаны через один полюс “двухполюсника”, а через второй — электродвигатель вентилятора. Таким образом, при защитном срабатывании (или ручном отключении) одной из цепей произойдет гарантированное отключение другой.

А при включении тепловой пушки, коммутация обоих полюсов обспечит одновременное включение двигателя и нагревательных элементов, исключив возможность работы последних без охлаждения.

Недостатки применения вводных двухполюсных автоматов — большая в сравнении с однополюсными стоимость и занимаемое в щите место. Последнее из-за дефицита свободного места в небольших электрощитах нередко затрудняет их использование. Возможное решение в таких случаях — применение современных малогабаритных аппаратов защиты известных производителей, занимающих один модуль.

К недостаткам применения можно отнести также и невозможность использования в некоторых случаях стандартных распределительных шин (“расчесок”). Для питания двухполюсных автоматических выключателей потребуются проволочные перемычки.

Устройство и принцип действия двухполюсного выключателя

Для защиты электрической цепи от последствий короткого замыкания, а именно от воздействия тока высокого значения используется автоматический двухполюсный выключатель. Конструктивно он представляет собой два однополюсных устройства с объединенной клавишей и внутренним механизмом блокировки. Не рекомендуется вместо двойных устанавливать два одинарных выключателя, так как при коротком замыкании произойдет разрыв только одной цепи.

Характеристика прибора

Конструкция двухполюсного устройства сделана с учетом осуществления наблюдения и сравнения функционирования двух электрических цепей. Устанавливаются они обычно в единую электрическую линию для контроля за двумя ее участками. Выпускается 2 типа этих приборов:

1. С блокировкой одного полюса и стандартным подключением нулевого провода.
2. С защитой обеих линий и одновременной их коммутацией.

Первый вид устанавливается на вводе в электрическую магистраль, и он осуществляет управление функционированием фазного и нулевого проводников. Кроме того, с этим прибором возможно применение заземляющего провода. Второй тип работает в схемах одной цепи и управляет работой двух участков, находящихся под разными токовыми нагрузками.

Конструктивные особенности

Двухполюсный выключатель, как и однополюсный, применяется в однофазной электрической сети. Конструктивно они ничем не отличаются друг от друга. Единственная разница между ними — это способ подключения к электрической сети. Однополюсный автомат устанавливается в разрыв фазного провода, а нулевой провод проходит по отдельной линии.

Двухполюсный выключатель отличается наличием защитных функций, которые обеспечивают блокировку каждого полюса. При аварийной ситуации на любом участке электрической цепи срабатывает защита одного полюса, которая отключает весь автомат. Основные элементы прибора:

• корпус;
• модуль контактов;
• электромагнитная система управления;
• устройство гашения электрической дуги;
• расцепитель.

Корпус и крышка автомата изготавливаются из материала, который не пропускает электрический ток. Обычно для этого используется пластмасса, текстолит и другие полимерные материалы. Внутри корпуса располагаются основные функциональные узлы. В крышке монтируются свободные клеммы, которые соединяются с главными контактами.

Отключение прибора осуществляется как ручным способом, так и в автоматическом режиме. При перегрузке в электрической схеме происходит моментальное отключение автомата с таким усилием, что невозможно руками воспрепятствовать срабатыванию защитного устройства. По принципу действия двухполюсного выключателя работает четырехполюсный автомат в трехфазной электрической цепи.

Принцип действия основных элементов

К основным элементам автоматического выключателя относятся: тепловое расцепляющее устройство, механизм электромагнитной защиты. При возникновении короткого замыкания сила тока в электрической цепи возрастает в несколько раз.

Такая ситуация может привести к выходу из строя проводов и бытовой аппаратуры. В конструкцию электромагнитной защиты входят:

• катушка;
• сердечник (соленоид);
• пружина;
• подвижные контакты.

Пружина, внутри которой находится соленоид, последовательно соединяет тепловой расцепитель с подвижными контактами. Сила рабочего тока для срабатывания магнитного механизма слишком мала.

Когда возникают сверхтоки, то катушка втягивает сердечник, сжимает пружину, и контакты размыкаются. В обычном состоянии под воздействием пружины контакты опять соединяются. Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины, рычага и контактов.

Такое устройство срабатывает несколько медленнее, чем электромагнитное. Это связано с тем, что на нагрев биметаллической пластины уходит некоторое время. Отличается он еще тем, что не реагирует на кратковременное повышение тока.

Популярные модели

Перед выбором нужного автомата следует обратить внимание на технические характеристики прибора. Кроме того, на корпус наносится маркировка латинскими буквами, которая обозначает время срабатывания выключателя. Наиболее популярными считаются:

• 2П 10А DEKraft ВА-101 — двухполюсный автоматический выключатель, выдерживающий повышение тока до 10 тыс. ампер. Прибор обладает монолитной лицевой панелью и отличается легким монтажом.
• АВВ Е214−25−202 — применяется в электрических сетях с напряжением от 24 до 250 В. Обладает отключающей способностью при токе короткого замыкания до 3 тыс. ампер. Аппарат производит шведско-швейцарская компания ABB.
• TDM BA47−63 2P 32A — модульный автоматический выключатель от российских производителей. Номинальный рабочий ток — 32 А, диапазон напряжения — от 230 до 400 В. Контакты с насечками предотвращают провода от перегрева. Прибор устанавливается как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Питающие провода подключаются к верхним или нижним клеммам.

Наиболее надежными считаются автоматы, выпускаемые фирмой ABB и французской компанией Legrand.

Монтаж и подключение автомата

Прибор перед установкой в электрическую цепь обязательно проверяется по некоторым показателям, а именно: он должен полностью соответствовать техническим параметрам соответствующей схемы, корпус не имеет трещин и повреждений, клавиша должна срабатывать легко с характерным щелчком.

Если автомат крепится на DIN-рейку, то место соединения не должно иметь характерных повреждений. Подключение проводится медными проводами, на каждый из которых устанавливается соответствующий наконечник. Если провода алюминиевые, то монтируются концевые элементы ТАМ-7, которые должны соответствовать параметрам ГОСТа.

Все сетевые проводники подключаются к контактам, расположенным в верхней части прибора. После соединения провода не должны оказывать какое-либо усилие на клеммы автомата, иначе контакт постепенно ослабнет. После подключения проводов прибор проверяется на качество изоляции, проводится его тестовая проверка на работоспособность.

Автоматические выключатели: чем отличаются однополюсные и двухполюсные?

Электричество является неотъемлемой частью современной жизни: оно есть не только в городских квартирах, офисах и промышленных помещениях, но и в загородных домах и на дачах. Помимо преимуществ, которое дает электричество, у него есть и свои недостатки, связанные с возможностью возникновений аварийных ситуаций на сети, точнее – с последствиями аварий. Чтобы избежать перегорания электропроводки, порчи электротехнических устройств и ударов током, используются устройства защиты электросети.

Наибольшее распространение получили автоматические выключатели. Это коммутационные устройства, обеспечивающие проведение тока с допустимыми значениями. Если номинал тока превышает предельно допустимые значения, то питание автоматически выключается, что позволяет исключить перегрузки на сети. Защитное оборудование бывает двух разновидностей – однополюсное и двухполюсное. Прежде чем устанавливать один из двух вариантов, нужно разобраться в их особенностях и сферах применения.

Основные отличия автоматов

Как следует из наименования, выключатель автоматический однополюсный применяется для блокировки единственной линии. Защитные устройства этого типа выполняют свои функции благодаря двум элементам в конструкции: тепловому и электромагнитному. Тепловой элемент срабатывает, когда сеть длительное время работает с превышением предельно допустимой нагрузки, а электромагнитный элемент активируется при коротком замыкании.

В отличие от предыдущего варианта двухполюсный автоматический выключатель мониторит режим работы сразу двух линий. Для этого аппарат подключают к четырем проводам, по двум из которых идет напряжение, а два других выполняют защитную функцию. Если говорить упрощенно, то конструкция такого устройства представляет собой объединение в одном корпусе двух 1-полюсных моделей.

Это упрощение создает ложное предположение, что двухполюсную модель можно заменить двумя однополюсными, но это большая ошибка. Сделать этого не получится, поскольку в 2-полюсных автоматах защитные устройства соединены друг с другом не только общим рычагом, но и блокирующим устройством. Такая конструкция позволяет при возникновении аварийной ситуации отключать две линии одновременно. Если использовать два однополюсных автомата, то в аналогичной ситуации сработает только один выключатель, а через другой в аварийную сеть будет подаваться напряжение. Стоит отметить, что двухполюсный автомат позволяет отключать одновременно две линии не только в автоматическом, но и в ручном режиме.

Сфера применения автоматов

Устройства отличаются не только конструкцией и принципом действия, но и особенностями использования. Однополюсные автоматические выключатели предназначены для установки на объектах с одноконтурной электросетью (например, такие модели устанавливаются в квартирах), исключением являются случаи, когда в одной из комнат находится сложное электрооборудование, которое нельзя запитывать от единой электросети. Такие модели ставят и в домах с однофазной проводкой и заземленной нейтралью с укороченными нулевыми проводниками.

Если в доме есть электрооборудование, получающее энергию от трансформатора, то в этом случае потребуется использовать двухполюсный автомат.

Как видите, у каждой из двух модификаций защитных устройств есть свои плюсы и минусы. Например, однополюсные имеют миниатюрные габариты и небольшую цену. Двухполюсные более надежны, но их приобретение обойдется недешево (правда, стоимость оборудования зависит еще от таких факторов, как компания-производитель и место покупки). Чтобы воспользоваться преимуществами и свести к минимуму недостатки, при выборе автомата необходимо учитывать все особенности объекта установки установки.