Выбор автомата по количеству полюсов

Выбор автомата по количеству полюсов

Автоматический выключатель – это низковольтный защитный аппарат, который выполняет защиту электрических цепей от таких аварийных режимов работы, как перегрузка и короткое замыкание, а также позволяет выполнять коммутации электрических цепей под нагрузкой в ручном режиме. Если автоматический выключатель конструктивно имеет мотор-привод, то управление им можно осуществлять дистанционно или автоматически посредством подачи сигнала от различных автоматических устройств.

Автоматические выключатели применяются достаточно широко, так как понятие «низковольтные цепи» включает в себя не только силовые цепи, питающие различные электроприборы и оборудование, но и цепи связи, телемеханики оборудования, различных вспомогательных цепей напряжением до 1000 В. В данной статье приведем особенности выбора автоматического выключателя по такому критерию, как количество полюсов.

При выборе автоматического выключателя количество полюсов в нем выбирается с учетом характеристик электрической сети. Рассмотрим, когда и где применяется одно- , двух-, трех — и четырехполюсные автоматы.

Цепи переменного тока напряжением 220/380 В

Трехфазная электрическая сеть может питать, как трехфазных, так и однофазных потребителей. Трехфазные потребители — электродвигатели, трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда» или «треугольник» подключаются к электрической сети тремя проводниками (тремя фазами) и соответственно для защиты данных потребителей устанавливаются трехфазные автоматические выключатели, которые позволяют полностью разорвать цепь.

Если схема соединения обмоток электродвигателя или трансформатора «звезда с выведенной нулевой точкой», то для их защиты устанавливают четырехполюсные автоматические выключатели, которые разрывают три фазных проводника и один нулевой.

Однофазные потребители питаются от напряжения 220 В, которое можно получить, если взять одну из фаз и нулевой проводник (нейтраль) электрической сети. То есть в данном случае помимо трех фаз электрической сети есть еще один проводник – нулевой, поэтому для защиты и коммутации такой электрической сети устанавливают четырехполюсные автоматические выключатели, которые осуществляют разрыв всех четырех проводников электрической цепи.

Также существуют электрические приборы или оборудование, которые конструктивно имеют трехфазные и однофазные элементы. Например, электрический станок конструктивно имеет несколько электрических двигателей, питающихся от трех фаз электрической сети. При этом для управления данными электродвигателями построена схема, питающаяся от 220 В.

В данном случае автоматический выключатель, осуществляющий подачу напряжения на станок, имеет четыре полюса, а непосредственно на самом станке имеются отдельные автоматические выключатели для защиты каждого из элементов станка. Трехполюсные — для защиты электродвигателей, двухполюсные — для защиты цепей управления и других вспомогательных цепей станка.

Однофазная электрическая сеть двухпроводная – один провод в ней фазный, другой – нулевой. Для коммутации и защиты электрических цепей применяют двухфазные автоматические выключатели, осуществляющие полное отключение участка электрической сети.

Как в однофазных, так и трехфазных распределительных щитках могут устанавливаться однофазные автоматические выключатели, осуществляющие питание отдельных однофазных потребителей. Данные автоматические выключатели осуществляет разрыв фазного проводника электрической цепи. При этом отдельные однофазные потребители подключаются к вводному (общему) автоматическому выключателю, который, как и упоминалось выше, имеет два полюса для однофазной цепи и четыре полюса для трехфазной цепи с нулевым проводом.

Следует отметить, что разрыв нулевого проводника производится в том случае, если электросеть имеет систему заземления TN-S, которая предусматривает разделение рабочего нулевого и защитного проводников. Разрыв нулевого проводника осуществляется при условии, что ноль не будет приходить с другого источника. Разрыв всех проводников электрической цепи, в том числе и нулевого проводника, требуется для обеспечения безопасности при обслуживании электропроводки.

Двух, трех- и четырехполюсные модульные автоматические выключатели могут использоваться для автоматизации отключения независимых друг от друга цепей. Например, одна цепь подключается к одной фазе трехфазного автомата, а две другие, к двум другим фазам автомата.

Тепловой и электромагнитный расцепители каждого из полюсов модульного автоматического выключателя работают независимо друг от друга, а рычаги полюсов соединяются между собой, поэтому при возникновении перегрузки или короткого замыкания на одной цепи, будут отключены и две другие цепи.

Цепи постоянного тока

Помимо трехфазных и однофазных сетей переменного тока существуют цепи постоянного тока. Цепь постоянного тока имеет два полюса – «+» и «-», поэтому и автоматические выключатели в данных цепях применяются двухполюсными. Однофазные автоматы в цепях постоянного тока не применяют, так как в данных цепях нужно обеспечивать разрыв одновременно двух полюсов.

Автоматические выключатели постоянного тока применяются для защиты цепей электрифицированного транспорта, в электроустановках в цепях устройств релейной защиты, автоматики, в цепях соленоидов высоковольтных выключателей, для питания оборудования связи, телемеханики, систем АСУ ТП, а также в различных устройствах промышленной автоматики.

Выключатель трехфазный для станка

Автоматический выключатель — основа основ электрики, будь-то квартирный щиток отвечающий за розетки и освещение в вашем доме, или мощное распределительное устройство на промышленном предприятии. Вводные автоматы, защитные устройства, разделение по зонам и т.п. — практически любая задача требует автоматический выключатель. Рынок предлагает поистине гигантский выбор устройств, на любой вкус, и, почти на любой кошелек. Не только у простого обывателя, но и опытного электрика голова идет кругом от такого выбора. Как найти надежный автомат и не переплачивать за наклейку? Мы этот вопрос решили выбором автоматических выключателей Курского электроаппаратного завода (КЭАЗ).

Кратко расскажем почему и сделаем небольшой обзор автоматических выключателей, устройств защиты от токов утечки, диф. автоматов.

На вопрос «почему» — прежде всего, небольшой экскурс в историю наших взаимодействий с КЭАЗ. С устройствами этого производителя каждый из нас сталкивался на промышленных предприятиях, да и в быту. Кто же не помнит старые черные автоматы серий АП, АЕ, ВА:

Все предприятия и жилые помещения Союза были в продукции Курского электроаппарата. Будем откровенны, не всегда советские изделия были знаком качества. С появлением в стране продукции Siemens, Merlin Gerin (Legrand) и др. известных западных заводов, электрики и энергетики на предприятиях старались работать с «импортом». Признаемся, и мы — не исключение. Сборку шкафов управления мы обычно вели на продукции Schneider, ABB, стараясь избегать китайской продукции (IEK, EKF и пр.), которой занимались в рознично-бытовом направлении, а российский производитель, по сути, ничего и не предлагал.

Примерно 4 года назад мы впервые завели в розничный ассортимент продукцию КЭАЗ. Стали наращивать обороты, и оказались в очень правильной «струе» — именно в это время КЭАЗ полноценно начал менять свой ассортимент, дизайн, и выводить на рынок новые линейки модульной продукции — OptiDin, OptiMat, OptiVolt и др, объединенные общим брендом KEAZ Optima. Качество продукции оказалось настолько высоким, что мы переключились на нее и в магазинах, и в сборочном цехе. С тех пор мы полноценно сотрудничаем с заводом не только по розничному, но и по промышленному направлению, и в 2013 году подписали партнерское соглашение, став официальным поставщиком в Екатеринбурге и Свердловской области.

В следующей статье сделаем отдельный обзор пром. автоматов серии OptiMat, а здесь поговорим о «бытовой» серии OptiDin, до 125А.

Откроем линейку с самого бюджетного решения, которым мы легко «убиваем» китайские бренды. Эта позиция всегда в наличии на нашем складе!

Модульные автоматические выключатели ВА47

Обычный, неселективный автомат на DIN рейку, с тепловым электромагнитным расцепителем, на переменные токи до 100А, степенью защиты IP20, УХЛ3, под сечение проводника до 35 кв.мм.

Преимущества:

• Самый доступный по цене автомат от КЭАЗ — «бюджетный модуль»
• Высокие показатели стабильности характеристик и точность работы
• Пластик корпуса и других деталей выключателя не подвержен горению
• В наличии на складе в Екатеринбурге

Следующая линейка находится в среднем ценовом диапазоне, между «китайцами» и «европейцами», при этом в качестве практически ничем не уступает большим игрокам (ABB, Schneider и др)

Выключатели автоматические модульные OptiDin ВМ63 и ВМ63 DC (до 63 А) для переменного и постоянного тока

Преимущества:

• Высокие показатели стабильности за счет конструкции корпуса с профильными углублениями — для лучшего охлаждения рядом стоящих устройств
• Работоспособность в широком диапазоне температур — от минус 60 до плюс 40 ˚С
• Исполнение автоматических выключателей для АЭС
• Серебросодержащие композитные напайки на контактной группе обеспечиваютповышенную износостойкость и срок службы, а так же уменьшенное значение переходного сопротивления
• Наивысшее быстродействие и токоограничение автоматических выключателей (время отключения менее 10 мс — класс селективности 3)

Кроме автоматических выключателей на переменный ток, есть линейка выключателей постоянного тока (ВМ63 DC), с номинальным напряжением 110, 220, 440 В.

и аналогичная серия автоматов ВМ, но уже для для токов от 80 до 125А — OptiDin BM125

Преимущества устройств КЭАЗ для защиты от токов утечки:

Автомат вводной: особенности выбора и виды

Вводной автомат (ВА) – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание (КЗ). От перечисленных аппаратов он отличается большей величиной номинального тока. На фото изображен щит с расположенным в нем сверху вводным автоматом.

Щит с автоматическим выключателем

Правильнее называть устройство – вводный автоматический выключатель. Поскольку он ближе других устройств находится к воздушной линии, аппарат должен обладать повышенной коммутационной стойкостью (ПКС), характеризующей нормальное срабатывание устройства при возникновении КЗ (максимальный ток, при котором автоматический выключатель способен хотя бы однократно разомкнуть электрическую цепь). Показатель указывается на маркировке прибора.

Типы автоматов ввода

Подача электричества к объекту зависит от его потребностей и схемы электросети. При этом подбираются соответствующие типы автоматов.

Однополюсный

Вводный выключатель с одним полюсом применяется в электросети с одной фазой. Устройство подключается к питанию через клемму (1) сверху, а нижняя клемма (2) соединяется с отходящим проводом (рис. ниже).

Схема однополюсного автомата

Автомат с одним полюсом устанавливается в разрыв фазного провода и отключает его от нагрузки при возникновении аварийной ситуации (рис. ниже). По принципу действия он ничем не отличается от автоматов, установленных на отводящих линиях, но его номинал по току выше (40 А).

Схема вводного однополюсного автомата

Питающая фаза красного цвета подключается к нему, а затем – к счетчику, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод синего цвета проходит сразу на счетчик, а с него на шину N, затем подключается к каждой линии.

Автомат ввода, установленный перед счетчиком, должен быть опломбирован.

Вводной автомат защищает кабель ввода от перегрева. Если КЗ произойдет на одной из линий ответвлений от него, сработает ее автомат, а другая линия останется работоспособной. Подобная схема подключения позволяет быстро найти и устранить неисправность во внутренней сети.

Двухполюсный

Двухполюсник представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.

Не допускается установка двух однополюсников вместо одного двухполюсника.

Вводной автомат с двумя полюсами применяется при однофазном вводе из-за особенностей схем подключения в домах старой постройки. В квартиру делается ответвление от стояка межэтажного электрощита однофазной двухпроводной линией. Жэковский электрик может случайно поменять местами провода, ведущие в квартиру. При этом нейтраль окажется на вводном однофазном автомате, а фаза – на нулевых шинах.

Чтобы обеспечить полную гарантию отключения, надо обесточить квартирный щиток с помощью двухполюсника. Кроме того, часто приходится менять пакетный выключатель в этажном щите. Здесь удобнее сразу поставить вместо него двухполюсный вводной автомат.

В квартиру нового дома идет сеть с фазой, нейтралью и заземлением со стандартной цветовой маркировкой. Здесь также не исключена возможность перепутывания проводов из-за низкой квалификации электрика или просто ошибки.

Еще одной причиной установки двухполюсника является замена пробок. На старых квартирных щитках еще остались пробки, которые установлены на фазе и на нуле. Схема соединений при этом остается прежней.

ПУЭ запрещают установку предохранителей в нулевых рабочих проводах.

Двухполюсник в данной ситуации установить удобнее, поскольку нет необходимости переделывать схему.

При подключении электричества к частному дому по схеме ТТ двухполюсник необходим, так как в такой системе возможно появления разности потенциалов между нейтральным и заземляющим проводом.

На рис. ниже изображена схема подключения электричества в квартиру с однофазным вводом через двухполюсный автомат.

Схема ввода с двухполюсным автоматом

Питающая фаза подается на него, а затем – на счетчик и на устройство противопожарного защитного заземления УЗО, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод проходит сразу на счетчик, с него на УЗО, шину N, а затем подключается к УЗО каждой линии. Нулевой проводник заземления зеленого цвета подключается сразу к шине PE, а с нее подходит к заземляющим контактам розеток №1 и №2.

Вводной автоматический выключатель защищает кабель ввода от перегрева и КЗ. Он также может сработать при КЗ на отдельной линии, если там неисправен другой автомат. Номиналы счетчика и противопожарного УЗО подбираются выше (50 А). В этом случае устройства будут также защищены вводным автоматом от перегрузок.

Трехполюсный

Устройство применяется для трехфазной сети, чтобы обеспечить одновременное отключение всех фаз при перегрузке или коротком замыкании внутренней сети.

К каждой клемме трехполюсника подключается по фазе. На рис. ниже изображены его внешний вид и схема, где для каждого контура существуют отдельные тепловой и электромагнитный расцепители, а также дугогасительная камера.

Трехполюсный автомат в шкафу и его схема

При подключении к частному дому вводной автоматический выключатель устанавливается перед электросчетчиком с защитой на 63 А (рис. ниже). После счетчика ставится УЗО на ток утечки 300 мА. Это связано с большой протяженностью электропроводки дома, где имеет место высокий фон утечки.

После УЗО осуществляется разделение линий от распределительных шин (2) и (4) к розеткам, освещению, а также отдельным группам (6) подачи напряжения в пристройки, трехфазным нагрузкам и другим мощным потребителям.

Трехфазная сеть частного дома

Расчет автомата ввода

Независимо от того, является автомат вводным или нет, его рассчитывают путем суммирования токов отходящих к нагрузкам линий. Для этого определяется мощность всех подключаемых потребителей. Номинал определяется для одновременного включения всех потребителей электроэнергии. По этому максимальному току подбирается ближайший номинал автомата из стандартного ряда в сторону уменьшения.

Мощность вводного автомата зависит от номинального тока. При трехфазном питании мощность определяется тем, как подключены нагрузки.

Требуется также определить количество аппаратов коммутации. На ввод требуется только один выключатель, а затем по одному на каждую линию.

На мощные приборы типа электрокотла, водонагревателя, духового шкафа необходимо установить отдельные автоматы. В щитке должно быть предусмотрено место для установки дополнительных автоматических выключателей.

Выбор ВА

Выбор устройства производится по нескольким параметрам:

1. Номинальный ток. Его превышение приведет к срабатыванию автомата от перегрузки. Подборка номинального тока производится по сечению подключенной проводки. Для нее определяют допустимый максимальный ток, а затем выбирают номинальный для автомата, предварительно уменьшив его на 10-15%, приводя к стандартному ряду в сторону уменьшения.
2. Максимальный ток КЗ. Автомат выбирается по ПКС, которая должна быть равна ему или превышать. Если максимальный ток КЗ составляет 4500 А, подбирается автомат на 4,5 кА. Класс коммутации подбирается для освещения – В (I_пуск>I_ном в 3-5 раз), для мощных нагрузок типа отопительного котла – С (I_пуск>I_ном в 5-10 раз), для трехфазного двигателя большого станка или сварочного аппарата – D (I_пуск>I_ном в 10-12 раз). Тогда защита будет надежной, без ложных срабатываний.
3. Установленная мощность.
4. Режим нейтрали – тип заземления. В большинстве случаев он представляет собой систему TN с разными вариантами (TN-C, TN-C-S, TN-S),
5. Величина линейного напряжения.
6. Частота тока.
7. Селективность. Номиналы автоматов подбираются по распределению нагрузок в линиях, например, автомат ввода – 40 А, электроплита – 32 А, другие мощные нагрузки – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 10 А.
8. Схема питания. Автомат подбирается по количеству фаз: одно,- или двухполюсный для однофазной сети, трех,- или четырехполюсный для трехфазной.
9. Изготовитель. С целью повышения степени безопасности, автомат выбирается у известных производителей и в специализированных магазинах.

Количество полюсов для трехфазной сети равно четырем. При наличии только трехфазных нагрузок со схемой подключения треугольником, можно использовать трехполюсный автомат.

Выключатель на вводе должен отключать фазы и рабочий ноль, так как в случае утечки на одной из фаз на ноль существует вероятность удара током.

Трехполюсный автомат можно применять для однофазной сети: фаза и ноль подключаются к двум клеммам, а третья останется свободной.

Выбор вводного автомата в зависимости от типа заземления:

1. Система TN-S: подводящие нулевые защитный и рабочий провода разделены от подстанции до потребителя (рис. а ниже). Чтобы одновременно отключить фазы и ноль применяются двухполюсные или четырехполюсные вводные автоматы (в зависимости от количества фаз на вводе). Если они с одним или тремя полюсами, нейтраль проводится отдельно от автоматов.
2. Система TN-С: подводящие нулевые защитный и рабочий провода совмещены и проходят до потребителя через общий проводник (рис. б). Автомат устанавливается однополюсный или трехполюсный на фазные проводники, а ноль вводится через счетчик на шину N.

Схемы распространенных типов заземлений

Установка

Автомат ввода устанавливается в щитке сверху, с левой стороны. Отводящие линии удобно монтировать сверху вниз. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В таком случае полного разрыва питающей цепи не происходит.

Монтаж обычно производится на DIN-рейку, при отключении питания.

Видео про электрощит

Ответ на вопрос, как скоммутировать вводной электрощит, можно получить из видео ниже.