Что же такое автоматический выключатель (АВ) и почему его нужно выбирать?
По своей сути это электромеханическое устройство, которое выполняет функционал по прерыванию токов короткого замыкания и токов перегрузки в сети, защищая ее и подключенные электроприемники от повреждений и возгорания, служит для ее замыкания и размыкания в нормальных условиях при протекании рабочих токов нагрузки. Прерывание сверхтоков или токов короткого замыкания происходит соответственно в автоматическом режиме. А выбрать его нужно правильно для того, чтобы прерывал он их надежно, своевременно и селективно.
Основные «действующие лица» в работе типового выключателя – тепловой и электромагнитный расцепители, являющиеся исполнительными механизмами.
Тепловой расцепитель освобождает удерживающее устройство и вызывает срабатывание АВ при перегрузке сети, а электромагнитный – при коротком замыкании.
Характеристики автоматических выключателей
Основные характеристики АВ, в том числе в соответствии с ГОСТ Р 50345-2010, определяемые и оцениваемые при выборе:
1) количество полюсов (одно-, двух-, трех- и четырехполюсные), с учетом количества фазных проводников подключаемой сети и нулевого провода;
2) номинальное рабочее напряжение;
3) номинальный ток;
4) диапазон токов мгновенного расцепления, определяемый классом выключателя – А, B, C, D, K, Z.
5) отключающая способность.
Номинальный ток устройства, А | Тип подключения | |||
Однофазное | Однофазное с вводным автоматом для электропроводки | Трехфазное треугольником | Трехфазное звездой | |
Количество полюсов | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | |
Напряжение, В | ||||
220 | 220 | 380 | 220 | |
Нагрузка сети, кВт | ||||
1 | 0,2 | 0,2 | 1,1 | 0,7 |
2 | 0,4 | 0,4 | 2,3 | 1,3 |
3 | 0,7 | 0,7 | 3,4 | 2,0 |
6 | 1,3 | 1,3 | 6,8 | 4,0 |
10 | 2,2 | 2,2 | 11,4 | 6,6 |
16 | 3,5 | 3,5 | 18,2 | 10,6 |
20 | 4,4 | 4,4 | 22,8 | 13,2 |
25 | 5,5 | 5,5 | 28,5 | 16,5 |
32 | 7,0 | 7,0 | 36,5 | 21,1 |
40 | 8,8 | 8,8 | 45,6 | 26,4 |
50 | 11 | 11 | 57 | 33 |
63 | 13,9 | 13,9 | 71,8 | 41,6 |
Расчетом автоматических выключателей для объектов промышленности, как правило, занимаются проектные институты и используют для этого специальные методики и программное обеспечение. По ним оцениваются величины нагрузок, выбираются проводники, рассчитываются токи КЗ на различных участках цепи и потом выбираются АВ, составляются карты селективности. Серьезными расчетами при монтаже устройств домашней электросети никто не занимается. Вполне достаточно произвести подбор выключателя по номинальному току и току мгновенного расцепления.
Общая логика и цепочка подбора АВ приведены ниже.
Для любой цепи, в которой устанавливается АВ, номинальный ток защитного аппарата должен быть выбран после оценки мощности, потребляемой электроприемниками.
При этом следует понимать, что АВ предназначены защищать от перегрузки не сами электроприборы, а сеть, к которой они подключаются.
Например, когда состав, характеристики и группы электроприборов определены, то последовательность расчета такая:
• высчитывается совокупная мощность всех без исключения электроприемников, запитываемых от конкретного АВ, рассчитывается сила тока. Возьмем для наглядности суммарную мощность нагрузки, равную 3000 Вт, тогда ток I = 3000 / 220 = 13,6 A.
• выбирается стандартный автоматический выключатель с самым близким значением номинального тока из номинального ряда (6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А) не менее рассчитанной величины силы тока нагрузки - In≥I. Выбираем АВ c In=16А.
Для упрощения подбора в статье приведена таблица соотношения между номиналом АВ, мощностью подключаемой нагрузки, схемой подключения и количеством полюсов.
Далее подбирается класс автоматического выключателя для отключения токов КЗ.
Тип характеристики | Сфера применения | Токи срабатывания |
А | Применяются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока | от 3*In |
В | Для защиты сетей, в которых пусковые токи незначительны либо отсутствуют, например, осветительные цепи | от 3*In до 5*In |
С | Для защиты розеточных групп и сетей с умеренными пусковыми токами, например, бытовые сети | от 5*In до 10*In |
D | Применяются в цепях с активно-индуктивной нагрузкой. Для электродвигателей с большими пусковыми токами | от 10*In до 20*In |
Z | Применяются для подключения чисто индуктивной нагрузки | свыше 4*In |
K | Применяются только для подключения электронных устройств | свыше 12*In |
Классы или типы автоматических выключателей
Характер коммутационных процессов в сети предъявляет определенные требования к аппаратам при питании различного вида нагрузок. Поэтому АВ производителями выпускаются нескольких типов, каждый из которых отличается чувствительностью. Величина 3*Iн означает, что автомат отключится в случае, если величина сверхтока будет в 3 и более раз выше его номинала.
Для бытового применения вполне достаточно выключателей типов В, С.
Все же следует учитывать, что АВ рассчитаны производителями на определенное число срабатываний. Поэтому не рекомендуется использовать автоматы в качестве выключателя нагрузки – это приводит к преждевременному изнашиванию механизма и подгоранию контактов.