Установка защитного оборудования — важный этап при построении электрических сетей. В случае возникновения токов большой величины происходит нагрев, вызывающий расплавление изоляционного слоя проводника. Такая ситуация приводит к возникновению пожара. Резкое возрастание величины тока связывают с коротким замыканием, возникающим при работе неисправного оборудования.
Во избежание угрозы возгорания и повреждения проводов применяются различные виды электрических автоматов в зависимости от параметров, используемых совместно с ними электрических приборов.
Принцип работы и разновидности
Принцип работы электрических выключателей заключается в разрыве электрической цепи при появлении короткого замыкания. Или превышение допустимой мощности, на которую рассчитана электрическая сеть. Располагаются электрические автоматы защиты всегда в начале оберегаемого участка цепи. При этом вид подключаемой нагрузки не имеет значения.
По своему виду и параметрическим значениям автоматы разделяют:
- по количеству полюсов;
- по времятоковой характеристике;
- по номинальному току.
Необходимо также отметить класс токоограничения. Это значение характеризуется скоростью реакции устройства на появление нештатной ситуации. Разделение происходит на три класса. Для бытового применения используется третий класс.
Вне зависимости от своих характеристик принцип работы у всех выключателей идентичен. Для подключения автомата к электрической сети необходимо установить управляющий переключатель в положение «включено». Ток, поступая на выключатель, подводится через входную клемму к катушке соленоида, а с неё на биметаллическую пластину. Пластина представляет собой полосу из двух спрессованных металлов с различными коэффициентами теплового линейного расширения. Ток с пластины приходит на выходную клемму и дальше поступает в электрическую цепь. Пластина и соленоид называются расцепителями.
Расцепитель тока — важный элемент конструкции, он может быть:
- электромагнитным (соленоид);
- тепловым (биметаллическая пластинка);
- комбинированным (сочетание теплового и электромагнитного);
- независимым (дистанционно воздействуя на выключатель, производит его отключение).
Существует два условия, при которых электрический выключатель сработает на отключение линии: режим перегрузки и режим короткого замыкания.
Принцип работы в режиме перегрузки основан на способности биметаллической пластинки изгибаться под воздействием тепла. При увеличении мощности на лини ток, протекающий через электрический автомат, растёт, превышая рабочее значение выключателя. В результате расцепитель нагревается, его пластина изгибается, и контакт разрывается. Соответственно, разрывается и электрическая цепь. Подача тока прекращается. Величина тока, при которой пластина разрывает контакт, настраивается в заводских условиях винтом регулировки. После того как пластина остынет, она возвращается в прежнюю форму, и контакт появляется снова.
В режиме короткого замыкания ток возрастает очень быстро, образованное им магнитное поле в соленоиде приводит в движение сердечник. Сердечник воздействует на расцепитель, и электрическая цепь разрывается, при этом появляется дуга. Появление дуги негативно сказывается на внутренних частях автомата, поэтому применяют устройство её гашения. Дугогасительная камера выполняется из параллельно расположенных относительно друг друга пластин, проходя через которые дуга рассеивается.
Таким образом можно отметить основные конструктивные части:
- токовые клеммы;
- расцепитель:
- рычаг управления;
- регулировочный винт расцепителя;
- дугогасящая камера.
Количество полюсов
Количество полюсов обозначает, какое количество проводов можно пропустить через выключатель одновременно. Существуют устройства с количеством выводов от одного до четырёх. Устройство однополюсного выключателя ничем не отличается от многополюсного, только во втором случае при прохождении электрического тока разрываются несколько цепей одновременно.
Однополюсные устройства чаще применяются в бытовых условиях и ставятся в разрыв фазового провода, нулевой подключается напрямую через колодку, как вводный автомат его применение не рекомендуется. Для установки по входу используют двухполюсные автоматические выключатели, к ним одновременно подключают фазовый и нулевой провод. Для использования в трёхфазной сети в качестве вводного применяется уже трёхполюсный автомат. Для защиты четырехфазной электросети, например, включённого по схеме звезда двигателя используется четырехфазный автомат. В таком случае подключается три фазных и один нейтральный провод.
Обычная схема построения защиты на электрических выключателях сводится к установке вводного автомата требуемого количества полюсов. После него устанавливаются однополюсные — по одному на каждую группу. При этом величина номинального тока однополюсного автомата рассчитывается уже исходя из параметров группы, к которой он подключён. Его величина выбирается меньше, чем вводного.
Времятоковая характеристика
Этот параметр обозначает соотношение действительной силы тока, пропускаемого через автомат, к номинальному значению. В зависимости от величины соотношения определяется чувствительность автомата, которая характеризуется числом ложных срабатываний. Существуют автоматы различных видов. Маркируются они буквами латинского алфавита. Наибольшее распространение получили выключатели с маркировкой B, C и D.
Электрические автоматы c характеристикой B отключаются в течение 5−20 секунд. При этом величина тока может превышать значение номинального в пять раз. Эти модели получили широкое распространение в бытовых помещениях. Маркировка C означает интервал выключения 1−10 секунд, при этом нагрузка составляет десятикратное значение. Автоматы D класса применяются для защиты двигателей. Ток срабатывания превышает номинальный в 14−20 раз.
Номинальный ток
Указывает на силу тока, которая может пройти через электрический автомат без его срабатывания. Выпускаются строго определённого значения от 1 до 63 ампер. Всего существует 12 значений: 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A.
Выбор номинального тока зависит от значения мощности, которую выдерживает электропроводка без повреждения. Это значение определяется сечением провода и материалом его изготовления. В домах наиболее популярные для использования автоматы со значением 6A, 10A и 16A. Автоматы номиналом 20A, 25A, 32A используются в квартирах как вводные, т. е. двухполюсные.
Расположение и размещение
Способ размещения (будь то автомат электрический однофазный или другого типа) строго вертикальный. Неподвижная часть рычага управления должна быть сверху, т. е. включение устройства производится переключением снизу вверх. Устройства размещаются в доступных местах, при этом исключается возможность их механического повреждения.
Наибольшую популярность получило крепление на din рейку. Обычно такая рейка устанавливается в щиток. Электрические выключатели конструктивно имеют специальные пазы, в которые вставляется рейка.
Маркировка автоматов
Какие бывают автоматы, как они маркируются — эти сведения необходимо знать, чтобы правильно выбрать устройство. Вне зависимости от производителя и вида электрических автоматов они всегда имеют маркировку на лицевой стороне. Маркировка производится по единой схеме. В неё входит указание всех основных параметров:
Название или логотип производителя.- Определение типа. Указывается согласно каталогу или номеру серии изготовителя. Например, ВА 52−39.
- Величина рабочего напряжения. Значения напряжения переменного тока обозначают символом «~", постоянного тока «—". Для автоматических выключателей любого применения ставятся сразу два значка.
- Рабочий ток наносится без величины измерения в амперах. Перед ним ставится тип соответствующей времятоковой характеристики. Например, обозначение C16 на электрическом выключателе соответствует типу C с рабочим током 16А.
- Рабочая частота, если автомат используется только с установленной частотой.
- Рабочая коммутационная способность при коротком замыкании указывается в амперах. Для неспециализированных автоматов величина вписывается в прямоугольник при равенстве переменного и постоянного тока. Например, 5000 A. Если значения разные, то ставятся два прямоугольника с обозначением параметра тока. Например: 20000 ~ 5000~/-.
- Значком вида IP 20 обозначается степень защиты.
- Отдельно стоящая цифра от 1 до 3 в прямоугольнике обозначает класс ограничения тока.
- Выводы электрического выключателя для соединения с нейтральным проводником маркируются буквой N. Выводы для присоединения защитной линии обозначают символом заземления.
На рычаге управления делаются надписи, обозначающие установленное положение, — «вкл.» и «выкл.» или «1» и «0».
Ведущие бренды и производители
Лидерами в производстве автоматических выключателей являются следующие бренды:
SIEMENS (Германия).- ABB (Германия).
- Schneider Electric (Франция).
- Legrand (Франция).
- Hager (Германия).
- Schrack Technick (Австрия).
- Eaton (США).
- General Electric (США).
- ETI (Словения).
Это известные бренды, производящие любого вида автоматы электрические. Они отличаются высоким качеством корпуса, большим сроком службы и высокой механической прочностью. Нередко на них дополнительно устанавливаются защитные крышки. Эти производители выпускают свои устройства из добротных материалов. Их качество подтверждается сертификатами и сроком гарантии, которую дают производители на свою продукцию.
