Селективный автоматический выключатель является частью электрической цепи. Он выполняет защитную функцию и предотвращает сгорание электропроводки, поломку подключенного к ней оборудования в случае короткого замыкания или превышения номинального напряжения на конкретных участках цепи.
Принцип селективности
Селективностью в электрике и электронике принято называть свойство защитного механизма, выражающееся в способности выделять неисправно функционирующий элемент и отключать его.
Селективная защита бывает:
- Абсолютная. Действует только на участке, где случается поломка или замыкание.
- Относительная. Задействует предохранители, находящиеся выше, когда в силу разных причин другие защитные приборы не срабатывают.
Ярким примером селективности является принцип работы распределительного щитка в доме. Электрическая схема каждого помещения (спальни, кухни, ванной и т. д. ) имеет свой предохранитель. При возникновении короткого замыкания или перепада напряжения в конкретном месте срабатывает абсолютная защита, весь дом не обесточивается.
Если отдельный предохранитель не функционирует, начинает действовать абсолютная защита. Прибор, установленный на входе, полностью отключает энергоснабжение.
Подключение защитных устройств
Селективность автоматических выключателей принято классифицировать исходя из способа их подключения.
По этому принципу защита сети может быть:
Полная. В цепочке последовательно подключённых устройств раньше срабатывает тот, что находится вблизи аварийного участка.- Частичная. Её действие аналогично полной с той лишь разницей, что срабатывает она до определённого значения сверхтока.
- Временная. Последовательно соединённые приборы имеют равные токовые характеристики, но разный период выдержки на срабатывание. Этот период постепенно возрастает от проблемного участка до источника питания. Временная селективность позволяет одному предохранителю страховать другой в случае его отключения.
- Токовая. Основным её параметром выступает максимально-токовая отсечка. Устройства располагаются по мере её уменьшения от источников питания до объектов загрузки.
- Времятоковая. Автоматы, реагирующие на ток и время, делятся на четыре группы. Максимальную эффективность показывает первая группа (A), используемая в электронных схемах. Четвёртая группа (D) применяется в электроприводных системах, для которых характерен большой пусковой ток.
- Зонная. Функционирует под контролем измерительных приборов, передающих данные в центр контроля. На основе полученных сведений определяется, какое из устройств будет отключено. Для такого типа защиты требуются дополнительные источники питания, реализовать его сложно и финансово затратно. Применяется в промышленной сфере.
Самым скоростным является энергетический тип защиты. Предохранители, подключённые по такой схеме, действуют настолько быстро, что короткое замыкание не успевает достичь максимума.
Расчёт защитных показателей
Роль селективных устройств в электрических цепях чаще всего выполняют стандартные выключатели. Чтобы их действие было эффективным, нужно провести правильные расчёты и настройки. При размещении выключателя вблизи источника энергии должно быть соблюдено правило, выраженное формулой Iс. о. послед. ≥ Kн. о.∙ I к. пред.
В ней используются следующие параметры:
- Iс.о.послед. Ток, при котором срабатывает защита.
- I к. пред. Ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты, располагающейся на наибольшем удалении от источника питания.
- Kн.о. Коэффициент надёжности. Зависит от разброса показателей.
Настройка защитного оборудования, в котором важным фактором регулирования является временной промежуток, происходит по формуле tс. о. послед. ≥ tк. пред.+ ∆t. В ней tс. о. послед. и tк. пред. обозначают периоды, через которые срабатывают отсечки предохранителей, установленных вблизи и на удалении от источника питания соответственно. Показатель ∆t характеризует временную ступень селективности, которая определяется по каталогу.
Для обеспечения максимальной защиты электросети используются не только числовые расчёты, но и составляется карта селективности. На ней в виде графиков изображаются времятоковые показатели выключателей, размещённых в цепи по очереди и имеющих один источник напряжения. При составлении такой карты важную роль играет масштаб. Он должен быть таким, чтобы были видны все расчётные точки. Также важно, чтобы карта содержала информацию о максимумах и минимумах коротких замыканий в точках системы.
Несмотря на все преимущества селективной защиты, её установка не всегда является целесообразной. Она показывает свою эффективность только при значительных неполадках в электросети. Основаниями для монтажа селективных защитных приборов служат высокие показатели номинальных автоматов, полученные в результате предварительных расчётов.
Роль автоматических выключателей
Залогом безопасной работы электрической схемы служит чёткая система защиты, в основе которой лежит принцип разделения общей цепи на отдельные участки. Такое разделение позволяет быстро выявить неисправность и устранить её.
Благодаря установке селективных выключателей удаётся добиться правильной совместимости всех используемых защит и обеспечить:
- безопасность жизни людей и работы электроприборов;
- автоматическое обнаружение неисправного участка и его ремонт;
- снабжение электроэнергией участков цепи, расположенных в непосредственной близости к повреждённым зонам;
- поддержку качества предоставляемой электроэнергии.
Тот факт, что однополюсные автоматические выключатели, монтированные на фазном проводе, справляются с функцией защиты сети, не означает, что от выключателей с двумя полюсами следует полностью отказаться. Именно такие устройства защищают систему от токов, сохраняющихся в нейтраль после отключения фазного провода.
Двухполюсные автоматы устанавливают на DIN-рейку распределительного щита вместо двух однополюсных приборов. Они показывают высокую эффективность работы в квартирах и частных домах. Отключение такого устройства служит гарантией безопасного проведения любых работ с электричеством.
Автоматический выключатель, имеющий два полюса, может выполнять роль защитного и управляющего механизма в системах с технологической (кинематической, механической и др.) связью. Если обеспечить питание двух таких устройств от независимых линий, то при выходе из строя одного из них произойдёт отключение другого.
В соответствии с правилами устройства электроустановок, выбор селективных выключателей следует осуществлять с учётом номинальных токов электроприёмников. Это поможет избежать срабатывания защитного оборудования при кратковременных перегрузках.
