Автоматический предохранитель: виды и назначение, расчет количества, одно- и трехфазные

Устройство и технические характеристики электрического автомата

Для выключения, проведения и отключения токов в цепи используется специальное устройство – автоматический предохранитель. Прибор работает в условиях заданного времени или ненормированных явлений электроцепи – коротких замыканий, скачков напряжения.

1. Особенности и функции
2. Устройство автомата
3. Виды расцепителей
4. Принцип работы
5. Работа в нормальном режиме
6. Условия использования
7. Классификация приборов
8. МА
9. Класс А
10. Класс В
11. Класс С
12. Класс Д
13. Классы K и Z
14. Характеристики автоматических предохранителей
15. Номинальная отключающая способность
16. Количество полюсов
17. Время-токовый показатель
18. Номинал рабочего тока
19. Особенности электронных предохранителей и ограничителей тока
20. Сколько автоматических выключателей можно использовать
21. Сколько проводов допускается подключать на один автомат

Особенности и функции

Выключатель является коммутационным прибором, защищающим кабельную линию от критического значения токов. Он выполняет следующие функции:

• предотвращение повреждений жил проводников при замыкании фазы или земли;
• коммутация участков цепи – включает и выключает отдельные зоны;
• защита от перегрузки при включении мощного оборудования в общую сеть;
• выключение сетевого питания при появлении токов короткого замыкания с предельными значениями.

Коммутационные аппараты управляются вручную, при помощи электромагнитного привода или электродвигателя.

Устройство автомата

Электрический автоматический предохранитель выпускается в одно, двух-, трех- и четырехполюсном исполнении. В состав изделия входят следующие узлы:

• контактная система – трехступенчатая, двухступенчатая, одноступенчатая;
• дугогасительная система – состоит из камер с узкими отверстиями, с дугогасительными решетками или комбинированных камер;
• привод расцепителя;
• вспомогательные контакты.

Также у автоматических предохранителей имеются расцепители – реле с прямым действием.

Виды расцепителей

Автомат оснащается двумя типами расцепителей:

• Электромагнитный, защищающий электрическую цепь от замыканий. Имеет вид катушки с центральным сердечником на пружине. При прохождении токов образуется электромагнитное поле, притягивающее сердечник к катушке.
• Тепловой, предотвращающий воздействие на электроцепь токов перегрузки. Выполняется как биметаллическая пластина из двух материалов с различным коэффициентом расширения в момент нагрева.

Перегрузка возникает, когда на линию подкидывается электрооборудование с нагрузкой, выше допустимой для данной сети.

Принцип работы

Устройство автомата обеспечивает специфику его работы. Рассмотреть принцип действия прибора стоит на примере однополюсной модели:

1. На верхнюю клемму подключается кабель от линии питания, на нижнюю – провода потребителей.
2. Для включения необходимо ставить ручку в верхнее положение, для отключения – в нижнее.
3. В момент включения механизмом взвода направляется подвижный контакт к неподвижному. Сцепка соединяется.
4. Соленоидный расцепитель-электромагнит функционирует по принципу выталкивания сердечника из центра катушки электромагнитным полем.

Принцип работы автоматического выключателя

Цилиндрический сердечник из металла надавливает на рычаг механизма расцепления.

За счет гибкой перемычки катушка контактирует с подвижным элементом. Его положение регулирует резьбовой винт.

Неподвижный контакт, подкинутый на верхнюю клемму, выступает в качестве упора для подвижного. Он же замыкает цепь при взводе механизма расцепления.

Контакты автоматически выключаются при повышенной токовой нагрузки. О разрыве цепи свидетельствует искрение. Искры гасит дугогаситель. Дым и остаточные газы выводятся через специальный канал.

Тепловым расцепителем дублируются все этапы работы электромагнитного сердечника. Разница заключается в выталкивании рычага выгнутой биметаллической пластиной.

Чем больше повышается значение тока, тем сильнее выгибается пластина.

Работа в нормальном режиме

В неаварийном режиме автомат работает иначе. Ручка управление поднята вверх, а ток поступает на устройство через кабель питания. Проводник подкинут на верхнюю клемму. Затем ток направляется на неподвижные контакты, оттуда – на подвижные. На соленоидную катушку токи подаются через гибкий кабель. После нее поступают на биметаллический элемент, оттуда – на винтовую клемму внизу, а дальше – в электроцепь, к которой подключена нагрузка.

Условия использования

Воздушный автоматический выключатель

Силовой предохранительный автомат выпускается в 5 климатических категориях и рассчитан на эксплуатацию при следующих условиях:

• монтаж на высоте до 1000 м над уровнем моря;
• температура воздуха снаружи от -40 до +40 градусов без учета инея и росы;
• относительная влажность воздуха 90 % (+20 градусов) и 50 % (+40 градусов);
• помещения без пыли, агрессивной концентрации паров и газов, на улице нет взрывоопасной среды и пыли;
• монтаж на поверхности, куда не достанут капли воды, масла, частицы радиации.

Зависимость эксплуатационных параметров выключателей от условий окружающей среды прописана в ГОСТ 17516.1-90.

Классификация приборов

На основании классификации ПУЭ пользователи могут подобрать устройства одной из категорий.

Выпускаются без теплового расцепителя. Модели подходят для сети, к которой подключаются мощные агрегаты. В качестве защиты от перегрузки применяется реле максимального тока. Предохранитель защищает линию от сверхтока при коротком замыкании.

Класс А

Автомат класса А

Чувствительные модификации со срабатыванием теплового расцепителя при повышении силы тока на 30%. Автоматы отличаются:

• катушкой, обесточивающей сеть за 0,05 сек при превышении нормальных показаний;
• биметаллическим элементом – выключает питание через 20-30 сек.

С помощью приборов организуется соединение цепей с полупроводниками.

Класс В

Защитное устройство класса В

Оборудование подойдет, если у вас частный дом или квартира. Применяется для подключения к розеточным, осветительным линиям. Характеризуется:

• срабатыванием электромагнитного расцепителя при увеличении показаний на 200 % за 0,015 сек;
• срабатыванием пластины из биметалла через 4-5 сек.

Пусковое значение тока для такого устройства должно быть минимальным.

Класс С

Автомат класса С

Автоматический селективный прибор можно поставить в бытовой сети. Электромагнитный узел срабатывает при превышении номинального тока в 5 раз. Тепловой расцепитель становится активным через 1,5 сек. Устройства класса С используются на вводе.

Класс Д

Применяются для организации общей электролинии в качестве резервной защиты. Срабатывают, когда основное оборудование не может своевременно обесточить питание. Номинал электротока должен превысить норму 10 раз.

Классы K и Z

Время срабатывания зависит от типа тока в сети с индуктивным типом нагрузки. Переменный ток должен быть больше нормы в 12 раз, постоянный – в 18. Электромагнитный соленоид активируется через 0,02 сек, тепловой узел – при увеличении тока на 5 %.

Характеристики автоматических предохранителей

Дифференциальный прибор необходимо подбирать на основании номинального предела отключения, количеству полюсов, время-токовому показателю и номиналу тока срабатывания.

Номинальная отключающая способность

Данная ТТХ автомата указывает диапазон, при котором он разомкнет проводку для обесточивания ее и потребителей. По номинальной отключающей способности бывают приборы:

• на 4,5 кА – применяется в качестве защиты силовой линии частного дома. Сопротивление кабеля равно 0,05 Ом, предел тока – 500 А;
• на 6 кА – устанавливается в жилом секторе или общественных зданиях с сопротивлением 0,04 Ом и пределом тока 5,5 кА;
• на 10 кА – защищают промышленные установки, поскольку ток до 10 000 А возникает в короткой магистрали, проложенной от подстанции.

Для бытового использования подходят модели на 6 кА.

Количество полюсов

Четырехполюсный автоматический выключатель класса D

По данному параметру можно установить количество проводов для подключения. Существует 4 модификации:

• Однополюсные. На выключатель можно подкинуть кабели отвода и питания, но он защитит только от возгорания. Нейтраль размещается на нулевой шине в обход автомата. При выключении разрывается фаза.
• Двухполюсные. Одновременно обесточивают всю проводку. Применяются, когда подключается однофазный прибор (бойлер, водонагреватель). К нему автомат подсоединяется 2-мя проводами питания и 2-мя проводами отвода.
• Трехполюсные. Используются, когда в сети трехфазный или четырехфазный тип питания. Соединяются по схеме треугольника или звезды.
• Четырехполюсный. Прибор, необходимый для 6 проводов (3 – фаза, 3 – защита). Допускается подключение на 8 кабелей (4 – фаза с нейтралью, 4 – отводящие, т.е. фазный и нулевой).

Четырехполюсник применяется для токообеспечения промышленного оборудования.

Время-токовый показатель

Время-токовые характеристики автоматических выключателей

Величина, при которой автоматическое устройство отключит сеть до достижения критической отметки. Срабатывание происходит:

• за 10 и более мс;
• за 6-10 мс;
• за 2,5-6 мс.

Чем больше категория, тем меньше нагревается сетевой кабель.

Номинал рабочего тока

Номиналы автоматов по мощности

Характеристика, определяющая скорость срабатывания прибора при увеличении тока над номинальным показателем. На рынке присутствуют модификации:

• 1 и 2А – обеспечивают электричеством малое количество приборов с суммарной мощностью не больше возможностей устройства;
• 3А – промышленный вариант при треугольном трехфазном подключении;
• 6А, 10А и 16А – применяются для запитки отдельных комнат и квартир;
• 16А – имеют 3 или 4 полюса, устанавливаются на вводе при трехфазном питании;
• 20А, 25А, 32А – устанавливаются для защиты квартир с большим количеством бытовой техники;
• 40А, 50А, 63А – высокомощные приборы для промышленных и строительных линий.

Используйте для квартиры модификацию 25А на вводе.

Автомат на 6, 16, 40 или 20 Ампер выпускается в закрытом или открытом корпусе, устанавливается на стену, в специальную нишу или комбинированным способом. При установке в распределительный шкаф фиксируется на дин-рейке. Производители выпускают модели с механическими крепежами или без них.

Особенности электронных предохранителей и ограничителей тока

Автоматический предохранитель старого типа

Плавкий предохранитель устаревшего типа подергается нагреву при токовом воздействии. Некоторые пользователи ставят в щитке перемычку для автомата. Массивное изделие нарушает нормальную работу аппаратуры, становится причиной пожара.

Для многократной защиты применяют электронный предохранитель с функциями:

• самовосстановления цепи после устранения источника поломки;
• восстановления сети после вмешательства человека.

Устройства могут оповещать о неисправностях при помощи звуковых и световых сигналов.

Второй вариант защиты – ограничитель величины тока. Для этого применяется одномодульный генератор стабильного тока. Величину ограничения задают производители. Она не повысится, даже когда часть цепи или вся линия подверглись короткому замыканию.

Стабилизаторы с тиристорами и датчиками тока включаются в момент повышения нагрузки. Тиристор шпунтирует цепь так, что напряжение на выходе становится нулевым.

Сколько автоматических выключателей можно использовать

Расчет групповой утечки тока

В одном электрощите нельзя устанавливать выключатель дифтока групповой сети со значением более 30 мА. ПУЭ не запрещают подключение нескольких автоматов при условии, что не будет утечки тока. Перед началом работ следует вычислить групповую утечку.

1. Переменным резистором измерить фактически показатель.
2. Рассчитать теоретическую величину на основании п. 7 ПУЭ – на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА и 10 мкА на 1 м кабеля.

Чтобы подобрать правильное количество УЗО, понадобится:

1. При подключении, к примеру, 3-х УЗО на 16 А каждый сложить величины.
2. Получившееся значение умножить на 0,4 мА.
3. Подсчитать метраж провода по схеме квартиры и умножить на 10 мкА.
4. Сложить величины и узнать утечку.

П. 7.1.83 ПУЭ сообщает, что максимальная утечка не должна превышать максимальный предел дифтока УЗО, что равняется 10 мА.

Сколько проводов допускается подключать на один автомат

На одно устройство допускается подключать не больше 2-3 проводников с одинаковым сечением. Если в щитке стоит одно УЗО и два автомата, организуется 2 магистрали. При наличии разности сечений кабеля делают скрутку и зажимают ее.

При отсутствии возможности объединения жил до распределительного щита их скручивают в коробе и подают на автоматы 1-2 кабеля. На дин-рейку требуется установить модульные клеммы с защелками и запитать их от выключателей. Такое решение предусматривает наличие дополнительного места в распредкоробе.

Автоматический выключатель на входе в квартиру или дом обеспечивает безопасность домашней электросети. Аппарат своевременно отключает питание при превышении заданного порога параметров. Такая защита предотвращает аварии, поломки бытовой техники и травмы пользователя.

Автоматический предохранитель

Автоматический предохранитель выступает в роли коммутационного аппарата, включающего, проводящего и отключающего токи при нормальных условиях в цепи. В условиях короткого замыкания устройство может включить, провести в течение определенного времени и автоматически отключить ток. В данной статье пойдет речь об особенностях прибора, его принципе работы и о том, как осуществляется замена пробок на автоматы своими руками.

Что представляет собой устройство

Каждый пользователь сталкивается в течение жизни с разнообразными выключателями, при помощи которых вручную включается электроэнергия в доме. Автоматическая современная пробка функционирует по схожему принципу, только отключает подачу электроэнергии она самостоятельно, без стороннего вмешательства, защищая тем самым сеть от перегрузок или короткого замыкания. Одним словом, данное устройство – предохранитель.

Если через предохранитель автоматический резьбовой пройдет ток, вдвое больший номинального показателя, выключатель сработает почти моментально. Мгновенное выключение происходит при резком (в 7 раз) возрастании силы тока.

С помощью выключателей защищаются однофазные осветительные электрические сети, трехфазные с различными показателями силы тока и так далее. Современные компании производят автоматические выключатели разных видов и марок, что делает их широко распространенными. Кроме того, их используют не только как выключатели, но и как предохранители. Теперь рассмотрим принцип действия устройства.

Как функционирует выключатель понятно: контакты электроцепи соединяются и разъединяются. У предохранителя несколько иной принцип. В автомате предохранителем выступает тепловое и электромагнитное реле. Также применяется реле комбинированного типа – расцепитель. Если через выключатель проходит ток выше номинального показателя тока расцепителя, реле активируется и разрывает цепь. Защита от перегрузок достигается за счет теплового расцепителя. Если данный элемент сработал, следует выждать немного времени, чтобы биметаллическая пластинка остыла, после чего перевести рычажок в положение «отключено» и заново включить предохранитель.

Что касается электромагнитного расцепителя, он функционирует как реле максимального тока. При достижении током заданного показателя, автоматический выключатель срабатывает мгновенно. Каждый автомат имеет те или иные значения. Как правило, указывается сила номинального тока и сила, при которой срабатывает расцепитель.

Важно, чтобы аппарат был изготовлен из качественных материалов. Так, для корпуса используются высококачественные термопласты, которым не страшны механические воздействия. Важно, чтобы в составе материала не присутствовали вредные вещества – галогены. Сам пластиковый корпус должен быть с добавками антипиренов – веществ, предупреждающих распространение горения.

Для изготовления проводящих элементов выключателей применяются материалы, имеющие низкое сопротивление электротоку, к примеру, медь. Контактные площадки производятся из сплавов серебра, что делает их долговечными, обеспечивает хорошую сопротивляемость свариванию.

Автоматы пользуются большим спросом, по сравнению с плавкими предохранителями, что обуславливается следующими их преимуществами:

• Более надежное срабатывание;
• Защищая трехфазное устройство, оно не станет работать в однофазном режиме. Если случается перегрузка или короткое замыкание, отключатся все три фазы;
• Снижение простоев электрического оборудования. Включить сработавший автомат быстрее, нежели заменить перегоревший предохранитель.

Особенности выбора автоматического выключателя

Возможные перегрузки и короткие замыкания несут собой немалую опасность, начиная выходом из строя бытовой техники и заканчивая травмами и пожарами. Устройство, в народе называемое «автоматом», применяется для защиты питающих линий. Если грамотно подобрать автомат, прибор отключит в случае повреждения проводки технику, не допустив ее возгорания.

В домашних сетях зачастую устанавливаются аппараты ВА-серии, принцип действия которых описан выше. Выбирать автомат следует, отталкиваясь от сечения проводов и предполагаемой нагрузки на линию. Этой информации будет достаточно, чтобы сделать правильную покупку. Рекомендуется обращаться в специализированные магазины или к официальным дилерам, дорожащим своей репутацией, а не на электрорынок.

Немалое значение при выборе играют технические характеристики устройства. Выбирая автомат для щита, в первую очередь, учитывается селективность – принцип от большего к меньшему. То есть если на вводе автомат 40А, на розетки идет 20А, на освещение – 10А.

Для определения нагрузки на сеть придется вспомнить школьные уроки физики, а именно закон Ома. Для примера возьмем, что на кухне будут устанавливаться приборы, суммарная мощность которых достигает 3000 ватт. Общая сеть имеет напряжение в 220 вольт. Необходимо поделить мощность на напряжение и получится 13.6 А. Если отталкиваться от ближайшего номинала доступных автоматов, подбирается модель 16 А.

Обратите внимание! Автоматы предусматривают определенное число срабатываний. Конечно, модели от проверенных производителей более надежные, но, тем не менее, не рекомендуется их часто применять для включения-выключения. Из-за этого не только изнашивается механизм, но и подгорают контакты, что приводит к выходу из строя автомата.

Делить нынешние автоматы можно на 3 группы: B, C и D. Чтобы автомат не выбило сразу, после подключения электрического прибора предусматривается задержка по току. Другими словами, устройство будет «молчать» несколько секунд после включения в сеть техники с большим пусковым током. Маркировка в этом случае выступает в качестве коэффициента. Автомат отключается, если ток превышает номинал во столько-то раз:

• B – 3-5. Монтируется в жилых зданиях, где отсутствуют скачки тока;
• С – 5-10. Также находит применение в жилых зданиях. Обеспечивает защиту техники, имеющей слабые пусковые токи (дрель, стиральная машина и так далее);
• D – 10-14. Устанавливается на производствах с установками, имеющими большие пусковые токи.

Выпускаемые модели имеют различия по месту крепления проводника и посадке на DIN-рейку. Поэтому, если производится замена автомата, рекомендуется выбирать модель от того же производителя. Сама установка автоматического предохранителя, желание поменять пробки на автоматы – не самая простая задача, которую рекомендуется доверить специалисту, так как работа с электричеством довольно опасна.

На данный момент лидирующие позиции занимают устройства следующих компаний: ABB, Legrand, Schneider. Это бренды, выпускающие надежное и долговечное оборудование. Если, выбирая прибор, есть желание сэкономить средства, доступен бренд ИЭК.

Обратите внимание! Сейчас многие пытаются подделывать производство предохранителей, выпуская некачественную продукцию. Желая сэкономить средства, не стоит приобретать подозрительно дешевые модели, которые способны стать причиной аварийной ситуации.

Особенности замены автоматического выключателя в щите

Теперь разберемся с тем, как заменить пробки на автоматы, что позволит повысить электробезопасность и защитит проводку от больших токов. На данный момент пробки уже не выпускаются, в связи с чем пользователи заменили старый провод новым, более толстым и надежным, но в любом случае проводка остается незащищенной. Пробки для электрического счетчика все чаще заменяются автоматом, так как используются более мощные бытовые приборы с соответствующими требованиями. Даже начинающий электрик способен справится с данной задачей.

Прежде чем приступать к работам, следует обесточить участок электросети. ПУЭ запрещают работать с электросчетчиками и прочими устройствами, находящимися под напряжением. Бывает, что нет возможности отключить напряжение, а замену произвести нужно. Здесь следует ознакомиться с устройством щитков, которые бывают нескольких видов.

Если речь идет о подъездном щите, то для каждой квартиры предусмотрен свой пакетный выключатель, счетчик и две пробки (фаза и ноль). Для снятия напряжения в таком щите отключается пакетный выключатель. В квартирах расположен счётчик, монтированный на основание из карболита. Над ним находится две пробки: фаза и ноль. Чтобы снять напряжение, достаточно выкрутить фазу.

Если пробки все же не получилось отключить, есть определенная последовательность действий при таких работах. Сначала определяется пробка, по которой проходит фаза. Для этого потребуется снять защитный кожух с аппарата и использовать для проверки индикатор напряжения.

Со счетчика идет фазовый провод, находящийся на верхней клемме пробки. На второй пробке расположен ноль. Фазовый провод, точнее его крепление, аккуратно откручивается при помощи изолированной отвертки, после чего отводится в сторону.

Важно! Данный провод остается под напряжением, поэтому требуется его изоляция. Если он недостаточной длины, на него надевается клеммник, не требующий изоляции.

Откручиваются все провода от пробок, которых всего 4. Для выбора подходящего автомата опираться нужно на сечение провода. Если это алюминиевый провод с сечением 2.5 мм², то автомат должен быть 16А, если 4мм² – 25А. Если в помещении установлена крупная бытовая техника, к примеру, стиральная машина, ей требуется отдельный автомат, а также защита УЗО.

Далее в специализированном магазине подбираются 2 автомата 16А, УЗО на 40А. Для автоматов и УЗО достаточно небольшого щитка, предусматривающего шину для рабочего нуля. Щиток примеряется к основанию из карболита, после чего отмечаются и просверливаются отверстия.

Подводимые провода должны быть заранее подготовлены и удлинены посредством клеммника. К нулевой шине производится крепление верхнего и нижнего провода от нулевой пробки. К левому автомату подключают провод под напряжением. К клеммнику добавляется отрезок необходимой длины и заводится за автомат. К верхней клемме второго предохранителя посредством шлейфа подключается автомат стиральной машины.

На территории России каждый год случаются всевозможные аварии, связанные с тем, что электролинии или оборудование работает неисправно. Избежать этого можно, но необходимо в процессе проектирования и обслуживания закладывать в проект надежное защитное оборудование высокого качества. Автоматические предохранители устанавливаются и в квартирах, а о том, как поменять пробки, написано выше. При выборе устройства следует знать основные параметры и нюансы, тогда электропроводка не будет вызывать проблем при эксплуатации в дальнейшем.

Видео

Предохранители для электрощита дома. Какие лучше выбрать? на сайте Недвио

В данной статье мы ознакомимся более предметно с этими устройствами и узнаем как правильно выбирать предохранители в свой дом.

Классификация

По принципу действия предохранители бывают плавкие и автоматические. Первые – это обычные пробки. Они широко применяются в бытовых сетях, поскольку являются последним и самым надежным рубежом защиты. Их вкручивают около счетчика, а цоколь такой же, как у лампы накаливания. После каждого срабатывания перегоревшие пробки следует поменять.

Предохранители устанавливают после счетчика. Вводной автомат, установленный впереди счетчика, должен быть опломбирован, чтобы исключить кражу электроэнергии. Для этого его помещают в бокс с возможностью доступа только к переключателю.

Автоматы подразделяются на следующие типы:

• электромеханические (автоматические выключатели);
• электронные;
• самовосстанавливающиеся.

Наиболее распространены автоматические выключатели (фото выше).

После счетчика электрический ток расходится по линиям в квартире. Главный ввод и каждый контур в отдельности нужно защитить от перегрузок и короткого замыкания (КЗ). В домах старой постройки применяются пробки с тонкими токопроводящими вставками (рис. а). При номинальных параметрах плавкая вставка выдерживает токовую нагрузку. Когда ее значение превышает норму, вставка пробки перегорает и разрывает цепь. Для восстановления схемы перегоревший элемент следует поменять на исправный. Это может сделать своими руками даже не специалист.

Плавкие и автоматические предохранители (пробки)

С аналогичной формой были сделаны автоматические устройства, способные заменить пробки. На рис. б изображен предохранитель автоматический резьбовой ПАР-10, где число обозначает номинальный ток. Для него не требуется при каждом срабатывании заменить плавкие вставки, а восстановление работоспособности обеспечивается нажатием кнопки.

Сколько проводов допускается подключать на один автомат

На одно устройство допускается подключать не больше 2-3 проводников с одинаковым сечением. Если в щитке стоит одно УЗО и два автомата, организуется 2 магистрали. При наличии разности сечений кабеля делают скрутку и зажимают ее.

При отсутствии возможности объединения жил до распределительного щита их скручивают в коробе и подают на автоматы 1-2 кабеля. На дин-рейку требуется установить модульные клеммы с защелками и запитать их от выключателей. Такое решение предусматривает наличие дополнительного места в распредкоробе.

Автоматический выключатель на входе в квартиру или дом обеспечивает безопасность домашней электросети. Аппарат своевременно отключает питание при превышении заданного порога параметров. Такая защита предотвращает аварии, поломки бытовой техники и травмы пользователя.

Принцип действия предохранителя-пробки

Автоматический и ручной переключатели фаз

Автоматический предохранитель ПАР изготовлен наподобие пробки и вворачивается вместо нее в патрон. ПАР во включенном состоянии замыкает цепь между резьбовой гильзой (1) и центральным контактом (2) с помощью провода (4) (рис. б). Провод навит на катушку электромагнита (5) и связан с биметаллической пластиной (6). При температурной перегрузке от большого тока пластина изгибается и освобождает рычаг, удерживающий пружину (7). Она разъединяет контакты и поднимает вверх кнопку (9), по которой видно, что автомат сработал. Если возникает ток КЗ, сердечник (8) электромагнита резко втягивается, освобождая рычаг, и пружина размыкает контакты.

Ручное отключение автоматического предохранителя производится путем нажатия на маленькую кнопку (10), которая воздействует на рычаг.

Устройство автомата

Как подключить автоматический выключатель

Бытовой автоматический предохранитель содержит две защиты – тепловую и электромагнитную. Тепловой расцепитель для защиты от перегрузок – это пластина из биметалла, через которую проходит электрический ток и нагревает ее. При достижении током пороговой величины пластина деформируется так, что воздействует на отключение электрического контакта. В зависимости от перегрузки, время срабатывания может быть длительным. Минимальный ток отключения зависит от типа автомата и составляет не менее 1,3 от номинальной величины. После остывания пластины устройство снова готово к использованию.

Схема устройства автоматического выключателя

Со временем параметры автоматического выключателя могут измениться из-за износа контактов.

Электромагнитный расцепитель является защитой от КЗ. Механизм расцепления в устройстве всего один, но приводится в действие по-разному. При КЗ величина тока значительно выше номинального и биметаллическая пластина может разрушиться. Поэтому требуется мгновенное размыкание контактов, которое производит электромагнит. Импульс тока проходит через катушку и за счет электромагнитной индукции приводит в действие подвижный сердечник, освобождающий пружину расцепителя.

При коротком замыкании отключение автомата вызывает появление электрической дуги, которая принудительно гасится в дугогасительной камере.

Автомат можно использовать как обычный выключатель нагрузки. Обычно для этого стараются применять реле напряжения, имеющее более мощные контакты.

Условия использования

Воздушный автоматический выключатель
Силовой предохранительный автомат выпускается в 5 климатических категориях и рассчитан на эксплуатацию при следующих условиях:

• монтаж на высоте до 1000 м над уровнем моря;
• температура воздуха снаружи от -40 до +40 градусов без учета инея и росы;
• относительная влажность воздуха 90 % (+20 градусов) и 50 % (+40 градусов);
• помещения без пыли, агрессивной концентрации паров и газов, на улице нет взрывоопасной среды и пыли;
• монтаж на поверхности, куда не достанут капли воды, масла, частицы радиации.

Зависимость эксплуатационных параметров выключателей от условий окружающей среды прописана в ГОСТ 17516.1-90.

Выбор автоматического предохранителя

Автоматический ввод резерва

В зависимости от назначения автоматы подразделяются на типы, приведенные в таблице.

Типы бытовых автоматических выключателей

Тип автоматического выключателя	Ток срабатывания	Назначение
A	2-3∙In	При наличии электронных схем в нагрузке.
B	3-5∙In	Смешанная нагрузка
C	5-10∙In	Умеренные пусковые токи
D	10-20∙In	Большие пусковые токи

Из таблицы видно, что самым важным критерием выбора автомата является номинальный ток. Он должен быть на 10-15% меньше допустимой токовой нагрузки проводки, поскольку главной функцией устройства является ее защита. Затем выбирают автомат, ближайший из стандартного ряда.

Следующий критерий выбора – ток срабатывания. Его можно выбрать, исходя из назначения аппарата, как указано в вышеприведенной таблице.

В системе электроснабжения квартиры или дома может быть установлено несколько автоматов. Номиналы каждого выбираются, исходя из нагрузки каждой линии. При этом должна соблюдаться селективность, чтобы аппараты на верхнем уровне не срабатывали раньше устройств, установленных на низших уровнях.

Схема ввода предусматривает установку впереди счетчика главного двухполюсного автомата, а затем подключение однополюсников на каждую линию. На схеме перед ними установлен дифференциальный автомат, одновременно являющийся автоматом и УЗО.

Схема последовательного подключения автоматических выключателей

Для данной схемы вместо дифференциального выключателя можно установить УЗО, поскольку главный автомат уже есть.

Однополюсный автомат должен подключаться на фазу, а не на нейтраль. Иначе напряжение останется на нагрузке при обесточивании линии.

При трехфазном главном вводе устанавливается четырехполюсный автомат, а нагрузка на фазы равномерно распределяется по линиям. Если нагрузка трехфазная (электрический котел, электродвигатель станка), то к ней подключается четырехполюсный автомат с меньшим номиналом, чем у главного на входе. На рисунке изображена схема трехфазного ввода в дом.

Схема трехфазного ввода в частный дом

Основные однофазные потребители располагаются после счетчика и разделяются на три группы, для каждой из которых требуется свой предохранитель:

• тип D – силовая (электроплита, стиральная и посудомоечная машины);
• тип В – освещение;
• тип С – хозяйственные помещения (гараж, подвал).

На схеме также изображена трехфазная линия, которая обычно применяется для хозяйственных нужд. Для нее выбирается автомат типа С. Если в линии установлены станки с трехфазными двигателями, лучше применить аппарат типа D.

Сколько автоматических выключателей можно использовать

Расчет групповой утечки тока
В одном электрощите нельзя устанавливать выключатель дифтока групповой сети со значением более 30 мА. ПУЭ не запрещают подключение нескольких автоматов при условии, что не будет утечки тока. Перед началом работ следует вычислить групповую утечку.

1. Переменным резистором измерить фактически показатель.
2. Рассчитать теоретическую величину на основании п. 7 ПУЭ – на 1 А нагрузки приходится 0,4 мА и 10 мкА на 1 м кабеля.

Чтобы подобрать правильное количество УЗО, понадобится:

1. При подключении, к примеру, 3-х УЗО на 16 А каждый сложить величины.
2. Получившееся значение умножить на 0,4 мА.
3. Подсчитать метраж провода по схеме квартиры и умножить на 10 мкА.
4. Сложить величины и узнать утечку.

П. 7.1.83 ПУЭ сообщает, что максимальная утечка не должна превышать максимальный предел дифтока УЗО, что равняется 10 мА.

Электронные предохранители и ограничители тока

Электронные защитные устройства разделяются на три вида:

• самовосстанавливающие электрическую цепь после устранения аварии;
• устройства сигнализации об аварии;
• восстанавливающие питание за счет внешнего вмешательства.

В электронике применяются датчики тока, подключенные к нагрузке. При увеличении падения напряжения на датчике выше заданного, с него подается сигнал на защитное устройство, которое отключает цепь или ограничивает ток.

Простейшей защитой радиоэлектронных устройств от токовых перегрузок является стабилизатор напряжения 220в, изображенный на рис. а. Ток нагрузки здесь не может быть выше максимального тока транзистора КП302В. Для изменения величины выходного тока можно выбрать другой транзистор или включить их параллельно.

Электронные схемы ограничения предельного тока

На рис. б электрический ток также ограничивается транзисторами. VT1 работает в режиме насыщения, и напряжение входа практически полностью передается на выход. В рабочем режиме VT2 закрыт и светодиод HL1 не горит. Датчиком тока служит резистор R3. При превышении на нем порогового значения падения напряжения начинает открываться транзистор VT2, а VT1 – закрываться, ограничивая нагрузочный ток. При этом загорается светодиод HL1, сигнализируя о достижении током порогового значения.

Для больших рабочих токов применяется схема защиты на тиристоре (рис. в). В нормальном режиме тиристор заперт, а составной транзистор работает в режиме насыщения. Когда в нагрузке Rн появляется короткое замыкание, через управляющий переход тиристора протекает ток, открывающий его. При этом управляющая цепь транзисторов шунтируется открытым тиристором и ток в нагрузке снижается до минимума.

Принцип работы

Устройство автомата обеспечивает специфику его работы. Рассмотреть принцип действия прибора стоит на примере однополюсной модели:

1. На верхнюю клемму подключается кабель от линии питания, на нижнюю – провода потребителей.
2. Для включения необходимо ставить ручку в верхнее положение, для отключения – в нижнее.
3. В момент включения механизмом взвода направляется подвижный контакт к неподвижному. Сцепка соединяется.
4. Соленоидный расцепитель-электромагнит функционирует по принципу выталкивания сердечника из центра катушки электромагнитным полем.

Принцип работы автоматического выключателя

Цилиндрический сердечник из металла надавливает на рычаг механизма расцепления.

За счет гибкой перемычки катушка контактирует с подвижным элементом. Его положение регулирует резьбовой винт.

Неподвижный контакт, подкинутый на верхнюю клемму, выступает в качестве упора для подвижного. Он же замыкает цепь при взводе механизма расцепления.

Контакты автоматически выключаются при повышенной токовой нагрузки. О разрыве цепи свидетельствует искрение. Искры гасит дугогаситель. Дым и остаточные газы выводятся через специальный канал.

Тепловым расцепителем дублируются все этапы работы электромагнитного сердечника. Разница заключается в выталкивании рычага выгнутой биметаллической пластиной.

Чем больше повышается значение тока, тем сильнее выгибается пластина.

Работа в нормальном режиме

В неаварийном режиме автомат работает иначе. Ручка управление поднята вверх, а ток поступает на устройство через кабель питания. Проводник подкинут на верхнюю клемму. Затем ток направляется на неподвижные контакты, оттуда – на подвижные. На соленоидную катушку токи подаются через гибкий кабель. После нее поступают на биметаллический элемент, оттуда – на винтовую клемму внизу, а дальше – в электроцепь, к которой подключена нагрузка.

Видео про предохранители AES 50A, 70A

Об особенностях использования водозащищенных автоматических предохранителей серии AES 50A, 70A видео ниже.

Современный автоматический предохранитель, получивший развитие из обычной пробки до многофункционального аппарата, соответствует требованиям безопасности при работе электрической цепи. Важно правильно его подбирать под тип подключаемой нагрузки и характеристики проводки. Быстродействие и мощность автоматов достаточно высокие. Если необходимо защищать схемы на полупроводниках, применяются электронные устройства. Наиболее эффективной является защита с несколькими устройствами, включая плавкие предохранители.

Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Предохранители и автоматические выключатели являются аппаратами защиты, автоматически отключающими защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Предохранители применяют для защиты электроприемников, проводов и кабелей от токов КЗ. Они также могут защищать от значительной перегрузки, если все элементы защищаемой сети будут иметь пропускную способность не менее чем на 25 % выше тока плавкой вставки. Поскольку предохранители выдерживают токи на 30…50 % выше номинальных токов плавких вставок в течение одного часа и более, то при токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60 — 100 %. они плавятся за время, меньшее одного часа.

Конструктивно предохранитель представляет собой патрон, в котором крепится плавкая вставка, являющаяся искусственно ослабленным звеном в электрической сети.

В большинстве предохранителей перегоревшие плавкие вставки заменяются на новые.

1. Классификация предохранителей
2. Характеристики предохранителей
3. Назначение автоматических выключателей
4. Конструкция автоматических выключателей
5. Характеристики автоматических выключателей
6. Защитные характеристики автоматов

Классификация предохранителей

Плавкие предохранители разделяют на:

1. инерционные — с большой тепловой инерцией, т.е. способностью выдерживать значительные кратковременные перегрузки током. Это предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком;
2. безынерционные — с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам. Это предохранители с медным токопроводящим мостиком, а также предохранители со штампованными вставками.

Наибольшее распространение в электрических сетях до 1 кВ имеют предохранители НГГН2-63, ПН2, ПР2.

• Предохранители НПН2 (неразборные с наполнителем) снабжены стеклянным неразборным патроном, заполненным сухим кварцевым песком, и вставкой из медной проволоки с оловянным шариком. Такие предохранители не подлежат перезарядке и после срабатывания должны заменяться новыми.
• Предохранители ПН2 (разборные с наполнителем) состоят из фарфорового корпуса, заполненного мелкозернистым кварцевым песком, в котором расположены одна или несколько медных пластинчатых плавких вставок. При срабатывании предохранителя электрическая дуга разветвляется между зернами кварцевого песка и интенсивно охлаждается вследствие отдачи тепла наполнителю.
• Предохранители ПР2 (разборные без наполнителя) состоят из фибровой трубки, в которой расположена плавкая вставка специальной формы цинкового сплава. При перегорании плавкой вставки фибровая трубка выделяет газы, давление в трубке значительно увеличивается и дуга деионизируется.

Предохранители типа ПР2 используются в основном в станках, коммутационных ящиках. В распределительных устройствах (панелях, силовых шкафах) применяются предохранители НПН2 и ПН2, в распределительных шинопроводах — ПН2.

В осветительных сетях могут применяться предохранители с резьбой (пробочные), например типа ПД, ПРС.

Интересное видео о работе предохранителей смотрите ниже:

Характеристики предохранителей

1. номинальным напряжением, при котором предохранитель работает длительное время;
2. номинальным током патрона, на который рассчитаны его токоведущие части и контактные соединения по условию длительного нагрева;
3. номинальным током плавкой вставки, который она выдерживает, не расплавляясь длительное время;
4. разрывной способностью (предельным отключаемым током), определяемой максимальным отключаемым током, при котором происходит перегорание плавкой вставки без опасного выброса пламени или продуктов горения дуги и без разрушения патрона;
5. защитной время-токовой характеристикой, зависимостью времени полного отключения цепи от величины отключаемого тока.

Основные технические данные наиболее распространенных предохранителей приведены в таблице ниже:

Защитные характеристики плавких вставок предохранителей типа ПН2 на различные номинальные токи показаны на рис. 2.4.

Ещё одно интересное видео о предохранителях:

Плавкие предохранители наряду с простотой их устройства и малой стоимостью имеют ряд существенных недостатков:

• невозможность защиты цепи от перегрузок;
• разброс защитных характеристик, вызываемый увеличением контактных сопротивлений в результате ослабления контактов и старения материала вставки в условиях эксплуатации;
• при коротком замыкании в трехфазной линии возможно перегорание одного из трех предохранителей. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, подключенные к линии, оказываются включенными на две фазы, а это может привести к их перегрузке и выходу из строя.

Рис 2.4 Защитные характеристики плавких предохранителей ПН2

Назначение автоматических выключателей

Автоматические выключатели (автоматы) также применяются для защиты от токов КЗ, однако по сравнению с предохранителями являются более совершенными аппаратами ввиду готовности к быстрым повторным включениям, возможности защиты от перегрузок в широком диапазоне токов, защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения, выполнения коммутационных операций (включение, отключение).

Кроме того, у некоторых автоматов имеются независимые расцепители, позволяющие осуществить дистанционное отключение электрической цепи.

Автоматы выпускаются в одно-, двух- и трехполюсном исполнении на токи до 6300 А при напряжении переменного тока до 660 В и постоянного тока до 1 кВ. По времени срабатывания (у различают: обычные неселективные автоматические выключатели с / = 0.01.. .0.1 с: ср селективные с регулируемой выдержкой времени до 1 с и быстродействующие, токоограничивающие с /ср

Виды и устройство предохранителей

При монтаже цепи электропитания в любом помещении необходимо неукоснительно соблюдать безопасность. Существуют специальные элементы, устанавливаемые с целью отключения сетевого питания, если напряжение превышает допустимый уровень. Называются эти приспособления предохранителями.

Виды предохранителей

Классифицируются устройства по критерию разрыва электроцепи. Различают следующие их виды:

• Плавкие. Разрыв происходит путем плавления специальной вставки.
• Электромеханические. Биметаллический элемент, который при деформации отключает контакты.
• Электронные. Электронная схема управляет ключом, отвечающим за разрыв цепи.
• Самовосстанавливающиеся. Для их производства используются специальные материалы. Во время того, как ток течет по цепи, их свойства меняются, однако возобновляются после исчезновения или уменьшения тока. Сопротивления увеличивается, потом снова уменьшается.

Наиболее популярными и востребованными считаются плавкие предохранители.

Разновидности плавких предохранителей

Характеристика и устройство плавких предохранителей

Предохранители ППНИ защищают кабели и промышленные устройства от короткого замыкания и перенапряжения. Номинальный ток варьируется от 2 до 630 Ампер. Применяют их в одно- и трехфазных сетях. Сферы использования:

• распределительные пункты;
• трансформаторные станции;
• шкафы низкого напряжения;
• ящики управления.

Выпускаются устройства в соответствии с ГОСТом Р50339.0/2.

Предохранитель включает в себя несколько компонентов:

Классифицируются устройства по критерию разрыва электроцепи. Различают следующие их виды:

Плавкая вставка.
Для её изготовления используется легкоплавкий металл. Ток нагревает предохранитель во время прохождения через проводник. При нормальной температуре вставка не меняет своей структуры.

Как только напряжение переходит порог допустимого значения, нагрев усиливается, и деталь начинает плавиться. Подача тока при этом прекращается.

В зависимости от характеристик конкретной сети, подбирается устройство с определенными параметрами.

Корпус.
Является связующим звеном между всеми элементами, а также дополнительно их защищает. При срабатывании предохранителя корпус гасит образовавшуюся электрическую дугу, не допуская её распространения.

Система контактов.
Обеспечивает надежное соединение в сети. Чем больше площадь контакта, тем меньше сопротивление и риск перегрева соединений.

Все технические параметры, которыми обладают предохранители и их конструкционные элементы, отвечают стандартам ГОСТ и МЭК. Эти изделия можно использовать в качестве альтернативы российским и зарубежным устройствам.

Вставки любых размеров очень просто монтировать и демонтировать с помощью рукоятки съема РС-1. Они противостоят напряжению около 1000 В.

Рекламоноситель неестественно экономит креативный контент. Тем не менее, точечное воздействие создает эмпирический PR, отвоевывая свою долю рынка.

Принцип работы плавких предохранителей

Данный тип устройств является самым безопасным, надежным и доступным по ценовой категории.

Плавкая вставка под действием чрезмерного напряжения разрушается моментально, обеспечивая эффективный разрыв в цепи и защиту проводки. При нормальном напряжении вставка нагревается, а тепло рассеивается извне сквозь детали корпуса. Сам элемент не деформируется.

Что же происходит при увеличении тока? Температура вставки начинает постепенно нарастать, поскольку деталь оказывает активное сопротивление. Учитывая скорость увеличения температуры, элемент либо плавится, либо испаряется.

Главный критерий, по которому подбирается плавкая вставка для конкретной электроцепи – времятоковый параметр. В экстренном режиме быстрый разрыв электрической цепи способен предотвратить негативные последствия процесса.

Технические параметры

Количество полюсов	1
Номинальный ток	1,6 А
Характеристика срабатывания – кривая тока	С
Номинальное рабочее напряжение	230/400 В
Отключающая способность по EN 60898	4,5 кА
Ширина по количеству модульных расстояний	17,8 мм
Макс сечение входящего кабеля	25 мм
Номинальное напряжение постоян тока – DC	48 В
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение	4 кВ
Класс токоограничения	3
Частота	50 Гц
Степень защиты – IP	IP20
Тип монтажа	на DIN-рейку
Климатическое исполнение	УХЛ4
Тип расцепителя	Тепловой, электромагнитный
Сфера применения	Промышленное и бытовое
Общ количество полюсов	1
Время срабатывания расцепителя в зоне КЗ tm	0,1 с
Наличие взрывозащиты	Без взрывозащиты
Тип монтажной рейки	35×7.5

Данный тип устройств является самым безопасным, надежным и доступным по ценовой категории.

Плавкая вставка под действием чрезмерного напряжения разрушается моментально, обеспечивая эффективный разрыв в цепи и защиту проводки. При нормальном напряжении вставка нагревается, а тепло рассеивается извне сквозь детали корпуса. Сам элемент не деформируется.

Что же происходит при увеличении тока? Температура вставки начинает постепенно нарастать, поскольку деталь оказывает активное сопротивление. Учитывая скорость увеличения температуры, элемент либо плавится, либо испаряется.

Главный критерий, по которому подбирается плавкая вставка для конкретной электроцепи – времятоковый параметр. В экстренном режиме быстрый разрыв электрической цепи способен предотвратить негативные последствия процесса.

Что такое плавкий предохранитель

О предохранителях электрических цепей

В настоящее время основными способами защиты электрических цепей напряжением 380/220 В от токов короткого замыкания и перегрузок является применение плавких предохранителей или автоматических выключателей.

Применение плавких предохранителей обосновано в таких электрических схемах, когда необходимо обеспечить только защиту от токов КЗ и перегрузки при обеспечении высокой отключающей способности (до 120 кА). Такая схема будет значительно дешевле схемы, в которой защиту возлагают исключительно на автоматические выключатели. Для сравнения: комплект из трех предохранителей с номинальным током плавкой вставки 125 А с отключающей способностью 120 кА марки 125NH00B-400 установленных в держателе EBH00O3TS5 фирмы Bussmann более чем в 5 раз дешевле автоматического выключателя с номинальным током расцепителя 125 А и отключающей способностью 36 кА марки SACE TmaxXT1 160 TMD фирмы ABB.

Защитная функция плавких предохранителей основана на термическом воздействии электрического тока на проводник (плавкую вставку). В случае превышения значения тока в защищаемой цепи определенных значений плавкая вставка расплавляется (перегорает) и при этом возникает разрыв электрической цепи.

Как правило, предохранители характеризуются следующими параметрами:

• номинальным напряжением U_ном.пр. , что соответствует максимальному номинальному напряжению цепи, в которой допускается установка конкретного предохранителя;
• номинальный ток плавкой вставки I_ном.вс. , сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий расплавление плавкой вставки ток;
• номинальный ток предохранителя I_ном.пр., сколь угодно долго протекающий через предохранитель и не вызывающий изменений в его конструкции электрический ток;
• предельно отключаемый ток предохранителя (ток короткого замыкания) I_{пр.откл.}, наибольший ток, при протекании которого происходит расплавление плавкой вставки предохранителя и гашение электрической дуги без каких-либо повреждений его конструкции.

Примечание: номинальное напряжение постоянного тока, как правило, ниже номинального напряжения переменного тока. Исходя из практики, за значение напряжения постоянного тока может быть принята как минимум половина значения переменного тока. Держатели предохранителей, промаркированные для переменного напряжения, могут также применяться при постоянном напряжении.

Важной характеристикой предохранителя является время-токовая характеристика, описываемая в виде графика, где по одной оси откладывается ток, чаще всего в относительных единицах (за единицу принимается номинальный ток плавкой вставки), а по другой оси — время срабатывания. При этом надо иметь в виду, что характеристика каждого экземпляра предохранителя (даже из одной партии) уникальна, указывается в каталоге на каждый тип предохранителя как «зона разброса характеристик».

Обозначения характеристики (класса) предохранителя:

– первая буква означает диапазон защиты:

• a — частичный диапазон (только защита от токов короткого замыкания);
• g — полный диапазон (защита и от токов короткого замыкания, и от перегрузки);

– вторая буква означает тип защищаемого оборудования:

• G — универсальный предохранитель для защиты различных типов оборудования: кабелей, электродвигателей, трансформаторов;
• L — защита кабелей и распределительных устройств;
• B — защита горного оборудования;
• F — защита маломощных цепей;
• M — защита цепей электродвигателей и отключающих устройств;
• R — защита полупроводников;
• S — быстрая реакция при коротком замыкании и среднее время реакции при перегрузке;
• Tr — защита трансформаторов.

Примеры характеристик ножевых предохранителей с характеристикой gL/gG:

Особенности конструкции быстродействующих предохранителей

Полупроводники имеют совсем небольшую теплоемкость и жесткую верхнюю границу температуры запирающего слоя, около 125°С. То есть, при защите термочувствительных полупроводников необходимо согласовать характеристики плавкого металлического элемента с допустимой тепловой перегрузкой полупроводника. Таким образом, эффективная защита должна отключать очень быстро все токи, превышающие номинальный ток полупроводника. Ради достижения этой цели были разработаны быстродействующие предохранители с крайне малым сечением сужений плавкой вставки.

Плавкая вставка предохранителя защиты полупроводниковых приборов

Материалом плавкой вставки служит стойкое к окислению и хорошо проводящее тепло и электрический ток серебро. За счет высокой теплопроводности тепловая энергия, выделяемая в местах сужений при протекании номинального тока, быстро отводится на сплошные участки плавкой вставки и расплавления токоведущих суженых участков не происходит. При больших токах выделяемой тепловой энергии достаточно, чтобы быстро расплавить сужения плавкой вставки. Утилизация тепловой энергии происходит в наполнителе предохранителя и, соответственно, на его корпусе. Корпус предохранителя изготавливается из корундовой керамики, стойкой к изменениям температуры.

Выбирая предохранители необходимо учитывать следующие факторы:

• род тока (переменный –AC, постоянный – DС);
• номинальное напряжение;
• номинальный ток, протекающий в цепи защищаемой предохранителем;
• возможный ток короткого замыкания;
• характер защищаемого объекта (двигатель, кабельная линия, полупроводниковый прибор и т.д.) или время-токовая характеристика (класс предохранителя);
• конструктивные особенности предохранителей;
• конструктивные особенности держателей предохранителей.

Цилиндрические предохранители (плавкие вставки)

Краткие технические характеристики
Стандарт	IEC 60269
Напряжение	400, 500, 690 VAC
Номинальный ток	от 0.5 до 125 A
Ток короткого замыкания	от 20 до 120 kA
Характеристики	gG, aM
Размеры (диаметр, длина),мм	8 x 31, 10 x 38, 14 x 51, 22 x 58

Держатели цилиндрических предохранителей

Подобные держатели могут выполнять две функции:

• функцию защиты от токов к.з. и перегрузки;
• функцию разъединителя электрической цепи. I_пл.вст. QF6 в 1,6 раза, I_пл.вст. QF6 > I_пл.вст. QF5.). Предохранитель 80NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя – 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

5. Защита кабеля 2 к шкафу ШСУ1.

Для защиты пятижильного кабеля 5х25 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF3: характеристика gG, I_ном.125 A (условия выбора: 1) I_пл.вст. I_пл.вст. QF8 в 1,6 раза). Предохранитель 125NHG00B-400, Bussmann. Размер предохранителя – 00. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

6. Защита кабеля 3 к шкафу ШСУ2.

Для защиты пятижильного кабеля 5х16 мм² , проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF4: характеристика gG, I_ном.100A (условия выбора: 1) I_пл.вст. I_пл.вст. QF7 в 1,6 раза). Предохранитель 100NHG000B-400, Bussmann. Размер предохранителя – 000. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH000O3TS5 (Bussmann).

7. Защита ввода РУ 0,4кВ

Для защиты выбран плавкий предохранитель QF2: характеристика gG, I_ном.200 A (условия выбора: I_пл.вст. QF2 > I_пл.вст. QF3 в 1,6 раза). Предохранитель 200NHG1B-400, Bussmann. Размер предохранителя -1. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH1O3TS8 (Bussmann).

8. Защита кабеля 1 к РУ 0,4кВ.

Для защиты четырёхжильного кабеля 4х95 мм², проложенного в земле выбран плавкий предохранитель QF1: характеристика gG, I_ном.315A (условия выбора: 1) I_пл.вст. I_пл.вст. QF2 в 1,6 раза). Предохранитель 315NHG03B-400, Bussmann. Размер предохранителя – 03. В качестве держателя выбран разъединитель- предохранитель EBH3O3TM2 (Bussmann).

Автоматические выключатели

В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:

1. Что такое автоматический выключатель?
2. Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.
4. Выбор автоматического выключателя.

1. Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·I_н до 10·I_н включительно. (I_н— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

Примечание:

• Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
• Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

4. Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

U_{ном. АВ}⩾ U_{ном. сети}

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.