Двухфазный автомат

Отличие двухполюсных автоматов

Пожалуй, название этого коммутационного аппарата уже говорит само за себя; если обычный “однополюсник” коммутирует всего один полюс, то “двухполюсником” осуществляется одновременная автоматическая коммутация двух полюсов.

Разновидность двухполюсных автоматов определяется их устройством; существуют автоматы, второй полюс которых не имеет функции автоматического защитного отключения, являясь по сути, обычным выключателем нагрузки (условно 1P+N) и с конструкцией, состоящей из двух полноценных однополюсных автоматов (2Р).

Независимо от разновидности устройства, коммутирование цепей, подключенных к полюсам автомата производится одновременно. Механически связанные электромагнитные и тепловые механизмы расцепителей при расцеплении одного из них вызывают сработку – одновременное отключение обоих полюсов автомата.

Таким образом, при использовании “двухполюсников” для защиты однофазных цепей соблюдается требование Правил (3.1.18), запрещающее размыкание нулевого проводника без одновременного разрыва фазного.

Применение двухполюсных автоматов

Область применения двухполюсных автоматов достаточно широка. Очевидна целесообразность их применения для защиты вторичных обмоток понижающих трансформаторов. В отличие от напряжения первичной обмотки, на выходе “вторички” отсутствует рабочая нейтраль – “ноль” и напряжение линейное (“две фазы”).

Еще один пример востребованности применения двухполюсных автоматов – их установка для защиты групповых линий, работающих через общее или вводное УЗО. Так, при возникновении токов утечки на одной из линий и сработке УЗО можно быстро определить на какой именно линии неисправность.

Алгоритм поиска неисправной линии сводится к отключению всех автоматов защиты, а затем (после включения УЗО) поочередному их включению до нахождения групповой линии с утечкой тока. Такой эффективный и достаточно быстрый поиск несправности никак не получится реализовать с помощью обычных “однополюсников”.

Польза применения двухполюсных автоматах очевидна также для защиты электропроводок жилых помещений. Например, в коттеджах и или дачах, электроснабжение которых выполнено с системой заземления ТТ: нередки случаи, когда разность потенциалов между “нулем” и заземляющим устройством достаточно велика.

Применение-же “двухполюсника” позволит гарантированно снять напряжение при отключении автомата. так как отключение автомата вызовет размыкание не только фазного, но и нулевого проводника.

Нередко один из модулей двухполюсного автомата используется для подключения цепей сигнализации и контроля – например, как вспомогательный контакт для включения (отключения) сигнальной лампочки, показывающей коммутационный статус положения автоматического выключателя.

l220.ru

Описание вводного автомата

Стоит начать с того, что автомат двухполюсный вводный – это несколько неверное название устройства. Правильно прибор называется “вводный автомат”. А если говорить о профессиональном наименовании прибора, то звучит оно “как вводный автоматический выключатель”. Также важно добавить, что эти устройства отличаются не только повышенным током, но и большим ПКС по сравнению с другими приборами. Причина заключается в близком расположении объекта к подстанции. Стоит отметить, что существуют разные схемы подключения, в зависимости от которых в проводке могут применяться не только двух-, но и трех- и четырехполюсные автоматы. При этом цена будет такой же, как и на другие двухполюсные автоматы с такими же показателями.

Однополюсный или двухполюсный автомат?

При выборе подходящего прибора для установки нужно учитывать тот факт, что однополюсные могут подойти лишь для размыкания небольшой сети. К примеру, такие устройства могут быть установлены в отдельных небольших постройках или сараях. Хотя даже при такой сборке может понадобиться дополнительное средство для отключения всей сети. А автомат двухполюсный – это полноценный прибор, который способен защитить весь дом, отключив при перегреве сразу всю сеть.

Как становится понятно из названия, устройство обладает двумя полюсами, то есть к нему можно подключить 4 провода. Два из них – это питание, а еще два – это защищаемые провода. Стоит добавить, что подключение питания чаще всего происходит одним проводом к полюсу, а второй полюс питается от перемычки, которая идет с первого. А вот отходящие провода бывают разными. Они могут относиться к одно-, двух- или трехпроводной проводке. Другими словами, к выключателю может быть подключена как фаза с нейтралью, так и обе фазы. Еще одно преимущество заключается в том, что двухполюсный автомат обладает всеми возможными номиналами тока, а также временными характеристиками. Это говорит о том, что они могут быть установлены в любой системе с любым другим оборудованием, что дает возможность закупки и установки устройств единого производителя. А это обеспечивает и удобство установки, и компактность, так как все детали будут подходить друг другу.

Цена на двухполюсный автомат

Двухполюсник стоит немного дороже обычного однополюсного прибора. Если говорить конкретнее, цена на него колеблется в диапазоне от 300 до 1600 рублей. Определяющими характеристиками для ценообразования на такие приборы будут номинальный ток и их типоразмер. Под типоразмером понимают временно-токовые характеристики. Чаще всего происходит так, что стоимость одного автомата с двумя полюсами равна или даже ниже, чем стоимость двух устройств с одним полюсом, но с такими же параметрами тока и типоразмером.

Как подключать прибор

Произвести установку и подключение такого прибора довольно просто. Автомат двухполюсный должен быть установлен в соответствии с его электрической схемой защиты, которая указывает на место, где он должен быть установлен в щитовой. Также на схеме показано, какие проводники нужно подсоединить к нему. Для того чтобы определиться, каким проводом осуществлять подключение двухполюсного автомата, необходимо ознакомиться со схемой подключения устройства. Провод для соединения может быть как двужильным, так и одножильным. Из-за особенностей конструкции подходящие провода подключают к верхним клеммам. А защитные отходящие провода накидываются на нижние клеммы автоматического выключателя.

Типы двухполюсных автоматов

Объединение таких устройств на какие-либо классы или типы осуществляется по общим признакам. Так как видов автоматических выключателей довольно много, введение системы разделения на типы упрощает их использование, описание и понимание того, как работает отдельно взятый класс прибора. Разделение на такие группы осуществляется по общим характеристикам. Существуют типы автоматических выключателей, объединенные по их амперажу. Под амперажем имеется в виду номинальный ток прибора. Кроме этого, существует разделение на типы по силе тока короткого замыкания. В этой подгруппе выделяют три основных класса, в которых сила тока КЗ равна 4500 ампер, 6000 ампер и 10 000 ампер соответсвенно.

Сферы использования прибора

Мы рассмотрели разновидности двухполюсников. Но как их применяют на практике? Как и у любого другого прибора, у автоматических выключателей есть определенные сферы применения. Первый и наиболее распространенный способ использования двухполюсных автоматов в настоящее время – в качестве вводного аппарата защиты. Широкое применение они получили после того, как появилась необходимость отключать не только один нулевой провод, но еще и фазу. Разумеется, основным преимуществом такого типа использования прибора стала высокая мера электрозащиты при ведении ремонтных работ, к примеру.

Однако существуют и некоторые минусы, которые возникают вследствие использования именно двухполюсников.

-первых, они стоят дороже, а во-вторых, они занимают больше места в щитовой. Стоит отметить, что именно габариты очень часто не дают использовать двухполюсник в малых щитовых. Для решения этой проблемы были изобретены современные аппараты защиты, которые выполняют те же функции, но при этом занимают лишь один модуль. Некоторые относят к недостаткам то, что для питания таких приборов необходимо использовать проволочные перемычки. Тем не менее двухполюсные выключатели надежно защищают цепь от сверхтока, поэтому к их установке нужно подойти со всей серьезностью.

www.syl.ru

Особенности работы однополюсного и двухполюсного АВ

Суть работы каждого из этих типов, в общем-то, можно понять из названия. Однополюсный автомат предназначен для отключения одной линии. Двухполюсник отличается от него тем, что контролирует рабочий процесс одновременно в двух линиях и сравнивает параметры потока электронов, определяя, соответствует ли он тому значению, которое допустимо для правильной работы сети. При превышении этих показателей аппарат срабатывает, отключая питание обеих линий одновременно.

У некоторых читателей может возникнуть вопрос: возможна ли замена двухполюсного автомата парой однополюсных выключателей? Делать этого нельзя ни в коем случае. Ведь в устройстве с двумя полюсами его элементы соединены не только общим рычажком, но и блокировочным механизмом.

Это значит, что при возникновении неполадок они отключатся одновременно, а в паре независимых друг от друга однополюсных АВ сработает только один автомат. Электрический ток в этом случае по-прежнему будет подаваться в неисправную цепь через включенный прибор, что может стать причиной возгорания проводки. Наглядно про попытки объединения на следующем видео:

Разница между этими двумя типами защитного выключателя кроется в устройстве расцепителя. Двухполюсный автомат должен обладать расцепляющим элементом, конфигурация которого позволяет одновременно выключать обе части устройства, как при автоматическом срабатывании, так и при ручном воздействии.

Если электрическая цепь в квартире – одноконтурная, то устанавливать в ней двухполюсный автомат незачем, поскольку нет необходимости в одновременной защите различных сегментов помещения. Но в случае, когда в одной из комнат установлено сложное оборудование, которое по своим параметрам не может быть включено в одну общую цепь, без многополюсника не обойтись.

Для наглядности рассмотрим такой пример. Допустим, в домашней сети имеется две линии, в одну из которых включен сложный прибор, и к нему поступает питание через выпрямитель.

Если произойдет нарушение в одной из линий, то в результате ее отключения подача питания на один контур станет причиной скачка напряжения, а значит, и возрастания других параметров. Если своевременно не сработает АВ второй линии, результатом станет выход прибора из строя, а возможно, и возгорание кабеля. Именно поэтому такая сеть должна быть защищена устройством на 2 полюса.

Что будет в обратной ситуации, когда пытаются разъединить многополюсный автомат, на видео:

 

Возможности и назначение многополюсных аппаратов

Установка двухполюсного АВ позволяет обеспечить контроль:

• Двух независимых друг от друга цепей с их одновременным отключением при возникновении неполадок.
• Параметров каждой из независимых линий (хотя при появлении проблем в одной из них обесточиваются обе одновременно).
• Линии постоянного тока, имеющей аналогичные параметры отключения.

Исходя из этого, вводной автомат должен быть как минимум двухполюсным, поскольку он позволит отключить питание во всем доме, если по какой-либо причине АВ неисправного участка сети не сработал. Как и любой пакетник, он позволяет также обесточить квартиру вручную.

Рассмотрим такую ситуацию. В одной из линий домашней электропроводки произошло КЗ, на которое АВ проблемного участка не успел отреагировать и сгорел, превратившись из выключателя в проводник электротока. Если даже общая сеть защищена устройством защитного отключения, это в большинстве случаев не решит проблему, поскольку УЗО выключает питание в случае пробоя кабеля, чтобы не допустить поражения людей током. Поэтому оно тоже выйдет из строя, и в цепи, которую защищает вводной двухполюсный автомат, возникнет дисбаланс.

Наглядно про многополюсные автоматы на видео:

При превышении разницы напряжений на входе и выходе более чем на 30% (а при коротком замыкании в одной из веток это произойдет очень быстро), сработает автомат ввода, отключив и фазный и нулевой кабель. При этом электрическая сеть будет обесточена целиком, и не будет утечки тока даже на кабель заземления. Таким образом, опасность выхода приборов из строя и возгорания линии будет ликвидирована. Устранив неисправность, можно будет вновь вручную включить автомат.

Минусы двухполюсных автоматических выключателей

Любое устройство имеет слабые стороны, и многополюсные устройства защиты сети – не исключение. Хотя отрицательных свойств у двухполюсников мало, все же перечислим их:

• При одновременном замыкании двух линий происходит пробой кабеля электрическим током.

• Тепловой расцепитель изредка выходит из строя, в результате чего отключается питание сети, даже когда она находится в нормальном состоянии.
• В результате аварии может произойти поломка АВ по одной из линий, из-за чего включить питание будет невозможно даже после устранения неполадок.
• Многополюсные устройства обладают более высокой чувствительностью к механическим повреждениям в сравнении с одинарными выключателями.

Несмотря на перечисленные недостатки, защитные устройства, обеспечивающие контроль над двумя линиями, распространены и пользуются большой популярностью. Именно они позволяют обезопасить общую сеть при возникновении неполадок в линии, к которой подключены мощные бытовые приборы.

Меры безопасности при установке двухполюсных автоматов

Правила техники электробезопасности при монтаже защитных устройств на два полюса в целом не отличаются от общих мер при установке других электрических аппаратов. Они таковы:

• Монтаж должен производиться двумя людьми, чтобы в случае поражения током одного из мастеров второй смог своевременно оказать пострадавшему помощь.

• Для защиты от поражения электротоком необходимо пользоваться диэлектрическими ковриками и защитными перчатками.
• Перед тем, как начинать любую работу с электросетями, необходимо получить специальное разрешение.

Заключение

В этой статье мы рассказали о двухполюсных автоматических выключателях, особенностях их работы и преимуществах, а также немногочисленных минусах, свойственных им. Подводя итоги, следует отметить, что многополюсные автоматы обеспечивают надежную защиту электрических сетей с двумя контурами, особенно когда к ним подключены приборы, значительно отличающиеся по мощности.

 

yaelectrik.ru

Область применения

1. В качестве вводных защитных автоматов. Это наиболее популярный способ применения. При одновременном отключении фазы и нуля обеспечивается максимальная безопасность при работах в цепи, потому что происходит полное обесточивание. К тому же, по новым правилам Устройства электроустановок (п. 6.6.28, п. 3.1.18), запрещена эксплуатация однополюсных автоматов на вводе.
2. Для защиты отдельной группы потребителей электроэнергии. Отключение двухполюсного автомата предотвратит срабатывание УЗО (Устройство защитного отключения – предназначен для защиты от дифференциальных токов) при ошибочном соприкосновении нуля и фазы при ремонтных работах в цепях под нагрузкой. А также облегчает поиск ветки с неисправностью при срабатывании УЗО от утечки токов на землю.
3. Для защиты и управления цепями с одновременным подключением питания. Например, при подключении тепловой пушки через один полюс автомата подается фаза на тэны, а через другой полюс – фаза на электродвигатель вентилятора. Если произойдет отключение одного оборудования, отключится и другое, что предотвратит вероятность работы тэнов без охлаждения.

Преимущества применения перед однополюсными автоматами

Рассмотрим ситуацию, когда кто-то перепутал фазу с нулем. Тогда при отключении однополюсного автомата разъединяется линия нуля, а фаза остается в цепи. Человек, думая, что обезопасил себя отключением автомата, начинает работать и получает удар током. Чтобы этого не произошло, нужно после отключения однополюсного автомата проверить отсутствие напряжения в цепи индикатором. Но все же надежнее использовать двухполюсный автомат, который полностью обесточит цепь.

В случае, когда сработало УЗО, необходимо найти неисправность в цепи. В первую очередь выключаются все электроприборы из розеток. Если это не дало результата, последовательно выключаются ветки цепи, но разъединять надо и ноль и фазу. Однополюсный автомат не дает такую возможность. Придется откинуть ноль на шине, что проблематично, так как требует прозвонки для нахождения нужного провода. Двухполюсный автомат отлично справляется с этой задачей.

Таким образом, преимущества:

1. Безопасность – электрическая цепь разрывается целиком.
2. Легкость поиска неисправности.

Недостатки применения перед однополюсными автоматами

На самом деле, недостатков совсем немного:

1. Стоимость – двухполюсные дороже однополюсных.
2. Эргономичность – занимают в два раза больше места в электрощитке.
3. Трудозатраты при монтаже – нулевые провода не объединяются в шину, а каждый заводится в свой автомат.
4. Невозможность использования стандартных распределительных шин – “расчесок”, вместо них придется использовать перемычки.

Устройство автомата

Автоматический выключатель представляет собой пластмассовый корпус с контактами и рукояткой включения/выключения. Внутри располагается рабочая часть. В клеммы вставляется зачищенный провод и зажимается винтом. При взведенном состоянии силовые контакты замкнуты – положение рукоятки “Вкл”. Рукоятка соединена с механизмом взвода, который, в свою очередь, двигает силовые контакты. Электромагнитный и тепловой расщепители обеспечивают отключение автомата при ненормальных состояниях цепи. Дугогасительная камера предотвращает горение и быстро гасит дугу. Канал отвода выводит газы горения из корпуса.

Схема подключения

Предлагается рассмотреть схему подключения двухполюсного автомата.

Здесь ВА 47-63 2/50А – это вводный двухполюсный автомат. Он полностью обесточивает при необходимости всю цепь. За ним подключается счетчик и УЗО. Далее применена схема подключения ряда однополюсных автоматических выключателей. Они устанавливаются только на фазные провода, а нулевые жилы распределяются посредством шины.

Существует схема подключения ряда двухполюсных автоматов, защищающих каждый свою ветку.

Первым на входе подключается УЗО, затем два ряда двухполюсных выключателей. Синим цветом обозначен нулевой провод, красным – фазовый, а желтым – заземление, распределенное с помощью заземляющей шины. Таким образом, осуществляется защита каждого ответвления цепи.

Монтаж

Как правильно монтировать автоматические выключатели в электрощит? Сначала в нем саморезами прикручиваются дин-рейки – это металлические пластины, на которые потом крепятся все автоматы и УЗО. Длину дин-рейки можно скорректировать при помощи ножовки по металлу. Кроме того, в щит прикрепляются распределительные клемники-шины. Они могут быть для нулевых проводов и отдельно для заземляющих. Современная конфигурация шин позволяет крепить их непосредственно на дин-рейку.

Установить двухполюсный автомат на дин-рейку очень просто. Плоской отверткой нужно вытянуть защелкивающуюся скобу на верхней части корпуса, приставить автомат к дин-рейке и отпустить крепление. Также осуществляется снятие. По правилам, вводный автомат устанавливают в левом верхнем углу.

Далее нужно подсоединить провода. Следует строго придерживаться схемы. К двухполюсному автомату сверху подходят вводные провода фазы и нуля, а снизу жилы отводятся в цепь. Важно не перепутать: вход – сверху, выход – снизу, иначе автомат может выйти из строя и не будет выполнять своих функций.

Объединять автоматы можно при помощи перемычек, изготовленных из медного провода такого же сечения, как и у провода цепи. Перемычки требуются для подключения двухполюсных автоматов в ряд. А также с помощью гребенок – это изолированные шины, используются для соединения однополюсных автоматов.

Концы проводов зачищают с помощью специального инструмента стриппера или острым ножом. Затем обжимают наконечниками для кабеля ручным инструментом кримпером. Если такого оборудования нет, то можно просто облудить концы паяльником с применением канифоли и олова. При подключении проводов к автоматам необходимо крепко затягивать болты отверткой, чтобы слабый контакт не вызывал нагревания и повреждения токопроводящих материалов.

Заземляющий провод всегда проходит мимо автоматов прямиком с заземляющей шине. Нулевые провода подключаются к нулевой шине.

Маркировка

Особое внимание следует обращать на маркировку автоматов.

На корпусе автоматов нанесены специальные обозначения:

1. Номинальный ток устройства (в амперах).
2. Группа по току перегрузки (диапазон тока срабатывания).
3. Максимальный ток срабатывания или ток короткого замыкания (в амперах).
4. Класс токоограничения (чем выше класс, тем выше скорость срабатывания при коротком замыкании).
5. Графическое обозначение или принципиальная схема прибора.
6. Серия аппарата.
7. Номинальное напряжение, при котором нужно использовать автомат.

Подбор автомата

Сначала нужно рассчитать значение номинального тока для своей сети. Сделать это можно по формуле (закон Ома):

I=P/U, где:

I – номинальный ток в амперах “А”.

P – мощность всех приборов (сумма мощностей) в ваттах “Вт”.

U – напряжение сети в вольтах “В” (в основном 220 В). Выбирать автомат нужно с ближайшим большим значением номинального тока.

Также выбор автомата по значению длительного допустимого тока следует производить, в зависимости от характеристик кабеля проводки. В правилах устройства электроустановок приведены таблицы расчетов. Чем больше сечение кабеля, тем выше допустимый длительный ток.

fb.ru

Благодарности

Без хранилища патентов Гугл мы лишились бы замечательных рисунков и интересной информации о двухполюсных автоматах. Нельзя обойти вниманием А.C. Walker (acw0855@hotpop.com) за замечательные факты, собранные этим человеком по поводу линий передачи электроэнергии и их защиты.

Конструкция

Двухполюсный автомат часто представляют, как два однополюсных автоматических выключателя. Разница в блокировке несогласованной работы. Оба автомата включаются и выключаются одновременно. Чем обеспечиваются требования ПУЭ. Желающих направим к теме электрических автоматов. Две указанные ссылки способны обеспечить информацией по конструкции и дать умеренное представление об историческом развитии вопроса.

Запрещается вместо двухполюсного применять два однополюсных автомата, связав ручки механически перемычкой. Исторически двухполюсные рубильники начали использоваться для цепей постоянного тока, чтобы гарантированно не получить удар от гальванического источника питания с равноценными обкладками.

Общая концепция

Изначально автоматические выключатели применялись не для защиты оборудования, а для регулирования напряжения. Это вызывалось необходимостью компенсации влияния молний, прочих природных факторов (включая птиц). Картину дополняли скачки напряжения, вызванные переключением, включением и выключением оборудования (мощных потребителей). Уместно напомнить, что объем производства энергии в начале XX века выглядел смехотворным. К примеру, первая в России плавучая электростанции выдавала 35 кВт мощности. Любой обогреватель мог её недогрузить или перегрузить при изменении режима работы. Для блокировки нежелательных эффектов применялись автоматические выключатели (circuit-breakers).

Об этой роли автоматов мало говорится в зарубежной литературе и умалчивается в отечественной. Несколькими подзаголовками ниже приведены типичные сентенции, которыми пытаются обосновать применение двухполюсных автоматов. Идея автоматической защиты пришла в голову инженерам после развития первых аварий. Не вся промышленная оснастка работала исправно, фото здания с защитной аппаратурой после взрыва масляного автомата приведено примером по тексту.

Типичный образчик однополюсного автомата конца XIX века видим в патенте US693416 A, выданном 18 февраля 1902 года. Это электромагнитный переключатель, при резком повышении тока в обмотке выдёргивающий якорь с контактами на себя, обрывая питание. Уже в давнее время знали об опасности дуги, для её гашения применён раздвоенный контакт ножевого типа. При втягивании якоря распрямляется механическая передача из двух плеч и защёлкивается пружиной. Возврат в работу производится вручную оператором. Принцип действия основан на накоплении энергии магнитного поля катушкой, потому линии напряжённости исчезают постепенно, промежутка времени как раз хватает для срабатывания выключателя.

Регулятивные функции двухполюсного автомата видим на примере патента US725799 A, где ряд электромагнитных переключателей подстраивают напряжение динамо-машины. Высоковольтные прерыватели цепи для защиты от токов короткого замыкания сегодня выглядят как в патенте US844353 A Франка Хартмана 1907 года.

Истинные изобретатели двухполюсного автомата (US797048 A) утверждали, что их изделие представляет механическое соединение одиночных выключателей. Оные приводятся в действие единым электромагнитным механизмом, либо вручную. Гарри Дэвис и Артур Рейндерс либо не хотели открывать тайну, либо не представляли, зачем нужен двухполюсный автомат. Обоснование выглядит так: штука с пользой применяется для уменьшения труда оператора и подвижных частей оборудования в целом.

Авторы считают, что двухполюсным автоматом удобно отключать трёхпроводные цепи, распространённые в то время (Европа, Россия, США). В Германии ток поставлялся по трём проводам. Двухполюсные автоматы долго могли служить, двухфазные системы поставки энергии существовали до конца первой половины XX века. Число линий удалось постепенно снизить повышением напряжения.

Дополнительной отраслью применения двухполюсных автоматов считают пускозащитные устройства асинхронных двигателей. В однофазной сети (ныне 230 В) пусковая и рабочая обмотки включаются одновременно, по мере разгона вала первая выводится из действия для снижения отдачи реактивной мощности. В патенте US1665223 A представлен ручной образчик подобного устройства. Франк Роллер пишет, что оператор способен одновременно замкнуть оба полюса, после разгона вала – пусковую обмотку выключить. На апрель 1928 года считалось важным изобретением.

Итог: двухполюсные автоматы преимущественно применяются в промышленности как защитные, регулирующие или технологические устройства. Для бытовой техники подобные изыски охраняют работу двухфазных устройств, встречающихся в быту (преимущественно духовки и кухонные плиты).

Необходимость применения

Профессиональные электрики по-разному объясняют необходимость применения двухполюсных автоматов. Причины сводятся к двум словам:

• авария;
• безалаберность.

Авторы считают, что причины не единственные и далеко не первые в списке. Главной целью двухполюсного автомата становится разрыв двух проводов, когда необходимо. К примеру, когда линии несут электрический потенциал, либо в помещениях с повышенной опасностью: санузел, кухня. Краткие причины, приводимые авторами в качестве аргумента для использования двухполюсного автомата:

• В домах старой застройки все провода белые, значит, нет малейшей возможности понять, где находится фаза. Приборы не различают, с какой стороны что подавать: вилки симметричные. Следовательно, возможно перепутать нейтраль и фазу. Нужен двухполюсный автомат, чтобы гарантированно отключиться. Согласно правилам, рвать лишь нейтраль нельзя по очевидным причинам: создаются благоприятные условия для поражения электрическим током при обслуживании и эксплуатации приборов неожиданно для человека.

Ответ. Приведённый аргумент не совсем верен. Электрик не вправе самовольно в щитке менять провода, по нормативам (ПУЭ и пр.) нельзя на патрон осветительного прибора заводить фазу, а в розетке по сложившимся нормам фаза находится слева. Мастер рискует лишиться работы либо стать ответственным за случайную смерть.

• Аргумент. «Мастер» способен случайно перепутать провода. Следовательно, нужен двухполюсный автомат (см. предыдущий пункт):

Ответ. Любой электрик, выполнив работу, обязан произвести проверку. Профессионал знает, что в патрон нельзя подавать фазу, а в розетке фаза располагается слева. Для проверки у мастера имеется отвёртка-индикатор, помогающая обнаружить ошибку. Наконец, хозяин способен самостоятельно проверить, не завели ли на однополюсный автомат нейтраль. Это сделать просто, открыв щиток. В старых квартирах выкручиваются лампочки, проводится проверка патрона.

• Аргумент. Мастер попался упорный и не верит, что в розетке фаза слева. Следовательно, нужен двухполюсный автомат…

1. Ответ. В старых домах розетки и освещение заводятся с единого провода. Следовательно, изменив расположение фазы, электрик заведёт её на патрон. Сослаться на ПУЭ, начальство и суд. В новых домах показать автомат, куда бедолага завёл нейтраль. По ПУЭ рвать нейтраль нельзя, не отключив одновременно и фазу.
2. Ответ №2. Попытаться уповать на человечность мастера. Если действительно нет разницы, с какой стороны находится фаза, в доме пробки и нет автомата, сказать, что для экранирования корпусов приборов на боковой лепесток заведена нейтраль. Проведено защитное зануление аппаратуры. Изменив местоположение фазы, мастер завёл на корпусы 220 В (у сетевых фильтров компьютеров в последнем случае не загорается оранжевая лампочка). Дать понять, что от микроволновой печи и компьютера сильное излучение, если цепь зануления убрать окончательно.

• Аргумент. Нейтраль способна оказаться под напряжением из-за перехлёста проводов при падении столба. Нужен двухполюсный автомат…

1. Ответ. В упомянутом случае двухполюсный автомат станет неплохой защитой. В деревне, на даче, где столбы деревянные, допустимо раскошелиться и заплатить немного больше. Что касается городских сетей, легко представить, что ждёт в случае подобного перекоса владельцев трёхфазного оборудования: большие деньги, огромные убытки, и кто-то за это заплатит. Поставщик энергии о том знает, не хочет платить и защитился от подобных случайностей.
2. Ответ №2. На случай коллизий поставщик мог заключить с промышленниками договор об установке последними автоматов контроля перекоса фаз, избегая убытка. Тогда защита двухполюсным автоматом не спасёт, ведь аппарат используется исключительно для ремонта. Не спасут и дифференциальные автоматы, человек ухватится двумя руками за корпус и за счёт напряжения прикосновения получит удар током. Защита способна не сработать.
3. Вывод. Если опасаетесь за нейтраль, защитите от заноса потенциала отдельно. Достигается, к примеру, использованием системы TN-C-S за счёт объединения нулевого провода с местным контуром заземления. На нейтрали образуется резистивный делитель, опасность тем ниже, чем меньше сопротивление заземлителя и сопротивление стекания тока в грунт.

 

В старых домах правила ПУЭ систематически не выполняются. И аргументацию об ошибках нельзя рассматривать всерьёз. Рекомендуется проверить все патроны под лампочки, розетки и прочее на предмет правильности электрических подключений. Это избавит от прямой опасности удара током, улучшит электромагнитную обстановку в доме. Любой провод считается источником излучения, даже если просто находится под фазой. Потолок, усеянный подобными гирляндами, светится в радиодиапазоне как новогодняя ёлка. В этом легко убедиться при помощи бесконтактной отвёртки-индикатора.

Наконец, в доме с импортной техникой рекомендуется система TN-S. Утверждение знакомо людям, разбирающимся в электронике и видевшим систему входных фильтров западной аппаратуры. В этом случае для каждой фазы сети контур заземления собственный. Иначе легко нарушить правила безопасности эксплуатации трёхфазных сетей с глухозаземлённой нейтралью. Достаточно иметь в квартире две питающие линии из трёх, что в большинстве случаев и присутствует. Обобщая – двухполюсный автомат не станет формой защиты от заноса потенциала на нейтраль. Это специализированный аппарат для эксплуатации оборудования, подключённого штатно и правильно, без ошибок.

Наконец, дифференциальный автомат не спасёт в случае заноса. Он улавливает утечку на землю, минующую нейтраль. Если попасть под напряжение прикосновения, не образованное заземлителем, работать станет не дифференциальная защита, а ограничение по максимальному току. Тогда нет разницы числу полюсов у автомата. Напрашивается вывод о необходимости нейтраль заземлить на вводе в здание. Что сделано в большинстве домов советской постройки, где неполадка столь актуальна.

Зарубежные сети TN-S безопаснее. В них нельзя использовать трёхфазное оборудование (нужны дополнительные меры), зато пользователь не пострадает от рядовой бытовой техники. Желающим полной безопасности советуем правильно обустроить систему TN-S и на территории ставить дифференциальные автоматы. Дополнительным вариантом защиты нейтрали считается установка на входе в квартиру разделительного трансформатора с заземлением на местном контуре одной из точек вторичной обмотки (не путать с защитой санузла по ГОСТ Р 50571.11). Это гарантированно предоставляет нулевой проводник. Дальнейшая защита выполняется согласно нормативам.

История: возникновение необходимости в применении двухполюсных автоматов

Изначально приняты в электричестве стандарты Николы Теслы: амплитуда напряжения 110 В. Это сегодня практикуется в соединённых штатах Америки. До Теслы был Эдисон, который обвёл Николу вокруг пальца дважды на общую сумму до 75 тыс. долларов. На момент 1885 года одна унция стоила 20,67$. Николе Тесле прогулка обошлась в 3628,5 унций золота, что составляет в районе центнера (103 кг). Авторы полагают, что в войне токов Эдисон потерял гораздо больше, а главное – заставил задуматься о реальном весе предпринимательского слова в США.

Итак, Никола Тесла настаивал на внедрении переменного тока из-за очевидных преимуществ и желания досадить Эдисону. Последний понимал, чем грозит реорганизация производства, шёл на хитрости, чтобы не допустить «пронырливого» европейца в сердцевину личного бизнеса. Обе стороны тянули одеяло на себя, несложно догадаться, это связано с двухполюсными автоматами. И связь прямая: много линий – много полюсов.

Как утверждают историки, в 1873 году Грамме передал электроэнергию на целых три четверти мили на Венской выставке. Первая, проводившаяся за пределами Англии и Франции, она предназначалась придать сил народу после поражения в войнах с Пруссией и Италией. Грамме к тому времени уже изобрёл известную динамо-машину с кольцом и демонстрировал аппарат в действии. Ток был пульсирующим, одного направления. На выставке учёный отметил, что его изобретение, согласно принципу обратимости, способно работать как электрический двигатель постоянного тока. Разумеется, в демонстрируемой конструкции стояло больше двух обмоток, в противном случае подобного бы не случилось.

Смысл сказанного: передавать постоянный ток на дальние дистанции непросто. Ток терялся на медных проводах. Следовательно, требовалось брать большое сечение, делать запас на «усадку». Через четыре года после Венской выставки Эдисон создаёт компанию и начинает продвигать приборы для освещения. Попутно конструирует счётчик электрической энергии и прочее, работающее с постоянным током. Появляется Никола Тесла… Создав первую работоспособную модель в Европе, молодой изобретатель обманут чиновниками на 25 тыс. долларов и по совету знакомого едет к Эдисону лично. Видимо, чтобы испытать американское гостеприимство.

Здесь изобретателя надувают окончательно и, промытарившись пару-тройку лет случайным заработком, Никола находит спонсора и с партнёром открывает собственную фирму. К нему подвизается Вестингауз, соратники вместе начинают борьбу за переменный ток. Дела быстро идут в гору, Эдисон старается удержать позиции. Впрочем, безуспешно. Попутно, в знаменитом Менло Парк (штат Нью-Джерси) выдумывает страшилки, мучает зверей и изобретает электрический стул, стремясь доказать опасность переменного тока. Тесла отвечает интеллектуальными методами…

vashtehnik.ru

Классификация автоматических выключателей

Автомат практически моментально отключает вверенную ему линию, что исключает повреждение проводки и питающейся от сети техники. После выполненного отключения ветку можно сразу же вновь запустить, не производя замену предохранительного прибора.

Обычно автоматические выключатели выбирают по четырем ключевым параметрам – номинальной отключающей способности, количеству полюсов, время-токовой характеристике, номинальному рабочему току.

По номинальной отключающей способности

Данная характеристика указывает на допустимый ток короткого замыкания (КЗ), при котором выключатель сработает и, разомкнув цепь, обесточит проводку и приборы, подключенные к ней.

По данному параметру разделяют три вида автоматов – 4.5 кА, 6 кА, 10 кА.

1. Автоматы на 4.5 кА (4500 А) обычно используются для для исключения повреждения силовых линий частных жилых объектов. Сопротивление проводки от подстанции до места КЗ составляет примерно 0.05 Ом, что дает предельный ток около 500 А.
2. Устройства на 6 кА (6000 А) применяются для защиты от КЗ жилого сектора, общественных мест, где сопротивление линий может достигать 0.04 Ома, что повышает вероятность получить замыкание до 5,5 кА.
3. Выключатели на 10 кА (10000 А) используются для защиты электроустановок промышленного назначения. Ток до 10000 А может возникнуть в короткой электроцепи, располагающейся близко к подстанции.

Перед выбором оптимальной модификации выключателя важно понять, возможны ли токи КЗ, превышающие 4.5 кА или 6 кА?

Выключение автомата происходит при КЗ заданных значений. Чаще всего для бытовых нужд применяют выключатели модификации 6000 А.

Модели 4500 А для защиты современных электросетей практически не используются, а в некоторых странах их запрещено эксплуатировать.

Если вас интересует как правильно грамотно перевести Амперы в Ватты, рекомендуем ознакомиться с материалом, изложенным в следующей статье.

Работа автоматического выключателя заключается в защите проводки (а не оборудования и пользователей) от КЗ и от оплавления изоляции при прохождении токов выше номинальных значений.

По количеству полюсов

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети.

Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Данная характеристика указывает на максимально возможное количество проводов, которые можно подключить к АВ для защиты сети. Их отключение происходит при возникновении аварийной ситуации (во время превышения допустимых показателей тока или превышения уровня время-токовой кривой).

Особенности однополюсных автоматов

Выключатель однополюсного типа является самой простой модификацией автомата. Он предназначен для защиты отдельных цепей, а также однофазной, двухфазной, трехфазной электропроводки. К конструкции выключателя возможно подключить 2 провода – провод питания и отходящий.

В функции устройства данного класса входит лишь защита провода от возгорания. Сама нейтраль проводки помещается на нулевую шину, тем самым обходя автомат, а провод заземления подключается в шине заземления отдельно.

Однополюсный автомат не выполняет функции вводного, поскольку при его вынужденном отключении происходит разрыв линии фазы, а нейтраль соединена с источником напряжения, что не дает 100% гарантию защиты.

Характеристики двухполюсных выключателей

Когда необходимо полное отключение сети электропроводки от напряжения, применяют двухполюсный автомат.

Он применяется в качестве вводного, когда во время КЗ или сбоя работы сети вся электропроводка обесточивается одновременно. Это позволяет проводить своевременные работы по ремонту, модернизации цепей абсолютно безопасно.

Применяют двухполюсные автоматы в случаях, если необходим отдельный выключатель для однофазного электроприбора, например, водонагревателя, бойлера, станка.

Подсоединяют автомат к защищаемому устройству с использованием 4 проводов, два из которых являются проводами питания (один из них непосредственно подключается к сети, а второй подает питание перемычкой) и два — отходящих провода, которые требуют защиты, причем они могут быть 1-, 2-, 3-проводными.

Трехполюсная модификации автоматических выключателей

Для защиты трехфазной 3- или 4-проводной сети используют трехполюсные автоматы. Они подходят для подключения по типу звезды (средний провод оставляют без защиты, а фазные подключают к полюсам) или треугольника (с отсутствующим центральным проводом).

При аварии на одной из линий самостоятельно отключаются остальные две.

Трехполюсный выключатель служит в качестве вводного и общего для любых типов трехфазных нагрузок. Часто модификацию используют в промышленности для обеспечения током электродвигателей.

К модели подключается до 6 проводов, 3 из них представлены фазными проводами трехфазной электросети. Оставшиеся 3 являются защищаемыми. Они представляют три однофазные или одну трехфазную проводку.

Применение четырехфазного автомата

Для защиты трех-, четырехфазной электросети, например, мощного двигателя, подключенного по принципу звезды, используется четырехфазный автомат. Его применяют в качестве вводного выключателя на трехфазную четырехпроводную сеть.

К корпусу автомата возможно подключить восемь проводов, из них четыре являются фазными проводами электросети (из них один нейтральный) и четыре представлены отходящими проводами (3 фазными и 1 нейтральным).

По время-токовой характеристике

АВ могут обладать одинаковым показателем номинальной мощности нагрузки, но характеристики потребления электроэнергии приборами могут быть разными.

Потребляемая мощность может поступать неравномерно, меняться в зависимости от вида и нагрузки, а также при включении, выключении или постоянной работе того или иного устройства.

Колебания потребляемой мощности могут быть довольно значительными, а диапазон их изменений – широким. Это ведет к выключению автомата в связи с превышением номинального тока, что считается ложным отключением сети.

Чтобы исключить вероятность нецелесообразного срабатывания предохранителя при не аварийных стандартных изменениях (повышения силы тока, изменения мощности) используют автоматы с определенными время-токовыми характеристиками (ВТХ).

Это позволяет эксплуатировать выключатели с одинаковыми токовыми параметрами с произвольными допустимыми нагрузками без ложных отключений.

ВТХ показывают, через какое время выключатель сработает и какие показатели отношения силы тока и постоянного тока автомата при этом будут.

Особенности автоматов с характеристикой B

Автомат с указанной характеристикой выключается за время 5-20 секунд. Показатель тока составляет при этом 3-5 номинальных токов автомата. Данные модификации применяются для защиты цепей, подпитывающих бытовые стандартные приборы.

Чаще всего модель используется для защиты проводки квартир, частных домов.

Характеристика C — принципы работы

Автомат с номенклатурным обозначением С отключается за время 1-10 секунд при 5-10 номинальных токов.

Используют выключатели данной группы во всех сферах — в быту, строительстве, промышленности, но наиболее востребованы они области электрозащиты квартир, домов, жилых помещений.

Эксплуатация выключателей с характеристикой D

Автоматы D-класса применяются в промышленности и представлены трехполюсными и четырехполюсными модификациями. Их используют для защиты мощных электродвигателей и различных 3-фазных устройств.

Время срабатывания АВ – 1-10 секунд при токе, кратном 10-14, что позволяет эффективно его применять для защиты различных проводок.

Мощные промышленные двигатели работают исключительно с АВ с характеристикой D.

Возможно вам также будет интересно ознакомиться с маркировкой автоматических выключателей в другой нашей статье.

По номинальному рабочему току

Всего существует 12 модификаций автоматов, отличающихся по показателю номинального рабочего тока – 1А, 2А, 3А, 6А, 10А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А. Параметр отвечает за скорость срабатывания автомата при превышении действующего тока над номиналом.

Выбор выключателя по указанной характеристике производят с учетом мощности электропроводки, допустимому току, который может выдержать проводка в нормальном режиме. Если значение тока неизвестно, его определяют с помощью формул, используя данные сечения провода, его материала и способа прокладки.

Автоматы 1А, 2А, 3А применяют для защиты цепей с малыми токами. Они подойдут для обеспечения электричеством небольшого количества приборов, например, лампы или люстры, маломощного холодильника и других устройств, суммарная мощность которых не превышает возможности автомата.

Выключатель 3А эффективно эксплуатируется в промышленности, если осуществить его трехфазное подключение по типу треугольника.

Выключатели 6А, 10А, 16А допустимо использовать для обеспечения электричеством отдельных электроцепей, небольших комнат или квартир.

Данные модели используются в промышленности, с их помощью снабжают питанием электродвигатели, соленоиды, нагреватели, сварочные автоматы, подключенные отдельной линией.

Трех-, четырехполюсные автоматы 16А используют в качестве вводных при трехфазной схеме питания. В производстве отдают предпочтение приборам с D-кривой.

Автоматы 20А, 25А, 32А используют для защиты проводки современных квартир, они способны обеспечить электричеством стиральные машины, обогреватели, электросушилки и прочую технику с высокой мощностью. Модель 25А используют в качестве вводного автомата.

Выключатели 40А, 50А, 63А относятся к классу приборов с высокой мощностью. Они используются для обеспечения электричеством силового оборудование большой мощности в быту, промышленности, гражданском строительстве.

Выбор и расчет автоматических выключателей

Зная характеристики АВ,  можно определить, какой автомат подойдет для той или иной цели. Но перед выбором оптимальной модели необходимо произвести некоторые расчеты, с помощью которых можно точно определить параметры нужного устройства.

Шаг #1 — определение мощности автомата

При выборе автомата важно учитывать суммарную мощность подключаемых приборов.

Например, необходим автомат для подключения кухонных приборов к электропитанию. Допустим, к розетке будет подключаться кофеварка (1000 Вт), холодильник (500 Вт), духовка (2000 Вт), СВЧ-печь (2000 Вт), электрочайник (1000 Вт). Суммарная мощность будет равна 1000+500+2000+2000+1000=6500 (Вт) или 6,5 кВ.

Если посмотреть на таблицу автоматов по мощности подключения, учесть, что стандартное напряжение проводки в бытовых условиях составляет 220 В, то для эксплуатации подойдет однополюсный или двухполюсный автомат 32А с суммарной мощностью 7 кВт.

Следует учесть, что может потребоваться большая мощность потребления, поскольку в процессе эксплуатации может потребоваться подключение других электроприборов, которые изначально не были учтены. Чтобы предусмотреть эту ситуацию, в расчетах суммарного потребления используют повышающий коэффициент.

Допустим, за счет добавления дополнительного электрооборудования, потребовалось увеличение мощности на 1,5 кВт. Тогда необходимо взять коэффициент 1.5 и умножить его на полученную расчетную мощность.

В расчетах иногда целесообразно использовать коэффициент понижения. Его применяют тогда, когда одновременное использование нескольких приборов является невозможным.

Допустим, суммарная мощность проводки для кухни составила 3.1 кВт. Тогда понижающий коэффициент равен 1, поскольку учитывается минимальное количество приборов, подключенных одновременно.

Если один из приборов невозможно подключить с другими,  то понижающий коэффициент берут меньшим единицы.

Шаг #2 — расчет номинальной мощности автомата

Номинальная мощность – это та мощность, при которой  отключение проводки не происходит.

Она рассчитывается по формуле:

M = N * CT * cos(φ),

Где

• M – мощность (Ватт);
• N – напряжение электросети (Вольт);
• СТ – сила тока, способная пройти через автомат (Ампер);
• cos(φ) – значение косинуса угла, принимающего значение угла сдвига между фазами и напряжения.

Значение косинуса обычно равно 1, поскольку сдвига между фазами тока и напряжения практически нет.

Из формулы выражаем СТ:

CT = M/N,

Мощность у нас уже определена, а напряжение сети обычно 220 Вольт.

Если суммарная мощность равна 3.1 кВт, то:

CT = 3100/220 = 14.

Получаемый ток будет равен 14 А.

Для расчета при трехфазной нагрузке используют ту же формулу, но учитывают угловые сдвиги, которые могут достигать больших значений. Обычно на подключаемом оборудовании они указаны.

Шаг #3 — вычисление номинального тока

Вычислить номинальный ток можно по документации на электропроводку, но если ее нет, то определяют исходя из особенностей проводника.

Для расчетов необходимы следующие данные:

• площадь сечения проводника;
• используемый для жил материал (медь или алюминий);
• способ прокладки.

В бытовых условиях обычно проводка располагается в стене.

Сделав необходимые измерения, вычисляем площадь сечения:

S = 0,785 * D * D,

Где

• D — это диаметр проводника (мм);
• S — площадь сечения проводника (мм²).

Далее используем нижеприведенную таблицу.

С учетом полученных данных подбираем рабочий ток автомата, а также его номинал. Он должен быть равным или меньшим рабочего тока. В некоторых случаях допускается использование автоматов с номиналом, превышающим действующий ток проводки.

Шаг #4 — определение время-токовой характеристики

Чтобы верно определить ВТХ, необходимо учитывать пусковые токи подключаемых нагрузок.

Нужные данные можно узнать, используя нижеприведенную таблицу.

По данным таблицы можно определить силу тока (в Амперах) при включении прибора, а также период, через который предельных ток будет возникать снова.

Например, если взять электрическую мясорубку, мощность которой составляет 1,5 кВт, вычислить для нее рабочий ток из таблиц (это будет 6,81 А) и, учитывая кратность стартового тока (до 7 раз) получим значение тока 6,81*7=48 (А).

Ток данной силы протекает с периодичностью 1-3 секунды. Учитывая графики ВТК для класса B, можно увидеть, что при перегрузке автоматический выключатель сработает в первые секунды после запуска мясорубки.

Очевидно, что кратность данного прибора соответствует классу С, поэтому автомат с характеристикой С необходимо использовать для обеспечения работы электрической мясорубки.

Для бытовых нужд обычно используют выключатели, отвечающие характеристикам В, С. В промышленности для оборудования с большими кратными токами (двигателей, блоков питания и др.) создается ток вплоть до 10-кратного, поэтому целесообразно применять D-модификации устройства.

Однако следует учитывать мощность таких приборов, а также продолжительность пускового тока.

Автономные автоматизированные выключатели отличаются от обычных тем, что их устанавливают в отдельных распределительных щитах.

В функции устройства входит защита цепи от непредвиденных скачков напряжения, отключения электроэнергии на всем или определенном участке сети.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор АВ по токовой характеристике и пример расчета тока рассмотрены в следующем видеоролике:

Расчет номинального тока АВ продемонстрирован в следующем видео:

Автоматы монтируют на входе дома или квартиры. Они располагаются в пластиковых прочных боксах. Присутствие АВ в схеме домашней электросети — залог безопасности. Приборы позволяют своевременно отключив электролинию, если параметры сети превышают заданный порог.

Учитывая основные характеристики автоматических выключателей, а также произведя верные расчеты, можно сделать правильный выбор этого устройства и его установку.

Если вы обладаете знаниями или опытом выполнения электромонтажных работ, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте ваши комментарии о выборе автоматического выключателя и нюансах его установки в комментариях ниже.

sovet-ingenera.com