Одним из средств защиты электрической проводки от коротких замыканий и перегрузок является однополюсный автоматический выключатель. Он обеспечивает подачу напряжения и защиту только одного провода. Разные модели выключателей отличаются номиналами и времятоковыми характеристиками, определяющими скорость отключения.
Общее устройство и принцип работы
В состав автоматического выключателя входят два основных механизма, обеспечивающих его отключение. Данные элементы известны, как расцепители - электромагнитный и тепловой. Действие электромагнитного расцепителя отключает автомат при коротком замыкании, а тепловой расцепитель действует в случае превышения допустимой нагрузки в течение продолжительного времени.
Эти устройства играют важную роль в электрических распределительных системах. С их участием управление линиями, отходящими от , становится намного безопаснее. Рабочее напряжение автомата составляет 120 вольт. Наибольшее распространение получили автоматические выключатели на 16 и 25 ампер. Данные схемы позволяют эффективно защищать подключенные к ним приборы и электрические сети.
Кроме защиты от скачков напряжения, автоматические выключатели осуществляют контроль над количеством аппаратуры, подключенной к локальной сети. При возникновение перегрузок, подача тока прекращается. При отсутствии данной функции, может с высокой вероятностью произойти возгорание проводки. В некоторых автоматах имеются тепловые механизмы реагирования. Они называются однополюсными термомагнитными автоматами, устанавливаемыми в сетях, где велика вероятность их перегрева и возгорания.
В большинстве случаев защита обеспечивается автоматическим модульным выключателем марки ВМ40. Он способен пропускать ток до 32 ампер, с максимальным количеством рабочих циклов до 30.
Все автоматы обозначаются буквенными маркировками:
- Обозначение «А» соответствует устройствам, подключающим групповую нагрузку в квартирах или частных домах, используемым, преимущественно, в бытовых условиях.
- Маркировка «В» применяется в защитных устройствах в сетях с большими нагрузками, где потребность в электроэнергии значительно увеличивается.
- Автоматы, обозначенные буквой «С», используются в промышленных зданиях, заводах и других объектах производственного назначения.
Установка и схема подключения однополюсных автоматов
В современном жилье электрическая проводка может состоять из нескольких групп, защищаемых отдельным автоматическим выключателем. Во многих случаях совместно . Они соединяются с линиями стиральных машин, бойлеров и другого оборудования повышенной мощности.
Подключение защитных приборов осуществляется по простой схеме. В первую очередь подготавливается место установки в щитке. Приобретается DIN-рейка и устанавливается внутри. Затем, на ней закрепляется автомат. Следует помнить, что не рекомендуется замена одного двухполюсного устройства двумя однополюсными приборами. Это может вызвать сбой в работе системы и даже возгорание проводки. Установленный автомат закрепляется с помощью специальных винтовых зажимов.
После установки выполняется подключение питающего провода к верхней клемме. Нижняя клемма подключается к соответствующей защищаемой части электрической проводки. Сжатие проводов в клеммах должно обеспечивать надежный контакт, однако, сильно пережимать жилу нельзя, иначе она быстро отломится. В некоторых случаях однополюсный автоматический выключатель устанавливается с помощью специального расцепителя, позволяющего снять прибор одним нажатием на установочную кнопку.
Полюсность автоматических выключателей
Автоматические выключатели предназначены для отключения электрических сетей при превышениях рабочего тока и коротких замыканиях. Они предохраняют электропроводку и подключенные к ней потребители от перегрузок и содержат от одного до четырех полюсов. Автоматический выключатель трехполюсный предназначен для защиты или одновременно трех однофазных проводок. Если на одной из линий произошла авария, отключаются сразу три полюса.
Устройство решает такие задачи:
- защита участка сети;
- предотвращение пробоя участка цепи;
- при правильном выборе предупреждение несанкционированных отключений.
Характеристики
Главные характеристики автоматов - это номинальная отключающая способность и скорость отсечки. Они срабатывают от двух механизмов отключения: электромагнитного и теплового. Первый размыкает цепь при коротком замыкании, а второй - от действия продолжительной нагрузки, превышающей номинальную. Автоматом можно пользоваться как выключателем через клавишу управления.
Номинальная отключающая способность
Характеристика показывает величину предельно допустимого тока короткого замыкания, при котором выключатель способен обесточить проводку с подключенными к ней приборами хотя бы один раз. Она указывается на корпусе автомата и имеет значения:
- 4,5 кА - для защиты от КЗ силовых линий частного жилья, где сопротивление линии от подстанции до нагрузок не превышает 0,05 Ом;
- 6 кА - защищают жилой сектор и общественные места, где сопротивление линии не ниже 0,04 Ом;
- 10 кА - применяют для предупреждения повреждения силовых линий около подстанции.
Время-токовые характеристики
При неравномерном потреблении мощности, вызванным изменением нагрузки и включением или отключением устройств цепей, могут возникать ложные срабатывания защитных устройств из-за превышения номинальных токов. Для снижения вероятности их срабатывания применяют автоматы с заданными время-токовыми характеристиками (ВТХ). Параметр показывает время отсечки при определенном отношении силы тока к номинальному значению. ВТХ бывают следующие.
- B - электромагнитный расцепитель срабатывает через 0,015 сек при трехкратном росте тока по отношению к номиналу.
- C - самая распространенная характеристика, когда защита срабатывает при увеличении номинала в 5 раз. Автоматы подходят для освещения и бытовых приборов с умеренными пусковыми токами.
- D - автоматы предназначены для больших например, при включении электрического котла, электродвигателей и других трехфазных устройств. Применяются в основном в промышленности.
Обзор автоматических выключателей
Автомат подключается между источником тока и электропроводкой, которую следует защищать. Автоматический выключатель трехполюсный состоит из трех контактных пар, где каждая соединена последовательно с тепловым и электромагнитным расцепителями. Автомат отключает только фазы, не разрывая нейтрали, которая не подключается к нему. Если есть необходимость отключения нулевого провода, применяются четырехполюсные модели. Обычно их применяют на главных вводах.
В квартирах и частных домах применяются автоматы класса С для умеренных нагрузок. Сила тока подбирается по мощности подключенных приборов, где пороговое значение составляет двукратный номинал, чтобы исключить ложные срабатывания.
Распространена продукция фирм IEK, EKF, ДЭК, ИНТЭС и "Контактор". Отечественные изделия обладают достаточной надежностью и приемлемыми ценами. Широко применяются автоматы на 16 А и 25 А. Импортные стоят дороже, но известные компании производят высококачественные и надежные моделями. На трехполюсный цена у известных компаний может сильно отличаться, но она вполне соответствует качеству.
Защитный прибор с трехфазным током применяется на вводе в дом и для питания профессиональных станков с напряжением 380 В, например, выключатель автоматический трехполюсный 100А.
Этой мощности должен соответствовать счетчик, если он стоит после выключателя. Обычно она составляет не более 63 А. Более мощный автоматический выключатель трехполюсный применяется в промышленности.
Из отзывов и советов опытных электриков следует, что автоматы с завышенными номиналами ни в коем случае нельзя применять. Это грозит пожаром или выходом из строя приборов.
Четырехжильный провод с тремя фазами и рабочим нулем подводится к жилым домам. В них редко применяется оборудование, рассчитанное на 380 В. Фазы в разделяются. При этом получается 3 отдельные линии с напряжением 220 В.
Преимуществом многополюсных автоматов является возможность контроля одновременно нескольких линий. Установив выключатель автоматический трехполюсный 25А на три прибора соответствующей мощности, можно вести контроль по каждой отдельной линии. При возникновении короткого замыкания на одной из них отключатся сразу все. Обычно на каждую линию устанавливаются дополнительно однофазные выключатели. При выходе одного из них из строя сработает трехфазный, что повышает надежность системы.
Автоматы серии ВА
Отечественные автоматы выпускаются серий АЕ и ВА. Первый тип является устаревшим, и его применяют редко. У него низкая прочность корпуса, отсутствие соединения с DIN-рейкой. Для бытового применения лучше подходят изделия серии ВА, рассчитанные на токи до 63 А, характеристики B, C, D и отключающую способность 4,5 кА.
Отечественный трехполюсной выключатель автоматический ВА вполне отвечает современным требованиям, имея при этом цену значительно ниже импортных моделей.
Если верить многочисленным отзывам, импортные модели при столь высоких ценах должны быть идеальными. Но они дают осечки, хотя и реже отечественных моделей.
Заключение
Автоматический выключатель трехполюсный является важной частью домашней электрической системы. Выбирая дорогие модели, следует принимать во внимание, что все остальное оборудование должно быть того же уровня: проводка, выключатели и розетки, распределительные коробки, осветительные приборы.
Основные характеристики автоматов всегда есть на корпусе с лицевой стороны. Они подбираются с учетом сечения провода и величины подключаемой нагрузки.
Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».
На зажимы первого полюса подключаем соединительные провода от испытательного устройства РЕТОМ-21 и включаем наш «объединенный» автомат.
Прогружать автомат будем 4-кратным током от номинального, т.е. током 64 (А). Напомню Вам, что согласно , тепловой расцепитель при этом токе должен сработать за время примерно от 1,7 до 18 (сек.).
И что же мы видим?!
Произошел щелчок и прогружаемый полюс фактически отключился. Это видно, как по току в цепи (ток равен нулю), так и по данным секундомера РЕТОМ-21. Кстати, измеренное время срабатывания теплового расцепителя составило 3,31 (сек.), что соответствует время-токовой характеристики.
Также состояние контакта прогружаемого полюса можно проверить с помощью мультиметра. Как видите, контакт автомата разомкнут.
Но самое интересное то, что при этом его рычажок управления остался включенным, тем самым не отключив соседний полюс! Ему элементарно не хватило механической силы.
Таким образом получается, что прогружаемый полюс отключился, а соседний — остался замкнутым (включенным).
Почему же не хватает механической силы? А как же тогда отключаются двухполюсные и трехполюсные автоматы заводского исполнения?
Да все просто. Помните, я показывал, что у двухполюсных и трехполюсных модульных автоматов имеется механическая связь в виде вилочек-толкателей между механизмами их расцепления. При срабатывании одного из расцепителей, эти вилочки приводят к срабатыванию и соседние полюсы.
А в нашем случае, при самостоятельном объединении двух однополюсных автоматов, этих вилочек-толкателей нет, поэтому возвратной пружине одного рычажка элементарно не хватает механической силы, чтобы отключить соседний рычажок.
Даже если у Вас где-то в запасе и имеются подобные вилочки-толкатели, то Вы все равно не сможете соединить автоматы, т.к. в корпусах однополюсных автоматов не предусмотрены отверстия для них (по крайней мере у IEK и Шнайдер Электрик их точно нет).
Эксперимент №2. Соединяем три однополюсных автомата
В принципе, и без эксперимента уже все понятно, чем закончится дело, но тем не менее проверить нужно.
Берем три однополюсных автоматических выключателя ВА47-29.
Устанавливаем автоматы на DIN-рейку, для надежности стягиваем их между собой ограничителями для DIN-рейки и объединяем все три рычажка.
Аналогичным образом, проводим поочередно прогрузку всех полюсов. Более подробнее об этом смотрите в видео, которое размещено в конце статьи.
Вот например, при прогрузке среднего полюса он отключился за время 3,14 (сек.).
Но как видите, ситуация вновь повторяется!
Механических сил его рычажка не хватило, чтобы отключить соседние полюса. Вот состояние контакта прогружаемого полюса.
А вот состояние контактов соседних полюсов.
Сделаем выводы.
Объединять однополюсные автоматические выключатели в двухполюсные и трехполюсные запрещено. При возникновении короткого замыкания или перегруза в одном из полюсов, отключится только этот самый полюс автомата, а соседние останутся замкнутыми. И какой тогда смысл в таком соединении автоматов?
Представьте элементарную ситуацию. Ваш электродвигатель подключен через такой вот «объединенный» автомат напрямую без и защиты от обрыва фаз. Предположим, что в питающем кабеле произошло короткое замыкание фазы на землю. При этом автомат, установленный в этой фазе отключится, а соседние останутся в работе.
К чему же это приведет? Двигатель перейдет в двухфазный режим работы и в итоге может выйти из строя, в зависимости, конечно же, от нагрузки на его валу. От подобных ситуаций даже специально устанавливают устройства для контроля фаз, например .
Это только лишь один пример. На самом деле примеров можно привести множество, и с помощью таких вот «объединений» автоматов могут возникнуть ситуации с более серьезными и печальными последствиями.
Полную версию экспериментов смотрите в моем видео:
P.S. Уважаемые электрики, домашние мастера и все кто связан с электричеством. Запомните, что однополюсные автоматы никогда не превратятся в многополюсные, и наоборот. На этом все, спасибо за внимание.