что значит модульный автоматический выключатель
Выбор модульного автоматического выключателя
Автоматический модульный выключатель: устройство
Модульные автоматы поставляются в корпусах, изготовленных из негорючего пластика и предназначенных для установки на DIN-рейку. Для этого изделия оборудуются специальными защелками. Такая конструкция сильно упрощает монтаж.
Аппараты имеют стандартизированные размеры: ширина выключателей указывается в модульных расстояниях (модулях), равных 18 мм.
Главная часть устройств – тепловые или электромагнитные расцепители, реагирующие на сверхтоки. Первые изготавливаются на основе биметаллических пластин, вторые – катушек с подвижными сердечниками. Кроме этого, внутри корпуса располагается дугогасительная камера, защищающая устройство от воздействия электрической дуги, и контакты, отвечающие за размыкание цепи.
Что умеет модульный автомат
Как выбрать модульный автоматический выключатель
Выбор по номинальному току
Номинальный ток автоматического выключателя – это ток, который аппарат способен проводить длительное время без разрыва электроцепи. Параметр зависит от двух факторов – типа электропроводки в квартире или доме и мощности питаемых от сети приборов. Так, проводка, выполненная на основе кабеля с медными жилами сечением 2,5 кв. мм, рассчитана на ток до 25 А, с такими же алюминиевыми – только до 19 А. Полные данные о возможностях обоих видов проводников можно найти в ПУЭ. Расчет по мощности осуществляется с помощью формулы I=P/U, где I – ток нагрузки, P – мощность, а U – напряжение в сети.
Точность результата можно повысить, если учесть значение cos φ – коэффициента мощности, видоизменив формулу: I=P/U*cos φ.
Получив таким образом токи для всех питаемых устройств, их значения суммируют. Исходя из суммы, подбирают модульный автомат, при этом число «округляется» в большую сторону: при результате, равном 4,9 А, номинальный ток аппарата составит 6 А.
Выбор по току короткого замыкания
Выбор по время-токовой характеристике срабатывания
Характеристика срабатывания электромагнитного расцепителя, называемая время-токовой, характеризует наименьшее значение тока, при котором произойдет срабатывание без выдержки по времени. Обычно параметр выражается в виде специальных графиков и обозначается буквами A, B, C, D, K, Z.
Устройства, оборудованные расцепителями с разными характеристиками, имеют различные токи срабатывания: B – разомкнет цепь при значении тока, превышающем номинальное в 3 – 5 раз; C – в 5 – 10 раз; D – в 10 – 20 раз.
Характеристику B имеют аппараты защиты бытовых осветительных и розеточных линий, не предполагающих присоединения к ним электроинструментов. Изделия с маркировкой «C» на корпусе подойдут для розеточных линий квартир, а также гаражей и других нежилых помещений, где планируется использовать инструменты нормальной мощности. Аппараты с характеристикой D применяются в качестве вводных, а также защищают линии, к которым присоединяются мощные устройства.
Выбор по числу полюсов
Количество полюсов – еще один фактор, учитывающийся при подборе модульного автоматического выключателя. Одно- и двухполюсные модели подходят для однофазных электросетей с номинальным напряжением 220 вольт, трех – и четырехполюсные – для трехфазных с напряжением до 400 вольт.
Устройства, имеющие два полюса, бывают двух видов: 2P и 1P+N. В первом случае оба полюса оборудованы защитой от сверхтоков, в последнем – только один, при этом второй предназначен для присоединения нейтрального проводника. Похожим образом подразделяются четырехполюсные автоматы: 4P и 3P+N.
Выбирая модульный автоматический выключатель, помимо перечисленных основных характеристик, также опираются на известность и репутацию производителя, качество исполнения изделия, диапазон рабочих температур и климатическое исполнение. В некоторых случаях важна возможность подбора и установки дополнительного оборудования, например, расцепителей.
Как не оконфузиться при выборе автоматического выключателя
Краткая заметка по поводу выбора автоматических выключателей. Искренне надеюсь, что читатель не узнает для себя ничего нового.
У поста есть видеоверсия на моем ютуб канале. Реалии времени заставляют меня делать еще и видео:
Определимся с целью
Номинальный ток
Поняв, что автоматический выключатель должен защитить кабельную линию от протекания тока свыше допустимого, мы должны понять, какой же ток допустимый. Чаще всего ссылаются на вот эту табличку из ПУЭ (таблица 1.3.4):
Но это график конкретного экземпляра автоматического выключателя. В реальном мире, у автоматических выключателей есть разброс характеристик, даже у выключателей взятых из одной коробки. Поэтому на графике изображена область, в которой окажется характеристика случайно взятого автоматического выключателя.
В результате, если взять определенный ток, то мы получим диапазон значений времени, за которое сработает автоматический выключатель. От и до, как например вот здесь:
Думаю очевидно, что в расчетах стоит полагать, что нам попался самый плохой экземпляр, и берется самое худшее значение.
До тока в 1,13 от номинального, расцепления совсем не произойдет (16*1,13=18,08А)
При токе в 1,45 от номинального тепловой расцепитель сработает, но за время менее 1 часа (!). (16*1,45=23,2А)
При токе в 2,55 от номинального тепловой расцепитель сработает за время менее 60 сек. (16*2,55= 40А)
Все это становится понятнее, если взглянуть на график:
Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.
Еще раз резюмирую: Номинальный ток автоматического выключателя НЕ РАВЕН предельно допустимому току кабеля. Предельный ток кабеля должен вызывать отключение автоматического выключателя в адекватное время.
Тип электромагнитного расцепителя
Дело в том, что некоторые виды потребителей при включении потребляют ток в разы, превышающий ток в рабочем режиме. Например мотор в пылесосе в момент включения кратковременно потребляет ток в 2-3 раза больший, но после разгона мотора, потребление снижается. Возможно вы замечали, как лампочки накаливания слегка притухают в момент включения чего-то как раз из-за этого. Вот график потребления тока мотора пылесоса:
Чтобы эти пусковые токи не заставляли сработать электромагнитный расцепитель, его характеристику сдвинули в зону бОльших токов, что бы такие кратковременные превышения тока были в зоне теплового расцепителя, который в силу своей инерционности такие краткосрочные процессы не замечает.
Вот они на графике:
Есть и другие характеристики (K, Z и т.д) но встречаются крайне редко и под заказ, поэтому опустим их.
Если по какой-то причине стартовые токи кратковременно попадут в зону действия электромагнитного расцепителя то возможны ложные срабатывания. И именно для исключения таких ложных срабатываний и сделали несколько типов характеристик.
Некоторые производители для упрощения указывают стартовые токи, вот например светодиодный драйвер уважаемой фирмы при включении кушает солидные 55А (из-за зарядки конденсатора в блоке питания), производитель даже сразу посчитал, сколько светодиодных драйверов можно подключить параллельно на один автоматический выключатель:
4 штуки с характеристикой В и 7 штук на автомат с характеристикой С. Кто бы мог подумать, что 150 ватт светодиодного света могут вышибать 16А автомат! Ситуация становится еще хуже, если используются некачественные светодиодные светильники, где производитель не только не предусмотрел плавный старт, да даже пусковой ток не регламентирует!
Ток короткого замыкания
А теперь смотрим. В деревне Вилларибо измеренный ток короткого замыкания линии 278 Ампер, и электрик поставил автоматический выключатель С16:
Для определения тока короткого замыкания есть специальные приборы. Показывать современные не интересно, поэтому покажу суровый советский олдскул, который есть у меня. М-417 измеряет сопротивление цепи путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении, а ток короткого замыкания необходимо рассчитывать:
Как правило, ток короткого замыкания измеряют при введении линии в эксплуатацию, и планово, раз в несколько лет. Только после измерения тока короткого замыкания можно сказать, правильно ли подобрана защита.
Если ток короткого замыкания будет черезчур большим? Вот тут мы сталкиваемся с отключающей способностью автоматического выключателя. В момент размыкания контактов выключателя загорается электрическая дуга, которая сама по себе проводит ток и гаснет неохотно. Для ее принудительного разрушения в конструкции автоматических выключателей предусмотрены дугогасительные камеры. Вот здесь на высокоскоростной съемке видно как работает дугогасительная камера:
Для наглядности я их разобрал. Большая отключающая способность заставляет не только делать дугогасительные камеры больше, но и усиливать другие конструктивные части, например защиту от прогара вбок.
Отключающая способность автоматического выключателя должна быть больше тока короткого замыкания в линии. Как правило, 6000 А достаточно для большинства применений. 4500А обычно достаточно для работы в линиях старых домов, но может быть недостаточным в новых сетях.
Коммутационная стойкость
При каждом включении/отключении автомата меж контактов загорается дуга, которая постепенно разрушает контактную группу. Производитель часто указывает количество циклов включения/отключения, который должны выдержать контакты:
Отсюда легко видеть, что автоматический выключатель не замена нормальному выключателю при частом использовании. Если пожадничать, и вместо пускателя с контактором заставить сотрудника включать/отключать мешалку дергая автомат по 10 раз в день, то автомат может прийти в негодность менее чем за пару лет. Вот фото автоматического выключателя, контакты которого пришли в негодность из-за большого тока:
Помните, каждая коммутация и срабатывание автоматического выключателя «съедает» его ресурс.
Класс токоограничения
Наверное самая мистическая характеристика. Указывается в виде цифры в квадратике. Про нее в рунете написано мало и чаще ерунда. Класс токоограничения, если упрощать, говорит о количестве электричества, которое успеет пройти через автоматический выключатель при коротком замыкании прежде, чем он отключит цепь, и говорит о быстродействии. Всего классов три:
Селективность
В бытовой серии модульных автоматических выключателей обеспечивать селективность, даже частичную, довольно трудно. Лишь большие и мощные устройства защиты, например на подстанциях, имеют тонкие настройки уставок расцепителей для обеспечения селективности с вышестоящими устройствами защиты.
Да скажи уже что ставить!?
Прежде всего то, что предусмотрено проектом.
Ну а если уж совсем среднестатистический случай с кучей оговорок, то:
Применение автоматического выключателя с характеристикой «C» или «D» вместо «B» должно иметь вескую причину.
Плюшки
Автоматические выключатели разных производителей могут содержать разные приятности/полезности, которые напрямую на защитные функции не влияют, но могут быть полезны:
Это различные шторки/колпачки/крышечки для пломбирования вводного автомата по требованию электросетевой компании.
Это визуальный индикатор фактического состояния контактов, такой индикатор останется красным, если контакты из-за перегрузки сварились
Это окошки для дополнительных нашлепок с электромагнитными расцепителями, контактами
Это дополнительное окошко у клемм для использования гребенки при подключении
Резюме
Номинальный ток автоматического выключателя не равен предельно допустимому для кабеля! В силу особенностей конструкции автоматический выключатель может длительное время пропускать через себя токи значительно больше номинальных и не отключаться.
Разные типы электромагнитных расцепителей позволяют избежать ложных срабатываний, но использовать тип С, и в особенности тип D нужно понимая что к чему.
Если ток короткого замыкания в вашей линии огромен, то отключающая способность автоматического выключателя должна быть еще больше.
А чтобы знать ток короткого замыкания, его нужно измерить специализированным прибором. И только после измерения можно сказать, будет ли правильно работать защита
Хочу сказать спасибо всем, кто принимал участие в рецензировании черновика. Буду рад указаниям на фактические ошибки в статье и ценным дополнениям.
Как выбрать модульный автоматический выключатель
Что же такое модульный автоматический выключатель? Это аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей переменного и постоянного тока напряжением до 440 Вольт от перегрузкиок, коротких замыканий, а также для оперативного включения и выключения указанных цепей, и устанавливаемый на DIN рейку.
Модульные автоматы выпускаются сериями в одно-, двух-(используются в однофазных цепях), трех- и четырехполюсном исполнении (используются в трехфазных цепях). Особенность многополюсных автоматов в том, что они включают и отключают все свои полюса одновременно, что требуются согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ).
Итак, как правильно выбрать подходящий Вам модульный автоматический выключатель? Для этого рассмотрим, какие функции защиты должен выполнять автомат.
1. Отключение участка цепи при недопустимой перегрузке.
Частью конструкции автомата является тепловой расцепитель. Тепловой расцепитель (Т.Р.) работает с выдержкой времени, поэтому кратковременные перегрузки до 13% автоматом не отключаются. Расцепители модульных аппаратов выпускают с определенным шагом по току: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.
Узнать какой номинальный ток имеет Т.Р. можно по маркировке автоматического выключателя.
Номинальный ток теплового расцепителя групповых автоматов для новой электропроводки может принимать нижеследующие значения:
Очень важно понимать, что провода электропроводки должны иметь соответствующее сечение, иначе автомат не будет эффективно защищать их!
2. Отключение цепи при коротком замыкании.
Выбор характеристики произведем в зависимости от типа подключенных электроприборов.
3. Многоразовое использование.
Хороший автоматический выключатель способен многократно выдерживать перегрузки и отключать токи КЗ. Чтобы понять возможности автомата, можно обратить внимание на рамочку на автомате, где указан максимальный ток КЗ, который способен отключить автомат без разрушения три раза.
Купить автоматический выключатель Вы можете в нашем каталоге.
Что скрывается за дверцей электрощита
Без преувеличения можно сказать, больше половины обывателей не представляют, какое модульное оборудование установлено у них дома. Для них все, что находится за дверцей электрощита, это «автоматы» или, того хуже, «пробки». Подобное незнание приводит к тому, что выбор модульного оборудования осуществляется без должной проработки вопроса, без учета будущих нагрузок и, в лучшем случае, по совету знакомого электрика.
Как результат – плохая защищенность локальных бытовых электросетей от короткого замыкания, перегрузок, а человека от поражения электрическим током и пожаров, а также преждевременная поломка дорогостоящей бытовой техники.
В нашей статье мы поговорим о том, какие модули используются при монтаже систем электроснабжения и по каким параметрам их следует выбирать, а также ответим на самые распространенные вопросы при помощи специалистов компании Schneider Electric.
Виды модульного оборудования. Краткое описание
Ассортимент современного модульного оборудования достаточно широк. Несмотря на то, что все модули внешне похожи, их функционал существенно различается и каждый из них выполняет свою конкретную задачу.
В данную группу входят следующие виды устройств:
— Автоматические выключатели (АВ) или, в просторечии, «автоматы». Функция: размыкание электросети при коротком замыкании или перегрузках. Задача: предохранение электропроводки.
— Устройства защитного отключения (УЗО), также известное как выключатель дифференциального тока (ВДТ). Функция: защита людей от поражения электрическим током при проблемах с электрооборудованием, а также предупреждение пожаров, вызванных замыканиями на землю или токами утечки, например, при повреждении электропроводки.
— Дифференциальные автоматы или автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ). Устройство, которое совмещает в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель. Функция: защита электросети не только от коротких замыканий и сверхтоков, но и от утечек из-за повреждений проводки, электроприборов и при попадании под напряжение человека.
— Выключатель нагрузки (рубильник). Простейшее модульное устройство с ручным управлением, предназначенное для включения/выключения электроцепи.
— Реле напряжения. Устройство, осуществляющее непрерывный контроль величины напряжения с целью отключения нагрузки в случае выхода значения напряжения за установленные приделы. Предназначено для защиты всех электроприборов, подключенных к бытовой сети.
— Реле импульсные. Управляющее устройство в сфере освещения, делающее его более комфортным, благодаря централизованному включению и отключению. Применяется на проходных выключателях лестниц, в длинных коридорах, везде, где надо в одном месте включить свет, а в другом выключить.
— Контакторы модульные. Используются для дистанционного управления и контроля нагрузок большой мощности: отопительные системы, системы вентиляции и кондиционирования и т.д, а также в схемах централизованного управления, позволяя отключать все электроприборы за исключением критически важных.
Далее рассмотрим прикладное применение вышеперечисленных модулей в различных бытовых ситуациях.
Короткое замыкание и перегрузка
Одна из самых распространенных ситуаций, связанная с протеканием по сети тока, превышающего значение, на которое эта сеть рассчитана. Простейший пример: включение в одну розетку большого количества электроприборов. Токи перегрузок расплавляют изоляцию проводов и приводят к короткому замыканию. Это, в свою очередь, может привести к возгоранию, поэтому короткое замыкание должно быть ликвидировано за очень короткое время.
Для защиты от высоких токов короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели. При выборе конкретной модели автомата необходимо отталкиваться от тока короткого замыкания, который может быть в десятки и даже сотни раз выше номинального. Этот параметр называется отключающая способность. Если ток КЗ будет выше отключающей способности, то с большой вероятностью модуль выйдет из строя, не выполнив свои защитные функции. То есть риск пожара сохраняется. Величина отключающей способности указывается в амперах и имеет наиболее распространенные параметры 3кА, 4,5кА, 6кА.
Однако, зачастую, информация о токе кроткого замыкания конкретного объекта отсутствует, в этом случае исходят из следующего: чем лучше электропроводка, чем больше предполагается нагрузка, тем отключающая способность должна быть выше. Принято считать, что в большинстве случае ток короткого замыкания не превышает 3кА, поэтому рекомендуется выбирать автоматы с нижним пороговым значением 4,5кА, хотя и этот вариант, при всей его доступности, отнюдь не самый надежный.
Учитывая, что в настоящее время характеристики внутридомовых электрических сетей меняются в сторону увеличения потребляемой мощности, мы рекомендуем использовать автоматические выключатели с отключающей способностью 6000а серии Resi 9, производимые компанией Schneider Electric. Resi 9 имеют систему мгновенной коммутации силовых контактов, что обеспечивает длительный срок службы контактной группы автомата и гарантирует долговечность устройства в целом.
Повреждение изоляции и утечка тока
Под утечкой понимают аварийные токи, протекающие между сетевыми проводниками и «землей». Они возникают при повреждении изоляции, когда часть тока из провода уходит на корпус устройства, такое часто случается со стиральными или посудомоечными машинами. Защиту от этих видов повреждений выполняют выключатели дифференциального тока ВДТ или УЗО. Данный модуль также служит для защиты от непреднамеренного прикосновения к оголенной проводке под напряжением. В этом случае УЗО мгновенно отключается и защищает человека от опасных повреждений.
Для защиты людей от поражения электрическим током чаще всего используют УЗО, реагирующие на токи утечки 30 мА. В сырых помещениях, подвалах, детских комнатах применяют аппараты, настроенные на 10 мА. Отключающие устройства, предназначенные для предотвращения пожаров, имеют порог срабатывания 100 мА и выше. Важно понимать, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков, в случае возникновения короткого замыкания модуль скорее всего сгорит, но не отработает, ведь при КЗ утечка тока отсутствует. Поэтому применяется УЗО только последовательно с автоматическим выключателем.
Различают 3 типа УЗО, реагирующих на различные виды утечек:
— УЗО типа АС реагирует только на утечки переменного тока.
— УЗО типа А сработает при утечках переменного тока, как тип АС, а также постоянного пульсирующего тока.
— УЗО типа В срабатывает при утечке тока разной формы, частоты и полярности.
Большинство современных приборов, используемых в быту, питаются от импульсных блоков питания, имеют регуляторы мощности или инверторное управление электродвигателем.
Исходя из вышесказанного, очевидно, что следует устанавливать в электрощиты УЗО типа А. Так, например в ассортименте модульного оборудования серии Resi 9 представлен широкий выбор УЗО типа А для защиты электронных устройств класса I. Все выключатели дифференциального тока от Schneider Electric электромеханические, обеспечивающие защиту электрической цепи даже при обрыве нейтрали.
Чем отличается ДИФ-автомат от УЗО
Для большинства людей УЗО и ДИФ-автомат неразличимы. Да, внешне они похожи, имеют схожую маркировку, кнопку теста и включения в работу, но все же это разные устройства. Дифференциальный автомат объединяет в едином корпусе два типа защиты: от перегрузки и короткого замыкания, от токов утечки. Фактически, диф-автомат объединяет в одном корпусе два устройства. Если все так просто, то можно ли заменить УЗО и автоматы на диф-автоматы в целях экономии места?
Действительно, данный модуль позволяет экономить место в распределительных щитах ввиду совмещенности двух устройств, упрощается монтаж и сокращается количество точек подсоединения проводов. Кроме того, в случае срабатывания, размыкаются одновременно все питающие проводники (ноль и фаза). Однако диф-автомат имеет более высокую стоимость, затрудняет поиск причины срабатывания, а при повреждении меняется полностью.
Однако, часто бывают ситуации, когда в уже в смонтированном щите нужно установить УЗО, которое, как правило, занимает 2 модуля, а места не хватает. В этом случае, как раз выход в установке диф-автомата серии Resi 9, которым можно заменить обычный автомат и который будет выполнять функции как УЗО, так и автоматического выключателя. Электромеханические диф.автоматы серии Resi9 имеют два рычажка. Один срабатывает как автомат, если произошло короткое замыкание или перегрев, а другой как УЗО, если произошла утечка. Поэтому определить причину срабатывания диф. автомата не составит труда.
Наилучшим образом диф-автомат раскрывает свои достоинства при установке в отдельных цепях, нуждающихся в особом контроле. Это мощная нагрузка, расположенная в помещениях с высокой влажностью: ванная со стиральной машиной и бойлером, кухня с электроплитой и т.д.
Скачки напряжения
Одна из основных причин выхода из строя электрических приборов — это перепады напряжения в электрической сети. Данная проблема характерна для многоквартирных домов старой постройки и частных домов, подключенных к старым линиям электропередач. Для решения данной проблемы в распределительных щитах устанавливаются реле напряжения, осуществляющие непрерывный контроль величины напряжения электросети. В отличие от стабилизаторов, поддерживающих стабильный уровень напряжения, реле напряжения защищает электрооборудование путем его отключения от сети при недопустимых значениях напряжения.
Реле напряжения, как правило, применяются для защиты всех электроприборов, подключаемых в сеть, это же и является их главным достоинством, при установке общего реле напряжения во вводном электрощите обеспечивается защита всей электросети, тем самым значительно снижается стоимость организации защиты электросети от перепадов напряжения. Еще одним безусловным преимуществом модуля является фиксированная настройка верхнего и нижнего порогов напряжения.
Управление нагрузками и отключение нагрузки
В линейке Resi 9 представлены еще несколько типов модулей. Это импульсное реле, модульный контактор и выключатель нагрузки. Рассмотрим их функционал на реальных примерах.
Модульный контактор. Помимо импульсных реле, управлять бытовой техникой и оборудованием можно при помощи контакторов. Обычно контактор используется для управления мощными нагрузками: освещение, вентиляция или обогрев с повышенными показателями энергопотребления. Кроме того, контактор применяется при монтаже современных систем управления энергопотреблением. Например, через контактор можно запитать все неприоритетные нагрузки дома, а для управления использовать обычный выключатель. Выходя из дома, владелец одним нажатием клавиши обесточивает цепи питания, которые должны быть отключены без утомительного обхода и проверки всех электроприборов. Данная функция существенно повышает пожарную безопасности жилища, а также выполняет функцию энергосбережения.
Линейка модульного оборудования Resi 9 благодаря комплексному подходу позволяет собрать современный электрический щит, который обеспечит надежную и бесперебойную работу ваших электрических устройств и защиту вам и вашему дому.