Какой вариант предпочтительнее — автоматические выключатели или предохранители? Какой вариант выбрать для бытовой электросети, а какой для промышленных объектов и коммерческих зданий? И те, и другие устройства защищают сеть с подключёнными к ней потребителями от сверхтоков, возникающих при коротких замыканиях или при чрезмерной нагрузке, но вопрос выбора часто провоцирует бурные споры в профильных форумах электриков.
Принцип работы
Можно сказать, что предохранитель – это относительно простое устройство, которое быстро срабатывает и разъединяет цепь, когда кривая тока короткого замыкания ещё не достигла максимума. Предохранитель состоит из корпуса и вставки, включающей в себя плавкий элемент и наполнитель из материала, поглощающего энергию электрической дуги. Основным преимуществом предохранителя, помимо быстродействия, являются высокая отключающая способность (то есть максимальный ток, который может отключить предохранитель) и токоограничение (то есть уменьшение пикового значения тока короткого замыкания).
Автоматический выключатель - технически более сложный электромеханический прибор, который состоит из множества деталей. Сейчас большинство современных выключателей одновременно используют тепловой и электромагнитный принципы работы.
Скорость действия автоматического выключателя зависит от работы частей привода: обычно она в десятки раз ниже, чем у предохранителя. Он может отключить ток короткого замыкания минимум 3 раза, а номинальный ток множество раз (обычно более 5 тысяч циклов включения-выключения).
Основное преимущество автоматического выключателя — многоразовость, а главный недостаток предохранителей - одноразовость.
Стоимость
В малых распределительных щитках (16 — 32 А) цилиндрические предохранители с держателями обходятся примерно на 40% дороже, даже без учёта стоимости замены после срабатывания. Если речь идёт о защите мощных потребителей, то при отключающей способности в 10 кА набор с предохранителем стоит уже на 70% дешевле. Расходы на его обслуживание сравниваются с ценой автоматического выключателя с аналогичной отключающей способностью где-то после 17 аварийных срабатываний.
Если взять рассчитанные на большие токи компоненты, которые используются, например, при вводе электропитания в здание, то даже самый простой автоматический выключатель с номиналом в 250 А без возможности настройки обойдется на 73% дороже аналогичного набора с предохранителем. Потребуется более 20 замен сгоревших вставок, чтобы автомат окупился.
Удобство и надежность
Автоматические выключатели намного удобнее, включить их после срабатывания может кто угодно. Процедура замены предохранителей несколько сложнее для владельцев квартир или офисных работников. Необходимо держать наготове запасные устройства и обладать определенными техническими навыками. Из-за этого (помимо разницы в стоимости) в жилых и офисных помещениях чаще всего используют автоматические выключатели, но, если речь идёт о промышленных объектах или больших коммерческих зданиях, то там преобладают предохранители.
Для защиты мощных потребителей электричества или участков линий с большими номинальными токами (например, вводов в здание) одноразовый предохранитель подходит лучше. При каждом коротком замыкании контакты автоматического выключателя обгорают, поскольку цепь рвётся не моментально, а дугогаситель при больших токах может не справиться с дугой. После трёх срабатываний при токе КЗ выше предельной отключающей способности необходима сервисная проверка (часто тоже не бесплатная) и, возможно, замена дорогостоящего устройства или отдельных его узлов. С учётом рассмотренной выше разницы в стоимости, даже несколько замен одноразовых предохранителей обойдутся дешевле.
Технические характеристики
Отключающая способность компактных цилиндрических предохранителей равна 100 кА, у мощных промышленных предохранителей она доходит до 300 кА. Даже для специализированных модульных автоматических выключателей значение отключающей способности лежит в диапазоне до 25 кА, а для промышленных устройств в литом корпусе — до 200 кА.
Предохранители обеспечивают более высокий уровень защиты от коротких замыканий.
Конечно, подобные характеристики требуются не так часто, но если, например, распределительный щит находится близко к трансформаторной подстанции, ток КЗ может превышать 200 кА, что не позволит использовать автоматические выключатели. Среди других преимуществ предохранителей мы уже упоминали более высокое токоограничение — автоматические выключатели с функциями ограничения тока КЗ стоят гораздо дороже и все равно уступают предохранителям. Предохранители с высоким токоограничением позволяют избежать проблем, связанных с силой Ампера. Она возникает в токоведущих частях электроустановки при развитии сверхтоков и может разрушить элементы установки, повредить зажимы и кабели.
Функциональные возможности
Здесь лидируют автоматические выключатели: поскольку это более сложные устройства, их функциональность намного шире.
Некоторые модели автоматических выключателей позволяют, например, настроить уставки защит от короткого замыкания и перегрузки, а также реализовать схему автоматического ввода резерва (АВР) и дистанционного отключения.
Предохранители всего этого не умеют и к тому же требуют больше времени для повторного введения в работу, но, с другой стороны, только они обеспечивают пофазную защиту трёхфазной нагрузки и пофазное аварийное отключение. Это не всегда хорошо — отключение только одной фазы может вывести из строя асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Предохранители обеспечивают лучшую селективность вне зависимости от токов коротких замыканий и позволяют однозначно локализовать последствия аварии только в одной отходящей линии. С автоматическими выключателями это сделать сложнее: для решения проблемы приходится использовать каскадную схему и/или селективные устройства, срабатывающие с временной задержкой.
Современные автоматические выключатели часто имеют встроенную систему измерения и диагностики. С её помощью можно снимать все электрические параметры, чтобы определить причину аварии.
Сегодня это преимущество уже нельзя назвать критическим, поскольку системы на предохранителях тоже развиваются и на рынке появились решения с возможностями диагностики и диспетчеризации.
Что лучше?
Если подвести итог, предохранители обеспечивают по ряду параметров лучшую защиту от коротких замыканий, но их применение не всегда возможно и часто связано с определёнными неудобствами – например, ограниченными возможностями обслуживания квалифицированным персоналом в жилых домах и малых коммерческих зданиях. К тому же по функциональным возможностям они уступают автоматическим выключателям.
Оба типа устройств имеют право на существование, их выбор определяется массой факторов и зависит от конкретной ситуации. Предохранители в России используются по большей части в промышленности или в секторе B2B. В сегменте B2C они практически не применяются, хотя в Евросоюзе, например, даже в этом сегменте доля предохранителей доходит до 50%.
Подписывайтесь на наш канал, чтобы первыми читать новые статьи.
