Статья не претендует на википедийность!
Если нужны академические знания, с ними можно ознакомиться в книгах и учебниках, которые выложены для свободного скачивания у меня на блоге, на странице Скачать.
Автоматический выключатель имеет в народе ещё несколько названий - защитный автомат, автомат электрический, электрические автоматы, пробка, пакетник, или просто автомат.
О чем идёт речь - на картинке. Это самая бюджетная модель.
Некоторые глубинные параметры не рассмотрены - например, время-токовая характеристика, максимальная отключающая способность, и др.
В первом приближении, достаточном для практической работы и понимания процессов, статья дает понимание работы защитного автомата. Более подробная статья с некоторым повторениями - Обзор характеристик защитных автоматических выключателей.
На эту тему я уже написал на блоге несколько статей, по ходу буду отсылать по ссылкам.
Внимание! Если вы не хотите тратить время и силы на изучение тонкостей выбора автоматических выключателей, лучше довериться профессионалам. Специалисты-проектировщики из Smart Electro разработают проект внутреннего электроснабжения, а профессиональные монтажники идеально воплотят его в жизнь!
Функции автоматического выключателя
Из названия видно, что это выключатель, который выключает автоматически. То есть, сам, в определенных случаях. Из второго названия - защитный автомат - интуитивно понятно, что это некое автоматическое устройство, которое что-то защищает.
Вот примеры установки и применения таких автоматов - при установке квартирного счетчика и при замене электропроводки в квартире.
Теперь подробнее. Автоматический выключатель срабатывает и выключается в двух случаях - в случае перегрузки по току, и в случае короткого замыкания (КЗ).
Перегрузка по току возникает из-за неисправность потребителей, либо когда потребителей становится слишком много. КЗ - это такой режим, когда вся мощность электрической цепи тратится на нагрев проводов, при этом ток в данной цепи является максимально возможным. Далее будет подробнее.
Кроме защиты (автоматического выключения), автоматы могут использоваться для ручного выключения нагрузки. То есть, как рубильник или обычный "продвинутый" выключатель с дополнительными опциями.
Ещё важная функция (это само собой) - клеммы для подключения. Иногда, даже если функция защиты особо не нужна (а она никогда не помешает), клеммы автомата могут очень пригодиться. Например, как показано в статье Почему бы и нет))).
Количество полюсов
По количеству полюсов автоматы бывают:
- Однополюсные (1п, 1p). Это самой распространенный тип. Он стоит в цепи и защищает один провод, одну фазу. Такой изображен в начале статьи.
- Двухполюсные (2п, 2p). В данном случае - это два однополюсных автомата, с объединенным выключателем (ручкой). Как только ток через один из автоматов превысит допустимое значение, отключатся оба. Применяются такие в основном для полного отключения однофазной нагрузки, когда рвется и ноль, и фаза. Именно двухполюсные автоматы применяются на вводе в наши квартиры.
- Трехполюсные (3п, 3p). Применяются для разрыва и защиты трехфазных цепей. Так же, как и в случае с двухполюсными, фактически это три однополюсных автомата, с общей ручкой включения/выключения.
- Четырехполюсные (4п, 4p). Встречаются редко, устанавливаются в основном на вводе трехфазных РУ (распределительных устройств) для разрыва не только фаз (L1, L2, L3), но и рабочего нуля (N).
Внимание! Провод защитного заземления (РЕ) ни к коем случае разрывать нельзя!
Ток автоматического выключателя
Номинальные тепловые токи автоматов бывают из следующего ряда:
0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.
Жирным выделены номиналы, наиболее часто применяющиеся в быту. Есть и другие номиналы, но о них сейчас не будем.
Данный ток для автоматического выключателя является номинальным. При его превышении выключатель выключится. Правда, не сразу, о чем сказано ниже:
Время-токовые характеристики
Очевидно, что автомат не всегда отключается мгновенно, и иногда ему надо "подумать и принять решение", или дать шанс нагрузке войти в норму.
Время-токовая характеристика показывает, через какое время и при каком токе отключится автомат. Эти характеристиками также называют кривыми отключения или токо-временными характеристиками. Что точнее, поскольку именно от тока зависит, через какое время отключится автомат.
Поясню эти графики. Как я уже говорил выше, у защитного автомата есть два вида защиты - тепловая (от перегрузки по току) и электромагнитная (от КЗ). На графике работа тепловой защиты - это участок, который плавно спускается. Электромагнитная - кривая резко обрывается вниз.
Тепловая работает медленно (например, если ток превышает номинал в два раза автомат выбьет примерно через минуту), а электромагнитная - мгновенно. Для графика В это мгновение "начинается", когда ток превышает номинал в 3-5 раз, для категории С - в 6-10 раз, для D (не показан, поскольку в быту не применяется) - в 10-20 раз.
Как это работает - можно пофантазировать, что будет, если ток будет превышать номинал в 5 раз, а защита стоит с характеристикой "С", как во всех домах. Автомат выбьет только через 1,5-9 секунд, как повезёт. За 9 секунд поплавится изоляция, и проводку надо будет менять. В данном случае поэтому КЗ лучше, чем перегруз.
Для бытовых целей лучше выбирать время-токовую характеристику "В", поскольку пусковые токи в квартире кратковременные и небольшие, а токи короткого замыкания в квартирах и тем более в частном секторе малые.
Выбор автоматического выключателя. Основное правило
Выбирать защитный автомат надо, исходя из площади сечения провода, который этот автомат защищает (который подключен после этого автомата). А сечение провода - из максимального тока (мощности) нагрузки.
Алгоритм выбора автоматического выключателя таков:
- Определяем мощность и ток потребителей линии, которая будет питаться через автомат. Ток рассчитывается по формуле I=P/220, где 220 - номинальное напряжение, I - ток в амперах, Р - мощность в ваттах. Например, для нагревателя мощностью 2,2 кВт ток будет 10 А.
- Выбираем провод по таблице выбора сечения в зависимости от тока. Для нашего нагревателя подойдет кабель с жилой сечением 1,5 мм². Он в самых худших условиях в однофазной сети держит ток до 19А.
- Выбираем автомат, чтобы он гарантированно защищал наш провод от перегруза. Для нашего случая - 13А. Если поставить автомат с таким номинальным тепловым током, то при токе 19А (превышение в полтора раза) автомат сработает примерно через 5-10 минут, судя по время-токовым характеристикам.
Много это или мало? Учитывая, что кабель тоже имеет тепловую инерцию, и не может мгновенно расплавиться, то нормально. Но учитывая то, что нагрузка не может просто так увеличить свой ток в полтора раза, и за эти минуты может произойти пожар - это много.
Поэтому, для тока 10 А лучше использовать провод сечением 2,5 мм² (ток при открытой прокладке - 27А), а автомат 13А (при превышении в 2 раза сработает примерно через минуту). Это для тех, кто хочет перестраховаться.
При этом главное правило будет таким:
Ток провода должен быть больше тока автомата, а ток автомата - больше тока нагрузки
Iнагр < Iавт < Iпров
Имеются ввиду номинальные токи.
И если есть такая возможность, номинал автомата должен быть смещён в сторону тока нагрузки. Например, макс.ток нагрузки 8 Ампер, макс.ток провода - 27А (2,5мм2). Автомат следует выбирать не на 13 или 16, а на 10 Ампер.
Привожу таблицу выбора автомата:
Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля
Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.
Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!
По таблице - имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.
Теперь - как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?
Таблица выбора защитного автомата по мощности нагрузки
Видно, что производитель рекомендует разные время-токовые характеристики для разных электроприборов. Там, где нагрузка чисто активная (разные типы нагревателей), рекомендована характеристика автомата "B". Там, где есть электродвигатели - "С". Ну а там, где используются мощные двигатели с тяжелым запуском - "D".
Время-токовая характеристика D в эту таблицу не вошла, потому что она не для бытового применения.
Дополнительные материалы по выбору автоматических выключателей
Рекомендую мою статью на Дзене - Почему для частных квартир и домов я рекомендую выбирать автоматы с характеристикой В.
А тут я подробно разбираю и показываю изнутри, как устроен защитный автомат.
И напоследок - рекомендую видео коллег:
Выбрать защитный автомат, основные вопросы и пример расчета:
Определяемся с характеристикой отключения:
А вот тут я с коллегой не согласен. Он долго рассказывает про селективность и характеристики, но ни слова про ток КЗ. А ведь ток КЗ - это первое, что надо знать, чтобы говорить о селективности и выборе характеристик отключения!
Оригинал статьи здесь
Интересно? Ставьте лайк, подписывайтесь, задавайте вопросы!
Если интересны темы канала, заходите также на мой сайт - https://samelectric.ru/ и в группу ВК - https://vk.com/samelectric
Обращение к читателям, которым есть, что сказать: Если Вы готовы стать Автором, я могу предоставить страницы своего сайта!
Обращение к хейтерам:
за оскорбление Автора и Читателей канала - бан.
