Электрические автоматы: назначение, принцип действия, особенности выбора
за статью
Содержание
Назначение автоматических выключателей
Сильный поток электронов в электрической сети способен вызвать перегрев кабеля. Вследствие этого может произойти его оплавление и возгорание. Избежать пожара можно своевременно обесточив электрическую сеть.
Согласно ПУЭ, эту задачу должны выполнять автоматические выключатели. Без них эксплуатация электрических сетей запрещена действующими регламентами.
Помимо защиты кабеля от перегрева, они выполняют и другие функции:
- поддерживают стабильность потенциала напряжения сети;
- пропускают токи с допустимой номинальной нагрузкой;
- размыкают электрическую цепь при превышении в ней нагрузок.
Во всех моделях автоматических выключателей предусмотрено ручное управление.
Виды
Выпускаемые производителями приборы подразделяются на две больших группы по своему назначению:
Для однофазных сетей
Для трёхфазных сетей
Есть приборы, предназначенные для постоянного и переменного тока, а также сетей с их комбинацией.
По количеству полюсов различают автоматы:
Однополюсные
Используются для подключения маломощных электрических приборов.
Двухполюсные
Устанавливаются в электрические цепи с большой нагрузкой, к которым подключены мощные бытовые приборы.
Трёхполюсные
Предназначены для электрических сетей, обслуживающих автомастерские, строительные участки, насосные станции и т.п.
Четырёхполюсные
Являются частью четырёхпроводных сетей.
В зависимости от типа конструкции различают автоматические выключатели:
воздушные (предназначены для установки на линиях с током в диапазоне от 800 до 6000 А);
в литом корпусе (выдерживают нагрузку от 10 до 1000 А);
модульные (устанавливают в бытовых помещениях с электрическими сетями с током от 0,5 до 125 А).
По типу расцеплителей электрической цепи автоматические выключатели бывают:
- электромагнитными;
- тепловыми.
Автоматы с электромагнитным расцеплителем обеспечивают моментальное срабатывание.
Основные характеристики
Главной технической характеристикой автоматических выключателей является степень их чувствительности к изменению величины номинального тока в электрической сети. От этого показателя зависит скорость срабатывания автоматики и безопасность.
Все приборы подразделяются на 4 класса чувствительности, которые обозначаются латинскими буквами.
Узнать к какому классу чувствительности относится автоматика можно по маркировке, нанесённой на корпус приборов:
«А»
Устройства с повышенной степенью чувствительности. Срабатывают при повышении силы тока в сети на 30%. Устанавливаются в электрических сетях, снабжающих током промышленные объекты. Мгновенно реагируют на повышенные нагрузки. Размыкание электрической цепи происходит за 0,05 сек.
«В»
Автоматы устанавливают на линиях, подающих электропитание к дорогостоящим бытовым приборам. Они срабатывают при повышении номинального напряжения в сети на 200%. Время срабатывания приборов – 0,015 сек.
«С»
Автоматика этого класса предназначена для установки в электрических сетях, обеспечивающих питанием обычные бытовые приборы. Она срабатывает при превышении номинального напряжения в сети в 5 раз. Время размыкания контактов составляет 1,5 секунды.
«D»
Приборы с самой низкой степенью чувствительности. Устанавливаются в щитках на электролиниях, подходящих к жилым объектам. Автоматика срабатывает за 0,4 секунды при превышении номинального напряжения в сети в 10 раз.
Полный перечень технических характеристик, которым должны соответствовать автоматические выключатели определяется регламентами:
- МЭК 60898‑1;
- МЭК 60898‑2;
- ГОСТ IEC 60898-1-2020;
- ГОСТ IEC 60898-2-2011.
Одним из нормируемых регламентами показателей является номинальное рабочее напряжение приборов (U). Оно указывает на то, при каком максимальном напряжении прибор способен сохранять свою работоспособность и выполнять защитные функции.
Каждому типу приборов соответствует свой диапазон величин напряжения цепи:
- для однополюсных – 120, 230, 230/400 В;
- для двухполюсных – 120/240, 230, 400 В;
- для трёх- и четырёхполюсных – 240, 400 В.
Автоматические выключатели с напряжением:
120, 120/240 и 240 В применяются в однофазных трёхпроводных электрических сетях;
230, 230/400 и 400 В устанавливаются в однофазных двух-, трёх- и четырёхпроводных электрических сетях переменного тока.
Номинальное рабочее напряжение приборов указывается производителями в их технических паспортах.
Минимальное значение показателя для всех моделей – 4000. После превышения этого значения приборы должны сохранять свою работоспособность, иметь минимальную степень износа.
Среди других нормируемых стандартами технических характеристик:
- номинальное напряжение изоляции;
- номинальный ток;
- номинальная частота.
Принцип действия
В рабочем состоянии у автоматического выключателя рычаг управления находится в возведённом состоянии.
Подведённый к верхней клейме прибора ток далее по схеме подводится к биметаллической пластине теплового расцеплителя.
При перегрузке сети она начинает нагреваться, срабатывает автоматика и сеть размыкается.
Особенности выбора автоматических выключателей
При выборе приборов руководствуются их техническими характеристиками. Одним из определяющих факторов выбора устройства является сечение провода, который автомат будет защищать от перегрузки и оплавления. Между сечением провода и максимальной нагрузки тока есть прямая связь.
Выбор автомата производят по алгоритму:
- Определяют мощность тока линии потребления электричества, которую должен будет защищать автомат о перегрузки.
- Выбирают сечение провода по номинальной силе тока по специальной таблице.
- Подбирают автоматический выключатель под соответствующее сечение провода.
При расчётах нельзя допускать ошибок. Это может привести к негативным последствиям. Например, при присоединении к обычной бытовой сети автомата с высокой мощностью он не будет размыкать цепь даже при опасном для провода превышении напряжения. В итоге он оплавится и может возникнуть пожар.
Вопросы-ответы
Для установки на однофазную цепь используют автоматы с двумя, тремя и четырьмя полюсами.
При выборе приборов учитывают характеристики проводки. При определении номинального рабочего тока расчётная величина округляется в большую сторону.
УЗО служат для защиты человека от поражения электрическим током. А автоматические выключатели предназначены для стабилизации напряжения в сети.
Автоматы устанавливают в электрических щитках. Закрепляют их на специальной DIN-рейке.
Большинство автоматических выключателей эксплуатируют при температуре от -5°С до +40°С.