Особенности работы автоматов защиты сети
К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.
Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:
- Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
- Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.
Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:
https://youtube.com/watch?v=9bTw3wtgOWY
Токи перегрузки
Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.
За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.
Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.
Токи короткого замыкания
Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.
Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?
На видео про селективность автоматических выключателей:
Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.
Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.
Факторы, влияющие на выбор необходимого номинала
Расчет рабочих параметров провода и автомата допустим лишь при условии учета всех нюансов, касающихся особенностей эксплуатации электросети. Такой подход поможет избежать возможных ошибок при выборе защитного устройства.
Любой прибор, подключенный к розетке или непосредственно к кабелю питания подстанции, характеризуется потребляемой им мощностью, оцениваемой в киловаттах (кВт). Эта величина определяет ту энергию, которая преобразуется в данном устройстве в проделанную им или в нем работу и за которую пользователь расплачивается по счетчику.
Известна категория нагрузок, в состав которых входят емкостные и индуктивные элементы. Они называются реактивными и в формировании общей потребляемой мощности участия не принимают – при работе просто перекачивают энергию от сети и обратно. Однако с точки зрения выбора автомата по сечению кабеля эта составляющая тока обязательно учитывается.
В отдельных видах домашней техники (в стиральных машинах, бытовых компрессорах), имеются встроенные электродвигатели, отличающиеся повышенными пусковыми токами. Их величина в течение очень короткого времени (не более 3-х секунд) может многократно превышать рабочие значения, наблюдаемые в установившемся режиме. Образующийся при этом кратковременный всплеск тока, как правило, не вызывает срабатывания теплового расцепителя автомата.
Однако его электромагнитная часть, ответственная за сверхтоки короткого замыкания, в реальных условиях нередко срабатывает и отключает прибор. Очень часто это происходит в выделенных линиях трехфазного питания с подключенным к ним станочным оборудованием (в частных домах). В этом случае следует определиться с величиной пускового импульса и предусмотреть использование автомата класса «D».
Формулы расчетов
Pr= ks х S, где S – ее суммарное значение до введения поправки.
Использовать этот коэффициент имеет смысл в офисных и торговых помещениях с большим объемом оргтехники и другой аппаратуры.
I=S/(1,73х380) – для трехфазной сети.
Коэффициент 1,73 учитывает индуктивный характер нагрузки.
Номинальный отключающий ток УЗО
Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) – это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО – 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания, когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше. Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.
Номинальный отключающий ток УЗО I∆n или ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.
УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.
СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.
Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.
УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.
УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.
ПУЭ п.7.1.79.В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).
УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.
В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.
Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100%, т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.
Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты “мокрых” потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.
В итоге, что мы получим? При малейшем “чихе” стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.
Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий:
СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.
Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае – последнее слово за заказчиком.
Назначение
Автоматический выключатель 25 ампер — устройство, основная задача которого обеспечивать безопасность электрической сети от действия сверхтока, то есть от короткого замыкания с перегрузкой. Главное предназначение аппарата заключается в обеспечении безопасности самого пользователя при использовании сети и электроприборов.
Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Чаще всего его используют, чтобы защитить электрическую плиту или другие кухонные нагревательные приборы.
Вам это будет интересно Особенности теплого света
Обратите внимание! Также он может быть использован, чтобы уберечь систему освещения, двигатель, трансформатор и электронный электроприбор. Защита электроцепи как основное предназначение
Защита электроцепи как основное предназначение
Напряжение
230/400V — надписи номинального напряжения, где может применяться данный автомат.
Если там стоит значок 230V (без 400V), эти аппараты нужно использовать только в однофазных сетях. Вы не сможете поставить в ряд два или три однофазных выключателя и подать таким образом 380В на двигательную нагрузку или трехфазный насос, либо вентилятор.
Еще внимательно изучайте двухполюсные модели. Если у них на одном из полюсов написана буква «N» (не только дифавтоматы), то именно сюда подключается нулевая жила, а не фазная.
Они и называются несколько иначе. Например ВА63 1П+N.
Значок волны означает — для работы в сетях переменного напряжения.
На постоянное напряжение и ток, такие аппараты лучше не ставить. Характеристики его отключения и результат работы при КЗ, будут не предсказуемы.
Выключатели на постоянный ток и напряжение, помимо значка в виде прямой линии, могут иметь на своих клеммах характерные надписи «+» (плюс) и «-» (минус).
Причем правильное подключение полюсов здесь критично. Это связано с тем, что условия гашения дуги на постоянном токе несколько тяжелее.
Если на переменке происходит естественное гашение дуги при переходе синусоиды через ноль, то на постоянке, синусоида как таковая отсутствует. Для устойчивого гашения дуги в них применяется магнит, устанавливаемый вблизи дугогасительной камеры.
Что приведет к неминуемому разрушению корпуса.
Схема подключения однополюсного автомата s201 c16
Как подключить автомат, сверху или снизу? По определению, питающий проводник подключается к неподвижному контакту автомата. Обычно, это означает подключение сверху. Но могут быть и исключения. Другими словами, нужно всегда смотреть схему подключения, нанесенную на корпус автомата.
Так, цифра 1 на схеме показывает, куда подключается вход фазного проводника. Цифра 2 показывает выход фазного проводника.
Без всякого сомнения, автомат abb s201 c16 очень редко используется в быту в качестве вводного. Однако, бывают и такие варианты требований от электроснабжающих организаций. На выше расположенной схеме показано использование однополюсного автоматического выключателя abb s201 c16 в качестве вводного автомата. Безусловно, при таком подключении невозможно соблюсти селективность даже по тепловому расцепителю. Значит, при любой аварийной ситуации скорее всего будет отключатся вводный автомат или оба автомата вместе.
На данной схеме показано применение автомата abb s201 c16 для отдельной цепи
Стоит обратить внимание, что вводной автомат должен быть минимум на два номинала больше нижестоящего автомата. К тому же, счетчик электроэнергии должен быть рассчитан на номинальный ток не меньший, чем у вводного автомата
УЗО, гребенки и дополнительные контакты
Стоит отметить, что покупая автомат, надо иметь в виду, что он будет монтироваться вместе с УЗО. По совести, применять УЗО лучше не только одного производителя с автоматом, но и из одной серии с ним. В этом случае, можно быть точно уверенным в наилучшем их взаимодействии друг с другом. Безусловно, для автомата s201 c16 подходит УЗО F202 с номинальным током не менее 16 ампер. Схема подключения УЗО более подробно.
Автомат s201 c16 относится к серии автоматов ABB S200, с отключающей способностью 6000A. Несомненно, для автоматов этой серии подходят только гребенки abb серии PS. А следовательно, при применении других гребенок могут возникать перекосы аппаратов в щите. Вдобавок ко всему прочему, при монтаже с “неродными” комплектующими, могут остаться открытыми токоведущие части гребенки. Вне сомнения, это опасность поражения электрическим током.
В свою очередь, s201 c16 можно монтировать с различными дополнительными приспособлениями. В частности, к нему можно подключать боковые и нижние дополнительные, вспомогательные и сигнальные контакты, расцепители минимального напряжения, дистанционные расцепители, моторные приводы.
Рекомендуем прочитать
Коммутационная или отключающая способность автоматического выключателя
Коммутационная или отключающая способность автомата – это возможность автомата отключатся определенное количество раз. Отключение происходит при токе короткого замыкания (КЗ) определенной силы. Эта сила тока КЗ и является параметром отключающей способности Читать далее…
Класс токоограничения автоматического выключателя
Класс токоограничения автоматического выключателя определяется скоростью гашения электрической дуги. Дуга возникает при отключении автомата в случае короткого замыкания. По определению, во время короткого замыкания автомат разрывает контакты и соответственно, отключается. В результате сила тока при коротком замыкании может достигать несколько тысяч ампер. Потому между размыкающимися контактами образуется электрическая дуга. Помимо всего прочего, дуга имеет высокую температуру. Разумеется, из-за данного обстоятельства автомат может выйти из строя. Значит, дуга должна быть как можно быстрее погашена. Гасится дуга с помощью дугогасительной камеры Читать далее…
Характеристики автоматических выключателей – обозначения на корпусе
Характеристики автоматических выключателей важный фактор при выборе защиты электроприборов в каждом конкретном случае. Потому автомат необходимо выбирать учитывая эти характеристики, обозначения которых нанесены на корпусе Читать далее…
Ваш Удобный дом
Типы УЗО по принципу срабатывания
По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические. Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.
Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.
В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.
По этим схемам можно определить, электронное УЗО или электромеханическое, схемы наносят на корпуса УЗО.
Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.
Для сравнения электронного и электромеханического УЗО предлагаю фото с их “внутренностями”. Я бы выложил электронное УЗО, какого-либо известного бренда, а не китайского, но, как писал выше, АББ, Шнайдер Электрик, Легранд и другие серьезные производители, не выпускают электронных УЗО.
Какой тип расцепителя выбрать?
По внутреннему исполнению дифы и УЗО делятся на два типа: электронные и электромеханические. Вопреки распространенному заблуждению, тип расцепителя не влияет на рабочие параметры и технические характеристики. Какая же между ними разница?
Электромеханический расцепитель срабатывает за счет дифференциального трансформатора. При возникновении утечки в его вторичной обмотке возникает напряжение, действующее на поляризованное реле, расцепляющее контакты.
Электронный срабатывает только при наличии напряжения на фазе. В корпусе стоит микросхема с усилителем, с питанием от внешней сети. При потерях электроэнергии микросхема подает сигнал на механизм отключения, расцепляющий фазу. Такая схема стоит дешевле.
Главное отличие в том, что если сеть будет обесточена, то электронный диф не сработает. Но возможна ли в таком случае утечка? Чисто теоретически, да, за счет энергии накопленной в конденсаторах электроники, подключенной в сеть. Это очень редкие случаи, и скорее, исключения из правил.
На форумах часто можно найти нарекания на надежность электронных дифавтоматов, якобы не всегда срабатывающих. В большинстве случаев, это из-за неправильности подключения. Согласно ПУЭ, к дифзащите должна обязательно подключаться и фаза, и ноль. Если не подключить ноль, она будет работать как автомат, но нет гарантии, что сработает как УЗО. Вывод: при правильном подключении, все будет работать, независимо от конструкции расцепителя.
Преимущества и недостатки
ABB — это шведско-швейцарская корпорация, основанная в 1988 году слиянием шведской ASEA и швейцарской Brown, Boveri & Cie. Она специализируется в области электротехники, энергетики и информационных технологий. Рядовому потребителю она знакома по автоматическим выключателям с красной полосой на лицевой панели.
Преимущества:
- Автоматические выключатели соответствуют заявленным электрическим параметрам.
- Отличное качество материалов.
- Хорошая механика и сборка.
- Производство в странах Европы, России, меньшая часть производится в азиатских странах.
- В ассортименте есть автоматы разной ценовой категории, что позволит выбрать вам качественное изделие, соответствующее вашим возможностям.
Главным недостатком всей продукции ABB является то, что на рынке очень много подделок сомнительного качества. Это связано с популярностью бренда. Поэтому приобретайте оборудование для электрощитов только в крупных торговых точках или дилерских магазинах.
Главным конкурентом ABB является Schneider Electric, поэтому на форумах возникают споры о муках выбора между ними, также альтернативой может являться продукция бренда Legrand.
Сечение кабеля для автомата с16
В жилых домах, как правило, используется однофазная сеть. Поэтому проводку выбирают с 2 или 3 жилами. Их диаметр в поперечном сечении должен соответствовать установленному электроавтомату на 16 ампер. Максимально допустимый диаметр составляет 25 кв. мм, но показатель зависит также от металла, из которого состоит кабель. Вот их сравнительная характеристика:
Металл в проводах
| Критерий | Алюминиевый провод | Медный провод |
| Поперечное сечение | От 2,5 кв. мм | От 0,35 кв. мм |
| Проводимость тока | До 3 кВт при минимальном сечении | Показатель выше примерно в 1,6 раза |
| Срок службы | 15-20 лет | Около 50 лет |
| Прочность | Во время сгибания жила легко надламывается | Благодаря пластичности металла, проводку можно прокладывать под любым углом. Показатель хрупкости при одинаковом сечении в 2-3 раза ниже. |
| Удобство монтажа | Чтобы запитать современную розетку, нужен провод с сечением в 4 кв. мм. Встроенные клеммы имеют допустимое значение в 3 мм. То есть, подключение с номиналом в 16А исключается. | Для аналогичной задачи (розетка на 16А) требуется кабель с сечением жил, равным 1,5-2,5 кв. мм. То есть сложностей во время монтажа не возникает. |
| Окисление | Участок с отсутствующей изоляцией быстро окисляется. Оказываемая пленкой сопротивляемость снижает показатель допустимой нагрузки на контакты. Поэтому используют специальную кварце-вазелиновую пасту. | Патина хорошо проводит ток, поэтому на сопротивляемость в узловых соединениях влияния не оказывает. |
Клеммы в розетке
Несмотря на заметную разницу в стоимости материалов (алюминиевая проводка дешевле в 2-3 раза), прокладывают в большинстве своем медный кабель. При выборе сечения жил опираются на характер автомата и способа размещения проводов.
Для защитного устройства на 16А медная жила должна иметь сечение в 2,5 кв. мм. Это соответствует предельному для нее напряжению в 21А в замурованном в стены положении, 30А в открытом (контактирует с внешней средой, а значит легко отдает тепло при нагревании).
Если взять провод с сечением 1,5 кв. мм, то в течение часа он перегреется и выйдет из строя. Это обосновано максимально допустимым током, равным 18 А.
Монтаж внутри и снаружи стен
