Что такое пакетный выключатель
Выключатель имеет ручной принцип действия и коммутирует переменный ток в электролиниях напряжением 660 вольт и постоянный ток в электросетях, имеющих напряжение 440 вольт. Монтаж их производится в главных щитках, а также в электрошкафах на вводных выключателях.
Корпус прибора произведен из диэлектрического материала. Выключатель имеет камеры дугогашения, а также пазы для электрических соединений. В центральной части пакетника расположена подвижная шайба, на которой находятся ножи электроды. Все эти подвижные части нанизаны на одну ось, посредством которой прибор запускается.
Поворачивая ручку устройства, подвижные шайбы приступают к движению. Эти движения передаются контактам, при этом соединения замыкаются или разъединяются.
Пакетники изготавливаются на 10А и 25А для электрической цепи напряжением в 220 вольт, которые имеют один, два и три полюса. Для электролиний, имеющих напряжение 380 вольт, выпускаются выключатели 6А и 15А. При указанных показателях тока и коэффициенте мощности 8, устройства способны переключаться 20 тысяч раз, при этом в час должно быть не более 300 переключений. Выключатели классифицируются по степени защиты и делятся на открытые, защитные и герметичные.
Защитный тип пакетников имеет пластмассовый корпус, который предохраняет от касания, а также попадания на контакты чужеродных предметов.
Герметичные устройства имеют алюминиевую или пластмассовую оболочку, которая предотвращает проникновения воды во внутрь прибора.
Определяемся с номиналом
Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.
На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты
Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:
- Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
- Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
- Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.
Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.
Сечение жил медных проводов
Допустимый длительный ток нагрузки
Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В
Номинальный ток защитного автомата
В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.
Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.
Расчет по мощности
Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.
Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.
Формула для вычисления тока по суммарной мощности
После того, как нашли ток, выбираем номинал. Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.
Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников
Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным
Какие бывают автоматы защиты
Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсныве. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации.
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.
Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.
Автоматы для однофазной сети
Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.
Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты
Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.
Быстродействие
От того, как быстро включается и замыкает свои контакты выключатель, во многом зависит его срок службы. Однако можно ли в домашних условиях определить, насколько соответствует этому параметру ваш аппарат, не разбирая сам корпус и не прибегая к специализированным лабораторным испытаниям?
Конечно можно. Все делается очень просто. Берете обычную индикаторную отвертку на батарейках. Именно с батарейкой.
Ее обычно применяют для прозвонки и определения целостности цепи. Хотя знающие люди используют этот полезный девайс еще многими способами. Какими именно, читайте в отдельной статье.
Жалом отвертки прикасаетесь к верхнему контакту, прижимая металлический пятачок на ручке сверху, а пальцем другой руки дотрагиваетесь до нижнего контакта выключателя.
После чего, медленно начинаете включать автомат, взводя язычок.
Контакт должен появиться (загорится светодиод в отвертке) только в самый последний момент, когда аппарат уже щелкнул.
Если ту же самую манипуляцию проделать с другим выключателем, то лампочка загорается при достижении середины хода рычага включения.
Получается, что аппарат еще не взведен, а контакты уже замкнуты. Вот к чему это иногда приводит при большой нагрузке (вид контактов изнутри автомата):
Это в конечном итоге сказывается на быстром износе и выгорании контактов. В то время как механизм быстрого включения, увеличивает срок службы изделия почти на 30%.
Маркировка
Обыватель обращает внимание только на название бренда и ампераж, которые производитель наносит на корпус с помощью лазерной техники или несмываемой краски. Для профессионалов важны все показатели
В зависимости от автомата количество характеристик может быть разным.
Маркировка
Вот, что скрывается под цифрами и буквами на лицевой стороне:
- ABB, IEK, Legrand — логотип изготовителя.
- S, SH, Acti, Easy, BM, TX — линейная серия модульного изделия. За буквой могут следовать различные цифры.
- 6, 10, 16 и более — максимальное значение тока, при котором не происходит размыкание цепи. Стоит отметить, что показатель актуален при температуре +30 градусов по Цельсию. Срабатывает изделие на перегрузку, равную 13-55%. Если будет холоднее, то автомат отключится при большей нагрузке, а в жару наоборот.
- 230V, 400V — напряжение сети (однофазное или трехфазное), при котором допускается применение.
- 4500, 6000 или 10000 — предел (коммутационная способность), при котором во время короткого замыкания происходит отключение. При этом устройство не выходит из строя. Если произошло КЗ с превышающим значением, то магнитный расцепитель с ним не справится, устройство перегорит. Показатель заключен в прямоугольник.
Пределы КЗ
- 1, 2 или 3 рядом с КЗ — указатель на скорость гашения электрической дуги (от 10 мс, от 6 мс и от 2,5 мс соответственно). При КЗ жилы нагреваются, что сказывается на изоляции. Чем быстрее сработает автомат, тем целее будет проводка и само устройство. Первый класс, как правило, не указывают.
- В, С, D, К, Z перед амперажем — время автоматического отключения устройства при коротком замыкании или перегрузке в сети. В быту чаще применяют изделия с характеристикой типа С, реже В и D. Например, С16 отключится при 80-160А, а В16 при 46-80А. То есть второй сработает позднее. Разница состоит в долях секунды.
- Волна или прямая линия — можно использовать в сетях переменного или постоянного напряжения. Эти знаки расположены рядом с номинальным напряжением.
Напряжение
- 50/60 Гц — частота колебаний в сети. Показатель не всегда указывают, так как в большинстве своем бытовая техника работает в одном режиме.
- Схема подключения. 1, 3, 5 и 2, 4, 6 — верхний (питающий) и нижний (нагружаемый) контакты. N — полюс для подключения нулевой жилы.
На боковой плоскости указано:
- ГОСТ или IEC/EN — соответствие стандартам (российский или международный).
- U — рабочее напряжение.
- Icn — максимальное значение отключающей способности.
- I — предел электромагнитного отключения.
- Uimp — импульсное удерживаемое напряжение.
- Ui — напряжение изоляции.
- Deg — степень загрязнения, которая зависит от конденсации влаги.
- Cat — категория применения относительно селективности.
- Штрих-код или QR-код — информация о продукте, которую при считывании специальным устройством получают на торговой площадке.
Штрих-код
Кроме того, производитель указывает на момент затяжки, количество полюсов, тип расцепителя. Дифференциальные автоматы имеют дополнительную маркировку.
Чем отличается, преимущества и недостатки
Первое, что надо сказать о пакетнике — это ручное устройство, без автоматического срабатывания (отщелкивания с расцеплением контактов при перегрузках, КЗ). Для вкл./выкл. цепи надо вручную поворачивать его рукоять с тугим ходом.
Надо сказать, что конструкция до сих пор остается функциональной, но для жилья она во многом утратила актуальность. С другой стороны, в электроустановках (промышленность, производство, энергетика, станции), где по специфике затребован ручной принцип активации/деактивации оборудования, использование пакетников распространено, является стандартом. В новом жилье такие рубильники не ставят уже давно, вместо них — АВ. Замену, как правило, всегда делают, если проводят ремонт электрокоммуникаций, обновление проводки, щитка.
Отличия пакетника от автоматического выключателя (АВ)
Пакетники заменяют именно автоматическими выключателями. Альтернативы автоматам, как правило, нет. АВ намного современнее с автономным реагированием на перегрузки, а также ими можно управлять вручную: двигать переключатель, смыкая/размыкая цепь, когда нужно, то есть устройство намного универсальнее.
| Характеристика | Выключатели | |
|---|---|---|
| Пакетный | Автоматический | |
| Функции | Только коммутация. | Коммутация и защита от перегрузок и токов КЗ. |
| Конструкция | Полностью механическая конструкция разъединения/смыкания контактов цепи, требующая только ручного управления. Проще говоря, принцип работы изделия как у обычных бытовых выключателей освещения. | В составе есть два расцепителя:
|
| Управление | Все управление только ручное. | Включение только ручное, и это логично, так как пользователь должен иметь возможность сам активировать источник опасности — сеть. Отключение — и ручное, и автоматическое. |
| Монтаж | К корпусу щитка или к рейке, но обычно только винтами. | На DIN планку защелкиванием, а также есть вспомогательные аксессуары для винтовой и иной фиксации. |
| Возможность других схем (вариантов) переключения | Есть, возможны вариации между клеммами. | Нет, но этого и не требуется в условиях использования. |
Особенности отличий
Главная разница в том, что автомат обладает функцией защиты цепи от КЗ и перегрузок, отключается сам при опасности, а пакетник — это обычный механический выключатель, его принцип ничем не отличается от такового. Ручные рубильники обычно круглые, многогранные, с продольной ручкой, часто имеют ретро дизайн. АВ — это плоская серая пластмассовая коробочка с желтыми, красными, синими и пр. цветов маленькими рычажками (флажками) с ходом вверх/вниз. Старые образцы могут быть кнопочными. Такие коробы удобно размещать модульно — их можно просто и легко добавлять в ряд на DIN-рейку.
При пакетном выключателе, если, например, никого нет дома и некому повернуть рубильник, перегрузка будет действовать, пока окончательно не сгорит проводка, и это может стать причиной пожара всего здания. А при АВ произойдет автоматическое расцепление контактов, разъединение, обесточивание при малейших признаках некорректной работы сети. Максимум, что может произойти — немного перегреется проводка.
Автоматический выключатель защищает проводку от нагрева и плавления, возгорания, под него и сечение жил подбирают следующие ступени защиты в виде автоматики отключения — УЗО, АВДТ. Последние и АВ можно ставить и к пакетнику.
Преимущества и недостатки
Преимущества АВ очевидны — автоматичность, компактность, простота в установке, защита цепи. Минусы пакетника: нет перечисленного, а также рубильники ломаются при частых скачках напряжения, могут выгореть контакты. У АВ такого свойства нет, так как он просто разомкнет цепь, что исключит нагрев аппарата.
Недостатков у АВ по сравнению с пакетниками нет, кроме одного исключения, но оно обусловлено специфичностью среды использования. В электроустановках, на объектах производства и распределения электричества (станции, подстанции) иногда требуется именно ручной способ выкл./вкл. и возможность менять варианты контактов — тогда ручной рубильник незаменим.
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
Характеристики автоматических выключателей
Существует еще одна классификация автоматов – по их характеристикам. Этот показатель обозначает степень чувствительности защитного прибора к превышению величины номинального тока. Соответствующая маркировка покажет, насколько быстро в случае возрастания тока среагирует устройство. Одни типы АВ срабатывают моментально, в то время как другим на это понадобится определенное время.
Существует следующая маркировка устройств по их чувствительности:
- A. Выключатели этого типа наиболее чувствительны и на повышение нагрузки реагируют мгновенно. В бытовые сети их практически не устанавливают, защищая с их помощью цепи, в которые включено высокоточное оборудование.
- B. Эти автоматы срабатывают при возрастании тока с незначительной задержкой. Обычно они включаются в линии с дорогостоящими бытовыми приборами (жидкокристаллические телевизоры, компьютеры и другие).
- C. Такие аппараты – самые распространенные в бытовых сетях. Отключение их происходит не сразу после повышения силы тока, а через некоторое время, что дает возможность ее нормализации при незначительном перепаде.
- D. Чувствительность этих приборов к возрастанию тока самая низкая из всех перечисленных типов. Их чаще всего устанавливают в щитках на подходе линии к зданию. Они обеспечивают подстраховку квартирных автоматов, и если те по какой-то причине не срабатывают, отключают общую сеть.
Выбор автоматических выключателей отходящих и оконечных линий
|
Значения тока короткого замыкания в любом месте электроустановки можно определить с помощью таблиц. |
Использование таблицы G39
С помощью этой таблицы можно быстро определить величину трехфазного тока короткого замыкания в любом месте электроустановки, зная:
- величину тока короткого замыкания в точке, расположенной выше места, предназначенного для установки соответствующего автоматического выключателя;
- длину, сечение и материал проводников между этими двумя точками.
После этого можно выбрать автоматический выключатель, у которого отключающая способность превышает полученное табличное значение.
Детальный расчет тока короткого замыкания
Для того, чтобы более точно рассчитать величину тока короткого замыкания, особенно в случае, когда отключающая способность автоматического выключателя чуть меньше величины, полученной из таблицы, необходимо использовать метод, описанный в разделе Ток короткого замыкания.
Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) с одним защищенным полюсом
Такие автоматические выключатели обычно имеют устройство максимальной защиты только на полюсе фазы и могут применяться в системах TT, TN-S и IT. В системе IT должны выполняться следующие условия:
- условие (B) из таблицы G67 для максимальной защиты нулевого проводника в случае двойного короткого замыкания;
- отключающая способность при КЗ: двухполюсный автоматический выключатель (фаза-нейтраль) должен быть способен отключать на одном полюсе (при линейном напряжении) ток двойного короткого замыкания, равный 15% трехфазного тока короткого замыкания в месте его установки, если этот ток не превышает 10 кА, или 25% трехфазного тока короткого замыкания, если он превышает 10 кА;
- защита от косвенного прикосновения: такая защита обеспечивается в соответствии с правилами, предусмотренными для систем заземления IT.
Недостаточная отключающая способность при КЗ
В низковольтных распределительных системах, особенно в сетях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, иногда случается, что рассчитанный ток трехфазного КЗ Isc превышает предельную отключающую способность Icu автоматических выключателей, имеющихся в наличии для установки, или же изменения, произошедшие в системе выше, привели к изменениям требований к отключающим способностям автоматических выключателей.
- Решение 1: убедитесь в том, что соответствующие автоматические выключатели, расположенные выше тех, которых это коснулось, являются тогоограничивающими, поскольку в таком случае можно использовать принцип каскадного включения (см. подраздел Согласование характеристик автоматических выключателей).
- Решение 2: установите несколько автоматических выключателей с более высокой отключающей способностью. Такое решение представляется экономически целесообразным в том случае, если затронуты один или два автоматических выключателя.
- Решение 3: установите последовательно с затронутыми автоматическими выключателями и выше по цепи токоограничивающие плавкие предохранители (типа gG или aM). При этом такая схема должна отвечать следующим условиям:
— предохранитель должен иметь соответствующий номинал;
— предохранитель не должен устанавливаться в цепи нулевого проводника, за исключением определенных электроустановок системы IT, в которых при двойном коротком
замыкании в нулевом проводнике возникает ток, превышающий отключающую способность автоматического выключателя.
В этом случае расплавление предохранителя в нулевом проводнике приведет к тому, что этот автоматический выключатель отключит все фазы.zh:断路器的选择
Особенности работы однополюсного и двухполюсного АВ
Суть работы каждого из этих типов, в общем-то, можно понять из названия. Однополюсный автомат предназначен для отключения одной линии. Двухполюсник отличается от него тем, что контролирует рабочий процесс одновременно в двух линиях и сравнивает параметры потока электронов, определяя, соответствует ли он тому значению, которое допустимо для правильной работы сети. При превышении этих показателей аппарат срабатывает, отключая питание обеих линий одновременно.
У некоторых читателей может возникнуть вопрос: возможна ли замена двухполюсного автомата парой однополюсных выключателей? Делать этого нельзя ни в коем случае. Ведь в устройстве с двумя полюсами его элементы соединены не только общим рычажком, но и блокировочным механизмом.
Это значит, что при возникновении неполадок они отключатся одновременно, а в паре независимых друг от друга однополюсных АВ сработает только один автомат. Электрический ток в этом случае по-прежнему будет подаваться в неисправную цепь через включенный прибор, что может стать причиной возгорания проводки. Наглядно про попытки объединения на следующем видео:
Разница между этими двумя типами защитного выключателя кроется в устройстве расцепителя. Двухполюсный автомат должен обладать расцепляющим элементом, конфигурация которого позволяет одновременно выключать обе части устройства, как при автоматическом срабатывании, так и при ручном воздействии.
Если электрическая цепь в квартире – одноконтурная, то устанавливать в ней двухполюсный автомат незачем, поскольку нет необходимости в одновременной защите различных сегментов помещения. Но в случае, когда в одной из комнат установлено сложное оборудование, которое по своим параметрам не может быть включено в одну общую цепь, без многополюсника не обойтись.
Для наглядности рассмотрим такой пример. Допустим, в домашней сети имеется две линии, в одну из которых включен сложный прибор, и к нему поступает питание через выпрямитель.
Если произойдет нарушение в одной из линий, то в результате ее отключения подача питания на один контур станет причиной скачка напряжения, а значит, и возрастания других параметров. Если своевременно не сработает АВ второй линии, результатом станет выход прибора из строя, а возможно, и возгорание кабеля. Именно поэтому такая сеть должна быть защищена устройством на 2 полюса.
Что будет в обратной ситуации, когда пытаются разъединить многополюсный автомат, на видео:
