Модульный выключатель нагрузки или вводной автомат? 4 преимущества использования.

Выключатель нагрузки и автомат в чем разница

Некоторые пользователи электроэнергии, покидая помещение, обесточивают его, щелкая рычажками вводных автоматов на электрическом щитке. Согласитесь, это позволяет чувствовать себя намного увереннее, например, покидая рабочее место в конце дня, таким образом, отключают нагрузку, иногда это даже выделено отдельным пунктом в должностной инструкции. Однако стоит ли это делать, рассмотрим ниже. Ответ на поставленный вопрос однозначен – конечно, нет! Обесточивание электрической цепи обычным автоматическим выключателем, возможно, но оно не предусмотрено:

• назначением самого автомата, который срабатывает при перегрузках или от токов КЗ;
• ограниченным ресурсом (количеством циклов срабатывания).

Зачастую цепь отключают при работе электрических приборов и дуга, возникающая в момент разрыва контактов, способствует их подгоранию. Нагрузку отключают с помощью специального коммутационного устройства – выключателя нагрузки (ВН), аналога древнего рубильника, который так и называют «мини-рубильником».

Устройство выключателя нагрузки, особенности выбора и подключения

Выключатель нагрузки представляет собой обыкновенный модульный выключатель, выполненный в корпусе аналогичном автоматическому выключателю и производящий коммутацию электрических линий вручную. Внутри корпуса предназначенного для установки на DIN-рейку расположена мощная контактная группа с одинарным или двойным разрывом цепи. Контактные группы в модульных выключателях рассчитаны на коммутацию номинальных токов от 16 до 125 А (9 ступеней). Ресурс контактов модульных выключателей нагрузки значительно превышает аналогичный показатель автомата и составляет не менее 10 тыс. циклов.

По количеству коммутируемых линий выключатели нагрузки выпускаются 1, 2, 3 и 4-х полюсными. Это позволяет их использовать в любых схемах электрической сети с номинальным напряжением 230/400 В:

• однофазной;
• трехфазной;
• с разрывом нулевого провода;
• без разрыва нуля.

В зависимости от производителя, корпуса выключателей нагрузки могут быть глухими, а могут быть оснащены прозрачным окошком, позволяющим визуально определять положение контактных групп. Кроме того они оснащены блокировкой, которая предотвращает возможность его случайного включения.

Выбор выключателя нагрузки производится согласно номиналу вводного автомата, лучшим вариантом будет, если номинальный ток ВН будет на 1 – 2 ступени выше номинала автоматического выключателя. К примеру, при 40-ка амперном автомате лучше использовать выключатель номиналом 63А.

Поскольку в выключателях нагрузки токовая защита не предусмотрена использовать их следует только последовательно с автоматикой защитного отключения, в цепи входных или дифференциальных автоматов. Допускается установка ВН перед счетчиком электроэнергии.

Отличия ВН от автомата

Теперь мы видим разницу между выключателями нагрузки и вводным автоматом. Наверно проще говорить о сходствах, поскольку их объединяет всего лишь внешний вид. Но и здесь имеются отличия:

• мини-рубильник имеет более мощный рычаг;
• на корпусе приведена аббревиатура «ВН» с указанием номинального тока;
• нанесена схема включения.

Кроме того в сравнении с автоматом коммутатор нагрузки имеет:

• более мощные контактные группы, рассчитанные на высокие нагрузки, превышающие ограничения автоматикой;
• повышенную износоустойчивость;
• менее подвержены разрушительному воздействию дуги.

Применение этого устройства позволит корректно отключать нагрузку и продлит жизнь автоматике.

Испытания электрооборудования сети и проведение электроизмерительных работ выполняются с целью проверки параметров сети на соответствие проектным величинам и требованиям установленных норм.

Часто можно услышать, что одни, SH серии — Российской сборки, другие S оригинальные, Немецкой или Французской. На самом деле обе серии оригинальные, если приобретены у официальных поставщиков, отличия этих двух серий в другом.

Монтаж автоматических выключателей

Автоматические выключатели – это электрические аппараты, которые обеспечивают защиту электрической сети от перегрузки. Точнее говоря, в случае, если по электрической проводке потечёт ток, сила которого в несколько раз превышает допустимые значения, то автоматический выключатель обесточит электрическую проводку.

Естественно, электрическая проводка может быть выполнена проводом различного сечения. А это означает, что необходимо корректным образом осуществлять выбор автоматического выключателя. Тем не менее, вне зависимости от технических характеристик, этот электрический аппарат устанавливается предельно просто. Во всяком случае, процесс монтажа не требует специализированного оборудования.

Практические советы в отношении монтажа

Технически процесс установки автоматического выключателя осуществляется следующим образом:

• в щите должно быть достаточное количество места для монтажа;
• подводится провод сверху автомата, снизу подключается нагрузка;
• с проводов снимается верхний слой изоляции для обеспечения необходимой гибкости при подведении;
• для непосредственного подключения проводника к электрическому аппарату, необходимо оголить его (проводника) конец на 5-10 мм;
• оголённый конец проводника зажимается болтовым соединением внутри аппарата.

Категорически запрещается сильно пережимать провод (неважно какой). Это может привести к деформации самого корпуса электрического аппарата. В результате во время эксплуатации могут возникнуть проблемы

В результате во время эксплуатации могут возникнуть проблемы.

Также отметим, что монтаж современных автоматических выключателей осуществляется на DIN-рейку. Это самый быстрый и с электрической точки зрения верный способ подключения.

Применение автоматических выключателей в быту

Безусловно, означенные электрические аппараты активно используются не только на промышленных предприятиях, где располагаются целые производственные мощности, оснащённые электрическими машинами и т.д.

Даже в быту используются автоматические выключатели небольшой мощности. Именно они обеспечивают сохранность электрической проводки квартиры в случае возникновения короткого замыкания.

Ведь в этом случае сила тока в сети резко увеличивается, что неминуемо приводит к перегреву электрического проводника. Однако, корректно подобранный по техническим характеристикам аппарат, автоматически отключит либо всю квартиру, либо конкретную линию проводки от электропитания.

В видео демонстрируется установка и подключение автоматического выключателя:

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

• количество полюсов;
• номинальный и предельный токи;
• применяемый тип электромагнитного расцепителя;
• максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

1. Однополюсные. Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
2. Двухполюсные. Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
3. Трехполюсные. Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
4. Четырехполюсные. Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

• B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
• C — при превышении в 5–10 раз;
• D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Расчет вводного автомата для бытовой электросети

Чтобы правильно выбрать вводный автомат по величине тока срабатывания, сначала потребуется учесть ряд факторов, влияющих на конкретное его значение.

• Тип питания на данном объекте (двухфазное или трехфазное).
• Суммарная мощность всех подключенных к линии нагрузок.
• Наличие неучтенных утечек и текущее состояние электропроводки (ее изношенность).

Расчет АВ для квартиры

Расчет прибора для отдельной квартиры базируется на следующих общепринятых правилах:

• Для ввода в такое жилье используются только двухфазные силовые линии 220 Вольт.
• Расчет потребляемого тока производится путем суммирования всех подключаемых к розеткам потребителей плюс мощность включаемых одновременно лампочек (осветителей).
• На полученное значение делается поправка с запасом примерно 10 процентов.

Для каждого индивидуального потребителя или квартиры согласно нормативам отводится строго лимитируемая нагрузка по току (не более 40 Ампер).

С учетом ограничений и поправок проводится расчет и выбор тока отсечки вводного автомата. Если потребуется изменить его значение в большую сторону, это обязательно согласуется с местными энергетическими службами и управляющей компанией.

Расчет автомата для частного дома 380 и 220 Вольт

Правильно рассчитать, какие автоматы ставить в частном доме, удается только при учете следующих моментов:

• Какие нагрузки предполагается использовать в подсобном хозяйстве, и имеется ли среди них оборудование, нуждающееся в трехфазном питании.
• Общее количество этих нагрузок и мощность, потребляемая каждой из них.
• При наличии оборудования 380 Вольт (насосов, отопительных котлов, двигателей и тому подобное) выбирается 4-х полюсный автомат, а в их отсутствие – двухполюсный.

Для трехфазной сети величина допустимого тока через расцепители рассчитывается для каждой фазы отдельно.

Выбор конкретного значения номинала автомата возможен лишь после того, как будет получена точная цифра суммарных мощностей подключаемых к линии из однофазных или трехфазных нагрузок

Определившись с тем, на сколько ампер ставится автомат в дом, переходят к непосредственному монтажу этого важного для системы энергоснабжения прибора

Правильному расчету и грамотному выбору вводного автоматического устройства придается особое значение по следующим причинам:

• От правильности подбора ВА по току зависит работоспособность системы энергоснабжения жилого объекта (квартиры или частного дома).
• Не будет наблюдаться постоянного его срабатывания при малейших отклонениях в подключаемых нагрузках.
• Хороший по характеристикам и проверенный в работе автомат позволит оперативно отключать квартиру или дом при необходимости.

Более современные аналоги прибора

Старые пакетные выключатели почти везде заменили на автоматы. Это логично, ведь изменились требования к энергопотреблению и долговечности приборов. Сейчас широко используют УЗО (устройства защитного отключения), автоматические и дифференциальные автоматы, контакторы.

Вариант #1: устройство защитного отключения

Прибор предназначен для предупреждения утечек тока. Он реагирует на дифференциальный ток, который способствует перегреванию электрических кабелей, что может привести к короткому замыканию, возгоранию проводки. Также утечки могут стать причиной поражения человека током.

Прибор нельзя считать стопроцентным аналогом пакетника, однако в комплекте с автоматическим выключателем он выполняет даже большее количество функций

УЗО необходимо устанавливать, чтобы избежать риска утечки электротока, если он начинает проходить мимо приборов-потребителей. Устройство выполняет функцию индикатора утечки, который просто отключает электричество в случае неполадок.

Само по себе устройство защитного отключения не защищает от перегрузок или короткого замыкания. Это возможно только в случае его подключения в сочетании с автоматическим выключателем.

Вариант #2: автоматический выключатель

Эти приборы пришли на смену пакетным выключателем. Они выполняют те же функции, однако более удобны в эксплуатации, долговечны и износостойки.

Автоматические выключатели также могут быть одно-, двух-, трех-, четырёхполюсными. Они различаются по виду привода (он может быть ручным, пружинным, двигательным), типу присоединения и другим техническо-эксплуатационным характеристикам.

Селективному автоматическому выключателю не нужно дополнительное питание, чтобы замыкать или размыкать контакты. Прибор является электро-механическим и разработан так, что выполняет свои функции наилучшим образом

Предложенные к продаже автоматические выключатели маркируют и классифицируют в соответствии с ГОСТами 9098–78 и 14255. Эти документы устанавливают требования к техническим характеристикам устройств.

Вариант #3: дифференциальный автомат

Это комбинированный автомат, который одновременно выполняет функции двух приборов – УЗО и автоматического выключателя. Дифференциальный автомат прекрасно заменяет пакетник, подходит для бытовых электросетей и успешно применяется на предприятиях.

Дифференциальный автомат – прибор «2 в 1»: автоматический выключатель и УЗО, размещенные в общем корпусе. Он безупречно справляется с задачами обоих устройств и при этом отличается компактностью, удобством в эксплуатации

Функциональные и конструктивные отличия диффавтомата и УЗО приведены здесь, рекомендуем ознакомиться с очень полезной информацией.

Дифференциальный автомат предотвращает утечки, короткие замыкания, минимизирует риски поражения током. В конструкцию прибора входят тепловой и электромагнитный расцепители. Первый предотвращает перегрузки в сети, а второй нужен для отключения электротока при коротком замыкании.

Вариант #4: контактор – вид электромагнитного реле

Прибор необходим для дистанционного управления режимами включения/выключения электроцепей. Электромагнитные реле не срабатывают при коротком замыкании и рассчитаны только на номинальные токи. Это их основное отличие от автоматических выключателей.

Приборы отличаются исключительной электрической и механической износостойкостью. Их устанавливают в механизмах лифтов, транспортных средств, используют на предприятиях

В современных жилых домах редко устанавливают устаревшие пакетные выключатели. Практически повсеместно практикуется установка дифавтоматов или подключение УЗО в сочетании с автоматическим выключателем. Но есть случаи, когда старый добрый пакетник может оказаться незаменимым, например, если нужно отключить подачу тока во время электромонтажных работ.

Типы

Автомат выбирается с учетом схемы электросети и ее потребностей. Выделяют однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные устройства.

Однополюсный

Выключатель с одним полюсом используется в электрических сетях с одной фазой. Разные модели отличаются разными характеристиками, от которых зависит скорость отключения. В состав входят два механизма расцепителя — электромагнитный и тепловой.

Один срабатывает при коротком замыкании, второй при превышении нагрузки в течении определенного времени. Подсоединяется через верхнюю клемму, к нижней включается отходящий провод. Принцип действия такой же, как у отводящих автоматов, но номинал тока выше.

Двухполюсный

Используется в однофазном вводе. В конструкции блок с двумя полюсами, которые оснащены рычажками и общей блокировкой между механизмами выключения. То есть главное отличие от однополюсника в том, что при неполадке на любой из идущих от него линий, отключатся обе. Двухполюсники используются в типовых современных квартирах.

Нельзя заменить один двухполюсный выключатель двумя однополюсными автоматами! Это запрещено ПУЭ.

Трехполюсный

Для сетей на три фазы используются трехполюсники и четырехполюсники. Такие электросети есть в домах, где готовка пищи производится на электрических плитах. Для подключения трехполюсного автомата к каждой клемме подключается по фазе. В приборах с четырьмя полюсами дополнительно используется нейтральный провод.

При монтаже своими руками земля (не нейтраль) никогда не должна проходить через автомат.

Предназначение выключателя нагрузки

Автогазовый выключатель нагрузки

Выключатель нагрузки – это коммутационное устройство, которое оснащено дугогасительной камерой и приводом для управления. Электропривод может быть мускульным, срабатывающим при помощи натянутой пружины, или с соленоидом дистанционного отключения. Основное назначение прибора – механическое размыкание или замыкание цепи на участке, который находится под нагрузкой. Рассчитан на отключение токов аварийного режима, из-за чего допустима установка только при условии наличия защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Любой переключатель нагрузки состоит из следующих частей: пружинного механизма, силовых контактов, заземляющих ножей, разъединителя с полюсами. Полюса размещаются в раме. Основной подвижный контакт представляет собой 2 стальные пластины. Для гашения дуги используется специальный медный контакт. Включается и выключается механизм при помощи натянутых пружин. Подробное описание конструкции будет рассмотрено на примере модели ВНР 10/400. В его составе есть:

• рама;
• опорный изолятор;
• рабочие, заземляющие ножи;
• держатель с контактами;
• камера гашения;
• тяга изолирующая и блокировочного устройства;
• вал заземления и рабочих ножей;
• рычаг;
• пружины;
• внутренние прокладки.

Конструкция выключателя нагрузки ВНР 10/400

• способ закрепления;
• номинальный ток;
• дополнительные опции;
• комплектация;
• конструкция;
• номинальное напряжение.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом K_н. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина K_н составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле I_отс ≥ K_н х I_пуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (К_т). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (I_n/К_т).

Выводы и полезное видео по теме

Что такое автоматы и чем они различаются, можно узнать из следующего видеоролика:

О критериях выбора защитных устройств:

Надёжность работы устройств автоматической блокировки часто определяет не бренд, а правильный подбор с учётом рабочей нагрузки. Также значимое влияние на действие приборов оказывает точный расчёт сечения проводников, питающих нагрузку от автомата и расчёт сечения кабеля ввода.

Когда все нюансы монтажа учтены, даже китайские приборы, которые в несколько раз дешевле брендовых, работают достаточно долгий период времени без особых нареканий.

Поделитесь с читателями вашим опытом подключения двухполюсных и трехполюсных выключателей. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.

Заключение

Автоматический выключатель трехполюсный является важной частью домашней электрической системы

Выбирая дорогие модели, следует принимать во внимание, что все остальное оборудование должно быть того же уровня: проводка, выключатели и розетки, распределительные коробки, осветительные приборы

Основные характеристики автоматов всегда есть на корпусе с лицевой стороны. Они подбираются с учетом сечения провода и величины подключаемой нагрузки.

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

На зажимы первого полюса подключаем соединительные провода от испытательного устройства РЕТОМ-21 и включаем наш «объединенный» автомат.

Прогружать автомат будем 4-кратным током от номинального, т.е. током 64 (А). Напомню Вам, что согласно , тепловой расцепитель при этом токе должен сработать за время примерно от 1,7 до 18 (сек.).

Произошел щелчок и прогружаемый полюс фактически отключился. Это видно, как по току в цепи (ток равен нулю), так и по данным секундомера РЕТОМ-21. Кстати, измеренное время срабатывания теплового расцепителя составило 3,31 (сек.), что соответствует время-токовой характеристики.

Также состояние контакта прогружаемого полюса можно проверить с помощью мультиметра. Как видите, контакт автомата разомкнут.

Но самое интересное то, что при этом его рычажок управления остался включенным, тем самым не отключив соседний полюс! Ему элементарно не хватило механической силы.

Таким образом получается, что прогружаемый полюс отключился, а соседний — остался замкнутым (включенным).

Да все просто. Помните, я показывал, что у двухполюсных и трехполюсных модульных автоматов имеется механическая связь в виде вилочек-толкателей между механизмами их расцепления. При срабатывании одного из расцепителей, эти вилочки приводят к срабатыванию и соседние полюсы.

А в нашем случае, при самостоятельном объединении двух однополюсных автоматов, этих вилочек-толкателей нет, поэтому возвратной пружине одного рычажка элементарно не хватает механической силы, чтобы отключить соседний рычажок.

Даже если у Вас где-то в запасе и имеются подобные вилочки-толкатели, то Вы все равно не сможете соединить автоматы, т.к. в корпусах однополюсных автоматов не предусмотрены отверстия для них (по крайней мере у IEK и Шнайдер Электрик их точно нет).

Эксперимент №2. Соединяем три однополюсных автомата

Берем три однополюсных автоматических выключателя ВА47-29.

Устанавливаем автоматы на DIN-рейку, для надежности стягиваем их между собой ограничителями для DIN-рейки и объединяем все три рычажка.

Аналогичным образом, проводим поочередно прогрузку всех полюсов. Более подробнее об этом смотрите в видео, которое размещено в конце статьи.

Вот например, при прогрузке среднего полюса он отключился за время 3,14 (сек.).

Механических сил его рычажка не хватило, чтобы отключить соседние полюса. Вот состояние контакта прогружаемого полюса.

А вот состояние контактов соседних полюсов.

Объединять однополюсные автоматические выключатели в двухполюсные и трехполюсные запрещено. При возникновении короткого замыкания или перегруза в одном из полюсов, отключится только этот самый полюс автомата, а соседние останутся замкнутыми. И какой тогда смысл в таком соединении автоматов?

Представьте элементарную ситуацию. Ваш электродвигатель подключен через такой вот «объединенный» автомат напрямую без и защиты от обрыва фаз. Предположим, что в питающем кабеле произошло короткое замыкание фазы на землю. При этом автомат, установленный в этой фазе отключится, а соседние останутся в работе.

К чему же это приведет? Двигатель перейдет в двухфазный режим работы и в итоге может выйти из строя, в зависимости, конечно же, от нагрузки на его валу. От подобных ситуаций даже специально устанавливают устройства для контроля фаз, например .

Это только лишь один пример. На самом деле примеров можно привести множество, и с помощью таких вот «объединений» автоматов могут возникнуть ситуации с более серьезными и печальными последствиями.

Полную версию экспериментов смотрите в моем видео: