В электропроводке квартиры или дома обязательно имеется элемент, который называется автоматическим выключателем, или, чаще, автоматом.
Такой прибор предназначен для автоматической защиты электрической сети от неприятностей, которые могут возникнуть при перегрузке или коротком замыкании. Кроме того, с его помощью можно вручную включать и выключать электрическую цепь.
Это значение устанавливается в соответствии с интенсивностью использования устройства. Чтобы выполнить частичную или полную селективность, мы должны знать характерные триггерные кривые каждого устройства. Короткое замыкание: это значение, при котором автоматический выключатель отключается, когда большой ток вызывает короткое замыкание. Это значение может быть мгновенным или отложенным. Для достижения полной избирательности мы будем использовать регулируемую по времени, чтобы разные кривые переключателей не перекрывались.
Чтобы реализовать полную или частичную селективность, необходимо знать характерные характеристики каждого устройства. Это означает, что в случае каких-либо инцидентов при установке компоненты защиты будут изолировать неисправность, открыв переключатель, ближайший к указанному дефекту, чтобы этот дефект не вызывал прерывания непрерывной подачи энергии на остальную часть компоненты установки. Существует два типа избирательности.
Существует много различных конструкций автоматов, которые предназначены для защиты электросетей как индивидуальных квартир или домов, так и промышленных предприятий или торговых залов.
Автоматические выключатели определяются номинальным током и группой. В зависимости от этих характеристик автоматы защиты делятся на 3 группы – В, С и D. В бытовых электросетях обычно используются устройства типа С, в которых ток мгновенного выключения лежит в пределах от 5 до 10 значений номинального тока. Далее будут рассмотрены автоматы типа С модульного вида.
То есть, существует полная избирательность между двумя коммутаторами, когда при наличии перегрузки по току выключатель, ближайший к неисправности, гарантирует его открытие перед следующей более высокой. Существует несколько способов достижения избирательности.
Амперометрическая селективность: метод заключается в настройке автоматических выключателей с различными значениями отключения при коротком замыкании. Этот метод учитывает, что более высокие значения максимального тока будут создаваться ближе к точке дефекта. Хронометрическая селективность: при этом методе мы принимаем во внимание как значения регулировки по интенсивности, так и время задержки, после чего откроет переключатель. На горизонтальной оси представлены текущие значения, а по вертикальной оси - время.
В состав автомата защиты от короткого замыкания входят и перегрузки электросети следующие блоки:
- корпус;
- механизм управления;
- устройство коммутации;
- расцепители;
- дугогасительная камера.
Корпус устройства представляет собой пластмассовую коробку, размеры которой стандартизированы. На передней стороне имеется рычаг для включения и выключения автомата, сзади имеется защелка для крепления на DIN-планке, а сверху и снизу – клеммы для подключения проводов.
То есть, зная текущее значение, вы можете легко узнать, сколько времени потребуется, чтобы запустить коммутатор. Кривые отображают в верхней части значения отключения перегрузки. Значение номинального тока использования - это значение, при котором кривая никогда не будет достигнута, и что переключатель будет работать без проблем. Нижняя часть кривой будет той, которая связана с работой магнитотермической защиты или короткого замыкания.
Как видно на графике, в расцепителе переключателя мы находим 2 настраивающих потенциометра. Слева мы установим значение тока перегрузки, то есть «верхнюю часть кривой отключения», а в потенциометре справа настройка будет для отключения короткого замыкания, то есть нижней части кривой. Оставив регулирование фиксированного магнитного поля, будет отрегулировано только колесо рулетки значений перегрузки, итоговый график будет показан на следующей странице.
Одной из отличительных характеристик электрического автомата есть механизм управления, который предназначен для ручного включения и выключения. Он состоит из рукоятки или кнопок.
Устройство коммутации – это набор силовых и вспомогательных контактов. Эти контакты могут быть подвижными или неподвижными.
Расцепители — устройства, предназначенные для размыкания электроцепи в случае, если ток в цепи превышает заданные значения. В автомате имеются электромагнитный и тепловой расцепители. Электромагнитный — это катушка индуктивности с металлическим сердечником, связанным системой рычагов с подвижным силовым контактом автомата. В тепловом — используется биметаллическая пластина, которая под действием протекающего по ней тока изгибается и через рычаги воздействует на подвижной контакт автомата.
Перед эксплуатацией устройства необходимо сделать проверку действия расцепителей автоматических выключателей.
С другой стороны, если потенциометр установки значения перегрузки установлен на 200 А, а ток защиты от короткого замыкания установлен на разные значения, итоговый график будет выглядеть следующим образом. На предыдущих графиках вы можете увидеть, как верхний и нижний изменения изменяются в зависимости от ваших настроек.
В этом практическом примере мы видим, что две кривые срабатывания не мешают друг другу, и это гарантирует, что переключатель меньшего калибра перед ошибкой будет действовать до более высокого калибра. В случае типовых распределительных устройств эти переключатели обычно обеспечивают хорошую селективность даже в сочетании с небольшими автоматическими выключателями.
Для ослабления воздействия дуги, которая возникает при размыкании силовых контактов, в автомате предусмотрена специальная камера, состоящая из металлических пластин. Электрическая дуга, попадающая в эту камеру, разбивается пластинами на несколько частей и гасится.
Принцип работы автомата при перегрузке
При включении в цепь питания слишком большого числа потребителей электроэнергии в цепи может появиться ток, величина которого может превышать максимальную для данной электросети величину. На практике это может возникнуть, например, когда в квартире включаются стиральная машина, утюг, чайник, бойлер, и другие мощные потребители электроэнергии.
Как видно, результирующий граф принимает другую форму от тех, которые наблюдаются в переключателях без регулирования времени. На следующем графике вы можете увидеть один и тот же график, но добавив переключатель того же калибра, но с различными настройками, проверяя таким образом гибкость в плане регулирования этого типа коммутаторов.
После выбора языка необходимо заполнить поля номинального напряжения и частоты сети. После заполнения необходимых данных характеристическая кривая переключателя появится на вкладке отображения кривой. Через программу вы можете одновременно имитировать триггерные кривые нескольких элементов защиты. Таким образом, вы будете иметь простую и точную оценку всех деталей в отношении защиты проектируемой схемы. Программа также будет полезна при определении типа переключателя на выбор при попытке защитить установки с двигателями или любой нагрузки, требующей особого внимания, или просто попытаться исправить существующие дефекты в установках с плохим дизайном.
В случае, когда фактический ток цепи превышает номинальный у автомата, в последнем срабатывает тепловой расцепитель.
Состоящая из двух слоев металлов биметаллическая пластина при прохождении через нее тока нагревается. Под действием тепла эта пластина изгибается, воздействует на подвижный контакт автомата и размыкает цепь.
Обслуживание выключателей, автоматических выключателей, выключателей или электрических защит заслуживает особого внимания из-за их большой важности для переключения и защиты соединений и оборудования. Эффективное обслуживание коммутаторов требует пристального внимания к мелким деталям в сочетании с комплексной программой тестирования.
Основные принципы обслуживания и адекватные электрические испытания необходимы для максимальной надежности защищенных форм. Техническое обслуживание и испытания этих переключателей, автоматических выключателей, выключателей или электрических защит сравнительно просты, но иногда считаются сложными или сложными.
Перед тем, необходимо определиться с нагрузкой и типом проводки, для которой устанавливается защита. В результате этого обозначается требуемая полюсность автомата.
Правильную установку автоматического выключателя нужно делать согласно соответствующих схем подключения. О нюансах этого процесса можно прочитать .
Техническое обслуживание выключателей не очень распространено, так как часто считается, что оно не требует этого. Переключатели, которые остаются неактивными в течение 6 месяцев или более, должны быть открыты и закрыты несколько раз подряд, чтобы проверить правильность работы и устранить любое накопление пыли или посторонних предметов в движущихся частях и контактах.
Низковольтные защитные устройства, выключатели, выключатели или автоматические выключатели спроектированы так, чтобы не требовать минимального или вообще никакого рутинного обслуживания в течение срока их службы. Поэтому потребность в профилактическом обслуживании будет зависеть от условий эксплуатации.
Величина тока срабатывания теплового расцеплителя обычно больше номинального тока автоматического выключателя на 13-45%. Эта величина может меняться с помощью регулировочного винта при заводской регулировке в довольно широких пределах. Временная задержка выключения автомата при перегрузке необходима для того, чтобы не было лишних отключений при непродолжительном увеличении тока, что, например, бывает при пуске .
Тестирование на техобслуживания для выключателей низкого напряжения или защиты
Поскольку накопление пыли на поверхностях механизмов может повлиять на работу переключателя, они должны работать не реже одного раза в год. Профилактическое рутинное тестирование должно проводиться каждые 3-5 лет. Следующие тесты могут быть выполнены во время текущего технического обслуживания и направлены на то, чтобы обеспечить правильную работу коммутаторов.
Тест сопротивления изоляции
Следующие тесты должны выполняться только на коммутаторах и оборудовании, которые позволяют отключать. Во-первых, при выключенном переключателе проверьте изоляцию между фазами. Поскольку каркас защиты не является проводящим, нет необходимости проводить проверку фазы на землю.
Действие устройства при коротком замыкании цепи
При появлении в цепи короткого замыкания происходит быстрое и резкое увеличение тока во всей сети, в том числе — в катушке электромагнитного расцепителя. Под действием резко возросшего электромагнитного поля происходит втягивание сердечника внутрь катушки. Находящийся на сердечнике рычаг воздействует на подвижный силовой контакт, отключает его от неподвижного контакта и размыкает электрическую цепь.
Также необходимо провести испытание между входными фазами и клеммами нагрузки с переключателем в открытом положении. Проводники нижнего и нижнего течения должны быть отсоединены от переключателя, когда проводят испытания на сопротивление изоляции, чтобы избежать того, что в тестовых измерениях также отображается сопротивление подключенной цепи или повреждение оборудования.
Тест сопротивления контактов
Обычно значения сопротивления должны быть выше 50 мегаватт, считаются небезопасными, и переключатель должен быть проверен на предмет возможного загрязнения на их поверхности, это будет зависеть от производителя и типа переключателя. Всегда существовало расхождение между процедурами испытаний, предложенными изготовителем, по сравнению с фактическим полевым тестом.
Воздействие токов короткого замыкания может пагубно сказаться на состоянии подключенных приборов, проводки и даже вызвать пожар. Для уменьшения воздействия таких токов время срабатывания расцепителя должно быть минимальным. Современные автоматы при воздействии токов короткого замыкания срабатывают за время не более 0,02 секунды.
Для производителей автоматических выключателей этот тест обеспечивает самую точную информацию о состоянии контактов. Однако проведение такого теста контактного сопротивления в поле нецелесообразно. Обычно доступен омметр этого типа с такой выходной мощностью и точностью.
Физические размеры таких испытательных устройств невелики и могут транспортироваться без специального оборудования. Понятно, что с уменьшенными возможностями наименьшего омиметра с низким сопротивлением, результаты полевых испытаний не будут коррелировать с методом изготовителя.
Повторное включение автомата — что необходимо сделать?
При срабатывании автомата из-за перегрузки повторное включение цепи возможно только после остывания биметаллической пластины. В этом случае перед тем, как повторно включить автоматический выключатель, необходимо проанализировать нагрузку цепи и постараться ее уменьшить путем отключения лишних приборов.блока питания на 12 Вольт, который можно купить или собрать самостоятельно. Как с помощью LED освещения украсить свой автомобиль — .
В результате хорошим общим правилом является исследование любого переключателя, когда появляется 50% -ное отклонение значений сопротивления между любым полюсом. Примечание. Важно, чтобы этот тест выполнялся перед испытанием на отключение по току. После испытания на отключение максимального тока биметаллическая полоса, которая выполняет тепловое отключение, поглотила значительную энергию и находится на более высокой температуре, чем окружающая среда.
Это увеличение температуры вызовет ошибки в измерении контактного сопротивления. Если испытание на максимальный ток выполняется до испытания на контактное сопротивление, необходимо отключить выключатель на 20 минут, прежде чем проверять контактное сопротивление.
Выводы:
- Для защиты электрической цепи от перегрузки и короткого замыкания применяется автоматический выключатель.
- В автомате размыкание цепи при перегрузке тепловым расцепителем осуществляется с временной задержкой, а при коротком замыкании — электромагнитным расцепителем мгновенно.
- Перед повторным включением после срабатывания автомата по перегрузке необходимо уменьшить число потребителей.
- Перед повторным включением после срабатывания автомата по короткому замыканию необходимо вначале устранить причину короткого замыкания.
Принцип работы электрического автомата на видео
Соединения выключателей должны быть проверены, чтобы определить, что есть хорошее соединение и что перегрев не происходит. Если перегрев указывается обесцвечиванием или знаками дуги, соединения должны двигаться, правильно подключаться и чистить соединительные поверхности.
Визуальный осмотр, смазка и очистка выключателя, автоматического выключателя, выключателя или электрической защиты - одни из самых простых тестов, и поэтому их иногда пропускают. Однако они являются важной частью поддержания коммутатора. Эти базовые тесты не занимают много времени, но они могут указывать на то, чтобы избежать катастрофических проблем.
Защитное отключение особенно актуально когда в доме используется большое количество различных электроприборов. В этой статье мы рассмотрим приборы защитного отключения, которые рекомендуются и используются при строительстве частных домов. Будет приведена схема устройство защитного отключения. Разберем вопрос что и когда использовать - УЗО или дифавтомат (дифференциальный автомат). Кроме того, выясним основные отличия автоматов защитного отключения.
Тест на отключение при перегрузке
Этот тест гарантирует, что серия перегрузок управляет переключателем в пределах указанных допусков. Это выполняется путем ввода тока в автоматический выключатель для имитации состояния перегрузки или отказа. Для выключателей, прерывателей, выключателей или электрических защит типичный тест максимального тока требует, чтобы блок отключения тестировался на перегрузку и аварийное состояние отказа.
Когда выполняется испытание на отключение перегрузки, время, прошедшее от приложения тока до отключения коммутатора, является критическими данными, необходимыми для определения правильной работы. Эти данные доступны в Национальной ассоциации производителей электрооборудования.
Виды автоматов защитного отключения
Важной ступенью в организации электробезопасности являются защитные электрические аппараты или, как их чаще называют, автоматы. Условно, их можно разделить на три вида:
- автоматические выключатели (АВ);
- устройства дифференциального отключения (УЗО);
- дифференциальные автоматические выключатели (ДАВ).
Рис 1. Автоматический выключатель
Рис 2. Устройство защитного отключения (УЗО)
Рис 3. Дифференциальный автоматический выключатель (ДАВ)
Принцип работы аппаратов защитного отключения
Автоматические выключатели (АВ) , см. рис.1, устанавливаем для защиты электропроводки от перегрузок по току, а электропотребителей от коротких замыканий. Перегрузки по току приводят к нагреву проводника, что ведет к возгоранию проводки и выходу ее из строя.
Устройство защитного отключения (УЗО) принцип работы (рис.2). Устанавливаем для защиты от поражения электрическим током, в случае пробоя изоляции аппаратуры и проводки. УЗО защитит нас и в случае прикосновения к открытым неизолированным участкам проводки или аппаратуры, находящихся под напряжением 220 В и не даст возникнуть пожару, если проводка неисправна.
Если появляется разность токов, то УЗО отключает подачу напряжения. Выбирать УЗО необходимо по двум параметрам: чувствительности и номинальному току. Обычно для домашних целей выбирают УЗО с чувствительностью 300 мА. Номинальный ток выбирается в зависимости от суммарной мощности электропотребителей и должен быть равен или быть на порядок ниже номинального тока вводного автоматического выключателя (АВ), потому что УЗО не защищает от короткого замыкания и перегрузок по току. Устройство защитного отключения УЗО устанавливают обычно в схеме после счетчика для защиты всей проводки в доме, см. рис. 4, 5. По современным нормам, установка УЗО является обязательной.
Рис. 4. Схема подключения УЗО
Рис. 5 Схема монтажная электроснабжения дома с использованием УЗО
1 - щиток распределительный; 2 - нейтраль; 3 - ш ина заземления; 4 - ф аза; 5 - УЗО; 6 - ав томатический выключатель; 7 - п итание потребителей.
Дифференциальные автоматические выключатели (ДАВ) объединяют в себе функции УЗО и АВ. Схема дифференциального автомата основана на защите цепей от коротких замыканий и перегрузок, а также защита людей от поражения электрическим током при касании к токоведущим частям, см. рис. 6.
Рис. 6. Схема работы ДАВ
Эти устройства получили широкое распространение в бытовых электрических сетях (220/380 В), в розеточных сетях. Дифференциальный автоматический выключатель состоит из быстродействующего автоматического выключателя и устройства защитного отключения, который реагирует на разность токов в прямом и обратном направлениях.
Принцип работы дифференциального автомата. Если изоляция электропроводки не повреждена и отсутствует касание человека к токоведущим частям, значит в сети отсутствует ток утечки. Значит токи в прямом и обратном (фаза-ноль) проводниках нагрузки равны. Эти токи наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока ДАВ равные, но встречно направленные магнитные потоки. В результате чего ток во вторичной обмотке равен нулю и не вызывает срабатывание чувствительного элемента - магнитоэлектрической защелки.
При возникновении утечки, например: при прикосновении человека к фазному проводнику, баланс токов и магнитных потоков нарушается, во вторичной обмотке появляется ток небаланса, который вызывает срабатывание магнитоэлектрической защелки, воздействующей в свою очередь на механизм расцепителя автомата с контактной системой.
Для осуществления периодического контроля работоспособности УЗО и ДАВ предусмотрена цепь тестирования. При нажатии кнопки "Тест" искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание аппаратов защиты означает, что оно в целом исправно.
Выбор защитного автомата
Теперь, определимся в каком случае и какому защитному автомату нам отдать предпочтение:
- Для защиты проводки осветительной сети, от которой питаются все наши светильники, выбираем автоматические выключатели (АВ) с токами срабатывания 16 А.
- Розеточную сеть в доме, которая используется для включения утюгов, настольных ламп, телевизора, компьютера и т.д., должны защищать автоматические выключатели с дифференциальной защитой (ДАВ).
- Для розеточной сети мы выбираем ДАВ с током срабатывания 25 А и дифференциальным током отключения 30 мА.
- Для подключения в доме кондиционера, посудомоечной машины, электропечи, СВЧ-печи и других, так необходимых нам в быту мощных приборов, требуется своя индивидуальная розетка и следовательно свой автоматический выключатель с дифференциальной защитой. Например, для подключения электропечи мощьностью 6кВт необходим дифференциальный автоматический выключатель с токами отключения 32 и 30 мА.
Обращаю внимание, что розетки все должны быть с заземляющим контактом. Силовое оборудование, например точильный станок, советую подключать к автоматическому выключателю. Так как вся сеть у нас в доме на напряжение 220 В, то и перечисленные автоматические выключатели выбираем на соответствующее напряжение.
Поговорим об автоматическом выключателе, который в целях безопасности требуется поставить на вводе. Если мы все розеточные линии защитили автоматическими выключателями с дифференциальной защитой, то на вводе мы ставим автоматический выключатель (АВ) с номинальным током определенным техническими условиями и однолинейной схемой проекта «Электрооборудование жилого дома».
Но можно после вводного автоматического выключателя (АВ) поставить устройство защитного отключения (УЗО) с током дифференциальной защиты 300 мА. Такую схему включения смотрите на рис.5. Если мы выбираем такой вариант защиты, то он не обязывает нас устанавливать дифференциальные автоматические выключатели для розеточной сети, а просто установим автоматический выключатель (АВ), смотрите тот же рис. 5. Такая схема приемлема если у нас всего одна розеточная линия с рядом розеток. Но она совершенно не рациональна, если у нас ряд самостоятельных приемников, включенных в индивидуальные розетки.
Например: У вас имеется токовая утечка на корпус стиральной машины и вы случайно прикасаетесь к ней. Мгновенно сработает дифференциальная защита и ДАВ стиральной машины отключится. Вам не трудно будет определить и устранить причину. А представьте, сколько необходимо поработать, чтобы найти причину отключения УЗО на вводе.
Хочу сказать, что на современном рынке автоматических выключателей и УЗО очень большой выбор аппаратов, как отечественного производства, так и зарубежного. Надо учесть, что продукция отечественного производства отличается большими габаритными размерами, возможностью регулирования по току, меньшей ценой, а срок службы в бытовых условиях практически одинаков.
Таблица 1. Сравнение стоимости автоматических выключателей
Заключение
Итак, в статье мы с Вами рассмотрели вопросы электробезопасности. Особенно актуальны они стали, когда в наш дом вошло огромное количество электроприборов, бытовой электроники и компьютеров. Проводка несет очень высокую нагрузку и защитное отключение необходимо. Современная техника очень дорогая и требовательная к качеству сетей. Поэтому не стоит экономить на мерах защиты, потому что стоимость УЗО не соизмерима со стоимостью оборудования в вашем доме, и тем более с ценой человеческой жизни.
Внимание: Цены актуальны на 2009 год.
