Модульный выключатель нагрузки или вводной автомат? 4 преимущества использования.

Главная > Выключатели и розетки > Выключатель нагрузки в квартире и доме

Обычные автоматы не предназначены для коммутации потребителей под нагрузкой. Их задачей является защита цепи от перегрузки и коротких замыканий. Для отключения напряжения в работающей сети применяется выключатель нагрузки. По сути, он является рубильником, служащим для отключения промышленного оборудования, помещения, квартиры, здания.

С помощью выключателя нагрузки отключают только номинальный ток потребителя. Аппарат не является средством автоматической защиты, но с его помощью можно отключить нагрузку вручную, когда угрожает авария. Для автоматического отключения применяются автоматы и УЗО.

Функции автоматического выключателя

Из названия видно, что это выключатель, который выключает автоматически. То есть, сам, в определенных случаях. Из второго названия – защитный автомат – интуитивно понятно, что это некое автоматическое устройство, которое что-то защищает.

Вот примеры установки и применения таких автоматов – при установке квартирного счетчика и при замене электропроводки в квартире.

Теперь подробнее. Автоматический выключатель срабатывает и выключается в двух случаях – в случае перегрузки по току, и в случае короткого замыкания (КЗ).

Перегрузка по току возникает из-за неисправность потребителей, либо когда потребителей становится слишком много. КЗ – это такой режим, когда вся мощность электрической цепи тратится на нагрев проводов, при этом ток в данной цепи является максимально возможным. Далее будет подробнее.

Кроме защиты (автоматического выключения), автоматы могут использоваться для ручного выключения нагрузки. То есть, как рубильник или обычный “продвинутый” выключатель с дополнительными опциями.

Ещё важная функция (это само собой) – клеммы для подключения. Иногда, даже если функция защиты особо не нужна (а она никогда не помешает), клеммы автомата могут очень пригодиться. Например, как показано в статье Прокладка вводного кабеля от гусака до счетчика.

Переключатели нагрузки

Трёхклавишный выключатель с розеткой: выбор и подключение

Переключатель нагрузки служит для коммутации электрических цепей и имеет больше контактов. Переключателем можно коммутировать одну или несколько сетей. Его также называют перекидным или переходным выключателем. С его помощью можно образовать новую цепь.

В квартирах маломощные переключатели используют для независимого управления освещением из разных мест.

На рисунке изображена схема подключения двух переключателей для включения лампочки из двух мест. Фазный провод выполнен коричневым, а нулевой – синим цветами. Черным цветом обозначены провода, соединяющие контакты соседних переключателей между собой. Нажимая на клавишу любого переключателя, можно независимо подавать напряжение на лампочку или отключать ее.

В многоэтажных жилых домах мощными перекидными рубильниками производят ввод в действие новой питающей линии, когда на одной из них происходит авария.

При выходе из строя магистрали (1) производится переход на магистраль (2) с помощью перекидных рубильников (3).

Аналогично выключателю переключатель нагрузки способен выдерживать номинальный нагрузочный ток. На рисунке ниже изображены популярные модели, которые можно приобрести на рынке для домашних нужд. С их помощью можно переключать нагрузки электрокотлов, сварочных аппаратов и другой бытовой техники.

Количество полюсов

По количеству полюсов автоматы бывают:

1. Однополюсные (1п, 1p). Это самой распространенный тип. Он стоит в цепи и защищает один провод, одну фазу. Такой изображен в начале статьи.
2. Двухполюсные (2п, 2p). В данном случае – это два однополюсных автомата, с объединенным выключателем (ручкой). Как только ток через один из автоматов превысит допустимое значение, отключатся оба. Применяются такие в основном для полного отключения однофазной нагрузки, когда рвется и ноль, и фаза. Именно двухполюсные автоматы применяются на вводе в наши квартиры.
3. Трехполюсные (3п, 3p). Применяются для разрыва и защиты трехфазных цепей. Так же, как и в случае с двухполюсными, фактически это три однополюсных автомата, с общей ручкой включения/выключения.
4. Четырехполюсные (4п, 4p). Встречаются редко, устанавливаются в основном на вводе трехфазных РУ (распределительных устройств) для разрыва не только фаз (L1, L2, L3), но и рабочего нуля (N). Внимание! Провод защитного заземления (РЕ) ни к коем случае разрывать нельзя!

Предназначение

Высоковольтные выключатели устанавливаются в подстанциях и распределительных устройствах сетей от 6 кВ до 10 кВ. Наиболее распространены устройства типа ВНА (автогазовые). Они являются самыми дешевыми и не имеют специальных требований. Газы для гашения дуги в выключателях ВНА вырабатываются из встроенных пластмассовых вкладышей. Такое применение газа для защиты контактов характерно только для этих моделей. Коммутация производится за счет ручного привода.

Выключатель нагрузки для бытовых потребителей с напряжением не более 380 В используют в качестве вводного устройства коммутации на электрических щитах. К его входу подключается силовой кабель, а к выходу – автоматы и УЗО, выполняющие функции защиты от коротких замыканий, перегрузки и утечки тока на «землю».

Ток автоматического выключателя

Токи автоматов бывают из следующего ряда:

0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Жирным выделены номиналы, наиболее часто применяющиеся в быту. Есть и другие номиналы, но о них сейчас не будем.

Данный ток для автоматического выключателя является номинальным. При его превышении выключатель выключится. Правда, не сразу, о чем сказано ниже:

Как выбрать выключатель нагрузки-мини рубильник

Если у вас уже установлен вводной автомат, для выбора выключателя нагрузки ориентируйтесь прежде всего на его номинальный ток. Номинал выключателя нагрузки рекомендуется выбирать либо равным номинальному току автомата, либо на ступень больше. При этом следует не забывать что нам диктуют правила.

Руководствуясь этим, приобретайте в магазине аппараты от 40А и выше, тем более что в цене они не слишком отличаются от своих «меньших собратьев». Ну а располагаться выключатель нагрузки должен однозначно до вводного автомата, а еще лучше до самого прибора учета.

Некоторые электрики используют зачастую схему электрощитка даже без вводного автоматического выключателя. Это также разрешается, если вы грамотно защитили отходящие линии отдельными автоматами. В этом случае на вводе монтируется просто один выключатель нагрузки.

Плюс такой схемы не только в экономии, но и в селективности. При замыкании в проводке, у вас уже одновременно не отключится и ввод (погасив всю квартиру, что зачастую бывает при больших токах КЗ) и автомат группы.

Время-токовые характеристики

Очевидно, что автомат не всегда отключается мгновенно, и иногда ему надо “подумать и принять решение”, или дать шанс нагрузке войти в норму.
Время-токовая характеристика показывает, через какое время и при каком токе отключится автомат. Эти характеристиками также называют кривыми отключения или токо-временными характеристиками. Что точнее, поскольку именно от тока зависит, через какое время отключится автомат.

Кривые отключения или токо-временные характеристики

Поясню эти графики. Как я уже говорил выше, у защитного автомата есть два вида защиты – тепловая (от перегрузки по току) и электромагнитная (от КЗ). На графике работа тепловой защиты – это участок, который плавно спускается. Электромагнитная – кривая резко обрывается вниз.

Тепловая работает медленно (например, если ток превышает номинал в два раза автомат выбьет примерно через минуту), а электромагнитная – мгновенно. Для графика В это мгновение “начинается”, когда ток превышает номинал в 3-5 раз, для категории С – в 6-10 раз, для D (не показан, поскольку в быту не применяется) – в 10-20 раз.

Как это работает – можно пофантазировать, что будет, если ток будет превышать номинал в 5 раз, а защита стоит с характеристикой “С”, как во всех домах. Автомат выбьет только через 1,5-9 секунд, как повезёт. За 9 секунд поплавится изоляция, и проводку надо будет менять. В данном случае поэтому КЗ лучше, чем перегруз.

Классификация

1. Количество полюсов:

• Однополюсные;
• Двухполюсные;
• Трёхполюсные.

1. Наличие или отсутствие токоограничения;
2. Исполнение устройства расцепления:

• Тепловой – предотвращает перегрузку;
• Электромагнитный – «замечает» короткое замыкание в цепи;
• Полупроводниковый – есть возможность настройки от всех аварий;
• Комбинированный.

1. Типу привода:

• Ручной;
• Электромагнитный.

1. Наличие или отсутствие возможности настройки времени задержки срабатывания при возникновении короткого замыкания;
2. По форме исполнения:

• Стационарные;
• Выкатные (выдвижные) с корзиной;
• Неподвижные.

Выбор автоматического выключателя. Основное правило

Выбирать защитный автомат надо, исходя из площади сечения провода, который этот автомат защищает (который подключен после этого автомата). А сечение провода – из максимального тока (мощности) нагрузки.

Алгоритм выбора автоматического выключателя таков:

1. Определяем мощность и ток потребителей линии, которая будет питаться через автомат. Ток рассчитывается по формуле I=P/220, где 220 – номинальное напряжение, I – ток в амперах, Р – мощность в ваттах. Например, для нагревателя мощностью 2,2 кВт ток будет 10 А.
2. Выбираем провод по таблице выбора сечения в зависимости от тока. Для нашего нагревателя подойдет кабель с жилой сечением 1,5 мм². Он в самых худших условиях в однофазной сети держит ток до 19А.
3. Выбираем автомат, чтобы он гарантированно защищал наш провод от перегруза. Для нашего случая – 13А. Если поставить автомат с таким номинальным тепловым током, то при токе 19А (превышение в полтора раза) автомат сработает примерно через 5-10 минут, судя по время-токовым характеристикам.

Много это или мало? Учитывая, что кабель тоже имеет тепловую инерцию, и не может мгновенно расплавиться, то нормально. Но учитывая то, что нагрузка не может просто так увеличить свой ток в полтора раза, и за эти минуты может произойти пожар – это много.

Поэтому, для тока 10 А лучше использовать провод сечением 2,5 мм² (ток при открытой прокладке – 27А), а автомат 13А (при превышении в 2 раза сработает примерно через минуту). Это для тех, кто хочет перестраховаться.

При этом главное правило будет таким:

Ток провода должен быть больше тока автомата, а ток автомата – больше тока нагрузки

Iнагр < Iавт < Iпров

Имеются ввиду максимальные токи.

И если есть такая возможность, номинал автомата должен быть смещён в сторону тока нагрузки. Например, макс.ток нагрузки 8 Ампер, макс.ток провода – 27А (2,5мм2). Автомат следует выбирать не на 13 или 16, а на 10 Ампер.

Привожу таблицу выбора автомата:

Дополнительные элементы для воздушных выключателей

Особенности работы и применения резонансного трансформатора Тесла

Сам выключатель не может создавать поток сжатого воздуха, на котором основана его работа, поэтому для его эксплуатации необходимы следующие основные компоненты:

1. Компрессор для создания сжатого воздуха;
2. Герметичную систему пневматических приводов;
3. Ресивер для хранения уже готового сжатого воздуха.

В связи с применением этих компонентов также согласно ГОСТа необходимы:

• Манометры. Они показывают реальное давление в резервуаре выключателя;
• Реле минимального давления контакты которого обеспечат подачу сигнала в случае снижения определённого давления которое нормируется. Эту же роль может играть и манометр, содержащий электроконтактную часть;
• Запорный общий клапан, который устанавливается на воздухопроводе;
• Обратный клапан, обеспечивающий надёжное перекрывание выхода сжатого воздуха с резервуара при понижении давления в подводящем воздухопроводе;
• Фильтр очищающий воздух от различной, токопроводящей и не только, пыли;
• Устройство для спускания воздуха или воды из самой нижней точки резервуара.

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.

Таблица выбора автомата по сечению кабеля

Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!

По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.

Теперь – как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?

Таблица выбора защитного автомата по мощности нагрузки

Таблица потребления и ток защитного автомата по мощности приборов

Видно, что производитель рекомендует разные время-токовые характеристики для разных электроприборов. Там, где нагрузка чисто активная (разные типы нагревателей), рекомендована характеристика автомата “B”. Там, где есть электродвигатели – “С”. Ну а там, где используются мощные двигатели с тяжелым запуском – “D”.

Время-токовая характеристика D в эту таблицу не вошла, потому что она не для бытового применения. Подробнее о запуске двигателей рассказано в статье про подключение электродвигателя через магнитный пускатель. А также – про включение твердотельного реле.

Таблица зависимости тока защитного автомата (предохранителя) от сечения

А вот как к току автоматического выключателя в зависимости от площади сечения провода относятся немцы:

Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают бОльший запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.

Модульный автомат C40

В этой статье рассматривается модульный автомат C40. Модульным автомат называется из-за того, что каждый его полюс – это отдельный стандартный модуль. По существу, изготовление многополюсных автоматов осуществляется соединением нескольких однополюсных модулей друг с другом. Таким образом, модульный автомат отличаются от других видов автоматов методом изготовления корпуса и его сборкой. Например, автомат в литом корпусе представляет собой цельный монолитный прибор. Его нельзя разобрать на отдельные полюса. Соответственно, из нескольких однополюсных автоматов нельзя собрать автомат многополюсный.

Как правило, ширина модуля обычно 18 мм. Впрочем, у некоторых компаний производителей ширина модуля автомата может различаться. Например, у ABB ширина модуля автомата 17,5мм. А вот у Siemens модуль автомата 17,6мм.

В некоторых сериях специализированные модульные однополюсные автоматы могут быть нестандартной ширины. Однако, они все равно измеряются в стандартных модулях компании производителя. К примеру, автомат может быть шириной 0,5 модуля или 1,5 модуля.

Как обычно, с задней стороны модульного автоматического выключателя расположена защёлка. Защелка позволяет крепить автоматы на DIN рейки, расположенные в электрощите.

В принципе, серии модульных автоматических выключателей выпускают на номинальный ток до 125 ампер. В свою очередь, бытовые серии автоматов изготавливаются на ток до 63 ампер.

Как устроен защитный автомат

Бонусом – устройство защитного автомата, несколько фото автомата, который приведён в начале статьи.

Устройство автоматического выключателя. Как видно, устройство непростое. Верхний (неподвижный) контакт – справа

Автоматический выключатель. За секунду до мусорки)

Другие рубильники.

Т.к. в своих щитах я в основном использую модульку от АВВ, то фоток рубильников Шнейдер Электрик, Легранд, Хагер у меня немного.

Сразу скажу, что похожих рубильников на дин-рейку, как у АВВ ОТ63 у этих производителей нет, кроме пожалуй Hager, у которых в линейке продукции есть рубильник HAB на 20-63А.

Также у Хагера есть модульные рубильники 1-4хполюсные серии SBN от 16 до 125А.

В одном из щитов я использовал рубильники SBN 2Р на 63А, достаточно симпатичные, как и вся модулька Хагер.

У Шнейдер Электрик также модульные рубильники 1Р-4Р серии iSW на 20-125А.

Модульные рубильники Легран использовать пока не доводилось. Обходился или автоматами или в 3фазных щитах рубильниками ОТ63 от ABB.

Спасибо за внимание.

Скачать

Для тех, кто интересуется темой глубже и основательней, выкладываю ГОСТ, в котором подробно расписаны все характеристики и терминология автоматических выключателей.

• ГОСТ Р 50345-2010 / ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока. Настоящий стандарт распространяется на воздушные автоматические выключатели (далее — выключатели) для переменного тока для работы при частоте 50 или 60 Гц на номинальное напряжение (между фазами) не более 440 В, номинальный ток не более 125 А и номинальную отключающую способность не более 25000 А., pdf, 1.89 MB, скачан: 1097 раз./

• Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения / Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения: Справочное пособие. В справочном пособии изложены требования ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) к автоматическим выключателям бытового назначения, предназначенным для защиты от сверхтока, рассмотрена конструкция автоматических выключателей, даны характеристики и приведена их классификация. Разбираются ошибки, которые частично исправлены в новой версии ГОСТ Р 50345-2010, pdf, 7.17 MB, скачан: 1103 раз./

Как всегда, буду рад вопросам и замечаниям по статье в комментариях!