Электроэнергия при некорректном использовании может нести угрозы для окружающей среды, здоровья и жизни самого человека. Для исключения подобных случаев введены в действие правила использования электроэнергии (ПУЭ, национальные и международные стандарты), которые обязывают все силовые цепи снабжать защитными устройствами. Среди таких элементов — автоматические выключатели. Чтобы правильно их выбрать, нужно понимать характеристики, которые отражены в маркировке.
Общие сведения об автоматах
Как правило, автомат содержат три типа расцепителя электрической цепи: тепловой, электромагнитный и механический. Первый предназначен для защиты электрических цепей от перегрузки по току, второй – от короткого замыкания в цепях нагрузки, третий – для оперативных коммутаций электрических цепей.
Существуют электрические автоматы, выполняющие защитные функции от перегрузки и поражения электрическим током (ЭТ). Это выключатели, управляемые дифференциальным током со встроенной защитой от токовых перегрузок – дифавтоматы (ДВ).
Основные технические характеристики автоматических выключателей (АВ)
Номинальное напряжение – установленное изготовителем значение, при котором определена работоспособность АВ.
Номинальный ток – установленный изготовителем ток, который АВ способен проводить в продолжительном режиме, при котором главные контакты остаются замкнутыми при указанной контрольной температуре окружающего воздуха (стандартно +30 °С).
Частота выключателя – это промышленная частота, на которую рассчитанно устройство и которой соответствуют значения других характеристик.
Номинальная наибольшая отключающая способность – значение ЭТ, которое может отключить АВ, сохранив при этом свою работоспособность.
Класс токоограничения характеризуется временем отключения между началом размыкания выключателя и концом времени дуги. Существует три класса токоограничения:
- время отключения АВ 3 класса происходит в пределах 2,5 — 6 мс;
- 2 класса – 6–10 мс;
- 1 класса – более 10 мс.
Защитная характеристика АВ определяет пределы времени, в течение которого должно произойти расцепление коммутационного элемента при определенном значении протекающего через него ЭТ.
Существует несколько типов защитных (время-токовых) характеристик АВ, наиболее востребованы — B, C и D
| Тип защитной характеристики | Диапазон токов мгновенного расцепления, приведенных к номинальному значению тока АВ | Назначение |
| A | от 1,3Iн | Для защиты цепей, в которых временные перегрузки по току не могут возникать в штатном режиме работы. |
| В | от 3Iн до 5Iн | Для защиты цепей, в которых допускаются незначительные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы. |
| С | от 5Iн до 10Iн | Для защиты цепей, в которых допускаются умеренные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы. |
| D | от 10Iн до 20Iн | Для защиты цепей со значительными временными токовыми перегрузками в штатном режиме работы. |
| K | от 12 Iн | Для защиты промышленных цепей использующих индуктивную нагрузку. |
| Z | от 4 Iн | Для защиты промышленных цепей использующих в качестве нагрузки промышленную электронную технику. |
Дифференциальные автоматические выключатели
Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn – значение отключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ должен срабатывать при заданных условиях.
Номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0 – значение неотключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ не срабатывает при заданных условиях.
Номинальная дифференциальная наибольшая включающая и отключающая способность IΔm0 – действующее значение переменной составляющей ожидаемого дифференциального тока, которое ДВ может включать, проводить и отключать.
ДВ бывают трех типов:
- S – с выдержкой времени срабатывания по дифференциальному току.
- АС – обеспечивается срабатывание при синусоидальном переменном дифференциальном токе, либо прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
- А – обеспечивает срабатывание при дифференциальном синусоидальном переменном токе и дифференциальном пульсирующем постоянном токе, прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
Маркировка автоматов
Каждый автомат имеет свою маркировку, которая представляет собой буквенно-цифровые и условные графические изображения, используемые для идентификации и доведения до потребителя его основных технических характеристик. Они необходимы для правильного выбора и дальнейшей эксплуатации автомата.
- наименование изготовителя или торговый знак;
- обозначение типа, каталожного номера или номера серии;
- значение номинального напряжения;
- значения номинального тока без символа «А» с предшествующим обозначением типа защитной характеристики (А, В, С, D, K, Z) и класс токоограничения;
- значение номинальной частоты;
- значение номинальной наибольшей отключающей способности в амперах;
- схема соединений, если правильный способ соединения не очевиден;
- значение контрольной температуры окружающего воздуха, если она отличается от 30 °С;
- степень защиты, если только она отличается от IP20;
- для выключателей типа D максимальное значение тока мгновенного расцепления, если он выше, чем 20In;
- значение номинального импульсного выдерживаемого напряжения Uimp.
Маркировка дифавтоматов аналогична маркировке АВ, но содержит дополнительные сведения:
- номинальный отключающий дифференциальный ток;
- уставки отключающего дифференциального тока (для ДВ с несколькими значениями отключающего дифференциального тока);
- номинальную наибольшую дифференциальную включающую и отключающую способность;
- кнопку с символом «Т» для эксплуатационного контроля работоспособности ДВ по дифференциальному току;
- символ «~» — для ДВ типа АС;
- символ для ДВ типа А.
Расшифровка обозначений автоматических выключателей
Наряду с маркировкой выключателей, необходимую информацию о характеристиках и типе АВ содержит его условное обозначение, которое требуется для оформления заказа на покупку АВ.
Условного обозначение автоматического выключателя имеет следующий вид: ВА47-Х1-Х2Х3Х4ХХ5-УХЛ3
Пояснения к условному обозначению АВ приведены в таблице.
| Символ | Расшифровка |
| ВА47 | Обозначение серии выключателей |
| Х1 | Тип выключателя |
| Х2 | Число полюсов |
| Х3 | Буква «N» при наличии полюса без расцепителя |
| Х4 | Тип защитной характеристики |
| ХХ5 | Номинальный рабочий ток |
| УХЛ3 | Обозначение климатического исполнения и категории размещения (по ГОСТ 15150) |
Примеры записи обозначений АВ:
- однополюсной автоматический выключатель с защитной характеристикой типа «С» на номинальный ток 16 A: Выключатель ВА47-29-1С16-УХЛ3
- четырехполюсной автоматический выключатель с защитной характеристикой типа «С» с незащищенным полюсом на номинальный ток 100 A: Выключатель ВА47-100-4NC100-УХЛ3.
Для изделий исполнения УХЛ3 диапазон рабочих температур составляет от минус 60 до +40 °С.
Каждый автомат, смонтированный в электрощитке, имеет маркировку в соответствии со своим функциональным назначением. Например, номер помещения, обозначение фидера, оборудования и т.д. для защиты электрических цепей которых установлен данный автомат.
Советы по выбору автоматического выключателя
Существуют два основных критерия выбора АВ. Первый основывается на исполнении АВ своей целевой функции – обеспечения защиты электрических цепей от перегрузки по току с заданными характеристиками, второй – на соотношении цена/качество, выбранного типа АВ.
Номинальный ток АВ выбирается со значением меньшим или равным, чем максимальный ток, на который рассчитана защищаемая электрическая цепь. Если электрическая цепь выполнена медным проводом с сечением токопроводящей жилы 1,5 мм2, для защиты такой цепи следует выбирать АВ с номинальным током не более 16 А. Так как для проводов данного типа максимально допустимый рабочий ток должен быть не более 21 А, а допустимый ток короткого замыкания длительностью 1 с должен быть не более 170 А, защитная характеристика АВ может быть выбрана С типа. В данном случае класс токограничения может быть любым, однако следует учитывать, что чем раньше произойдет отключение электрической цепи при коротком замыкании, тем меньше вероятность возникновения аварийной ситуации и больше шансов сохранить электрооборудование в исправном состоянии.
Количество полюсов АВ выбирается исходя из количества защищаемых электрических цепей. Для однофазной цепи – обычно применяются двухполюсные, для трех фазных – трех и четырехполюсные АВ.
Среди зарубежных производителей следует отметь: ABB, Legrand, Schneider Electric, General Electric, Siemens и т.д. Среди отечественных изготовителей можно выделить продукцию КЭАЗ, ИЕК, Контактор и т.д. Для решения бюджетных задач вполне себя оправдывает продукция российской фирмы. Для реализации бизнес-идей можно использовать более дорогую и качественную продукцию зарубежных производителей ABB, Legrand, Schneider Electric.
Из практических соображений систему защиты от токовых перегрузок целесообразно строить по двухуровневой схеме. Первый уровень защиты выполнить на основе ВД. Так как потребители электроэнергии обычно распределены по отдельным помещениям, вторую ступень защиты целесообразно выполнить распределенного типа, группируя электрические цепи по функциональному назначению и снабжая каждую группу отдельным АВ, что позволит избежать общего отключения электроэнергии при возникновении локальной токовой перегрузки. При этом ВД должен быть рассчитан на суммарный ток всех потребителей электроэнергии.
