Как подключить автоматический выключатель

Содержание

1 Классификация
2 Устройство и принцип работы
3 Выбор автомата
4 Производители
5 Монтаж
- 5.1 Однополюсный
- 5.2 Двухполюсный
6 Электрификация
7 Подключение. Видео

Автоматический выключатель (может еще называться автоматом, переключателем) – коммутационное устройство, предназначенное для подачи эл. тока на объект и его отключения в автоматическом режиме при возникновении неполадок в электрической сети. Изделие выполняет функцию защиты электроцепи от следующих факторов:

короткого замыкания;
перегрузок;
снижения напряжения ниже допустимой величины.

Модульные автоматы трех-, и однополюсный компании MOELLER

Электроснабжение любых объектов, как сложных, так и простых, выполняется по принципиальной электрической схеме. Она в каждом конкретном случае индивидуальна. Важно не только грамотно развести провода по помещениям и к оборудованию, устройствам и приборам, но и правильно подобрать к конкретной схеме устройства защиты, а также подсоединить к ним провода или кабели, осуществить монтаж в распределительном щитке.

Классификация

Устройства выпускаются в широком ассортименте и различаются по следующим признакам:

току главной цепи (постоянный, переменный, комбинированный);
количеству полюсов (от 1 до 4);
способу управления (вручную, двигательным приводом);
типу расцепителя (с тепловым, электромагнитным, полупроводниковым, электронным);
способу установки (выдвижные, стационарные, втычные);
рабочему току, измеряемому в А (от 1,6 до 6300);
типу корпуса (открытый, литой, в модульном исполнении).

Современные выключатели имеют более сложную систему защиты электрических цепей и комплектуются дополнительными функциями, среди которых:

дистанционное размыкание цепи (имеет независимое расцепляющее устройство);
автоматическое срабатывание при спаде напряжения ниже 85% от номинального значения;
автоматическое срабатывание при спаде напряжения до 35% от номинального значения;
наличие сигнальных или свободных контактных групп.

Изготавливаются автоматы отечественными и зарубежными производителями разных типоразмеров и могут применяться как для защиты небольших помещений, так и крупных объектов. В быту чаще всего используют автоматические выключатели модульного типа. Характеризуются такие устройства небольшими габаритами и весом, а модульными они называются из-за стандартной ширины изделия, которая равна 17,5 мм (один модуль).

Выключатель трехполюсный модульный компании АВВ

Для квартир, офисов, частных домов, магазинов, дач, хозяйственных построек и др. объектов общественного и промышленного назначения используют следующие устройства:

автоматический выключатель;
УЗО (устройство защитного отключения);
автомат дифференциальный.

Первый тип включает и отключает электрические цепи вручную и защищает их при возникновении короткого замыкания (к.з). У УЗО более широкие функции: защищать человека от удара эл. током в случае прикосновения к токоведущим частям, а также от возникновения пожара, который может быть вызван утечкой тока через поврежденную изоляцию проводников. Автомат дифференциальный объединяет функции простого выключателя автоматического и УЗО и является наиболее совершенным устройством защиты. Управляется он дифференциальным током и имеет встроенную защиту от сверхтока.

В однофазных эл. сетях используют автоматы одно-, или двухполюсные. Установка конкретного устройства зависит от количества проводов, которым выполнена проводка.

Устройство и принцип работы

Чтобы правильно подключить автомат в работу, необходимо разобраться в его конструкции и принципе срабатывания.

Устройство автоматического выключателя с тепловым расцепителем в разрезе

Основные части изделия следующие:

корпус;
коммутирующее устройство;
механизм управления (рукоятка, кнопка);
камера дугогасительная;
клеммы винтовые (верхние, нижние).

Корпус и механизм управления изготавливаются из прочной пластмассы, которая не поддерживает горение. Устройство коммутирующее – это контакты как подвижные, так и неподвижные. Полюсом автомата является пара этих контактов, имеющая свою дугогасительную камеру. Ее основное предназначение – гасить эл. дугу, которая появляется в момент разрыва контактов, находящихся под нагрузкой. Она представляет собой набор стальных пластин, имеющих особую форму профиля. Они равноудалены друг от друга и изолированы между собой. К этим пластинам возникшая в процессе неполадок электрическая дуга притягивается. Здесь она охлаждается и гаснет. Количество пар контактов может быть от 1 до 4.

Например, двухполюсный автоматический выключатель имеет 2 подвижных и 2 неподвижных контакта. У автомата имеется индикатор положения: красный цвет означает, что изделие включено, а зеленый – выключено. Это позволяет быстро сориентироваться и узнать, в каком состоянии находится автомат.

Снаружи у автомата видны только рукоятка, винтовые зажимы, расположенные сверху и снизу, и индикатор. Все остальное находится внутри корпуса устройства.

Корпус имеет специальные губки, называемые фиксатором, что позволяет быстро установить автоматический выключатель на специальную рейку, называемую DIN. В случае замены изделия, этот же фиксатор позволяет быстро его демонтировать: ослабив крепильные винты на клеммах автомата, достаточно фиксатор сдвинуть вниз. Автомат без усилий снимется с рейки. Сегодня такие рейки являются неотъемлемой частью любого электрического щита. Многие современные элементы электроники и автоматики изготавливаются именно для установки на DIN-рейку.

Механизм, отключающий выключатель при наступлении аварийных ситуаций, называется расцепителем. Каждый тип расцепителя имеет свое устройство.

Расцепитель тепловой в своей конструкции имеет специальную пластину, называемую биметаллической. Она изготовлена методом прессования из 2 разнородных металлов, которые имеют различный коэффициент линейного расширения. Подключается пластина в электроцепь последовательно с нагрузкой. В процессе работы устройства происходит нагревание пластины проходящим через нее током, и она изгибается в сторону металла, который имеет меньший коэффициент расширения. При увеличении тока выше номинального (перегрузке), ее изгиб приведет к отключению автомата. Для этого в конструкции предусмотрен спусковой механизм.

На срабатывание выключателя помимо этого оказывает влияние температура окружающего воздуха. Поэтому в некоторых изделиях производят корректировку времени срабатывания в соответствии с этой температурой. В любом случае, чем выше от номинального значения величина тока, тем быстрее срабатывает расцепитель теплового типа. Некоторые из них срабатывают в считанные доли секунды.

Автоматический выключатель с магнитным расцепителем в разрезе

Катушка с обмоткой и сердечником – это и есть магнитный расцепитель. Обмотка выполняется из медного изолированного провода. Включается в эл. цепь последовательно с контактами – по ней движется ток нагрузки. Если он превышает установленное допустимое значение, то магнитное поле катушки переместит сердечник, а он, в свою очередь, воздействует на отключающее устройство. Это вызовет размыкание контактов защитного автомата.

Устройство автомата с комбинированным типом управления

Некоторые типы выключателей обеспечивают задержку времени при коротком замыкании и называются они селективными. Такое изделие имеет специальную панель, где выставляется время отключения выключателя. Это дает возможность отключить конкретный участок, на котором произошло к.з., и где сработали другие автоматы. В результате отпадает необходимость отключать полностью объект от электропитания, можно отключить только тот участок, где сложилась аварийная ситуация. Как правило, это мощные устройства, имеющие расцепитель полупроводникового типа.

В конструкции автомата может отсутствовать расцепитель, и тогда он называется выключателем-разъединителем.

Выбор автомата

Прежде чем приступить к монтажу, необходимо правильно подобрать изделие. Сколько поставить: один или несколько, на какую мощность, какого производителя? Нужен ли вводной автомат? Подключать до счетчика или после? Эти вопросы самые часто задаваемые.

Каждый выключатель характеризуется такими параметрами:

номинальным током (указывается в А);
рабочим напряжением эл. сети (указывается в В);
количеством полюсов;
максимальным током к.з.;
времятоковой характеристикой (время срабатывания устройства в зависимости от величины протекающего тока – предельная коммутационная способность (ПКС)).

Последний параметр указывается в цифрах, которые означают, при каком значении тока устройство сохранит свою работоспособность. В быту применяются изделия, имеющие цифры 4500, 6000 и 10000 А.

Производители обычно все это указывают прямо на корпусе прибора, включая принципиальную схему включения в работу и условное обозначение выключателя.

Размещение технических характеристик автомата на корпусе прибора

Выбор выключателя осуществляется по мощности нагрузки и сечению подключаемого провода. Выбирают обычно по 2 параметрам: току перегрузки, току отключения при к.з.

Перегрузка возникает при включении в сеть устройств и приборов, суммарная мощность которых приведет к чрезмерному нагреву проводников и контактных соединений. Поэтому автомат, который будет установлен в конкретную цепь, должен иметь ток отключения больше или равным расчетному. Его определяют суммированием мощности предполагаемых к использованию электроустройств (указывается в паспорте). Далее полученную цифру делят на 220 (вспоминаем физику и закон Ома) и получают искомый ток перегрузки. Необходимо еще учесть одно обстоятельство: этот ток не должен быть больше тока, который может протекать по проводнику.

Ток отключения при к.з. – это та его величина, при которой происходит отключение автоматического выключателя. Его тоже рассчитывают, а затем подбирают по типу защиты. В нем заложены значения тока отключения по отношению к вероятному току к.з. Зависит этот ток от вида нагрузки электросети. В быту и для небольших объектов используют устройства с условным обозначением B, C, а на вводе – D (см. размещение обозначения на рисунке).

Чаще всего, в электрическую схему помимо автоматов на каждую групповую линию, входят еще вводной автомат, УЗО или дифференциальный автомат.

Схема подключения устройств защиты в распределительном щитке

Схема указывает на следующие основные моменты, знать которые важно:

комплектацию распределительного щитка (вводной автомат, электросчетчик, УЗО, автоматы от ходящих линий);
парную работу вводного автомата и УЗО (об этом свидетельствует меньший номинальный ток УЗО, чем у вводного автомата);
место установки УЗО (должно находиться близко к вводу электропитания, поэтому монтируется сразу за счетчиком);
установка одного УЗО, защищающего всю электрическую цепь (ток утечки не должен превышать 30 мА);
при монтаже УЗО разделяются нулевой защитный (РЕ – линии черного цвета) и нулевой рабочий проводник (N – линии голубого цвета);
сечение проводников и марку провода;
как подключается фазный проводник к основным устройствам схемы (на схеме линии красного цвета).

Внешний вид распределительного щитка с установленными приборами для учета потребления эл. энергии и защиты эл. цепей показан на рисунке ниже:

Размещение элементов защиты и счетчика в распределительном щитке

Производители

Автоматические выключатели производятся во многих странах. Главное требование к этому устройству – оно должно быть изготовлено из качественных материалов и иметь длительный срок эксплуатации. Цена на автомат одной и той же мощности может варьироваться довольно в широком диапазоне и зависит это от производителя.

Самые качественные автоматы выпускают следующие компании:

французские: Legrand,Schneider Electric, Hager;
словацкая SEZ Krompachy;
немецкие: АВВ, Moeller, Kopp ;
американская General-Electric;
российские: Контактор, КЭАЗ.

Монтаж

Прежде чем осуществлять монтаж выключателя, необходимо четко определиться, куда правильно присоединять провода или кабеля питания: сверху или снизу изделия или, проще говоря, – к подвижным или неподвижным контактам. И хоть многие не соблюдают это условие и подключают без учета этого фактора, все же правильнее обратиться к ПУЭ, которое для электриков является тем документом, указания которого необходимо соблюдать. Там четко сказано: присоединение питающего провода (кабеля) должно выполняться к неподвижным контактам. Они во всех современных автоматах находятся сверху.

Монтаж не может быть выполнен без инструмента и приборов контроля. Необходимо иметь:

набор отверток;
нож монтажный;
тестер или отвертку с индикатором.

Однополюсный

Монтаж осуществляется в однофазных сетях, в которых ввод выполнен 2 проводами (обычно это здания старой постройки): фаза (L) и ноль (PEN), т.е. выполненной по системе TN-C. Провод питания подключается к клемме 1 автомата, с клеммы 2 через счетчик распределяется по автоматам конкретных групп. Ноль запитывающий через счетчик подводится к нулевой шине PEN. Наглядно это показано на рисунке ниже.

Схема подсоединения однополюсных автоматов в распределительном щитке

Двухполюсный

Монтаж осуществляется в однофазных сетях, в которых ввод выполняется 3 проводами, один из которых является фазой (L), второй нулем (N), третий землей (PE), т.е. подключение осуществляется по системам TN-C-S или TN-S. Здесь питающий провод подводится к клемме 1, ноль к клемме 3 и надежно закрепляется. Клемма 2 является выходной, фаза проходит через электросчетчик. Вводное устройство, которым является УЗО, распределяет равномерно питание по выключателям, объединенным в отдельные группы. С клеммы 4, которая является выходной, ноль проходит через электросчетчик, УЗО и подсоединяется на шину N. Разводка схематично показана на рисунке 10.

Схема подсоединения в щитке двухполюсных автоматических выключателей

В паспорте на автомат указаны требования по подсоединению к его клеммам проводников. Информацию необходимо тщательно изучить. Это касается как сечения, так и типа соединения проводников, а также длины зачищаемой части.

Обычно для автоматов, используемых в быту, провода зачищают от изоляции на длину до 1 см, используя монтажный нож. Необходимо также обратить внимание на цветовую маркировку проводов. Белый или коричневый цвет у питающего провода (фаза), синий (голубой, черный) – у нулевого проводника, желто-зеленый или зеленый – у заземляющего.

После зачистки с помощью монтажного ножа оголенная часть провода вставляется в контактный зажим сверху или снизу, в зависимости от того, какой проводник подключается (фаза, земля или ноль). Далее они надежно фиксируются в соответствующие клеммы с помощью винтов. Тут понадобится отвертка. Проверяется надежность крепления проводника подергиванием. В случае подсоединения к автоматическому выключателю гибкого провода, необходимо воспользоваться специальными наконечниками, что делает подключение более надежным.

При подсоединении проводников к автомату необходимо проследить за следующими факторами:

под контактный зажим не должна попасть изоляция;
нельзя затягивание производить с большим усилием, это может деформировать корпус и, как результат, привести к выходу устройства из строя, неправильной работе или сокращению срока эксплуатации.

Во многих случаях в распределительном щитке устанавливаются несколько автоматических выключателей. Неопытные электрики соединяют их между собой перемычками. Это допустимо, но лучше воспользоваться специальной шиной. Она называется гребенкой. Ее обычно режут в необходимый размер, а затем подключают фазы к автоматам в той последовательности, которая предусмотрена принципиальной эл. схемой.

Внешний вид соединительной шины

Электрификация

Чтобы правильно осуществить электрификацию объекта любой сложности нужно выполнить следующие действия:

составить электрическую схему с учетом всех особенностей электропроводки конкретного объекта;
грамотно определить суммарную потребляемую мощность;
определиться с количеством электрических групп и мощностью каждой группы;
определиться с местом установки распределительного щитка и на какое количество модулей он должен быть;
подобрать прибор учета (электросчетчик);
правильно осуществить подсоединение отходящих и приходящих линий;
осуществить подключение щита к сетям энергопоставляющей компании.

Подключение. Видео

Про электрическую схему подключения автоматических выключателей можно узнать из видео ниже.

Все это под силу только грамотным электрикам, которые хорошо разбираются в электроснабжении простых и сложных объектов. Они знают современную электротехническую базу и способны с минимальными затратами укомплектовать всем необходимым электрощит. Кроме того, опираясь на многолетний опыт, они могут дать полезные советы по экономии электроэнергии и улучшению снабжения электроэнергией действующих объектов.