Электричество окружает нас повсеместно, на работе приводит в движение производственное оборудование и офисную технику, в быту дарит нам уют и комфорт, делает доступными все блага цивилизации. Однако, выходя из-под контроля, этот мощный источник энергии несет опасность здоровью и жизни человека, сохранности имущества, в частности неисправная электропроводка или электрооборудование могут оказаться причиной пожара. Например, чрезмерные токи сопутствующие короткому замыканию ведут к перегреву и возгоранию изоляции электрического кабеля, то же происходит при длительном многократном превышении нагрузки.
Для того чтобы обезопасить электрическую сеть от критических токовых нагрузок Правилами устройства электроустановок в обязательном порядке предписано использование вводных автоматов, обеспечивающих защитное отключение. Автоматические выключатели устанавливаются в распределительных щитах, как правило, это автоматы модульного типа, устанавливаемые на DIN-рейку. В качестве вводного автомата может использоваться:
- трехполюсный выключатель, если заведено трехфазное напряжение,
- одно- или двухполюсный автомат для однофазного питания.
Подключение токовых нагрузок производится посредством однофазных автоматических выключателей меньшего номинала.
Устройство автоматического выключателя и его характеристики
Главным назначением вводных защитных приборов является отключение внутренней электрической сети при значениях потребления тока, превышающих его номинальные значения. Такие ситуации возникают в двух случаях:
- при перегрузках в защищаемой электрической цепи, вызванных одновременным включением нескольких потребителей большой мощности,
- при коротких замыканиях внутри электроприбора или электропроводке, когда ток в сети достигает сотен ампер.
Это различные ситуации, тем не менее, обе ведут к возгоранию. Полноценную функциональность автоматическому выключателю обеспечивают два независимых механизма – расцепителя, входящих в состав автомата, но работающих по разному принципу.
Защита от превышения номинального тока обеспечивается с помощью теплового расцепителя, реализованного при помощи биметаллической пластины, которая при нагревании меняет свою форму и приводит в движение механизм расцепления.
Электромагнитный расцепитель срабатывает при протекании через его катушку тока КЗ, возникший в соленоиде электромагнитного расцепителя магнитный поток притягивает якорь расцепителя и инициирует разрыв цепи. Время срабатывания электромагнитной защиты составляет сотые доли секунды.
Главными характеристиками модульных автоматических выключателей являются:
- номинальный ток, на который рассчитана работа автомата на протяжении продолжительного периода, лежит в пределах стандартной линейки от 6 до 100А,
- время-токовая характеристика (ВТХ), представляющая собой зависимость времени отключения от величины силы тока, обеспечивающей быстрое расцепление цепи.
В качестве количественного значения ВТХ принимается отношение силы тока к номиналу автомата и показывает, во сколько раз при срабатывании происходит превышение номинальных токов.
Категории автоматов и области применения
Именно время-токовая характеристика легла в основу классификации автоматов, представленной следующими категориями:
- A – представляет собой наиболее чувствительную группу с током срабатывания в 2-3 раза выше номинала, используется в цепях питания полупроводниковых устройств,
- В (3-5 номинала) – используют при активных потребителях (ТЭНы, водонагреватели, электроплиты),
- С (5-10 номиналов) – контролируют питание потребителей с умеренными стартовыми нагрузками (холодильные камеры, сплит-системы),
- D (10-20-номиналов) – защищают питание электроприемников с предельными величинами стартовых нагрузок (электромоторы большой мощности).
Встречаются и более редкие типы К и Z, первые работают на индуктивные нагрузки, вторые защищают электронику, но наиболее востребованы категории B – D.