На что срабатывает автомат
Автоматический выключатель — от чего защищает и как он устроен
Автоматические выключатели – это устройства, задача которых заключается в защите электрической линии от повреждения под воздействием тока большой величины. Это могут быть как сверхтоки короткого замыкания, так и просто мощный поток электронов, в течение достаточно длительного времени проходящий по кабелю и вызывающий его перегрев с дальнейшим оплавлением изоляции. Автомат защиты в этом случае предотвращает негативные последствия, отключая подачу тока в цепь. В дальнейшем, когда ситуация придет в норму, аппарат можно вновь включить вручную.
Функции автоматического выключателя
Защитные устройства предназначены для выполнения следующих основных задач:
Говоря кратко, АВ одновременно осуществляют защитную и управляющую функцию.
Основные типы выключателей
Существует три основных вида АВ, отличающихся друг от друга по конструктивному исполнению и предназначенные для работы с нагрузками разной величины:
Автомат защитный однофазный представляет собой автоматический выключатель, который наиболее распространен в бытовых сетях. Он бывает 1- и 2-х полюсным. В первом случае к аппарату подключается только фазная жила, а во втором – еще и нулевая.
Кроме перечисленных видов, существуют также устройства защитного отключения, обозначаемые аббревиатурой УЗО, и дифференциальные автоматы.
Первые нельзя считать полноценными АВ, их задача заключается не в защите цепи и включенных в нее приборов, а в предотвращении удара электрическим током при касании человеком открытого участка. Дифференциальный защитный автомат представляет собой объединенные в одном устройстве АВ и УЗО.
Как устроены автоматы защиты?
Рассмотрим подробно устройство автоматического выключателя. Корпус автомата выполнен из диэлектрического материала. Он состоит из двух частей, которые соединены между собой заклепками. Если необходимо разобрать корпусную часть, заклепки высверливаются, и открывается доступ к внутренним элементам защитного автомата. К ним относятся:
С задней стороны автоматический защитный предохранитель оборудован специальным фиксатором, с помощью которого он крепится на DIN-рейке.
Последняя представляет собой рейку из металла, имеющую ширину 3,5 см, на которую крепятся модульные устройства, а также некоторые виды электрических счетчиков. Чтобы присоединить автомат к рейке, корпус защитного устройства следует завести за ее верхнюю часть, после чего защелкнуть фиксатор, надавив на нижнюю часть аппарата. Снять автомат защиты с DIN-рейки можно, подцепив защелку снизу.
Фиксатор модульного выключателя может быть очень тугим. Чтобы прикрепить такое устройство к DIN-рейке, нужно заранее подцепить защелку снизу и завести защитное устройство на место крепежа, после чего отпустить фиксирующий элемент.
Можно сделать проще – при защелкивании фиксатора сильно нажать на его нижнюю часть отверткой.
Наглядно, зачем нужен автоматический выключатель, на видео:
Принцип действия автоматического выключателя
Теперь разберемся, как работает автомат защиты сети. Подключение его осуществляется подъемом вверх рукоятки управления. Чтобы отключить АВ от сети, рычаг опускают вниз.
Когда автомат защитный электрический функционирует в обычном режиме, то электрический ток при поднятой вверх рукоятке управления поступает к аппарату через подсоединенный к верхней клемме кабель питания. Поток электронов идет к неподвижному контакту, а от него – к подвижному.
Затем по гибкому проводнику ток поступает на соленоид электромагнитного расцепителя. С него по второму гибкому проводнику электричество идет к биметаллической пластине, входящей в тепловой расцепитель. Пройдя по пластине, поток электронов через нижнюю клемму уходит в подключенную сеть.
Особенности работы теплового расцепителя
При превышении током цепи, в которой установлен автомат защиты, номинала устройства возникает перегрузка. Поток электронов высокой мощности, проходя через биметаллическую пластину, оказывает на нее термическое воздействие, делая более мягкой и заставляя выгнуться в сторону отключающего элемента. При вступлении последнего в контакт с пластиной происходит срабатывание автомата, и подача тока в цепь прекращается. Таким образом, тепловая защита позволяет не допустить чрезмерного нагревания проводника, которое может привести к расплавлению изоляционного слоя и выходу проводки из строя.
Нагревание биметаллической пластины до такой степени, чтобы она изогнулась и вызвала срабатывание АВ, происходит в течение определенного времени. Оно зависит от того, насколько величина тока превышает номинал автомата, и может занять как несколько секунд, так и час.
Срабатывание теплового расцепителя происходит в случае превышения током цепи номинала автомата как минимум на 13%. После остывания биметаллической пластины и нормализации величины текущего тока защитное устройство можно будет снова включить.
Существует еще один параметр, способный повлиять на срабатывание АВ под воздействием теплового расцепителя – это температура окружающей среды.
Если воздух в помещении, где установлен аппарат, имеет высокую температуру, то пластина нагреется до отключающего предела быстрее, чем обычно, и может сработать даже при незначительном возрастании тока. И наоборот, если в доме холодно, нагревание пластинки будет происходить медленнее, и время до отключения цепи увеличится.
Срабатывание теплового расцепителя, как было сказано, требует определенного времени, в течение которого ток цепи может прийти в норму. Тогда перегрузка исчезнет, и отключения устройства не произойдет. Если же величина электротока не снижается, автомат обесточивает цепь, предотвращая оплавление изоляционного слоя и не допуская возгорания кабеля.
Причиной перегрузки чаще всего становится включение в цепь устройств, суммарная мощность которых превышает расчетную для конкретно взятой линии.
Нюансы электромагнитной защиты
Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты сети от короткого замыкания и по принципу работы отличается от теплового. Под действием сверхтоков КЗ в соленоиде возникает мощное магнитное поле. Оно сдвигает в сторону сердечник катушки, который размыкает силовые контакты защитного устройства, воздействуя на механизм расцепителя. Питание линии прекращается, благодаря чему исчезает опасность возгорания проводки, а также разрушения замкнувшей установки и автоматического выключателя.
Поскольку в случае КЗ в цепи происходит мгновенное возрастание тока до величины, способной за короткое время привести к тяжелым последствия, срабатывание автомата под воздействием электромагнитного расцепителя происходит за сотые доли секунды. Правда, при этом ток должен превысить номинал АВ в 3 и более раза.
Наглядно про автоматические выключатели на видео:
Дугогасительная камера
Когда контакты цепи, через которую протекает электрический ток, размыкаются, между ними возникает электрическая дуга, мощность которой прямо пропорциональна величине сетевого тока. Она оказывает на контакты разрушающее воздействие, поэтому для их защиты в состав устройства входит дугогасительная камера, представляющая собой набор пластинок, установленных параллельно друг другу.
При контакте с пластинами происходит дробление дуги, в результате чего снижается ее температура и происходит затухание. Газы, возникшие при появлении дуги, через специальное отверстие удаляются из корпусной части защитного устройства.
Заключение
В этой статье мы рассказали о том, что такое автоматические выключатели, какими бывают эти устройства и по какому принципу они работают. Напоследок скажем, что защитные автоматы не предназначены для установки в сеть в качестве обычных выключателей. Такое использование достаточно быстро приведет к разрушению контактов аппарата.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info!
Эта статья продолжает серию публикаций по электрическим аппаратам защиты — автоматическим выключателям, УЗО, дифавтоматам, в которых мы подробно разберем назначение, конструкцию и принцип их работы, а также рассмотрим их основные характеристики и детально разберем расчет и выбор электрических аппаратов защиты. Завершит этот цикл статей пошаговой алгоритм, в котором кратко, схематично и в логической последовательности будет рассмотрен полный алгоритм расчета и выбора автоматических выключателей и УЗО.
Чтобы не пропустить выход новых материалов по этой теме подписывайтесь на новостную рассылку, форма подписки внизу этой статьи.
Ну а в этой статье мы разберемся, что же такое автоматический выключатель, для чего предназначен, как он устроен и рассмотрим, как он работает.
Автоматический выключатель (или обычно просто «автомат») — это контактный коммутационный аппарат, который предназначен для включения и отключения (т.е. для коммутации) электрической цепи, защиты кабелей, проводов и потребителей (электрических приборов) от токов перегрузки и от токов короткого замыкания.
Т.е. автоматический выключатель выполняет три основный функции:
1) коммутацию цепи (позволяет включать и отключать конкретный участок электрической цепи);
2) обеспечивает защиту от токов перегрузки, отключая защищаемую цепь, когда в ней протекает ток, превышающий допустимый (например, при подключении в линию мощного прибора или приборов);
3) отключает от питающей сети защищаемую цепь, когда в ней возникают большие по значению токи короткого замыкания.
Таким образом, автоматы выполняют одновременно и функции защиты и функции управления.
По конструктивному исполнению выпускаются три основных типа автоматических выключателей:
— воздушные автоматические выключатели (применяются в промышленности в цепях с большими токами в тысячи ампер);
— автоматические выключатели в литом корпусе (рассчитаны на большой диапазон рабочих токов от 16 до 1000 Ампер);
— модульные автоматические выключатели, наиболее нам известные, к которым мы привыкли. Они широко применяются в быту, в наших домах и квартирах.
Модульными они называются потому, что их ширина стандартизирована и в зависимости от количества полюсов, кратна 17.5 мм, более подробно этот вопрос будет рассмотрен в отдельной статье.
Мы с вами будем рассматривать именно модульные автоматические выключатели и устройства защитного отключения.
Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
Рассматривая конструкцию УЗО, я говорил, что для исследования от заказчика достались также и автоматические выключатели, конструкцию которых мы сейчас рассмотрим.
Корпус автоматического выключателя изготавливается из диэлектрического материала. На передней панели нанесена торговая марка (брэнд) производителя, каталожный номер. Основные характеристики — номинал (в нашем случае номинальный ток 16 Ампер) и время токовая характеристика (у нашего образца С).
Также на передней поверхности указываются и другие параметры автоматического выключателя, о которых речь пойдет в отдельной статье.
На задней части имеется специальное крепление для монтажа на DIN-рейку и крепления на ней с помощью специальной защелки.
DIN-рейка — это металлическая рейка специальной формы, шириной 35 мм, предназначенная для крепления модульных устройств (автоматов, УЗО, различных реле, пускателей, клеммников и т.д.; выпускаются счетчики электроэнергии специально для установки на DIN-рейку). Для монтажа на рейку необходимо завести корпус автомата за верхнюю часть DIN-рейки и нажать на нижнюю часть автомата, чтобы фиксатор защелкнулся. Для снятия с DIN-рейки необходимо поддеть снизу фиксатор защелки и снять автомат.
Встречаются модульные устройства с тугими защелками, в этом случае при установке на DIN-рейку необходимо поддевать снизу защелку фиксатора, заводить автомат на рейку и потом отпускать защелку, либо защелкивать ее принудительно, надавливая на нее отверткой.
Корпус автоматического выключателя состоит из двух половинок, соединенных четырьмя заклепками. Чтобы разобрать корпус, необходимо высверлить заклепки и снять одну из половинок корпуса.
В результате получаем доступ к внутреннему механизму автоматического выключателя.
Итак, в конструкцию автоматического выключателя входят:
1 — верхняя винтовая клемма;
2 — нижняя винтовая клемма;
3 — неподвижный контакт;
4 — подвижный контакт;
5 — гибкий проводник;
6 — катушка электромагнитного расцепителя;
7 — сердечник электромагнитного расцепителя;
8 — механизм расцепителя;
9 — рукоятка управления;
10 — гибкий проводник;
11 — биметаллическая пластина теплового расцепителя;
12 — регулировочный винт теплового расцепителя;
13 — дугогасительная камера;
14 — отверстие для отвода газов;
15 — защелка фиксатора.
Тепловой расцепитель, представляет собой биметаллическую пластину, которая нагревается проходящим через нее током, и если ток превышает заданное значение, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепителя, отключая таким образом автоматический выключатель от защищаемой цепи.
Электромагнитный расцепитель — это соленоид, т.е. катушка с намотанной проволокой, а внутри сердечник с пружиной. При возникновении короткого замыкания ток в цепи очень быстро нарастает, в обмотке катушки электромагнитного расцепителя наводится магнитный поток, под воздействием наведенного магнитного потока перемещается сердечник, и, преодолевая усилие пружины, воздействует на механизм и отключает автомат.
Как работает автоматический выключатель?
В обычном (неаварийном) режиме работы автоматического выключателя, когда рычаг управления взведен, электрический ток подается к автомату через питающий провод, подключенный к верхней клемме, далее ток проходит на неподвижный контакт, через него на подключенный к нему подвижный контакт, далее через гибкий проводник подается на катушку соленоида, после катушки по гибкому проводнику на биметаллическую пластину теплового расцепителя, от него на нижнюю винтовую клемму и далее в цепь подключенной нагрузки.
На рисунке показан автомат во включенном состоянии: рычаг управления поднят вверх, подвижный и неподвижный соединены.
Перегрузка возникает, когда ток в цепи, контролируемой автоматическим выключателем, начинает превышать номинальный ток автомата. Биметаллическая пластина теплового расцепителя начинает нагреваться проходящим через нее повышенным электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, пластина воздействует на механизм расцепления, и автоматический выключатель отключается, размыкая защищаемую цепь.
Для нагрева и изгибания биметаллической пластины требуется некоторое время. Время срабатывания зависит от величины проходящего через пластину тока, чем больше ток, тем меньше время срабатывания и может быть от нескольких секунд до часа. Минимальный ток срабатывания теплового расцепителя составляет 1,13-1,45 от номинального тока автомата (т.е. тепловой расцепитель начинает срабатывать при превышении номинального тока на 13-45%).
Автоматический выключатель — это устройство аналоговое, этим объясняется такой разброс параметров. Существуют технические сложности при его точной настройке. Ток срабатывания теплового расцепителя устанавливается на заводе регулировочным винтом 12. После того, как остынет биметаллическая пластина, автоматический выключатель готов к дальнейшему использованию.
Температура биметаллической пластины зависит от температуры окружающей среды: если автоматический выключатель установлен в помещении с высокой температурой воздуха, то тепловой расцепитель может сработать при меньшем токе, соответственно при низких температурах ток срабатывания теплового расцепителя может быть выше допустимого. Подробно этот вопрос смотрите в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?
Тепловой расцепитель срабатывает не сразу, а через какое-то время, давая возможность току перегрузки вернуться к своему нормальному значению. Если же в течение этого времени ток не снижается, тепловой расцепитель срабатывает, защищая цепь потребителей от перегрева, оплавления изоляции и возможного возгорания проводки.
К перегрузке может приводить подключение в линию мощных приборов, превышающих расчетную мощность защищаемой цепи. Например, при включении в линию очень мощного нагревателя или электроплиты с духовкой (с мощностью, превышающей расчетную мощность линии), или одновременно несколько мощных потребителей (электроплита, кондиционер, стиральная машина, бойлер, электрочайник и т.п.), либо большого количества одновременно включенных приборов.
При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке по закону электромагнитной индукции магнитное поле перемещает сердечник соленоида, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты автоматического выключателя (т.е. подвижный и неподвижный контакты). Линия размыкается, позволяя снять с аварийной цепи питание и защитить от возгорания и разрушения сам автомат, электропроводку и замкнувший электроприбор.
Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно (около 0,02с), в отличие от теплового, но при значительно больших значениях тока (от 3-х и более значений номинального тока), поэтому электропроводка не успевает нагреться до температуры плавления изоляции.
При размыкании контактов цепи, когда в ней проходит электрический ток, возникает электрическая дуга, и чем больше ток в цепи — тем дуга мощнее. Электрическая дуга вызывает эррозию и разрушение контактов. Чтобы защитить контакты автоматического выключателя от ее разрушающего действия, дуга, возникающая в момент размыкания контактов, направляется в дугогасительную камеру (состоящую из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает. При горении дуги образуются газы, они отводятся наружу из корпуса автомата через специальное отверстие.
Автомат не рекомендуется использовать в качестве обычного выключателя цепи, особенно если его отключать при подключенной мощной нагрузке (т.е. при больших токах в цепи), поскольку это ускорит разрушение и эррозию контактов.
Итак, давайте резюмируем:
— автоматический выключатель позволяет коммутировать цепь (переводя рычаг управления вверх – автомат подключается к цепи; переводя рычаг вниз – автомат отключает питающую линию от цепи нагрузки);
— имеет встроенный тепловой расцепитель, который защищает линию нагрузки от токов перегрузки, он инерционен и срабатывает через некоторое время;
— имеет встроенный электромагнитный расцепитель, защищающий линию нагрузки от больших токов короткого замыкания и срабатывает почти мгновенно;
— содержит дугогасящую камеру, которая защищает силовые контакты от разрушительного действия электромагнитной дуги.
Конструкцию, назначение и принцип действия мы разобрали.
В следующей статье мы рассмотрим основные характеристики автоматического выключателя, которые необходимо знать при его выборе.
Смотрите Конструкция и принцип работы автоматического выключателя в видеоформате:
Полезные статьи по теме:Почему выбивает автомат при включении, в щитке, без нагрузки: ищем причины
Автоматические выключатели (АВ) – это обязательные для любой домашней электросети приборы обеспечения безопасности ее эксплуатации. Почти повсеместно они вытеснили столь распространенные ранее плавкие предохранители – так называемые пробки. Оно и понятно: автоматы (как обычно называют АВ в разговорной речи) – намного удобнее в использовании, более компактны, да и по надежности защиты стоят все же значительно выше.
Почему выбивает автомат
Но иногда случается так, что автоматический выключатель с каким-то упрямым постоянством, и, по мнению хозяина квартиры или дома — без какой бы то ни было видимой причины, отказывается работать во включенном положении. То есть его, как говорят, регулярно выбивает. Нередко это подводит владельца к мысли о необходимости замены выключателя, причём, еще и с повышением номинала тока срабатывания. Стоп! Это в корне неправильное и даже чрезвычайно опасное решение! Для начала следует разобраться с причиной, выяснить, почему выбивает автомат. Просто так это не происходит. Да, есть небольшая вероятность и того, что неисправен сам АВ, но чаще всего — это сигнал о серьезных неполадках в электропроводке или в подключенных к ней приборах. То есть автомат, по сути, полноценно выполняет свою задачу. И своим выключением как будто напоминает владельцу – «Разберись с причиной!»
Основные функции автоматического выключателя, его базовое устройство и принцип работы
Настоящая публикация безусловно, рассчитана не на профессиональных электриков. Ее целью ставится показать самому обыкновенному человеку возможные причины срабатывания автоматического выключателя и «вооружить» его необходимым запасом знаний для выявления и устранения недостатков. Поэтому нелишним станет для начала вкратце ознакомиться с устройством автомата – так проще будет понять, как он работает, и почему его может выбивать.
Итак, подавляющее большинство современных автоматических выключателей, предназначенных для установки в бытовых сетях, представляют собой компактный прибор модульного исполнения для монтажа на DIN-рейку. Все устройство собрано в пластиковом корпусе характерной прямоугольной формы. На фронтальной стороне автомата расположен рычажок включения, нанесена маркировка с основными эксплуатационными характеристиками прибора. С тыльной стороны имеется специальный паз и фиксатор-защёлка для крепления на рейке.
Автоматические выключатели с разным количеством пар клемм – от одной до четырех. Соответственно, и сами приборы занимают на рейке распределительного шкафа от одного до четырёх модуль-мест.
Сверху и снизу расположены винтовые клеммы для подключения проводов при установке автомата в схему домашней проводки. Количество пар контактов может различаться – от одной до четырёх. Соответственно, и сами выключатели по этому критерию делятся на одно-, двух-, трех- или четырехполюсные. В бытовой однофазной сети 220 вольт чаще применяются двухполюсный – на общем входе, и однополюсные – на отдельных линиях. Приборы с тремя или четырьмя парами контактов обычно рассчитаны на работу в трёхфазной сети 380 В.
Размеры автомата строго стандартизированы, и в зависимости от количества полюсов он может занимать от одного до четырех модуль-мест на DIN-рейке распределительного щита (шкафа).
Для чего предназначен автоматический выключатель?
Слишком высокий ток в проводке вызывает ее нагрев, что ведет к появлению и возгоранию изоляции, пластиковых корпусов розеток или подключенных приборов. И это – одна из распространенных причин возникновения пожаров.
Автоматический выключатель правильно подобранного номинала призван не допустить такой ситуации. При превышении максимального тока нагрузки в линии, спустя некоторое время, произойдет ее обесточивание.
Опасность короткого замыкания трудно преувеличить. Ток в замкнутой цепи достигает значений в несколько тысяч ампер, чего, естественно, не выдерживает никакая проводка. То есть если мгновенно не прервать цепь, возможны масштабные плавления и возгорания проводки и приборов. И это уже – практически гарантированный пожар с весьма плачевными последствиями.
Значит, задача автомата – в кратчайший срок, измеряемый миллисекундами, отреагировать на короткое замыкание разрывом цепи, чтобы не допустить масштабной аварии.
Конструкция автоматического выключателя как раз и рассчитана на выполнение всех этих трех задач. Давайте взглянем на его устройство, и на то, как он срабатывает при нештатных ситуациях.
Примерно так устроено подавляющее большинство автоматических выключателей
Итак, сверху и снизу автоматического выключателя расположены винтовые клеммы (поз. 1) для подключения подводящего и уходящего в сторону нагрузки проводов. На иллюстрации, просто для компактности изображения, прибор показан горизонтально. На деле сторона, находящаяся на рисунке справа, будет смотреть вверх. И чаще всего именно к этой клемме и подключается подводящий провод.
Клемма на входе соединена с неподвижным силовым контактом (поз. 2). В паре с ним работает подвижный силовой контакт (поз. 3). Именно замыкание и размыкание этой пары обеспечивает или коммутацию, или разрыв цепи. То есть на иллюстрации видно, что в данном случае автомат находится в выключенном положении – контакты разомкнуты.
Внутренняя коммутация в выключателе, помимо токонесущих металлических деталей, осуществляется с помощью мощных гибких проводников (поз. 4).
На лицевой стороне автомата имеется рычажок включения (поз. 5). Чаще всего нижнее его положение соответствует выключению, верхнее – включению прибора.
Рычажок механически связан со специальным механизмом, представляющим собой совокупность рычагов, пружин и стопоров (поз.6). При переводе рычажка в верхнее положение этот механизм обеспечивает смыкание подвижного силового контакта с неподвижным. И находится этот контакт в подпружиненном состоянии, то есть при воздействии на стопор под действием пружины произойдет автоматическое размыкание контактов.
А вот на этот стопор, удерживающий контакты замкнутыми, можно воздействовать тремя разными путями. Во-первых, просто переводом рычажка в нижнее положение, то есть при ручном выключении автомата. А во-вторых, срабатывание на выключение может вызвать любой из двух находящийся внутри расцепителей – тепловой или электромагнитный.
Электромагнитный расцепитель (поз. 7) обеспечивает срабатывание автомата при коротком замыкании. Он представляет собой катушку, витки которой являются частью общей цени прохождения тока через выключатель. Устройство выполнено по принципу соленоида, то есть внутри катушки размещен подпружиненный металлический сердечник, который механически связан с подвижным силовым контактом.
При протекании через катушку тока, нормального для электросети, создаваемый электромагнитный поток недостаточен для преодоления силы пружины и втягивания сердечника. Но если в сети произошло короткое замыкание, то сила проходящего тока мгновенно увеличивается в сотни раз. Соответственно, это сопровождается и мгновенным увеличением магнитного потока, создаваемого катушкой. Сердечник соленоида резко втягивается, что приводит к срыву рычажного механизма со стопора и отбросу, под действием пружины, подвижного контакта от неподвижного. Это дольше пишется и читается, а на деле — в доли секунды цепь разрывается.
Правда, до сотен и тысяч ампер стараются обычно не доводить – срабатывание электромагнитного мгновенного расцепителя обычно рассчитывается на определенное превышение проходящего тока относительно указанного номинала. По этим показателям автоматические выключателя делятся на классы по так называемой времятоковой характеристике, обозначаемые латинскими буквами. В бытовой сети могут применяться следующие классы:
Время срабатывания в зависимости от размера превышения тока определяется специальными графиками.
Класс автоматического выключателя по времятоковой характеристике обычно указывается буквой, стоящей непосредственно перед показателем номинального тока
Обычно класс В применяется при защите конкретных выделенных линий. Несколько линий могут быть объединены и защищены в щитке уже автоматом класса С. Класс D в большей степени подходит для мощной техники с электродвигателями. В бытовых условиях применяются нечасто.
Такое распределение автоматов по классам и рекомендуемому месту установки, кстати, обеспечивает и нужную селективность. То есть, например, при неполадках на отдельно взятой линии может сработать только ее автомат, а более «старший по ранжиру» останется во включенном положении, обеспечивая нормальную работу остальных участков. Понятно, что это очень существенно упрощает поиск неисправностей в случае частого срабатывания защиты.
Тепловой расцепитель (поз. 8) предназначен для обеспечения срабатывания автоматического выключения при превышении допустимого тока нагрузки. Он представляет собой биметаллическую пластину, которая является участком общей цепи проходящего через автомат тока. Если сила тока – в пределах указанного номинала, пластина неподвижна. Но когда в цепь включена излишне большая нагрузка, то за счет повышения силы тока начинается резистивный нагрев этой пластины. Из-за биметаллической структуры она при нагреве начинает изгибаться. И в определенный момент стронет с места фиксатор, удерживающий рычажный механизм во включенном положении. И опять же, под действием пружины, произойдёт размыкание неподвижного и подвижного силовых контактов.
Правда, здесь срабатывание происходит не мгновенно, а с определенной задержкой. То есть в том случае, если превышение тока будет отмечаться в течение определенного времени. При сборке автоматических выключателей они проходят калибровку – для этого имеется специальный регулировочный винт (поз. 9). Но после сборки этот винт становится недоступным, и сбить заводскую настройку пользователь не сможет.
Такая задержка необходима хотя бы для того, что при пуске многих приборов отмечаются весьма значительные скачки тока, который затем возвращается к номиналу. Особенно это касается приборов и бытовой техники, оснащенной электроприводами – электроинструмент, холодильники, насосы и другое. И чтобы автомат не реагировал выключением на каждый кратковременный пуск, предусматривается такая возможность.
Разрыв контакта при больших значениях тока обычно сопровождается возникновением электрической дуги. Чтобы она не нанесла урона автомату, в нем предусмотрено специальное дугогасительное устройство (поз. 10). Это отдельная камера с установленным в ней рядом параллельных металлических пластин. Дуга разбивается о них, теряет свою силу и становится неспособной, например, оплавить корпус или иные внутренние детали выключателя. Образованные при горении дуги газы отводятся через специально предусмотренное окошко (поз. 11).
Наконец, с тыльной стороны автомата расположен фигурный паз для установки на DIN-рейку, и подвижный фиксатор, обеспечивающий надежное крепление на ней (поз. 12).
Надеемся, с устройством автоматического выключателя у читателя появилась ясность. Можно перейти к рассмотрению причин его частого срабатывания.
Почему может срабатывать автоматический выключатель?
Несколько общих рекомендаций по выявлению причин
Прежде всего, не следует воспринимать срабатывание автомата, как некую «трагедию». Хотя бы потому, что он для этого и переназначен. И в большинстве случаев этот прибор своим выключением сберегает домашнюю электросеть и подключённые к ней приборы от масштабных аварий, которые могут закончиться очень тяжелыми последствиями.
Следующее – поиск неисправностей будет значительно облегчен, если домашняя сеть правильно организована. Речь идет о так называемой селективности установки автоматов. То есть вся внутренняя проводка в идеале должна быть разделена на отдельные линии, каждая из которых защищена собственным АВ с правильно подобранным номиналом.
Представленные в продаже линейки автоматических выключателей могут иметь номинальный ток в 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и более ампер. Важно выбрать правильную модель на каждую группу. Так, например, на входе в квартиру или небольшой частный дом может ставиться спаренный двухполюсный автомат 25, 32 или 40 ампер (в зависимости от сечения проводов на вводе). Далее, организуются отдельные линии на наиболее мощное домашнее оборудование (плита, духовка, стиральная или посудомоечная машина и т.д.), защищённые собственными автоматами с номиналом в 16 ампер (это получается мощность нагрузки 3.5 кВт). Аналогичные линии прокладываются на розеточные группы, расположенные в комнатах и на кухне. И отдельные линии объединяют осветительные приборы – здесь достаточно автомата с номиналом в 10 ампер.
Возможный пример организации домашней электрической сети с отдельными линиями, каждая из которых имеет индивидуальную защиту.
Что этим достигается? Если выбило какую-то конкретную линию, а остальные продолжают работать в нормальном режиме, то участок поиска неисправностей резко сужается. Или, например, выбило вводной автомат, но при этом остальные АВ с более низким номиналом тока срабатывания остались включенными – с большой долей вероятности можно полагать, что причина срабатывания кроется непосредственно в распределительном щитке.
Еще одно важное замечание. Мало установить автоматический выключатель с номиналом, адекватным подключаемой нагрузке. Этой же нагрузке должно отвечать и сечение проводов на этой линии. В противном случае, если, например, установлен автомат на 16 ампер, но он включен в линию, где проложен алюминиевый провод сечением 1,5 мм, защита может и не справиться с задачей. По крайней мере, до тех пор, пока из-за перегрузки не начнётся плавление изоляции проводки с последующим коротким замыканием.
В таблице ниже приведены некоторые рекомендации по возможному выбору номиналов автоматических выключателе и соответствию сечения электропроводки.
Ну а теперь – непосредственно к причинам срабатывания защиты.
Перегрузка линии
Это, пожалуй, наиболее частая причина срабатывания автоматического выключателя. И означает такая ситуация лишь то, что прибор добросовестно справился со своей задачей.
А истоки причины кроются в неправильной организации домашней электросети или в непродуманной эксплуатации бытовой техники. Случается, что на одну розеточную группу одновременно подлючается слишком большое количество приборов. Суммарная нагрузка, а значит – и ток в линии, превышает номинальный, и в автомате срабатывает тепловой расцепитель, тем самым защищая линию от аварийного перегрева.
Вот к чему может привести перегрузка розеточной линии, если она не оснащена правильно подобранной защитой
В момент выключения автомата следует сразу же посмотреть, какая линия перегружена (если это организовано), и какая конкретно нагрузка была к ней в это время подключена. Как правило, картина получается наглядной. И при выключении одного из приборов выбивание автомата прекращается. Правда, при повторном включении приходится давать паузу в несколько минут – биметаллическая пластина теплового расцепителя должна остыть, иначе автомат попросту не включится.
Итак, как решается подобная проблема.
Если же проводка не позволяет установить автомат большего номинала, и в ближайших планах хозяев пока не значится капитальное переустройство домашней электросети, остается только рациональное распределение и использование нагрузки. И, что интересно, в наше время это можно решить, так сказать, на «аппаратном уровне». Речь идет о специальных приборах, называемых реле приоритета нагрузок.
Реле приоритета нагрузок помогает безопасно эксплуатировать мощную домашнюю технику, если отсутствует возможность ее одновременного включения в сеть питания.
Особенно актуальным такой прибор становится, если лимит мощности, отведенный на квартиру или дом, недостаточен для одновременного включения всей установленной техники. То есть наблюдается частое выбивание общего автомата на вводе.
Работает это примерно так. Бытовые приборы заранее распределяются по приоритетному предназначению. То есть в первую группу, скажем, выделяются те, отключение которых нежелательно при любых условиях. Дальше, в зависимости от числа возможных линий на реле, производится «укомплектование» и других групп, причем приоритет каждой последующей меньше, чем у предыдущей.
В случае если допустимая нагрузка превысила установленный номинал, будет выключена группа с самым низким приоритетом. Если этого недостаточно – произойдёт выключение и следующей линии. Но наиболее важные приборы останутся в работе, и перегрева проводки можно не опасаться. При нормализации нагрузки реле автоматически будет включать линии в обратной последовательности.
Работа реле приоритета нагрузки, безусловно, требует отдельного подробного рассмотрения. И публикация на эту тему обязательно появится на страницах нашего портала.
Выход из строя бытовой техники
Другая ситуация – подключенная нагрузка явно адекватная номиналу автомата. Ничто не говорит о возможности перегрузки линии. Но защита срабатывает с «непоколебимым упрямством».
Причина может заключаться в неисправности подключенного (подключаемого) бытового прибора. В его электрической схеме могли образоваться неполадки, приводящие к короткому замыканию.
Выявить такой недостаток несложно. Прежде всего, следует, опять же, засечь, что конкретно было подключено к сети питания на момент срабатывания защиты. После этого все эти приборы отключаются. Далее, запускается автомат – и если срабатывания не произошло, то можно говорить, что участок аварии уже определенным образом локализован.
Найти неисправный прибор можно методом исключения – поочередным подключением к сети.
Следующим шагом начинают последовательно подключать ранее выключенные приборы к сети питания. И, естественно, ведется наблюдение за «поведением» автомата. Тот прибор, подключение которого к розетке вызовет срабатывание защиты, явно имеет внутренние неисправности и нуждается в ремонте. И от его эксплуатации придется отказаться до устранения неполадок.
Так следует проверить все отключенные приборы – картина должна обрисоваться в полной ясности. Но при проверке не забываем о повышенных мерах безопасности. Раз есть обоснованные предположения о неисправности какого-то устройства, то вовсе не исключается пробой фазы на его корпус. То есть следует проявлять особую осторожность, чтобы не получить электротравму.
Дефекты домашней проводки
В том случае, если вся нагрузка на линии отключена, но автомат все рано выбивает, причина может крыться в неисправности проводки. Вот здесь все уже несколько сложнее – придется немало повозиться, чтобы найти дефектный участок, на котором происходит короткое замыкание.
Начинают обычно с розеток и выключателей. При выключенной линии с них снимаются крышки, а затем в первую очередь проверяется состояние клемм. Нередко случается (и чаще – если проводка алюминиевая), что контакт ослаб, на нем происходит искрение, подгорание изоляции, откуда уже всего один шаг до короткого замыкания. И подтяжка контактов способна решить проблему.
К этому же может привести и ослабление пружинных металлических контактов розетки вследствие их износа. Вопрос решается установкой новой розетки. При этом необходимо избавиться от подгоревших концов проводов с оплавившейся изоляцией.
Как быть с пришедшей в негодность розеткой?
Как быть с пришедшей в негодность розеткой?За состоянием розеток необходимо следить всегда – проще выявить проблему на начальной стадии и не допустить ее развития, чем затем «разгребать» возможные последствия. Как производится диагностирование неполадок и ремонт розеток – читайте в специальной публикации нашего портала.
Следует сразу проверить и осветительные приборы – в их внутренней проводке также случаются замыкания. Дефект может крыться и в патроне — пригорание контактов или даже короткое замыкание на его клеммах.
Если осмотр розеток, выключателей и светильников ничего не дал – переходим к работе с распределительными коробками. Следует очень тщательно проверить все соединения проводов – нарушение контактов в скрутках или ослабления в клеммах ведут к искрению, перегреву проводников, плавлению изоляции и, как следствие – короткому замыканию. Случается, что изолента, ранее примененная для изоляции скруток, размоталась, например, из-за произошедшего ранее потопа от верхних соседей. А оголённых участков проводов в распределительной коробке однозначно быть не должно.
Низкое качество соединений проводов в распределительной коробке очень часто приводит к искрению, обгоранию изоляции и коротким замыканиям.
Если и здесь все в порядке, придется искать поврежденный участок скрытой проводки. Для начала надо постараться вспомнить, не проводилось ли незадолго до выявления аварии сверления стены (забивания в нее гвоздей). Случается, что такими действиями без предварительной «разведки» нарушается целостность проводки или ее изоляции, что ведет к коротким замыканиям.
При сверлении стены были повреждены два проложенных кабеля. Как следствие – скрытый участок с коротким замыканием, который не так-то просто обнаружить.
Поиск неисправностей скрытой проводки лучше всего проводить с использованием специального прибора. Если его нет, то приходится разбирать соединения в монтажных коробках и прозванивать мультитестером каждый участок сети индивидуально, выявляя место или обрыва, или замыкания проводников. И если опыта в подобных операциях нет, то лучше сразу вызывать специалиста.
Ну а при выявлении поврежденного участка ничем, кроме как его заменой, делу не поможешь.
Видео: Возможные причины частого срабатывания автоматического выключателя
Другие возможные случаи срабатывания
Помимо упомянутых, могут быть и другие причины срабатывания защиты. Они встречаются не столь часто, но знать о них не помешает.
Никакого дефекта в этом нет, и никаких особых мер не требуется. Просто давно уже пришла пора отказаться от ламп накаливания и перейти на более современные и экономичные источники света.
При недостаточной затяжке клеммы не исключается искрение, которое ведет к нагреву сначала металлического контакта, а от него – и биметаллической пластины теплового расцепителя. Отсюда – и срабатывание защиты. Но лучше уж так, чем дело закончится столь высоким нагревом, что начнет темнеть, а затем и плавиться корпус самого прибора.
Кстати – довольно распространенный дефект при использовании алюминиевой проводки. Сам по себе этот металл очень пластичный и при постоянном давлении винта (пластины) клеммы начинает «проседать». То есть контакт ухудшается со временем уже сам собой. Это требует регулярной подтяжки, про которую, естественно, забывают. Так что если в доме или квартире все еще используется алюминиевая проводка, одним из приоритетов должна стоять реконструкция домашней электросети с заменой алюминия на медь.
Какой кабель должен использоваться для домашней проводки?Согласно действующим правилам, проводка в жилых домах должна осуществляться только медными проводами. Там, где сохранился алюминий, рано или поздно все равно придется проводить капитальную замену. А разобраться с выбором кабелей для домашней проводки поможет специальная публикация нашего портала.
А причина крытого дефекта автомата часто заключена в стремлении хозяина, как говорили раньше на Сухаревском рынке в Москве, «купить на грош пятаков». То есть приобрести за минимальные деньги прибор высокого качества. Увы, так в жизни обычно не бывает.
Автоматический выключатель – это, без преувеличения, прибор обеспечения безопасности — вашей личной, членов вашей семьи, жилища, всего нажитого имущества. Есть ли смысл экономитб в таких вопросах? Можно ли в здравом уме приобретать такое устройство по дешевке с рук или в китайском интернет-магазине, где никто не может гарантировать качество изделия и корректность его работы?
Как знать, может быть вам повезет, и вы получите из интернет-магазина действительно качественный автоматический выключатель. Но стоит ли полагаться на везение в вопросах обеспечений личной безопасности?
И даже в нормальном салоне-магазине внимание в первую очередь следует обращать на автоматы известных производителей, доказавших высокое качество своей продукции. Увы, с некоторыми брендами не все обстоит совсем благополучно.
Если рассматривать рейтинг производителей подобной продукции, то безусловными его лидерами являются компании «Legrand», «ABB», «General Electric» и «Schneider Electric», «Moeller», «Siemens».
Из отечественных производителей можно выделить бренд «Контактор», который, кстати, принадлежит «Legrand», что уже само за себя говорит. Автоматы «КЭАЗ» — тоже неплохое решение по соотношению цены и качества. Много можно встретить положительных отзывов о продукции молодой российской компании «DECraft». А вот к автоматам «IEK», несмотря на их ценовую доступность и широкую линейку моделей, претензий со стороны пользователей, увы, больше. чем достаточно.
Завершим публикацию размещением видеоролика, в котором показывается сравнение автоматических выключателей.