Статья будет полезна начинающим электрикам и всем без исключения людям, старающимся выбрать электрические аппараты для дома, которые уберегут от пожаров и поражения электрическим током. Она будет полезна диспетчерам РЭС и других ДЦ, так как диспетчер тоже должен кое что знать о низковольтной аппаратуре!)).

Начнем с правильного выбора автоматических выключателей (ВА).

Это один из самых важных элементов, которые при правильном выборе обеспечивают защиту электропроводки от перегрузок и коротких замыканий (КЗ). Для начала стоит понять, как устроен ВА, который устанавливается на DIN-рейку. На рис.1 представлен модульный ВА. Каждый его элемент представлен цифрой.

1. Клювик. С его помощью можно вручную управлять аппаратом. Он должен быть установлен так, чтобы при нахождении клювика вверху аппарат был включен, а при нахождении внизу – отключен. Переворачивать ВА не только бессмысленно, но может ввести человека в заблуждение при недостаточном освещении.
2. Блинкер. Фактически это поворотный механизм с информационным сообщением, которое можно увидеть через прозрачное окошко в корпусе. В нашем случае он двухцветный – красный означает, что ВА включен, зеленый – ВА выключен. Однако его ставят не всегда, но желательно его иметь. В отличие от клювика, блинкер жестко соединен с механизмом расцепителя. То есть какое-либо положение клювика не говорит о таком же положении расцепителя. Это сделано для того, чтобы при включении аппарата на КЗ он отключился быстрее. Так же при заклинивании клювика ВА все равно отключится.
3. Механизм расцепителя. Приводит его в действие от ручного или автоматического срабатывания.
4. Расцепитель. Служит для разрыва цепи под нагрузкой в нормальных и аварийных режимах.
5. Соленоид. Обеспечивает мгновенное расцепление цепи. При протекании токов КЗ сердечник выталкивается из катушки и приводит в действие механизм расцепителя.
6. Биметаллическая пластина. Состоит из двух металлов, имеющих разную проводимость, что вызывает изгибание пластины при нагреве током нагрузки. Защиту от КЗ это устройство не обеспечивает, зато обеспечивает защиту от токов перегрузки.
7. Дугогасительная камера. При отключении расцепителя под нагрузкой, а тем более при КЗ, возникает электрическая дуга. Задача дугогасительного устройства – быстро погасить дугу. Только когда она погаснет, цепь будет разорвана. Метод гашения дуги – разрыв на несколько более мелких дуг.
8. Винтовые зажимы. Служат для присоединения проводников. Стоит отметить, что рекомендуется верхний зажим делать входным, а нижний – выходным. Однако эта рекомендация может быть нарушена при соответствующем обосновании.
9. Крепление под DIN-рейку. Нижнее (синее) крепление подвижно, что позволяет фиксировать аппарат на стандартной DIN-рейке.

Теперь посмотрим на рис.2 (нажав эту картинку откроется сайт магазина строительных материалов «База 5»).

 

На нем представлена лицевая сторона ВА. Рассмотрим самые важные характеристики, которые повлияют на выбор аппарата.

1. Номинальный ток. Представлен в виде цифры. Самые «ходовые» номиналы – это 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 64 ампер (А). Номинальный ток показывает максимальную величину тока, который может пропускать ВА в течение бесконечно длительного времени, не отключаясь. На практике было замечено, что ВА номиналом 16 А при токе нагрузки в 23 А отключился через 1.5 минуты. Без учета нагрева от проводов время отключения составило бы 4-5 минут. Точное время срабатывания можно определить из времятоковых характеристик от производителя автомата. Из сказанного можно сделать некую зависимость между типом, сечением провода и номинальным током ВА.

Для самых распространенных типов сечений можно выбрать следующие номиналы ВА:

• Для медных жил:

Сечение 1.5  — 16 А

Сечение 2.5  — 20 А

Сечение 4.0  — 32 А

Сечение 6.0  — 40 А

• Для алюминиевых жил:

Сечение 2.5  — 16 А

Сечение 4.0  — 25 А

Сечение 6.0  — 32 А

1. Следующая характеристика обозначается буквой перед цифрой номинального тока, например С20, В16, D32. Буквы обозначают интервал, в котором находится значение тока КЗ, который будет отключен мгновенно. Это очень важно для полноценной защиты проводки.

• B – 3-5 номинальных токов
• C – 5-10 номинальных токов
• D – 10-20 номинальных токов

В идеале значение тока КЗ должно быть определено путем замеров сопротивления петли фаза-ноль и фаза-земля, что не всегда возможно в быту. Поэтому значение тока КЗ приходиться определять «на глазок». Общий принцип следующий – чем меньше сопротивление проводов (меньше у меди, чем у алюминия, и у большего сечения проводящей жилы), тем выше ток КЗ и тем менее чувствительную по КЗ (не В, а С, например) можно выбрать защиту. Актуально это в основном тогда, когда автомат защищает нагрузку с большими пусковыми токами (компрессоры, двигатели), которые могут в несколько раз превышать номинальные токи. Например, стандартный компрессор обыкновенного холодильника в нормальном режиме работы потребляет ток 2 А, а при запуске до 20 А. Это тоже необходимо учитывать для предотвращения «ложных» срабатываний ВА.

• Примечание. В случае срабатывания ВА от перегрузки попробуйте включать одновременно меньше электроприборов. Если единичная мощность прибора не позволяет это сделать, необходимо проложить к прибору новую линию с требуемыми характеристиками или модернизировать старую проводку. Замена ВА на больший номинал без модернизации сети недопустима!

При выборе номинала мгновенного расцепителя можно руководствоваться следующими замечаниями:

• При значительном удалении от трансформаторной подстанции (ТП), то есть если длина линии 0.4 кВ превышает 400м, или ваша проводка выполнена алюминиевыми проводами малого сечения рекомендуется характеристика B. Такие условия часто наблюдаются в сельской местности, а так же в многоквартирных домах, построенных до 1995 года.
• Если ваша проводка выполнена медными проводами, или длина линии не очень большая (меньше 400м), то можно устанавливать автоматы с характеристикой С.
• Характеристика D может применяться для защиты выделенных линий питания мощных насосов или электродвигателей. В домашних универсальных цепях не применяется.

1. Следующая характеристика – максимально отключаемый ток. Она указывается в прямоугольнике. Стандартный ряд – 4500 А, 6000 А, 10000 А. Дугогасительное устройство не потушит дугу, если ток будет больше указанного значения. Конечно, такие большие токи КЗ в быту невозможны, но чем выше значение максимально отключаемого тока, тем больше срабатываний от КЗ переживет ВА. В связи с этим рекомендуется значение МОТ —  6000 А. Если под прямоугольником есть цифра 3, то это означает, что дугогасительная камера обладает токоограничивающими свойствами. То есть ток не дойдет до своего максимального значения, и цепь будет разорвана раньше.
2. Характеристика климатического исполнения. Самые распространенные:

• УХЛ3 – умеренно – холодный климат. Размещение аппарата – внутри помещения или влагозащищенного корпуса без специального регулирования климата.
• УХЛ4 – умеренно – холодный климат. Размещение аппарата – внутри помещений с вентиляцией и отоплением.

Вот собственно и все, что нужно знать при покупке автоматических выключателей.

Однако, ВА – это не единственное средство защиты. ВА при правильном выборе обеспечивает только защиту проводки. Защиту человека от поражения электрическим током осуществляют другими способами.

Самый распространенный – это заземление металлических частей электроприборов. Попадание фазы на корпус вызовет КЗ, которое будет отключено ВА. Систем заземления несколько. Самые распространенные: TN-C, TN-S и TN-CS (Рис. 3, 4, 5).

На рисунках:

• N – нулевой рабочий проводник
• PE – нулевой защитный проводник
• А, В , С – фазные проводники
• Z – нагрузка
• ТП 10/0.4 кВ – обмотки стороны 0.4 кВ трансформатора 10/0.4 кВ

На рис.3

нулевой проводник является общим по всей длине (TN-C). Эта система заземления, а точнее зануления, является наиболее опасной, т.к. при обрыве общего нуля в любой точке на заземленных корпусах появится фазное напряжение. В общий нулевой проводник ни в коем случае нельзя ставить ВА или другие устройства, обеспечивающие разрыв цепи общего нуля (PEN). Особенно опасна эта система, когда делают перемычку в розетках между «нулевой» и «земляной» клеммой. Не делайте этого, это опасно для жизни!

 

На рис.4.

представлена система TN-S. Она отличается тем, что нулевой рабочий и защитный проводники разделены по все длине. В данной системе защитный проводник не должен иметь разрывов, а рабочий в однофазной системе может разрываться только вместе с фазным проводником. Это обеспечивается применением двухполюсных ВА. Нулевой проводник в трехфазной системе не должен иметь разрывов.

На рис.5

представлена система TN-CS. В этой системе нулевой проводник является общим не по всей длине. Этим достигается значительно более высокий уровень безопасности, чем в TN-C и экономия ресурсов по сравнению с TN-S. Эта система рекомендуется для применение в жилых зданиях.

В принципе, любая система заземления, кроме зануления (TN-C), при правильном использовании обеспечивает защиту только от косвенного прикосновения, то есть через корпуса электроприборов. При прямом прикосновении к токоведущим частям никакая система заземления не обеспечивает защиту человека.

Именно поэтому было создано устройство защитного отключения (УЗО). Рекомендуется покупать УЗО электромеханическое. Оно состоит из дифференциального трансформатора, на одну сторону магнитопровода которого намотаны встречно фаза и ноль (однофазное УЗО). При отсутствии утечек тока магнитные поля фазы и ноля взаимно компенсируют друг друга, и во вторичной обмотке тока нет. В случае утечки тока, нарушается равенство токов по фазе и нулю, во вторичной обмотке возникает ЭДС, которая приводит в действие расцепитель.

Рассмотрим основные характеристики УЗО.

Рис6.

• Дифференциальный ток. Это ток утечки, при котором УЗО будет отключено. По номиналу бывают УЗО на 10, 30, 50, 100 и 300 мА. В нормальных условиях (обычная влажность…) рекомендуется ставить УЗО с диф. Током 30 мА. Во влажных помещениях – 10 мА. Для чего же нужны УЗО большего номинала? Дело в том, что изоляция электропроводки всегда пропускает некоторый ток. Если ее длина будет очень большой, то возможны ложные срабатывания УЗО меньшего номинала. Такие УЗО еще называют противопожарными, т.к. при КЗ на землю они отключат цепь значительно быстрее ВА.
• Тип тока утечки. Существуют УЗО, реагирующие только на переменный синусоидальный ток (тип АС), а так же на переменный синусоидальный и на пульсирующий (тип А). В бытовых условиях рекомендуется тип АС.
• Номинальный ток. Это максимальный ток, который без повреждений выдержит УЗО. Ряд номинальных токов стандартизирован с токами ВА. Стоит иметь в виду что само УЗО не обеспечивает защиту от КЗ и должно само защищаться ВА меньшего на одну ступень номинала. То есть если УЗО рассчитано на 40А, то номинал ВА его защищающий, должен быть не более 32А.
• Максимальный ток расцепления. Это ток, который отключит УЗО без повреждений при КЗ на землю. В принципе, номинала в 4500А вполне достаточно.
• На УЗО обязательно есть кнопка тест. При нажатии на эту кнопку УЗО должно сразы же отключиться. Это имитация утечки тока. Такую процедуры следует выполнять каждый месяц.

Надеюсь, что советы будут для вас полезными.
Для более ясной картины я снял обучающий ролик:
[media url=»http://www.youtube.com/watch?v=WVpknMN7Tjw» width=»600″ height=»350″]

Авторы статьи: студенты группы ЭС-11б ЮЗГУ

Агибалов Сергей

Обровская Наталья