Автоматический выключатель представляет собой специализированную защиту, которая позволяет обезопасить электроприборы от определенных перепадов направления. По сути, данный выключатель при нормальной работе системы считается элементом проводимости тока. В том же случае, если по каким-то причинам сила тока будет более существенной, чем номинальное значение, например, при неисправной работе электроприбора или же при возникновении короткого замыкания, формируется размывание цепей в данном выключателе, что предотвращает от порчи остальных приборов.
Сегодня особую актуальность приобрели модульные выключатели автоматического типа, хотя совершенно недавно использовали керамические пробки, которые доставляли весьма значительное количество неудобств, так как они являлись одноразового использования. Новая конструкция имеет массу преимуществ, а самое главное то, что цепь разъединяется, но сама конструкция остается в исправном состоянии, а это значит, что ее можно использовать многократно.
Основная функция данных устройств состоит в том, чтобы сформировать элемент своеобразной защиты от возможных перегрузок системы или же от замыканий короткого типа. По сути, автомат отключается в момент, когда формируется значительное превышение параметров допустимой нормы нагрузки. Или же тогда, когда возникает короткое замыкание. Бывают ситуации, когда в сети происходит резкий скачок – возрастание электрического тока. В данном случае формируется также отключение цепей, что формирует отключение автомата.
В тоже время, автомат все время установлен на системе, а соответственно, при нормальной работе системы он должен осуществлять нормальное проведение тока.
Зачем нужен автомат для проводки?
Каждый человек понимает, что стоимость современного оборудования – стиральной машины, холодильника или же утюга – достаточно существенна, именно по этой причине, такие элементы должны быть надежно защищены. Повышение значение тока в сети может стать основой поломки таких приспособлений. так вот, именно автомат является основным элементом защиты, так как при повышение уровня тока, он формирует отключение всей системы электричества, что фактически, становится защитой всех приспособлений от негативного воздействия тока повышенной мощности.
Но, если копнуть более углубленно, то автомат рассчитан на защиту электропроводки, а не приборов. Если возникают какие-то поломки проводки, то размыкание цепей становится основным элементом защиты от многих негативных факторов, включая ее возгорания.
Бывают ситуации, когда сила тока в сети достигает несколько тысяч ампер. По сути, никакой кабель не способен в течение существенного количества времени выдерживать такую нагрузку. При этом, следует учитывать, что в проводке электричества в домах и квартирах чаще всего используется провод сечением 2.5 кв.мм, который при таком воздействии может просто загореться, что как вы понимаете, станет причиной пожара и невероятного количества сложностей.
Соответственно, становится понятно, что автоматический выключатель – не роскошь, а своеобразная необходимость нашего современного времени, и правильный выбор данного элемента электросети имеет важное значение.
Однофазные короткие замыкания
На практике в большинстве случаев происходят однофазные короткие замыкания. В сетях с изолированной нейтралью при соединении одной фазы с землей режим не является коротким замыканием и бесперебойность электроснабжения не нарушается, но он должен быть отключен, так как соответствует аварийному состоянию. При замыкании одной фазы на землю в данной сети напряжения на двух других фазах повышаются в 1,73 раза, а напряжение на нулевой точке становится равным фазному напряжению относительно земли.
Будет интересно➡ Что такое электролиз и где он применяется на практике
В сетях с глухозаземленной нейтралью при соединении провода с землей сгорает предохранитель или срабатывает автоматический выключатель, при этом электроснабжение нарушается, а при сгорании предохранителя могут повредиться обмотки двигателей при работе на двух фазах.
Если в любой части электропроводки или электроприбора (лампочки, утюга и т. д.) нарушится изоляция и фазный провод коснется нулевого, произойдет короткое замыкание.
Поскольку между замкнувшимися проводами нет никакой нагрузки, иначе говоря, электрическое сопротивление места контакта практически равно нулю, ток через контакт начнет расти до тех пор, пока не расплавятся провода, что, в частности, может привести к пожару. Для защиты от короткого замыкания и служат предохранители.
Простой (в виде «пробки») предохранитель — это включенная в фазный провод легкоплавкая вставка, которая при росте тока сгорит и разомкнет цепь задолго до того, как произойдут более серьезные неприятности. Конструктивно предохранитель выполнен так, что эта микрокатастрофа не приводит к порче предохранительной колодки. Пожертвовавшую собой маленькую героиню выбрасывают и заменяют следующей.
Модульные автоматические выключатели
Это уникальное, современное приспособление, которое предоставляется сегодня многими производителями. В таких выключателях, чаще всего устанавливается два типа расцепителей сети:
- Специализированный расцепитель теплового формата, который срабатывает в момент перегрузки. По сути, конструкция оснащена достаточно высококачественной биметаллической пластиной. При нагревании, благодаря особенным качествам материала, она выпрямляется, что вызывает расцепление цепи. Отметим, что в зависимости от величины тока, который поступает на пластину, формируется скорость ее нагрева. Соответственно, в данной ситуации скорость срабатывания автомата будет зависеть от силы тока, которая пропускается через пластину;
- Есть также вариант электромагнитного разъединителя цепи. Данный элемент срабатывает при поступлении токов короткого замыкания, которые не одноразово, а кратно превышают установленные нормы параметров.
Какие бывают виды
Короткое замыкание. Каждый слышал это словосочетание. Многие видели надпись «Не закорачивать!» Часто, когда ломается какой-нибудь электроприбор, говорят: «Коротнуло!» И несмотря на негативный оттенок этих слов, профессионалы знают, что короткое замыкание – не печальный приговор. Иногда с коротким замыканием (КЗ) бороться бессмысленно, а порой и принципиально невозможно. В этой статье будут даны ответы на самые важные вопросы: что такое короткое замыкание и какие виды КЗ встречаются в технике.
Будет интересно➡ Что такое триггер в электронике — подробно разбираемся в терминах
Начнем рассматривать эти вопросы под необычным углом – узнаем, в каких случаях короткие замыкания неизбежны и где они не играют роль повреждений. Возьмем за оба конца обыкновенный металлический провод. Соединим концы вместе. Провод замкнулся накоротко – произошло КЗ. Но так как в цепи отсутствуют источники электрической энергии и нагрузка, такое короткое замыкание никакого вреда не несет. В некоторых областях электротехники КЗ, которое мы рассмотрели, играет на руку, например, в электрических аппаратах и электрических машинах.
Материал по теме: Как подключить конденсатор
Взглянем на однофазное реле или пускатель, в конструкции которых есть магнитная система с подвижными частями – электромагнит, притягивающий якорь. Из-за постоянно меняющейся полярности тока, текущего в обмотках электромагнита, его магнитный поток периодически становится равен нулю, что вызывает дребезжание якоря, появляются вибрации и характерное, знакомое всем электрикам гудение. Чтобы избавиться от этого явления, на торец сердечника электромагнита или якоря прикрепляют короткозамкнутый виток – кольцо или прямоугольник из меди или алюминия.
Из-за явления электромагнитной индукции в витке создается ток, создающий свой магнитный поток, компенсирующий пропадание основного магнитного потока, создаваемого электромагнитом, что приводит к уменьшению или исчезновению вибраций, разрушающих конструкцию.
Так же на руку играет короткое замыкание и в роторе асинхронного электродвигателя. Благодаря взаимодействию магнитного поля, создаваемого обмотками статора, с короткозамкнутым ротором, в роторе по уже упомянутому закону появляются свои токи, создающие свое поле, что приводит ротор во вращение. Конечно, важно грамотное проектирование электродвигателя или электрического аппарата, чтобы токи, протекающие в короткозамкнутых элементах, не приводили к перегреву и порче изоляции основных обмоток.
Возгорание розетки
Подобным образом понятие «короткое замыкание» используется применительно к трансформаторам. Люди, так или иначе связанные с энергетикой, знают, что одна из важнейших характеристик трансформатора – это напряжение короткого замыкания, UКЗ, измеряемое в процентах. Возьмем трансформатор. Одну из его обмоток, скажем, низшего напряжения (НН) закоротим амперметром, сопротивление которого, как известно, принимается равным нулю. Обмотку высшего напряжения (ВН) подключаем к источнику напряжения. Повышаем напряжение на обмотке ВН до тех пор, пока ток в обмотке НН не станет равным номинальному, фиксируем это напряжение.
Делим его на номинальное напряжение высшей стороны, умножаем на 100%, получаем UКЗ. Эта величина характеризует потери мощности в трансформаторе и его сопротивление, от которого зависит ток короткого замыкания, ведущий к повреждениям. Поговорим наконец о коротких замыканиях, несущих негативные последствия. Такие короткие замыкания появляются, когда ток от источника питания протекает не через нагрузку, а только через провода, обладающие ничтожно маленьким сопротивлением. Например, трехфазный кабель питается от трансформатора, и одним неосторожным движением ковша экскаватора происходит его повреждение – две фазы закорачиваются через ковш. Такое КЗ называют двухфазным. Аналогично по количеству замкнутых фаз называют другие КЗ.
Однофазное замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью не является коротким, но может представлять угрозу жизни живых существ. Металлическим называют КЗ, в котором переходное сопротивление равно нулю – например, при болтовом или сварочном соединении. Токи КЗ в зависимости от напряжения и вида повреждения могут достигать тысяч и сотен тысяч ампер, приводить к пожарам и колоссальным электродинамическим усилиям, «выворачивающим» шины и провода. Защита от КЗ может осуществляться автоматическими выключателями или предохранителями, а в высоковольтных сетях – средствами релейной защиты и автоматики.
Защита блока питания от короткого замыкания.
Защита от КЗ (замыкание короткого типа)
Выбор варианта модульного автомата начинается именно с данного аспекта. Вам нужно правильно осуществить расчет тока в конце линии. Процесс расчета считается достаочно сложным, так как он будет напрямую зависеть от таких данных:
- Мощности подстанции транспортного типа;
- От сечения используемых проводников;
- От длины проводника и пр.
Многие специалисты утверждают, что важным аспектом выбора автомата считается правильное проектирование сетей. При этом, при проектировании данные определяют, что самым важным параметром считается длина линии, то есть, кабеля, который идет от щитка до розетки или же люстры. Следует тут же заметить, что можно исключить сложные расчеты, так как в квартирах, да и частных домах, длина указанного кабеля будет минимальной. Именно по этой причине чаще всего выбирается автомат класса «С», более реже используют вариант «В». но, такой вариант применяют исключительно на маломощных светильников. Что же касается использования автомата на кухне, где мощность приборов будет в разы выше, то используется исключительно класс «С». При использовании варианта «В» может формироваться структура срабатывания автомата при включении холодильника или же другого прибора, так как формируется скачок пускового тока.
- Варианты В3-5 используются для формирования защиты от различных нагрузок активного типа, но исключительно с минимальными аспектами потребления энергии. Такие автоматы используются для освещения;
- Варианты С 5-10 предназначаются уже для защиты различных цепей, которые имеют индуктивную и активную нагрузку. Такие варианты рекомендованы для установки в жилых и офисных помещениях;
- D 10-20 – автоматы, которые используются при установки трансформаторов (исключительно низковольтных), а также при использовании подъемных механизмов или же достаточно мощных насосов;
- K 8-15 предназначаются для трансформаторов и электродвигателей, есть также специализированные варианты, рассчитанные на высококачественную электронику.
Как защитить дом от коротких замыканий
Современные электросистемы делают быт и работу человека более комфортными и удобными, однако такие сети могут представляться опасность для пользователей и подключенного к ним электрического оборудования. Среди наиболее распространенных проблем с электрикой часто называют короткие замыкания, способные возникнуть в ходе эксплуатации электросистемы. Защита от коротких замыканий – одна из важнейших задач, которую нужно решить проектировщикам в процессе подготовки проекта электроснабжения дома или квартиры.
Ни одна электрическая система не защищена от возможного возникновения в ней короткого замыкания. Причиной такой проблемы может стать любое электрическое устройство, расположенное внутри дома. Собственнику следует помнить о том, что среди наиболее частых причин возникновения перегрузок в электросети и коротких замыканий является использование бытового оборудования не по назначению. Даже самые качественные электроприборы могут выходить из строя и представлять опасность для пользователей, если применять их не так, как указано в инструкции производителя. Грамотное использование приборов может существенно сократить риск возникновения аварийных ситуаций, но полностью исключить такие проблемы невозможно, потому в любой электрической системе должны устанавливаться современные и качественные устройства защиты.
Пример проекта технического отчета здания
Назад
Вперед
Характеристики выбора
Существует четкое описание всех отличительных качеств и свойств таких приспособлений, соответственно, сегодня вы сможете сделать рациональный, правильный и грамотный выбор, изучая все технические данные приспособления:
- Очень важным аспектом выбора считается параметр срабатывания с защитной позиции;
- Также есть такое понятие, как массо-габаритные характеристики, которые учитываются при выборе автомата;
- Ну, и конечно же, следует обратить свое внимание на монтажные характеристики.
На корпусе приспособления указываются данные номинального тока. По сути, формируются данные, которые определяют время-токовую характеристику приспособления. То есть, при какой силе тока и в течение какого времени сработает данный автомат.
Не менее важный аспект – рабочее напряжение приспособления. Практически все приспособления имеют потребление в 220 В., тем не менее, ассортимент приборов, которые созданы для защиты в виде автоматом электропроводки, имеют рабочее напряжение и более высокое. Это значит, что нужно выбирать приспособление, которое смогло бы импонировать рабочему напряжению прибора. Например, для квартир и частных домов выбирается вариант 220 В (данные должны быть указаны на корпусе приспособления). Если речь идет о специализированной технике на предприятии, то данные могут быть 230, 250 и пр. также на корпусе приспособления указывается специализированная маркировка, которая определяет, для какой работы предназначен автомат. Чаще всего такие автоматы используются для переменного тока.
При выборе автомата нужно поинтересоваться количеством полюсов. По сути, данная характеристика определяет максимальное количество возможных приборов, которые присоединяются к автомату. То есть, данный параметр определяет количество питающих и защищаемых проводов или же проводников, которые отключаются одновременно при возникновении какой-то нестандартной ситуации.
- Однополюсные выключатели, как правило, используются в однофазной цепи. При этом, они должны быть установлены непосредственно на фазу, что позволяет получить перспективы защиты отходящих от нее линий. Как правило, такие приспособления используются для осветительных и розеточных линий;
- Трехполюсные варианты предназначены для установки в трехфазной сети, в качестве элемента вводных автоматов.
Весьма важной, но в тоже время сложной для понимания характеристикой считается временно-токовая. По сути, предоставленные данные описывают зависимость мощности тока, который протекает через автомат, с учетом времени, когда автомат сработает, среагировав на определенные изменения сети. Отметим, что сложность данной характеристики заключается в том, что нужно будет использовать специализированные графики, для проведения правильного и адекватного расчета. Данная характеристика говорит о том, что автоматы, которые имеют один и тот же номинал, могут отключаться по-разному, в зависимости от типа кривой автомата. Соответственно, на основании данной характеристики можно подобрать выключатель автоматического типа, который будет предназначен для различных типов нагрузки, и будет минимизировать возможность возникновения ложных срабатываний в случае включения определенных приборов.
Нужно обратить внимание и на предельный ток замыкания короткого типа. Данную характеристику мы отчасти рассмотрели в начале статьи. Как вы поняли, параметр определяет максимальный ток, при котором производится автоматическое выключение сети. Кодировка данных параметров указывается на автомате. Если вы видите значение в 6 кА, это говорит о том, что при токе в 6000 ампер, автомат будет осуществлять процесс размыкания и отключения сети. Соответственно, данный параметр показывает максимальный ток, при котором автомат будет размыкать контакты и будет произведен процесс отсутствия подачи электроэнергии на помещение.
Чаще всего можно сегодня встретить автоматы, которые имеют характеристику 4.5 кА, что в целом, является достаточным для стандартных помещений в виде частных домов и квартир, так как в бытовых сетях редко бывает замыкание, имеющее более высокие параметры значений. Но, если вы проживаете в помещении с устаревшей инфраструктурой, то нужно брать автомат с более высоким значением. Существуют также такие автоматы, которые размыкание проводят при данных на 2 кА, они считаются устаревшими, и сегодня в проектировании электросетей не используются.
Диапазон выбора по данному параметру очень значительный. Отметим также то, что если линия, которую вы желаете защитить, находится достаточно близко к подстанции, то в данном случае подача тока может быть весьма высокой, именно по этой причине нужно использовать автомат со значениями 10 кА. Обратим ваше внимание на то, что с повышением данного параметра, стоимость автомата существенно повышается. А это значит, что вам нужно четко определить свои потребности, чтобы не платить больше.
Выбирая автомат нужно учитывать, что его габаритные размеры также будут иметь существенное значение, ведь вам нужно будет правильно спланировать расположение данных автоматов в щитке, а также выбрать специализированный щиток, для установки всех автоматов, которые вы рассчитаете на помещение. Следует заметить, что практически все модульные автоматы имеют достаточно незначительные размеры, что делает их очень удобными в использовании.
Изучите также характеристику монтажа. Есть специализированные приспособления, которые монтируются на дин-рейку, есть варианты монтажа на специализированную панель. Вам нужно оценить преимущества обоих вариантов, чтобы до приобретения автомата сделать правильный выбор, с учетом простоты и легкости монтажа именно для вашего конкретного случая.
Последствия КЗ и способы их предотвращения
Короткое замыкание характеризуется протеканием повышенных значений тока. В свою очередь большой ток опасен для кабелей, соединений. Это характерно лавинообразным развитием последствий замыкания. Кабеля отгорают от соединений, сами соединения нагреваются, после чего происходит их ускоренное разрушение. Нагрев может повлечь возгорание электропроводки и пожар.
Для предотвращения последствий межфазного замыкания в цепях 220/380 используются плавкие вставки, предохранители, автоматические выключатели. Предохранители, когда через них протекает ток выше номинального, перегорают, тем самым разрывая цепь. После замены предохранителя, если вы не устранили межфазное замыкание, он будет перегорать вновь и вновь.
Для улучшения условий работы и эксплуатации, устранения необходимости замены плавких элементов используются автоматические выключатели. Они реагируют как на незначительное повышение тока сверх нормы (тепловой расцепитель), так и на резкое сильное повышение (электромагнитный расцепитель). При междуфазном замыкании или между фазой и землей автоматический выключатель разъединится. В таких случаях говорят «выбил автомат». Для возобновления подачи напряжения необходимо заново взвести рычаг автомата или перевключить кнопку (на АП-шках).
На видео наглядно показывается опасность межфазного короткого замыкания (под удар попал манекен, это были показательные выступления):
https://youtube.com/watch?v=HFhNHFDz2cc
Параметры мощности
Наверное, этот параметр нужно рассматривать более углубленно, так как он имеет самое важное значение. Чтобы правильно рассчитать данную мощность, нужно составить проект. Учитываются все приборы и приспособления, которые будут расположены в помещении. Самым правильным способом определить ток электроприемника считается использование данных величины тока с шильдика, или же с паспорта приспособлений.
Шильдик есть практически на всех приспособлениях и оборудовании электрического типа. В данной ситуации вам нужно детально изучить предоставленные данные, чтобы правильно рассчитать мощность автомата, который вам нужно будет установить на то или же иное помещение.
Например, расчет розеточной линии можно будет определить своеобразным суммированием тока всех электроприемников, которые есть в том или же ином помещении. По рассчитанным значениям нужно будет выбрать соответствующий номинал автоматического размыкателя сети. Если общее значение показывает 4.06 А, то вам нужно будет приобрести автомат на 6 А.
Заметим, что проводить выбор автоматического выключателя исключительно по параметрам мощности нельзя. Нужно также учитывать аспекты значений сечения провода и кабеля, а также все остальные характеристики, которые мы перечислили выше.
Причины возникновения
Короткое замыкание в электросети возникает при резком возрастании силы тока, который в свою очередь увеличивается при снижении сопротивления проводки. В итоге повышенный ток создает критические значения температуры, результатом чего станет возгорание всех легковоспламеняемых материалов, в том числе и изоляции жил.
Причины, по которым возникает ток КЗ это прежде всего:
- Старение сети. Изолирующий слой со временем изнашивается и образуются разрывы в местах перегиба, где и оголяется контакт.
- Затопление соседями в результате чего влага ухудшает липкую сторону изоленты, которая защищает скрутку.
- Механическое повреждение изоляции жил. К примеру, если вбить гвоздь прямо в место залегания кабеля. Именно поэтому рекомендуется изначально найти провод в стене, а потом уже переходить к строительным работам.
- Негативное действие крыс, которые жертвуют своей жизнью и просто перегрызают кабель. В этом случае избежать опасности можно применяя меры по защите проводки от грызунов.
- Длительная перегрузка сети, что приводит к расплавлению изоляционного слоя.
- Выход из строя электроприбора, который в свою очередь и «коротит» электрическую цепь.
Проще говоря, если две оголенных жилы разных полюсов соприкоснуться (фаза и ноль), возникнет резкое возрастание температуры и дальнейшие неблагоприятные последствия короткого замыкания, о которых мы и поговорим далее.
Сечение провода
Существуют определенные требования пожарной безопасности, которые определяют все нюансы выбора автомата для электропроводки с учетом сечения провода. Отметим, что однофазовая сеть применяется для освещения и розеток, и она имеет напряжение 220 В. в тоже время, если формируется раздельные сети, которые определяют наличие электропередач проходящих по улице, то в данном случае формируется напряжение в 380 В.
Существует разработанная таблица, в которой можно будет найти описание величины длительно допустимого тока для различных проводников с различным сечением. Под данные провода сечения подбираются и параметры автомата.
Количество автоматов
Чтобы установить автомат, устанавливается специализированный распределительный щиток, в него устанавливаются автоматы. На розеточные лини устанавливаются отдельный автомат, с учетом – один автомат на несколько комнат. Лучше всего отдельно устанавливает автоматы на осветительные линии, причем специалисты рекомендуют устанавливать по одному автомату на одну комнату. Также отдельно на каждый мощный прибор потребления электроэнергии устанавливается свой автомат.
Как сделать правильный выбор?
При выборе автомата непременно учитывается сечение проводов, а также нагрузку, которая будет на линии. непременно нужно внимательно оценить предоставленные варианты, учитывая актуальность тех или же иных производителей. Старайтесь приобретать такие приспособления исключительно в специализированных магазинах, и обязательно проверяйте сертификаты качества на продукцию.
Ассортимент предложений в виде автоматов сегодня стал весьма существенный. В принципе, особых трудностей при выборе и расчете таких приспособлений у вас не возникнет, если вы обратитесь к специалистам, которые осуществят составление проекта электросети. Но если вы все действия осуществляете сами, воспользуйтесь нашими рекомендациями по выбору приспособлений, которые станут надежной защитой вашего помещения от возгорания, и ваших приборов от порчи.
