5 правил как выбрать автоматический выключатель

Номинальный ток (In)

Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей.


Отключающая способность автоматического выключателя – это действующее значение максимального (ожидаемого) тока, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Испытания для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают:

— коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании,

— определенный фазовый сдвиг между током и напряжением.

Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ ?= 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ , при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типичными для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице 2, взятой из стандарта МЭК 60947_2, указаны соотношения между стандартными величинами cos φ ?для промышленных автоматических выключателей и их отключающей способностью Icu.

После проведения испытательного цикла на Icu «отключение – выдержка времени — включение — отключение» (два отключения подряд) выполняются проверки, имеющие целью убедиться в том, что такие параметры, как:

— выдерживаемая выключателем диэлектрическая прочность,

— разъединяющая (изолирующая) способность (функция разъединителя),

— правильное срабатывание защиты от перегрузки не ухудшились в результате проведения этого испытания.

Наибольшая рабочая отключающая способность (Ics)

Предельная отключающая способность (Icu) или (Icn) представляет собой действующее значение максимального тока короткого замыкания, который автоматический выключатель может успешно отключить без повреждения. Вероятность возникновения такого тока крайне мала и в нормальных обстоятельствах токи короткого замыкания гораздо ниже номинальной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя.

С другой стороны важно, чтобы большие токи (имеющие низкую вероятность) выключались бы так, чтобы этот автоматический выключатель был бы сразу готов для повторного включения тока после восстановления поврежденной цепи. Именно по этим причинам для промышленных автоматических выключателей была введена новая характеристика (Ics), выраженная в процентах от Icu: 25, 50, 75 и 100%

Стандартная последовательность испытаний является следующей:

O — ВO — ВO (при токе Ics), т.е. три отключения подряд.

После этого испытательного цикла автоматический выключатель должен находиться в работоспособном состоянии и быть готовым к нормальной эксплуатации.

В Европе обычной практикой в промышленности является Ics =100%, т.е. Ics = Icu.

Номинальная включающая способность (Icm)

Icm – величина максимального мгновенного значения тока (ударного тока), который данный автоматический выключатель может включить при номинальном напряжении в оговоренных условиях эксплуатации. В системах переменного тока эта мгновенное пиковое значение связано с Icu (т.е. с номинальным предельным током отключения) ударным коэффициентом k, зависящим от коэффициента мощности (cosφ) контура короткого замыкания (табл.2).

Таблица 2. Соотношение между наибольшей отключающей способностью Icu и номинальной включающей способностью Icm при разных величинах коэффициента мощности цепи КЗ (стандарт МЭК 60947).

Номинальный ток (In)

Это – максимальная величина тока, который автоматический выключатель, снабженный специальным отключающим реле максимального тока, может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных значений максимальной температуры токоведущих частей.

ПримерАвтоматический выключатель с номинальным током In = 125 А при температуре окружающей среды 40 °C, оснащенный отключающим реле максимального тока, откалиброванного соответствующим образом (настроенным на ток 125 А). Этот же автоматический выключатель может использоваться при более высоких температурах окружающей среды, но за счет занижения номинальных параметров. Например, при окружающей температуре 50 °C этот выключатель сможет проводить бесконечно долго 117 А, а при 60 °C – лишь 109 А при соблюдении установленных требований по допустимой температуре.

Уменьшение номинального тока автоматического выключателя производится путем уменьшения уставки его теплового реле. Использование электронного расцепителя, который может работать при высоких температурах, обеспечивают возможность эксплуатации автоматических выключателей (с пониженными уставками по току) при окружающей температуре 60 °С или даже 70 °С.

Примечание: в автоматических выключателях, соответствующих стандарту МЭК 60947-2, ток In равен обычно Iu для всего распределительного устройства, где Iu обозначает номинальный длительный ток.

Корпус автомата

При выборе модульного автомата обращайте внимание на то, как собран сам корпус. Он всегда представляет из себя неразборную конструкцию на заклепках

Так вот, при покупке не лишне будет пересчитать количество таких заклепок. На обычных выключателях, их как правило не менее 5шт.

Хотя часто попадается даже с четырьмя.

Однако есть модели (например от Schneider Electric, ABB и другие) где заклепок шесть!


Что дает эта дополнительная заклепка? При срабатывании автоматического выключателя от короткого замыкания, в корпусе образуется дуга.

Это все равно что миниатюрный взрыв, который пытается разорвать аппарат изнутри. Так вот, дополнительная заклепка предотвращает возможность любого изменения геометрии аппарата.

На 4-х или 5-ти клепочных, выключатель может и не разорвет, но от нескольких КЗ, геометрия и расположение внутренних компонентов изменятся и они сместятся на пару миллиметров, относительно своего нормального расположения. Это постепенно приведет к тому, что аппарат будет отрабатывать плохо и в один прекрасный момент заклинит.

По факту, все механизмы внутри автоматического выключателя, как бы «висят» на корпусе. Это все равно что рама автомобиля.

Поэтому любое изменение геометрии приводит к тому, что аппарат перестает нормально работать. Например, начинает жужать или гудеть.

Что еще касаемо корпуса, то иногда не помешает обратить внимание и сравнить их размеры. Некоторые модели разных марок и производителей, имея одинаковый номинальный ток, немного отличаются по габаритам

У тех, где корпус больше на несколько миллиметров, соответственно и охлаждение будет лучше

Особенно это важно при плотном расположении автоматов в одном ряду

Каталожные номерa

Автоматический выключатель iC60L

Кол-во полюсов 1 2
Вспомогательные устройства Дистанционное отключение и сигнализация Дистанционное отключение и сигнализация
Vigi iC60 Дифференциальный блок Vigi iC60
Ном. ток (In) Кривая B C K Z Кривая B C K Z
0,5 A A9F93170 A9F94170 A9F95170 A9F92170 A9F93270 A9F94270 A9F95270 A9F92270
1 A A9F93101 A9F94101 A9F95101 A9F92101 A9F93201 A9F94201 A9F95201 A9F92201
1,6 A A9F95172 A9F92172 A9F95272 A9F92272
2 A A9F93102 A9F94102 A9F95102 A9F92102 A9F93202 A9F94202 A9F95202 A9F92202
3 A A9F93103 A9F94103 A9F95103 A9F92103 A9F93203 A9F94203 A9F95203 A9F92203
4 A A9F93104 A9F94104 A9F95104 A9F92104 A9F93204 A9F94204 A9F95204 A9F92204
6 A A9F93106 A9F94106 A9F95106 A9F92106 A9F93206 A9F94206 A9F95206 A9F92206
10 A A9F93110 A9F94110 A9F95110 A9F92110 A9F93210 A9F94210 A9F95210 A9F92210
16 A A9F93116 A9F94116 A9F95116 A9F92116 A9F93216 A9F94216 A9F95216 A9F92216
20 A A9F93120 A9F94120 A9F95120 A9F92120 A9F93220 A9F94220 A9F95220 A9F92220
25 A A9F93125 A9F94125 A9F95125 A9F92125 A9F93225 A9F94225 A9F95225 A9F92225
32 A A9F93132 A9F94132 A9F95132 A9F92132 A9F93232 A9F94232 A9F95232 A9F92232
40 A A9F93140 A9F94140 A9F95140 A9F92140 A9F93240 A9F94240 A9F95240 A9F92240
50 A A9F93150 A9F94150 A9F95150 A9F92150 A9F93250 A9F94250 A9F95250 A9F92250
63 A A9F93163 A9F94163 A9F95163 A9F92163 A9F93263 A9F94263 A9F95263 A9F92263
Кол-во модулей Ш = 9 мм 2 4
Аксессуары
Кол-во полюсов 3 4
Вспомогательные устройства Дистанционное отключение и сигнализация Дистанционное отключение и сигнализация
Vigi iC60 Дифференциальный блок Vigi iC60 Дифференциальный блок Vigi iC60
Ном. ток (In) Кривая B C K Z Кривая B C K Z
0,5 A A9F93370 A9F94370 A9F95370 A9F92370 A9F93470 A9F94470 A9F95470 A9F92470
1 A A9F93301 A9F94301 A9F95301 A9F92301 A9F93401 A9F94401 A9F95401 A9F92401
1,6 A A9F95372 A9F92372 A9F95472 A9F92472
2 A A9F93302 A9F94302 A9F95302 A9F92302 A9F93402 A9F94402 A9F95402 A9F92402
3 A A9F93303 A9F94303 A9F95303 A9F92303 A9F93403 A9F94403 A9F95403 A9F92403
4 A A9F93304 A9F94304 A9F95304 A9F92304 A9F93404 A9F94404 A9F95404 A9F92404
6 A A9F93306 A9F94306 A9F95306 A9F92306 A9F93406 A9F94406 A9F95406 A9F92406
10 A A9F93310 A9F94310 A9F95310 A9F92310 A9F93410 A9F94410 A9F95410 A9F92410
16 A A9F93316 A9F94316 A9F95316 A9F92316 A9F93416 A9F94416 A9F95416 A9F92416
20 A A9F93320 A9F94320 A9F95320 A9F92320 A9F93420 A9F94420 A9F95420 A9F92420
25 A A9F93325 A9F94325 A9F95325 A9F92325 A9F93425 A9F94425 A9F95425 A9F92425
32 A A9F93332 A9F94332 A9F95332 A9F92332 A9F93432 A9F94432 A9F95432 A9F92432
40 A A9F93340 A9F94340 A9F95340 A9F92340 A9F93440 A9F94440 A9F95440 A9F92440
50 A A9F93350 A9F94350 A9F95350 A9F92350 A9F93450 A9F94450 A9F95450 A9F92450
63 A A9F93363 A9F94363 A9F95363 A9F92363 A9F93463 A9F94463 A9F95463 A9F92463
Кол-во модулей Ш = 9 мм 4 6
Аксессуары

Быстродействие

От того, как быстро включается и замыкает свои контакты выключатель, во многом зависит его срок службы. Однако можно ли в домашних условиях определить, насколько соответствует этому параметру ваш аппарат, не разбирая сам корпус и не прибегая к специализированным лабораторным испытаниям?

Конечно можно. Все делается очень просто. Берете обычную индикаторную отвертку на батарейках. Именно с батарейкой.

Ее обычно применяют для прозвонки и определения целостности цепи. Хотя знающие люди используют этот полезный девайс еще многими способами. Какими именно, читайте в отдельной статье.

Жалом отвертки прикасаетесь к верхнему контакту, прижимая металлический пятачок на ручке сверху, а пальцем другой руки дотрагиваетесь до нижнего контакта выключателя.

Контакт должен появиться (загорится светодиод в отвертке) только в самый последний момент, когда аппарат уже щелкнул.

Если ту же самую манипуляцию проделать с другим выключателем, то лампочка загорается при достижении середины хода рычага включения.

Получается, что аппарат еще не взведен, а контакты уже замкнуты. Вот к чему это иногда приводит при большой нагрузке (вид контактов изнутри автомата):

Это в конечном итоге сказывается на быстром износе и выгорании контактов. В то время как механизм быстрого включения, увеличивает срок службы изделия почти на 30%.

Особенности конструкции ВА07-М IEK®

Конструкция автоматических выключателей ВА07-М IEK обеспечивает их надежность и функциональность.

Контактная система

Главные силовые выводы автоматических выключателей серии ВА07-М IEK выполнены горизонтальными медными шинами с гальваническим покрытием, защищающим от коррозии. Каждый вывод оснащён датчиками тока

Главные силовые выводы соединяются с группами подвижных и неподвижных контактов при помощи многопроволочных медных гибких проводников, сплетённых в косички, что позволяет снизить электромагнитные и тепловые потери.

Группа подвижных контактов выполнена из отдельных подпружиненных ламелей, что позволяет снизить переходное сопротивление в месте контакта, обеспечивает надёжное электрическое соединение и способствует эффективному гашению дуги при размыкании силовых контактов.

Угасание дуги

Если в момент размыкания силовых контактов через них протекал ток (необязательно ток перегрузки или короткого замыкания), то в месте разрыва контактов возникает электрическая дуга, которая должна быть погашена за минимальное время.

Эффективность гашения дуги автоматических выключателей ВА07-М IEK обеспечивается, в том числе, дугогасительными камерами. В них параллельно установлены изолированные друг от друга стальные пластины с гальваническим покрытием. Такая конструкция позволяет быстро и эффективно растягивать, охлаждать и разрывать электрическую дугу, продлевая работоспособность главных силовых контактов.

Дугогасительные камеры автоматических выключателей ВА07-М IEK выполнены съёмными, что повышает удобство технического обслуживания.

Замыкание и размыкание

Сердцем автоматических выключателей ВА07-М IEK является электропривод с дополнительной возможностью ручного взвода пружин. При подключении питания электропривода происходит автоматический взвод механизма включения, индикатор взвода пружины переходит в состояние «Взведён», и выключатель ожидает команды на включение.


Команда на включение, так же, как и команда на отключение ВА07-М IEK могут быть поданы оператором удалённо, например, с поста управления, находящегося в соседнем помещении или здании, а при определённых схемах управления — даже из другого города. Когда происходит включение в дистанционном режиме, сигнал поступает на электромагнит, управляющий катушкой включения, а операция отключения задействует независимый расцепитель.

ВА07-М IEK можно управлять и вручную — нажатием на кнопки включения/отключения на лицевой панели. При этом на панели изменяется индикация положения контактов выключателя.

Ручной взвод механизма включения позволяет с помощью специального рычага «запасти» в пружинах необходимую энергию. Для включения ВА07-М IEK необходимо обеспечить подачу номинального напряжения на расцепитель минимального напряжения, в противном случае при нажатии на кнопку включения замыкания контактов не произойдёт, а пружины перейдут в невзведённое состояние.

Важные нюансы

Независимый расцепитель обеспечивает дистанционное отключение выключателя при наличии напряжения на шине питания цепей управления. Может быть демонтирован на усмотрение конечного потребителя.

Расцепитель минимального напряжения служит для защиты от недопустимого снижения напряжения питания цепей управления. Также может быть демонтирован, если нет необходимости контролировать напряжение на шине питания цепей управления.

Электромагнит включения предназначен для удаленного включения ВА07-М IEK после завершения взвода пружин механизма включения электроприводом. Может быть демонтирован на усмотрение конечного потребителя.

Клеммный блок цепей управления расположен в верхней части выключателя над лицевой панелью, что обеспечивает удобство эксплуатации. Предназначен для подключения цепей питания, управления электронным и независимым расцепителями, расцепителем минимального напряжения, электромагнитом включения, а также для подключения цепей сигнализации.

Блок оснащён выводами дополнительных переключающих контактов, которые могут быть использованы на усмотрение потребителя. Все выводы клеммного блока промаркированы сплошной нумерацией, которая соответствует схемам подключения, приведённым в Руководстве по эксплуатации.

В автоматических выключателях ВА07-М IEK габаритов 2000 и 3200 А имеются механические счетчики циклов включения-отключения. Счетчики позволяют отслеживать износ аппарата и вовремя проводить его техническое обслуживание.

Сигнальные элементы

У обычного автоматического выключателя существует всего два положения:

включено

отключено

У некоторых моделей присутствует третье — аварийное отключение. Те кто плотно работает с промышленными моделями ВА, АЕ и другими, рассчитанными на большие токи, с этим знаком не понаслышке.

Язычок автомата заняв среднее промежуточное положение, как бы сам демонстрирует каким образом он был отключен. То есть, отключился он аварийно из-за короткого замыкания или перегрузки, либо был отключен вручную каким-то человеком.

В отдельных марках модульных моделей, это можно увидеть и определить по глазку, который окрашивается в тот или иной цвет, в зависимости от срабатывания.

Эта функция очень удобна, когда вы или кто-то другой, обслуживает большое количество щитовых не в одиночку, а с напарниками. Для щитка в квартире, данную опцию можно считать излишней.

А вот для РЩ-0,4кв в подъезде, она не помешает.

Еще один цветной «глазок», который может присутствовать в автомате, расположен в подвижной части отключающего рычажка.

Заметьте, что это не просто надпись ON или OFF, которая показывает включен аппарат или выключен. Это цветной сигнальный элемент демонстрирующий реальное положение контактов. Замкнуты они или разомкнуты.

Если автомат выключен и его «язычок» находится внизу, то полосочка зеленая. Это говорит о том, что контакты действительно разорвались.

В том случае, если сигнальный элемент не поменял свой цвет, значит контакты на самом деле не разошлись (прикипели, сварились и т.д.).

Такое хоть и редко, но тоже встречается.

Рабочая наибольшая ОС

Пример автоматического выключателя NS630N с расцепителем STR23SE, отрегулированным на 0,9In (Ir = 360 А)

Вероятность наиболее неблагоприятной ситуации крайне мала. Обычно при возникновении аварийных ситуаций токи КЗ значительно меньше предельной отключающей способности автоматического выключателя (Icu). Этим объясняется длительный срок службы защитных устройств в реальных эксплуатационных условиях.

Однако нельзя исключать возможность повторного возникновения КЗ через небольшой промежуток времени после включения питания. Чтобы увеличить запас по надежности, в промышленных моделях нормируют дополнительный параметр Ics. Соответствующее значение указывают в сопроводительной документации на изделие, как % от Icu по стандартной градации:

  • 25;
  • 50;
  • 75;
  • 100.

Типовыми испытаниями проверяют сохранение коммутационных способностей автоматического выключателя после 3-х циклов с разрывом цепи после КЗ. После завершения процедуры уточняют соответствие скорости отключения и других технических параметров паспортным данным производителя.


Дополнительными испытаниями устанавливают действительное значение максимального тока (пиковый уровень) – Icm. В этом случае кроме амплитуды сигнала значение имеет скорость изменения энергетических параметров. В расчетных формулах применяют соответствующий поправочный коэффициент, который в свою очередь зависим от cos ϕ.

Что такое отключающая способность автоматического выключателя

Ряд автоматических выключателей в щитке

Автомат устанавливают в цепи электроснабжения. При чрезмерном увеличении потребляемой мощности происходит нагрев биметаллического элемента. На определенном уровне температуры значительное изменение его формы разрывает контакт линии проводника.

Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.

Номинальная наибольшая отключающая способность, Icn

На графике кривой отключения (ВТХ), приведенном выше, показаны сверхтоки только до 100 I/In. Однако, диапазон токов простирается дальше, в область килоампер. Само собой, при таких токах задача у автомата — не только отключить замкнувшую нагрузку, но и сохранить свою работоспособность. Ведь при выключении (размыкании) контактов возникает электрическая дуга (фактически — пламя), которая может привести к пожары, взрыву, обгоранию поверхности контактов. Дугу гасят дугогасительными камерами специальной конструкции, а контакты делают из стойких сплавов.

Предельная отключающая способность 6 кА

Согласно ГОСТ Р50345-99 (п. 6f), параметр Icn обозначается в рамке, и в данном случае равен 6000 А. У некоторых дешевых брендов In = 4500 А, у более дорогих автоматов такого размера — 10 кА.

Как я говорил выше, совсем не факт, что такой ток будет течь через автомат в момент КЗ, разве только если автомат расположен рядом с подстанцией. Однако, это параметр говорит о способности стойко реагировать на короткие замыкания, исключая вероятность пожара, при этом ничуть не теряя своих качеств.

Название параметра происходит от английских слов «Capacity Normal». Другие встречающиеся названия этого параметра — предельная коммутационная способность, номинальная наибольшая отключающая способность, номинальная отключающая способность.

Разновидности модульных устройств защиты

Помимо обычных автоматов в быту и промышленности часто встречаются и другие, родственные устройства. Они обладают определенными достоинствами перед простыми автоматическими выключателями.

Мини модели

Линейка устройств защиты широкого потребления. Устанавливаются в квартирные электрощиты. Данные приборы рассчитаны на малые номиналы 25-32 А. Обладают минимальным функционалом. Стоят дешево и не имеют возможности ручной подстройки тока срабатывания. При некорректной работе их целесообразней заменить новыми, нежели перенастроить.

Дополнительная информация. В дорогих моделях предусмотрен регулятор для корректировки тока срабатывания. Данная процедура проводится в электротехнических лабораториях. Автомат подключается к специальному стенду. Затем ток плавно повышается. Это необходимо, чтобы выяснить при каком значении тока отключается каждое конкретное устройство защиты. А далее, внести корректировки в электромагнитный расцепитель.

Воздушные (силовые или открытые) автоматы

Главные особенности этих устройств — большие размеры, открытое негерметичное исполнение и повышенная номинальная мощность в сравнении с мини моделями. Силовые автоматы широко используются не только для защиты электрических сетей и агрегатов, но и для их включения и выключения.

Воздушный выключатель-разъединитель

Такие выключатели устанавливаются на промышленных распределительных щитах для питания мощных установок на десятки киловатт. Их номиналы достигают значений в 400 А и выше.

Закрытые выключатели

Рассчитаны на повышенную мощность. Применяются для защиты силовых потребителей. Приборы данного класса обладают закрытым герметичным исполнением и сравнительно малыми габаритами. Пригодны в сетях до 3,2 кА и отключаются при КЗ до 35 кА.

Достоинство закрытых устройств защиты заключается в их герметичности. Это свойство допускает их применение в экстремальных условиях тропического климата.

Устройства защитного отключения

В большинстве случаев встречаются в бытовых электросетях. Используются для защиты квартирной проводки от повреждения изоляции, а жильцов от опасного прикосновения к токоведущим частям.

УЗО не предназначено для защиты кабелей от коротких замыканий. Вместо этого оно сравнивает токи, протекающие в фазном и нулевом проводах. Если разница превышает определенное значение, значит, где-то нарушена изоляция или человек коснулся фазного провода. В таком случае электропитание квартиры аварийно отключается.

Дифференциальный автоматический выключатель

Гибридное устройство, обладающее свойствами обычного автомата и полноценного УЗО. Диф автомат одновременно используется для защиты проводки от токов утечки и перегрузок. Такие функциональные возможности позволяют установить в щит вместо двух отдельных устройств защиты одно общее. В результате проводка упрощается и занимает меньше пространства.

Трехфазный дифавтомат


С этим читают