Однополюсный автоматический выключатель

Исполнение автоматических выключателей

В практике использования подобного оборудования отмечается частое применение трёх видов устройств: однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные.

В чём проявляется разница между этими тремя видами автоматов? Попытаемся разобраться.

Сообщество этих электрических приборов более чем многообразно. Ассортимент не охватить воображением. Однако высокая численность защитных устройств полностью оправдана, так применять их приходится в самых разных вариантах построения схем

Однополюсный прибор, в общем-то, не вызывает особых вопросов. Если внедрить выключатель однофазную схему, то устройство будет работать как обычный рубильник, только в режиме автоматической реакции – то есть без вмешательства пользователя разорвёт цепь на случай нарушения заданных рабочих условий.

Краткая характеристика двухполюсника

Аналогичное устройство, но исполненное в виде двухполюсного автоматического выключателя, несколько отличается по функциональности.

Схемотехника двухполюсного прибора выполнена с учётом контроля и сравнения условий работы двух независимых токовых линий.

Двухполюсная конструкция выключателя предназначена для защиты и блокировки двух разных линий одной электрической цепи. Такие приборы наряду с блокировкой фазы применяются также для разрыва цепи нулевого проводника

Двухполюсные автоматы применяются, как правило, для внедрения в проекты построения электрических сетей, когда требуется контроль и сравнение условий работы двух участков единой электрической сети. По сути, двухполюсная конфигурация прибора представляет собой тандем пары однополюсных устройств.

Однако схема защиты и блокировки двухполюсника работает по принципу сравнения параметров каждого устройства в отдельности, в режиме реального времени. Если на любом из двух контрольных участков параметры выходят за границы установок, моментально разрываются обе линии.

Этот важный момент показывает: замена двухполюсного автомата парой обычных однополюсных приборов невозможна в принципе. На случай перегрузки одной из цепей (или КЗ), сработает только один автомат.

Исполнение двухполюсника: 1 – корпус из пластика хорошего качества; 2 – допускается эксплуатация от -25 до + 60ºС; 3 – монтаж на DIN-рейку; 4 – механизм оперативного взвода; 5 – индикация срабатывания; 6 – панель информации; 7 – технические обозначения (+)

Но учитывая, что электрическая сеть единая, электричество продолжит поступать через второй прибор, питающий другой участок. Подобная ситуация приводит к тяжёлым последствиям.

Между тем, существуют два подвида двухполюсных приборов:

  • с защитой одного полюса и обычной коммутацией нейтрали;
  • с защитой обоих полюсов и одновременной их коммутацией.

Первые обычно используются в качестве вводных автоматов, благодаря которым коммутируется фазный и нулевой проводники. При этом такая схема включения предусматривает использование дополнительной линии PE – заземляющего провода.

Это устройство конструктивно тоже выглядит как двухполюсник. Однако фактически прибор является однополюсным защитным автоматом с поддержкой функции блокировки (коммутации) нейтральной линии электрической сети

Вторые находят применение в схемах одной сети, где питаются два участка, действующие в условиях разных токовых нагрузок.

Особенности устройства трёхполюсника

Главное предназначение трехполюсного автоматического выключателя – использование в схемах трёхфазных сетей. Конструктивные особенности этого вида приборов заключаются в наличии защитных функций на каждом отдельном полюсе.

Срабатывание защиты на любом из полюсов приводит к размыканию всех полюсов.

Конструкция для работы с трёхфазной сетью. Автоматический выключатель на три независимых полюса с общей блокировкой. Как видно на схеме устройства, защита осуществляется за счёт действия биметаллических пластин, а также электромагнитных расцепителей (+)

Несмотря на конкретное назначение автоматов такого типа, их вполне допустимо использовать на однофазных или двухфазных линиях.

Конструктивно трехполюсный автомат содержит следующие элементы:

  • механизм управления;
  • систему контактов;
  • модуль гашения электрической дуги;
  • расцепляющее устройство.

Свободные контакты обычно монтируются внутри крышки прибора. Контактная система связывается с траверсой главных контактов кинематическим способом.

Функциональные узлы прибора смонтированы внутри корпуса. Крышка и корпус автомата выполняются из материалов, не пропускающих электрический ток (пластмасса, текстолит и т.п.).

Внутреннее содержимое классических конструкций трехполюсников: 1, 6 – камера гашения электрической дуги; 2, 6 – расцепитель электромагнитного действия (катушка с сердечником); 3,4 – расцепитель теплового действия (биметаллическая пластина) (+)

Механизм защиты трёхполюсников обеспечивает моментное отключение, как в режиме «авто», так и в случае ручного действия. При этом, если имеет место перегрузка в электрической схеме, моментное отключение происходит независимо от силы воздействия на рукоятку управления.

То есть, даже если пользователь будет удерживать рукоятку в состоянии включения, автомат в режиме перегрузки всё равно разомкнёт все полюсы.

Существует модификации трёхполюсников, где добавлен ещё один полюс под нулевой проводник. По сути, речь идёт о четырёхполюсном исполнении с точки зрения конструктивных деталей.

Модифицированное устройство на три фазовых полюса с добавочным нулевым полюсом. Часто этот вид автоматов называют четырёхполюсник, что в принципе вполне соответствует действительности с конструктивной точки зрения

Функционально автомат на четыре полюса напоминает двухполюсную систему. Задача устройства та же самая, только по отношению к трёхфазной сети.

Обобщённые технические характеристики автоматов

Информация о основных параметрах автоматических выключателей указана на его корпусе. Чтобы разобраться в буквенно-цифровых обозначениях, необходимо уметь “читать” маркировку устройств.

Широко распространёнными в быту и промышленности отмечаются приборы, соответствующие следующим основным техническим характеристикам, в зависимости от их конструктивного исполнения:

Конфигурация автомата 1-полюсный 2-полюсный 3-полюсный
Напряжение постоянного тока, В 240 440 600
Напряжение переменного тока, В 380 380 660
Номинальный ток, А 0,6 – 100 0,6 – 100 0,6 – 100
Напряжение независимого расцепителя, В 24 – 440 24 – 440 24 – 440
Норма температуры окружающей среды, ºС -25 / +60 -25 / +60 -25 / +60

Приборы выбирают по определенным критериям, среди которых напряжение, величина номинального тока, температурные показатели.

Подробнее о выборе автоматических выключателей читайте в статьях:

  1. Выбор автоматического выключателя: виды и характеристики электрических автоматов
  2. Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: принципы и формулы для расчетов

Монтажные тонкости выключателей

Для всех электрических приборов подобного исполнения определён порядок внедрения в состав электрической схемы.

Монтаж автоматических выключателей – на первый взгляд процедура технически несложная. Однако если учитывать в точности все существующие правила инсталляции, монтажный процесс автоматов можно сравнить с работой по созданию компьютерного программного обеспечения

Установленным порядком, в частности, предполагаются следующие действия монтажников, прежде чем двухполюсные и трехполюсные выключатели будут установлены:

  • прибор должен соответствовать исполнению под текущую схему;
  • корпус автомата не имеет деформаций и повреждений;
  • рычаг включения/отключения чётко срабатывает в режиме ручной активации.

Основание, на которое предполагается инсталляция устройства, необходимо проверить на ровность поверхности. Не допускается монтаж на основания, где за счёт неровной поверхности после крепления корпус автомата подвергается напряжениям изгиба.

Соединение с проводниками сети

Присоединение медных проводников, имеющих сечение 16 – 25 мм2, выполняют через кабельные наконечники (ГОСТ 9688-82). Если необходимо сделать соединение проводниками из меди сечением 4 – 16 мм2, используются кабельные наконечники иного типа (ГОСТ 7386-80).

Применительно к соединениям алюминиевых проводов, используются концевые элементы по аналогии ТАМ-7, соответствующие параметрам ГОСТ 9581-80.

Наконечники проводников, подводимых на контактные зажимы автоматов. Зачастую этот момент игнорируется, проводники попросту скручивают и в таком состоянии подключают к устройству. По сути, такой подход уже считается нарушением. Исключение составляют провода сечением менее 4 мм

Сетевое проводники, подводящие напряжение от источника питания, подключают к верхней группе неподвижных контактов автоматических выключателей. Подводить и подключать проводники необходимо так, чтобы они не создавали усилия на зажимах автомата.

Наконечники следует затягивать контактными зажимами плотно, но без критичных усилий, способных привести к срыву резьбы. Заделке проводников в кабельных наконечниках следует уделять высокое внимание. Обязательно использовать изоляционные трубки, ленту в качестве защитной оболочки.

Нюансы расстановки и крепежа

Когда выполняют монтаж нескольких единиц оборудования, требуется соблюдать правила расстановки приборов относительно друг друга. Так, расстояние между близко расположенными приборами следует выдерживать не менее 5 мм.

Установка выключателей в группу. Выглядит вполне красиво и аккуратно. Между тем, в данном случае монтажный процесс выполняется с ошибками. Согласно нормативам, при монтаже в группе расстояние между стенками рядом расположенных приборов должно составлять не менее 5 мм

Минимальные расстояния от металлических частей распределительных устройств: сверху 30 – 50 мм, сбоку 5 – 10 мм, в зависимости от величины подведённого напряжения.

Если на монтаже применяются приборы, конструктивно сделанные в дополнительной оболочке, все монтажные манипуляции с ними производятся при снятой крышке оболочки. Установку крышки выполняют с учётом правильного вхождения поводка приводного механизма. Крепление крышки винтами исполняют равномерно.

По завершении монтажа автоматы обязательно проверяются на чёткость момента включения/отключения.

Монтажные схемы и правила подключения выключателя подробно описаны в этой статье.

Техническое обслуживание в период эксплуатации

Нормальные условия действия двухполюсных и трехполюсных автоматических выключателей позволяют выделять время на технический осмотр приборов не чаще одной профилактики за три года работы. Этот факт лишний раз подтверждает высокое качество исполнения практически любых автоматов.

Техническое обслуживание приборов. Эта процедура предусматривает тестирование целостности устройств и надёжности контактных групп. В рамках техобслуживания выполняется чистка приборов и мест их размещения. Проверяется качество работы автоматических механизмов

Между тем, согласно инструкций, технический осмотр обязательно выполняется, если автоматический выключатель срабатывал по причине тока короткого замыкания.

Для любой причины, будь то срабатывание устройства в условиях аварийной ситуации или техобслуживание по графику, технический осмотр устройств выключает в себя:

  • диагностирование механизма включения/отключения в ручном режиме без нагрузки;
  • проверку затяжки винтов основных и свободных контактов;
  • надёжность крепежа прибора к основанию;
  • очистку от загрязнений и посторонних предметов;
  • имитацию отключения методом механического воздействия на чувствительный элемент;
  • проверку работоспособности в рабочем режиме.

Практика пользования электрическими сетями отмечает обращение с приборами разных производителей, включая отечественных и зарубежных.

Большая часть всех эксплуатируемых устройств автоматической защиты характеризуется безупречной работой в плане качества.

Для чего нужен многополюсный автоматический выключатель?

Очевидно, что выключатель нужен для выключения линии. Но если линия одна, то для того, чтобы расключить питание, достаточно разорвать цепь. Для этого нужен рубильник , который просто разомкнёт фазу. Он может быть снабжён дополнительными функциями, о чём мы уже говорили, но это будет обычный однополюсный автоматический выключатель. В своём силовом щитке Вы можете посмотреть, как они выглядят. Двухполюсный автоматический выключатель имеет немного другую конструкцию. Как любой двухполюсный (трехполюсный) автомат он имеет, непересекающиеся внутри конструкции выключателя, потоки токов, позволяющие оценивать и сравнивать процессы, происходящие в одной сети на участках с разными токами.

Поясним. Обычный автомат защиты может отключить одну линию. При разных условиях, требующих отключения питания. Этим он и занят. Двухполюсный автоматический выключатель сравнивает ситуацию в двух линиях, причём так, как заложено в программу его возможностей вмешательства. Если параметры в этих линиях выходят за рамки допустимого значения, то он отключает сразу обе линии. Трехполюсный автоматический выключатель делает примерно ту же самую операцию, в плане отключения, но уже для трёх линий. Разумеется, обычно трехполюсные автоматы заняты этим в трехфазных сетях. Возникает вопрос. А чем отличается двухполюсный автомат от обычного выключателя? Почему не обойтись одним?

И тут как раз и кроется главный ответ на вопрос, как выбрать и подключить двухполюсный (трёхполюсный) автоматический выключатель. Дело в устройстве расцепителя. Того самого выключателя, который обесточивает линию. Главная задача, определить момент отключения, обратим внимание одновременного отключения нескольких линий. При этом конфигурация выключателя должна быть такой, что даже при ручном отключении одновременность должна быть сохранена.

Если говорить об обычной квартире, то необходимости в одновременном отключении двух автоматов, защищающих разные сегменты (комнаты) нет, но другое дело, если в той же квартире имеется сложный прибор. В котором два контура, один из которых питается от постоянного тока.

В случае большого потребления мощности, мы будем подпитывать этот прибор из другого участка сети (например, через выпрямитель), и пока всё работает, всё хорошо. Но если возникнут проблемы в одной из цепей, которые питают этот наш гипотетический прибор, то отключение только одного участка приведёт к сильному перекосу напряжения и всех параметров в приборе. Не факт, что автомат второго контура отключится, в такой схеме вероятнее всего прибор просто выйдет из строя.

Пример с таким прибором теоретический, но стоит иметь в виду, что множество бытовых приборов имеют внутри токи разной природы, поэтому и снабжены своими защитными предохранительными системами.

Значит главная задача – одновременно отключить оба контура (линии), чтобы избежать повреждения прибора. А как это можно сделать, если, например, трехполюсный автомат, запитан от трёх фаз, в каждой из которых свои токи и параметры? Кто в автоматике тот самый генеральный инспектор, который принимает решение, что пора отключать? И самое интересное, как у автомата получается именно одновременное отключение линий?

Одновременное срабатывание расцепителя питания на нескольких линиях

Вы не поверите, но эту непростую задачу давным-давно решили советские инженеры, те самые, которые создали коллекторы для электродрелей и прочего бытового инструмента. Если двухполюсный автоматический выключатель синхронизирует параметры общего контура сети с общим отключением (как бы одновременно вынимая обе батарейки), то трехполюсный автоматический выключатель синхронизирует одновременное отключение трёх фаз, то есть фактически трёх контуров. При этом, учитывая текущие фазы.

Наверное, всё стало понятным? Нет? Давайте сначала. Что делает автоматический выключатель? Правильный ответ – ничего, если не происходит событий, который требуют вмешательства.

Но в случае, если в контуре происходит «перекос», автомат обязан вмешаться. А теперь вспомним, о чём мы писали раньше, и в каком случае при наличии двух контактов, может появиться перекос? Совершенно верно. Это постоянный ток.

Отсюда ответ на первый самый популярный вопрос, зачем нужен двухполюсный автоматический выключатель. Он предназначен для одновременного отключения двух полюсов. Посмотрите на батарейку. Там есть Плюс и Минус. Такой автомат умеет отключить плюс и минус на входе, а также плюс и минус на выходе. То есть фактически двухполюсный автомат обесточивает одновременно две линии. При этом расключение линии производится без короткого замыкания и дуги. При больших постоянных токах КЗ всегда приводит к проблемам в электропроводке, а неправильное отключение в данном случае как раз и есть КЗ.

Конструктивно, двухполюсный автоматический выключатель мало, чем отличается от обычного.

Но обратите внимание на чертёж, сдвоенный выключатель снабжён дополнительными элементами, позволяющими обесточить сразу две линии.

На принципиальных схемах это выглядит как на рисунке ниже. При этом габаритные размеры стандартные для установки в обычный щиток и на дин-рейку.

Вспомните фото в начале статьи. На нём именно трехполюсный автоматический выключатель, причём не трёхфазный. Нет 4-й клеммы. А теперь давайте задумаемся, зачем в быту может понадобиться именно такой, двухполюсный автомат.

Применимость многополюсных автоматов

Напомним, что он умеет:

  • Контролировать две силовые, независимые линии с одновременным отключением без скачков тока и напряжения;
  • Контролировать линию постоянного тока, с такими же характеристиками отключения;
  • Обеспечивать контроль двух линий, независимо друг от друга. В случае аварийной ситуации будут отключены обе, но именно контроль, ведётся отдельно по каждой линии;

Всё это и для двухполюсного, и для трёхполюсного автомата.

Теперь посмотрим на стандартный силовой щиток обычной квартиры. По-хорошему, в качестве вводного автомата можно установить трехполюсный, хотя ставят и многофазные, особенно те, кто собирают щитки своими руками , но возьмем самый простой минимально допустимый вариант.

Обратите внимание, в данной схеме, присутствует автоматический выключатель, который вводной, но он двухполюсный, причём второй полюс это нейтральный провод. Не фазный. Несмотря на то, что есть третий провод – земля, такая схема подключения не только допустима, но и вполне надёжна с точки зрения любого электрика или контролирующей организации.

Если в этой схеме использовать трехполюсный автомат (а, судя по схеме, есть третий провод – земля), то это как раз недопустимо. Нельзя расключить в электросети землю.

При любых работах своими руками, помните, что земля, провод заземления (не нейтральный) обязательно должен быть проложен так, чтобы не иметь разрывов и даже возможности прерывания.

Вернёмся к нашему двухполюсному автомату. Разумеется, он выполняет функцию рубильника при необходимости обесточить квартиру. Но что произойдёт в том случае, когда УЗО «не заметит КЗ»? А оно, кстати, и не обязано его видеть, задачи УЗО другие, о чём мы уже говорили.

Автоматический выключатель нагрузки (один из трёх на схеме) может не отработать, по причине пробоя (превышение тока) или ввиду отсутствия теплового расцепителя внутри (как вариант), а то и просто сгореть, став проводником, а не выключателем. УЗО в случае такого рода аварии, тоже выйдет из строя, сгорев, а вот щиток продолжит работать, считая киловатты.

При этом в сети, которую контролирует наш двухполюсный автоматический выключатель, возникнет серьёзный дисбаланс параметров токов. Разница входного и выходного напряжения между фазой и нейтральным проводом ощутимо превысит 30% (это стандарт для срабатывания двухполюсных автоматов – не более 30%). Автомат оценит ситуацию и отключит как фазный, так и нейтральный провода. Обратите внимание, при этом даже утечки на провод земли не будет, поскольку вся электросеть будет обесточена. Остаётся добавить, что при таком отключении не будет даже остаточных наводок, речь идёт о приборах, в которых есть конденсаторы и ёмкостные катушки. Все заряды будут сброшены на землю. И всё это благодаря одновременному отключению двух (трёх) линий в строго определённой ГОСТом последовательности.

В последнее время на рынке стали появляться устройства, на которых указаны ГОСТы. Имейте в виду, ГОСТ, который внесён в Государственный реестр должен иметь букву Р (Российский). Как на этой картинке:

Если такой буквы нет, это фактически не ГОСТ, а ТУ (технические условия) производителя.

Ответ

Основное отличие двухполюсных дифференциальных автоматов от однополюсных заключается в том, что первые ведут наблюдение за параметрами двух линий и при значительном превышении граничных показателей отключает каждой из них. Вторые же, как это понятно из названия, позволяют защитить только одну линию.

Сделать полноценную замену 2-полюсного дифавтомата двумя 1-полюсными не удастся. Всё дело в том, что сдвоенное устройство имеет не только общий рычаг включения. Его блокировочный механизм устроен таким образом, что при возникновении неполадок в одной линии будет отключена и вторая.

Если же вы установите два однополюсника, то в случае проблемы на линии сработает только одно устройство защиты. При этом ток в неисправной цепи не исчезнет – он будет течь через второй дифавтомат и включенный электроприбор, а это чревато серьезными проблемами – вплоть до возгорания.

Настойчиво рекомендуем вам устанавливать вводной автомат двухполюсного типа. Что же касается устройств защиты отдельных контуров, которые будут стоять после него, то можно использовать и те, и другие.

Подробнее об устройствах защиты электрических сетей рассказано здесь: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/difavtomatyi-i-uzo-v-chem-raznitsa.html

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *