Назначение и установка двухполюсного и трехполюсного выключателя

Двухполюсный автомат: для чего нужен и как подключить?

Автоматические системы защиты электрических цепей, пришедшие на смену плавким предохранителям, широко применяются не только в разветвлённых сетях производственных предприятий, но и в бытовых электропроводках. Автоматы компактны, надёжны, просты в управлении.

Защитить электрическую проводку домашней сети можно с помощью однополюсных автоматов. Но нередки случаи, когда для полноценной защиты электрических установок необходимо устанавливать двухполюсный автомат.

Иногда сложную электрическую сеть можно защитить исключительно с помощью групповых автоматов.

Особенность многополюсных автоматов в том, что они разъединяют несколько линий одновременно. Это свойство очень полезно в трехфазных цепях, так как отключение лишь одного фазного провода может привести к выводу из строя электромоторов и другого оборудования. Подобные проблемы в двухпроводной схеме решаются с помощью двухполюсников.

Конструкция двухполюсника идентична автоматическому выключателю с одним полюсом. Иначе говоря, этот прибор состоит из двух однополюсных автоматов объединённых в одном корпусе.

Его особенность в том, что в этих защитных устройствах в аварийных ситуациях автоматически отключаются обе защищаемые линии одновременно.

В принципе, элементарный двухполюсный автомат можно сделать самому, соединив планкой намертво рычажки управления двух однополюсников.

В ситуациях, равносильных короткому замыканию или при длительных перегрузках в однофазных цепях биметаллическая пластина нагревается и вследствие деформации действует на рабочий рычаг конструкции. Срабатывает механизм защитного отключения и цепь разрывается.

Рисунок 1. Автоматический выключатель старого образца

Принцип работы этого устройства очень простой.

Когда величины номинальных токов превысят допустимые параметры, тепловой расцепитель приводит в действие подвижный контакт и цепь разрывается. Механизм отключения питания может сработать в двух случаях – при перегрузке или вследствие КЗ.

Для подключения питания необходимо устранить причину возникновения токов срабатывания, а потом нажатием рычага управления включить автомат.

Упомянутого недостатка лишены современные двухполюсные пакетники. На рисунке 2 изображено устройство такого автоматического выключателя. В его конструкции есть одна важная деталь – электромагнитный расцепитель. Такие двухполюсные устройства сочетают в себе функции обычных дифференциальных автоматов-выключателей и устройства защитного отключения (УЗО).

Рисунок 2. Устройство современного автомата

Благодаря электромагнитному расцепителю  механизм взвода и расцепления двухполюсного автомата реагирует на токи утечки. Это то самое блокирующее устройство, о котором речь шла выше.

Принцип действия электромагнитного расцепителя.

По двухпроводной линии ток проходит в двух противоположных направлениях – по фазному проводнику в одну сторону, а по нулевому – в другую. При номинальном напряжении магнитные потоки в катушках соленоида, наводимые равновеликими встречными токами, компенсируются. Поэтому результирующий магнитный поток нулевой.

Но стоит появиться утечке, как баланс нарушится, и возникший магнитный поток втянет стержень в соленоид. Он, в свою очередь, приведёт в действие рычаги механизма взвода и расцепления.

Произойдёт срабатывание УЗО, как реакция на изменение параметров дифференциальных токов.

Назначение

В случае одноконтурной электрической схемы, часто используемой в электрификации домов, не целесообразно применение двухполюсных автоматов для защиты сети.

https://www.youtube.com/watch?v=ihygbH_541M

Эту задачу успешно решают однополюсные выключатели, так как нет особой необходимости в одновременном отключении различных сегментов цепи.

В однофазной проводке с заземлённой нейтралью, когда все нулевые проводники закорочены на нулевые шины, также можно обойтись одиночными выключателями.

Объяснение простое – на выходе трансформатора нет фазы и нуля. Отсечение электрического тока на одном из проводов не исключает наличия напряжения на другом. Только одновременное отключение двух полюсов обеспечивает безопасность оборудования.

По аналогичному принципу работают четырехполюсные автоматы, работающие в трехфазных сетях с использованием нулевых проводов. Трехполюсными автоматами осуществляется защита трехфазных нагрузок от КЗ.

Кстати, ПУЭ не запрещает использование двухполюсных выключателей в качестве вводных автоматов. Их можно также применять для защиты групповой и индивидуальной нагрузки. Но, ни в коем случае через это устройство нельзя подключать провода заземления. Помните, что разрыв РЕ-провода допускается только при извлечении штепселя из розетки.

Двухполюсные автоматы обеспечивают контроль линий при однофазном питании, а также защиту оборудования, работающего в трехфазных цепях.

К достоинствам этих устройств можно отнести:

• надёжную защиту домов, офисов и производственных помещений от сетевых перенапряжений;
• возможность контроля мощности отдельных электроприборов и установок;
• лёгкость монтажа и обслуживания. Двухполюсные АВ идеально подходят для выполнения разветвлений и структурирования проводки в электроснабжении помещений.

Конечно, главное преимущество в том, что двухполюсный автомат одновременно обесточивает два проводника, не зависимо от того, в котором из них произошла авария. Это гарантирует полное отсутствие напряжения в защитных проводниках.

Из недостатков можно отметить:

• существование вероятности пробоя кабеля при одновременном включении двух нагруженных линий;
• в редких случаях, при выходе из строя теплового расцепителя, возможно произвольное отключение питания даже в режиме номинальных напряжений;
• необходимость подбора двухполюсных автоматов в соответствии с расчётными параметрами сети. Если чувствительность выключателя будет завышена – он без веских причин будет часто срабатывать, а при заниженном показателе скорости реакции на нестандартную ситуацию, автомат не заметит перегрузки сети.

Благодаря уникальным преимуществам применение двухполюсных выключателей оправдано даже с учётом существующих вероятностей проявления указанных недостатков.

Монтаж устройств на дин-рейку выполняется очень просто. Для этого предусмотрены специальные захваты (защёлки) с тыльной стороны автомата (Рис.3). Подсоединение проводов к клемме прибора тоже не вызывает трудностей: провода легко зажимаются болтами на клеммах прибора. По умолчанию к верхним клеммам подключают провода ввода, а к нижним – вывода.

Рисунок 3. Крепление автоматов

Общепринятая схема подключения выглядит следующим образом:

1. Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
2. После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
3. Если предусмотрен трехфазный ввод, то используют трёхполюсный или четырёхполюсный автоматический выключатель, в зависимости от схемы подключения нулевых проводников.

В сложных разветвлённых схемах может быть несколько двухполюсников, после которых, на каждую ветвь устанавливается ещё по одному однополюсному автомату. Пример такой схемы с общей нулевой шиной представлен на рисунке 4. Обратите внимание, что для фазного ввода использован двухполюсный автомат. На этой схеме нет других вводных устройств.

Рис. 4. Пример схемы включения автоматических выключателей

Для того чтобы автоматический выключатель в полной мере обеспечивал необходимую защиту, необходимо взвешено подойти к его выбору. Главное не ошибиться с номиналом. Для этого необходимо знать номинальную нагрузку, которую планируете подключить к прибору.

Ток в цепи, защищаемой автоматом, вычисляем по формуле: I = P / U, где P – номинальная нагрузка, а U – напряжение в сети.

Например: если к прибору буден подключен холодильник на 400 Вт, электрочайник на 1500 Вт и две лампочки по 100 Вт, то P= 400 Вт 1500 Вт 2×100= 2100 Вт.

При напряжении 220 В максимальный ток в цепи будет равен: I=2100/220= 9.55 A. Ближайший к этому току номинал автомата – 10 А. Но при расчётах мы не учли ещё сопротивления проводки, которое зависит от типа проводов и их сечения.

Поэтому покупаем выключатель с током срабатывания на 16 ампер.

Приводим таблицу, которая помогает определить мощность сети для учёта при расчётах силы тока.

Сила тока	1	2	3	4	5	6	8	10	16	20	25	32	40	50	63	80	100
Мощность однофазной сети	02	04	07	09	1,1	1,3	1,7	2,2	3,5	4,4	5,5	7	8,8	11	13,9	17,6	22
Сечения проводов	медных	1	1	1	1	1	1	1,5	1,5	1,5	2,5	4	6	10	10	16	25	35
алюминиевых	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	4	6	10	16	16	25	35	50

Пользуясь таблицей можно с большой точностью вычислить необходимые параметры двухполюсного автомата.

Что касается магазинов, где можно их приобрести, ориентируйтесь на цены и на ассортимент продукции. Из списка производителей можем порекомендовать, например, бренд Legrand.

Видео по теме

Двухполюсный автомат – для чего он используется и чем отличается от однополюсного

Автомат предназначен для отключения электрической сети в случае превышения силы рабочего тока или при возникновении короткого замыкания. Выключатель трехполюсный устанавливают для защиты трехфазной цепи, или трех однофазных проводок. Прибор решает следующие задачи:

• отключает номинальный ток в ручном режиме;
• предотвращает пробой на участке цепи;
• автоматически разрывает аварийные или перегруженные линии;
• предупреждает несанкционированное отключение.

Подобные приборы массово используются на предприятиях, где для питания мощных агрегатов, станков и прочего оборудования необходимо напряжение в 380 вольт. Срабатывает 3 полюсный автомат при повышении номинальной нагрузки в любом из трех проводов цепи и одновременно их отключает.

Автоматический двухполюсный выключатель для защиты электрической сети конструктивно включает в себя 2 однополюсных автомата с общим рычагом включения и внутренней системой блокировки.

В этом материале мы подробно поговорим о том, что такое двухполюсный автомат, каковы особенности его работы и установки, а также разберемся, в чем заключается основное отличие двухполюсников от однополюсных защитных устройств.

Суть работы каждого из этих типов, в общем-то, можно понять из названия. Однополюсный автомат предназначен для отключения одной линии.

Двухполюсник отличается от него тем, что контролирует рабочий процесс одновременно в двух линиях и сравнивает параметры потока электронов, определяя, соответствует ли он тому значению, которое допустимо для правильной работы сети.

При превышении этих показателей аппарат срабатывает, отключая питание обеих линий одновременно.

Автоматический двухполюсный выключатель для защиты электрической сети конструктивно включает в себя 2 однополюсных автомата с общим рычагом включения и внутренней системой блокировки. В этом материале мы подробно поговорим о том, что такое двухполюсный автомат, каковы особенности его работы и установки, а также разберемся, в чем заключается основное отличие двухполюсников от однополюсных защитных устройств.

Двухполюсный выключатель: устройство и принцип действия автомата, схемы с нужным автоматическим аппаратом

Двухполюсный автомат всегда предпочтительнее двух однополюсных

Разница между однополюсным прибором и двухполюсным автоматическим выключателем состоит в количестве контролируемых сетей. Однополюсные модели предназначены для выключения тока на одной линии. Двухполюсники отвечают за две линии, сравнивая показатели потока электронов и устанавливая соответствие значений для нормального функционирования сети.

Аппараты будут отличаться и по конструкции расцепителя. На двухполюсных устанавливается расцепляющий элемент, который сразу выключает ноль и фазу как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Еще одно различие – возможность использования совместно со сложным оборудованием.

Однополюсник можно подключить к одноконтурной электросети, двухполюсник – при наличии бытовой техники, которую недопустимо подкидывать на одной линии.

Правила ПУЭ запрещают эксплуатацию однополюсных моделей на вводе.

Трехполюсный автоматический выключатель не является новой концепцией использования для защиты трех однофазных нагрузок с целью экономии места и затрат.

Но что если защищаемые нагрузки, например, электродвигатели, имеют разные технические данные и требуют разных видов защиты? Во многих устройствах — например, машинах и установках с несколькими нагрузками — обычно имеет смысл защищать каждую нагрузку отдельно и индивидуально.

Индивидуальная защита, в отличие от групповой, обеспечивает оптимальную безопасность каждой электрической нагрузки от возможных повреждений, вызванных перегревом. Кроме того, исключается возможность ложных срабатываний.

Если однополюсной защиты достаточно, то такие автоматические выключатели для защиты оборудования надежно могут справляться с этой задачей.

Пример: если в одном агрегате необходимо защитить три двигателя, для этой цели потребуются три одно полюсных автоматических выключателя.

Другой альтернативой является использование трех однополюсных выключателей вместо одного трехполюсного выключателя. Это значительно уменьшит время монтажа и требования к пространству. Кроме того, в случае сбоя нагрузки все три нагрузки всегда будут отключены от напряжения питания, включая неисправные нагрузки. Это обеспечит полное отключение агрегата.

Однако трехполюсный автоматический выключатель может использоваться только при условии, что номинальные значения тока автоматических выключателей будут сопоставлены с рабочими характеристиками нагрузок.

Если тремя защищаемыми нагрузками являются три одинаковых электродвигателя, можно использовать любой стандартный трехполюсный автоматический выключатель.

  Светодиодный дисплей для информационного цифрового табло

Комбинации тепловых автоматических выключателей E-T-A, например трехполюсный 3130 или многополюсная модель 3140 с кнопочным управлением, предлагают потенциальное решение. Их камеры полюсов могут быть оснащены различными биметаллическими расцепителями. Это позволяет пользователям выбирать требуемые значения тока из всего диапазона значений тока выключателя.

Трехполюсный автоматический выключатель 3130 с кулисным приводом может иметь биметалл 5 А в камере первого полюса, биметалл 10 А во второй камере и биметалл 16 А в третьей камере.

Типы автоматических выключателей E-T-A 3130 и 3140 имеют международные сертификаты, включая VDE, UL, CSA и CCC, даже если они оснащены различными биметаллическими расцепителями, и поэтому подходят для глобального использования.

Многополюсные автоматические выключатели могут быть особенно полезны, когда используются для защиты однофазных нагрузок или нагрузок постоянного тока.

Если многополюсный автоматический выключатель предназначен для защиты различных нагрузок, то номинальные значения тока в разных полюсных камерах следует отрегулировать в соответствии с пределами отключения нагрузок.

Комбинации автоматических включателей/выключателей E-T-A отвечают этим требованиям.

Можно ли объединять однополюсные автоматы в двухполюсные или трехполюсные?!

Двухполюсный выключатель предназначен для контроля и сравнения работы двух участков одной электрической сети. В случае короткого замыкания, как и других неисправностей на любом участке, происходит автоматическое отключение обеих линий.

Его работу можно сравнивать с действием двух однополюсных автоматов. Но дело в том, что схема защиты и блокировки автомата рассчитана на сравнение параметров каждого устройства в отдельности, поэтому заменять их однополюсными выключателями нельзя.

Обычно его устанавливают в однофазную сеть 220 В, а для защиты электрических линий с трехфазным напряжением применяют автоматы трехполюсные и четырехполюсные. Важными элементами защиты в 2-полюсном автомате являются:

• электромагнитный механизм;
• тепловой расцепитель.

Элементы конструкции этой защиты срабатывают в момент появления короткого замыкания в одной из линий. В то же время в цепи возникают токи большой величины, которые могут превышать допустимое значение в несколько тысяч раз.

Маркировка наносится на корпус автомата в виде букв латинского алфавита, каждая из которых соответствует определенному времени срабатывания. Конструкция механизма состоит из сердечника (соленоида), который связан с подвижным контактом.

Соленоид располагается внутри пружины, которая последовательно соединяет тепловой расцепитель с силовыми контактами. Величина рабочего тока слишком мала, чтобы магнитный поток смог втянуть сердечник.

Когда же сила тока резко увеличивается, то катушка втягивает соленоид, сжимая пружину, и он разъединяет контакты. В нормальном состоянии пружина разжимается, и контакты опять соединяются.

Отличительной чертой этого защитного механизма является то, что он срабатывает гораздо медленнее, чем электромагнитный. Он некоторое время способен выдерживать максимальную нагрузку, и если она не упадет до рабочего значения, то отключит контакты. Кстати, этот механизм никак не реагирует на кратковременное изменение силы тока.

В конструкцию расцепителя входят:

• биметаллическая пластина;
• рычаг расцепительного механизма;
• контакты.

Схемы подключения

Схема и установка аппарата напрямую зависит от наличия заземляющего контура. Если в дом входят только два провода (ноль и фаза) напряжением 220 В, то в главный щит можно ставить однополюсные автоматические выключатели. При этом фазу подключают к самому автомату.

Если же присутствует и третий входящий провод (заземление), то обязательно ставят двухполюсный аппарат. К выключателю непосредственно подключают ноль и фазу, а провод заземления через коробку с клеммами разводят по квартирам. Затем оба провода от автомата подключают к электросчетчику и однополюсным автоматам, которые распределены по группам управления.

Если присутствует в схеме заземляющий провод, то на вводе устанавливают четырехполюсный аппарат, к которому подсоединяют три фазы и ноль, а заземление разводят отдельной линией по приборам.

Популярные модели

В настоящее время существует большой выбор двухполюсных выключателей. Особой популярностью пользуется продукция шведско-швейцарской компании ABB. К популярным относятся следующие модели:

1. 2П 32A ABB SH 202LC32 — автоматический выключатель, предназначенный для использования внутри домов и квартир. Благодаря упрощенной конструкции обладает невысокой ценой. Существует возможность подключение питания как к верхним контактам, так и к нижним.
2. 2П 06А АВВ SH202LC6 — аппарат, обладающий уменьшенной высотой модуля, что гораздо облегчает его монтаж. Установка выключателя производится вручную, без применения отвертки. Рассчитан он на номинальный ток — 6А.
3. 32А Legrand TX3 — автомат, выпущен польскими производителями и характеризуется отличными качествами. Аппарат используется при номинальной силе тока равной 32А. Такие приборы используются как в административных зданиях, так и в жилых домах.

А также хорошо известен бренд IEK от российских производителей, который занимает ведущее место в категории «Электротехника».

У этих выключателей существуют некоторые недостатки в эксплуатации. Хотя их немного, но на них следует обратить внимание. При коротком замыкании обеих линий возможен пробой и выход из строя двухполюсного автомата.

При неисправности одной из цепей аппарат иногда может не включиться. Возможен выход из строя теплового расцепителя, хотя вся электрическая сеть будет исправно работать. В отличие от однополюсных, двухполюсные автоматы чаще подвергаются механическим повреждениям.

Если установить трехполюсный выключатель, то допускается подключение на одну линию духового шкафа. Лучше всего перед их установкой распределить подключение сложных приборов равномерно. Такой вариант обеспечит длительную и безопасную работу двухполюсных выключателей и всей электрической схемы.

В рабочем состоянии контакты выключателя находятся в замкнутом положении. Номинально допустимый ток свободно проходит через автомат по цепи. Если нагрузка превышает заданные параметры, происходит автоматическое отключение. При коротком замыкании автомат отключает сеть моментально.

Причиной перегрузки может быть одновременное подключение потребителей, когда их суммарная мощность, превышает расчетную мощность сети. Например, одновременное включение стиральной машины и бойлера, кондиционера, электрической плиты. Разъединение цепи из-за перегрузки продолжается дольше заданного периода.

Устройство и характеристики однополюсного автоматического выключателя

Огромное количество бытовой техники, используемой в современных домохозяйствах, всё больше нагружают электропроводку квартир и домов.

Согласно статистике МЧС, в большинстве случаев, причиной пожаров становится неисправность, а конкретно, короткое замыкание (далее – КЗ).

Действенным средством защиты от возгораний считаются автоматические выключатели (далее – АВ).

Конструкция двухполюсного устройства сделана с учетом осуществления наблюдения и сравнения функционирования двух электрических цепей. Устанавливаются они обычно в единую электрическую линию для контроля за двумя ее участками. Выпускается 2 типа этих приборов:

1. С блокировкой одного полюса и стандартным подключением нулевого провода.
2. С защитой обеих линий и одновременной их коммутацией.

Первый вид устанавливается на вводе в электрическую магистраль, и он осуществляет управление функционированием фазного и нулевого проводников. Кроме того, с этим прибором возможно применение заземляющего провода. Второй тип работает в схемах одной цепи и управляет работой двух участков, находящихся под разными токовыми нагрузками.

Двухполюсный выключатель, как и однополюсный, применяется в однофазной электрической сети. Конструктивно они ничем не отличаются друг от друга. Единственная разница между ними — это способ подключения к электрической сети. Однополюсный автомат устанавливается в разрыв фазного провода, а нулевой провод проходит по отдельной линии.

Двухполюсный выключатель отличается наличием защитных функций, которые обеспечивают блокировку каждого полюса. При аварийной ситуации на любом участке электрической цепи срабатывает защита одного полюса, которая отключает весь автомат. Основные элементы прибора:

• корпус;
• модуль контактов;
• электромагнитная система управления;
• устройство гашения электрической дуги;
• расцепитель.

Корпус и крышка автомата изготавливаются из материала, который не пропускает электрический ток. Обычно для этого используется пластмасса, текстолит и другие полимерные материалы. Внутри корпуса располагаются основные функциональные узлы. В крышке монтируются свободные клеммы, которые соединяются с главными контактами.

К основным элементам автоматического выключателя относятся: тепловое расцепляющее устройство, механизм электромагнитной защиты. При возникновении короткого замыкания сила тока в электрической цепи возрастает в несколько раз.

Такая ситуация может привести к выходу из строя проводов и бытовой аппаратуры. В конструкцию электромагнитной защиты входят:

• катушка;
• сердечник (соленоид);
• пружина;
• подвижные контакты.

Когда возникают сверхтоки, то катушка втягивает сердечник, сжимает пружину, и контакты размыкаются. В обычном состоянии под воздействием пружины контакты опять соединяются. Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины, рычага и контактов.

Такое устройство срабатывает несколько медленнее, чем электромагнитное. Это связано с тем, что на нагрев биметаллической пластины уходит некоторое время. Отличается он еще тем, что не реагирует на кратковременное повышение тока.

Популярные модели

Перед выбором нужного автомата следует обратить внимание на технические характеристики прибора. Кроме того, на корпус наносится маркировка латинскими буквами, которая обозначает время срабатывания выключателя. Наиболее популярными считаются:

• 2П 10А DEKraft ВА-101 — двухполюсный автоматический выключатель, выдерживающий повышение тока до 10 тыс. ампер. Прибор обладает монолитной лицевой панелью и отличается легким монтажом.
• АВВ Е214−25−202 — применяется в электрических сетях с напряжением от 24 до 250 В. Обладает отключающей способностью при токе короткого замыкания до 3 тыс. ампер. Аппарат производит шведско-швейцарская компания ABB.
• TDM BA47−63 2P 32A — модульный автоматический выключатель от российских производителей. Номинальный рабочий ток — 32 А, диапазон напряжения — от 230 до 400 В. Контакты с насечками предотвращают провода от перегрева. Прибор устанавливается как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Питающие провода подключаются к верхним или нижним клеммам.

Прибор перед установкой в электрическую цепь обязательно проверяется по некоторым показателям, а именно: он должен полностью соответствовать техническим параметрам соответствующей схемы, корпус не имеет трещин и повреждений, клавиша должна срабатывать легко с характерным щелчком.

Если автомат крепится на DIN-рейку, то место соединения не должно иметь характерных повреждений. Подключение проводится медными проводами, на каждый из которых устанавливается соответствующий наконечник. Если провода алюминиевые, то монтируются концевые элементы ТАМ-7, которые должны соответствовать параметрам ГОСТа.

Все сетевые проводники подключаются к контактам, расположенным в верхней части прибора. После соединения провода не должны оказывать какое-либо усилие на клеммы автомата, иначе контакт постепенно ослабнет. После подключения проводов прибор проверяется на качество изоляции, проводится его тестовая проверка на работоспособность.

Автоматический выключатель конструктивно состоит из трёх автоматов, объединённых в одно устройство (модульная конструкция). Каждый автомат, независимо от других, реагирует на аномальные отклонения токов, однако, благодаря планке, соединяющей рычажки управления, замыканий цепей или их размыкание происходит одновременно по трём фазам. На рисунке 1 показано фото типичного модульного выключателя.

Существуют конструкции, в которых механизмы заключены в один корпус, с одним рычагом управления. Такое строение характерно для мощных промышленных трёхполюсных автоматов.

Рассмотрим устройство трёхполюсного автомата на примере модульного бытового автоматического выключателя (см. рис. 2).

Конструктивные узлы:

• силовые контакты;
• дугогасительный механизм;
• расцепители (устройства для разъединения контактов);
• механизм взвода;
• рычаг управления;
• клеммы полюсов автомата для подключения проводов.

Расцепители бывают тепловыми и электромагнитными. Чаще всего применяются в комбинации. Силовые контакты расположены в дугогасительной решётчатой или щелевой камере. В мощных выключателях используют комбинированные камеры, сочетающие в себе решётчатые и щелевые конструкции.

Возле контактов может быть вмонтирована пластиковая вставка, которая при испарении выделяет газы, используемые для гашения дуги. Поток раскалённых газов или воздуха проходит через дугогасительную камеру и выходит в атмосферу по специальному каналу для отвода выпускных паров.

Для защиты цепей используются разные виды трёхполюсных выключателей, но их устройство существенно не отличается от конструкции приведённой выше.

На схемах устройства изображаются так, как показано на рис. 3.

Исполняющим элементом конструкции является механизм расцепления, который состоит из коромысел, рычагов, пружин и защёлок, обеспечивающих мгновенное размыкание электрической цепи. Этот механизм приводят в действие расцепители, которые по принципу действия делятся на типы:

• термобиметаллические – пластины с памятью;
• электромагнитные – соленоид с сердечником;
• электронные, управляемые полупроводниковыми элементами;
• микропроцессорные, на базе интегральных микросхем.

Напоследок заметим, что в некоторых промышленных образцах выключателей применяются электромеханические, электромагнитные, пневматические и другие типы приводов для управления автоматами. Это позволяет персоналу включать либо отключать устройства дистанционно.

Номинальная отключающая способность

При коротком замыкании резко увеличивается сила тока. Электромагнитный расцепитель приводит в действие рычаги механизма. Защитный выключатель срабатывает. Обесточивание проводки происходит за 0,02 секунды, она не успевает нагреться.

Наличие дугогасительной камеры не допускает прохождение тока по плазменному каналу заряда, не дает развиться пожару. Таким образом, контакты защищены от залипания и выгорания, а время аварийного отключения сети минимальное.

Выбирая модель нужно ориентироваться на то, для каких силовых линий понадобится автомат, чтобы обесточить сеть с подключенными к ней приборами. На корпусе имеется параметр, указывающий величину тока, которую автомат способен выдержать при коротком замыкании:

• на отходящие линии в квартирных щитках достаточно 4,5 кА;
• входящий в щиток кабель – 6 кА;
• для распределительных устройств на вводе электролинии в дом – 10 кА.

Что представляет собой однополюсный автоматический выключатель

АВ — коммутационный контактный прибор, предназначенный для защиты распределительных электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий. Во включенном состоянии через прибор протекает ток, значение которого соответствует номиналу устройства.

Область применения

Однополюсные автоматические выключатели обеспечивают подачу напряжения потребителям и защиту цепи от перегрузок.

В быту приборы пришли на смену плавким предохранителям, часто называемым в народе «пробками».

Преимущество перед пробками:

1. Восстановление работоспособности простым поднятием рычажка или нажатием кнопки.
2. Характеристики устройства не меняются после многократных ручных циклов включения/выключения и аварийных срабатываний. В этом состоит отличие от пробок, куда «мастера» устанавливали «жучки», многократно повышая пропускную способность сети, что и приводило к возгораниям.

В домашних условиях распространение получили приборы для защиты одного провода — однополюсные АВ, про них и пойдёт речь ниже.

Однополюсные АВ состоят из нескольких функциональных частей:

• корпуса;
• рабочей контактной системы;
• дугогасительного устройства;
• расцепителей и привода.

Расцепители – элементы, выполняющие защиту цепи, бывают электромагнитными и тепловыми.

Электромагнитный расцепитель представляет собой катушку с подпружиненным подвижным сердечником. Перемещаясь, сердечник управляет положением связанного с ним подвижного контакта, замыкающего цепь.

В нормальном режиме потребления силы электромагнитной индукции, создаваемой протекающим через катушку током, не хватает для преодоления упругости пружины. В сеть подаётся напряжение, через приборы-потребители протекает ток.

При возникновении короткого замыкания ток через катушку многократно возрастает. Создаваемая электромагнитной индукцией сила преодолевает сопротивление пружины. Сердечник, перемещаясь в катушке, размыкает контакты.

Рабочим органом теплового расцепителя является биметаллическая пластина, управляющая замыканием контактов.

При включении в сеть приборов с общей мощностью, превосходящей номинал АВ, через пластину протекает ток повышенного значения. Нагреваясь, она деформируется и при заданном значении отключает АВ.

Важным элементом конструкции, повышающим срок эксплуатации, является дугогасительная камера. Она нужна для погашения искры между контактами, появляющейся во время размыкания.

Времятоковые характеристики

Работа электромагнита направлена на аварийный ток. Устройство не реагирует, если превышение произошло за счет перегрузок, связанных с потребителями. В таком случае для защиты проводки используется биметаллический расцепитель. В течение определенного времени пластины нагреваются. Одна из них сгибается и приводит в движение механизм расцепления.

Неравномерное потребление мощности, увеличение нагрузки с превышением номинального тока приводит к срабатыванию автомата. Есть приборы с заданными времятоковыми характеристиками. Они имеют следующую маркировку:

1. B – при трехкратном повышении силы тока прибор срабатывает через 0,015 секунд.
2. C – автомат отключается, если ток в 5 раз превышает номинальное значение.
3. D – применяется для защиты электрического котла, двигателей и других устройств.

При кратковременной перегрузке, например, во время запуска мотора, пластина не успевает нагреться. Параметры тока приходят в норму, и выключатель продолжает работать.

Как определяется полюсность автоматов

В зависимости от назначения АВ бывают одно-, двух-, трёх- и четырёхполюсными. Количество полюсов определяется только для главной цепи без учёта вспомогательных (управляющих) контактов.

У однополюсного автомата присутствует два зажимных контакта.

Обзор автоматических выключателей

Прибор выбирают с учетом напряжения, силы тока и температуры. Общие технические характеристики должны быть указаны на корпусе.

• Конфигурация – одно-, двух-, или трехполюсный.
• Напряжение постоянного тока, в соответствии с конструкцией – 240, 440, 600 вольт.
• Напряжение переменного тока 380, 380, 660.
• Номинальный ток от 0,6 до 100 ампер, для приборов всех конфигураций.
• Напряжение расцепителя от 24 до 440 вольт.
• Могут работать при температуре окружающей среды от -25° до 60°.

Автоматы серии ВА предназначены для электрических линий с переменным током частотой 50/60 Гц. Номинальное напряжение до 690 B, при номинальном токе не более 6300 А. Используются как защита в источниках питания и цепях распределения тока, оперативного включения и отключения электрических цепей.

Приборы выпускают для разных защитных характеристик и номинальных токов. Наиболее известные зарубежные марки ABB, Schneider Electric, Legrand. Лучшие отечественные производители КЭАЗ, IEK, КОНТАКТОР.

Выключатель автоматический трехполюсный 100А предназначен для защиты от короткого замыкания, перегрузок и нечастых коммутаций. Используется в промышленном строительстве и для бытового электроснабжения. Имеет следующие характеристики:

• номинальный ток 100 A;
• ток расцепления 10 кА;
• максимальное напряжение переменного тока 230/400 B;
• постоянного 60 B;
• сечение провода 25 мм2;
• крепление – DIN-рейка.

Компактные габариты позволяют монтировать прибор в электрический щиток на стандартную рейку. Рассчитан на 10 тысяч циклов коммутации, этого хватает на несколько лет интенсивной работы.

Автомат трехполюсный 25а предназначен для защиты вводно-распределительных устройств в жилых и общественных зданиях. Подключается к сети с переменным напряжением 12–230 В. Срабатывает при токе короткого замыкания до 4,5 кА, сечение провода от 4 до 25 мм2. Механическая износостойкость до 10 тысяч циклов, коммутационная 4000. Защита от попадания твердых тел IP20.

Автомат с63 может применяться для защиты сети с подключением нагревательных и осветительных приборов. А также для сетей с трансформаторами, двигателями и электронными устройствами. Коммутационная способность 4,5 кА или 6 кА. На корпусе указывается класс токоограничения – второй или третий. Если маркировки нет, это прибор первого класса. Проводка после автомата должна быть выполнена медным проводом с сечением не менее 16 мм2, или алюминиевым 25 мм2.

Советы при покупке

При покупке важно прибрести оборудование, которое сможет обеспечить безопасность.

Одно- и двухполюсные АВ применяют в однофазных сетях, а приборы с большим количеством полюсов – в трехфазных.

Маркировка

Разобраться в маркировке АВ, на первый взгляд, непросто. Производители часто указывают в наименовании серийные номера своей продукции. Иногда информация «разбросана» по лицевой стороне, но нужные для правильного выбора параметры обязательно присутствуют.

Имея перед собой АВ, проще рассмотреть интересующие величины:

1. Номинальное напряжение должно соответствовать параметрам электросети. В однофазной цепи присутствует переменное напряжение 220 В частотой 50 Гц.
2. Времятоковая характеристика обозначает допустимые пределы превышения номинального тока, необходимого для срабатывания защиты. Обозначается буквами A, B, C, D, Z, K. Для квартиры выбирают автоматические выключатели для освещения – с литерой В, для розеток – С, для мощных двигателей и трансформаторов – D. Приборы серии А слишком чувствительны и предназначены для защиты цепей с повышенными требованиями. Придётся включать нагрузку после небольших колебаний напряжения в сети. K и Z – устройства для производственных нужд.
3. Номинальный ток указывается в амперах, а АВ способен пропускать такую величину непрерывно, не греясь и не отключаясь.
4. Токоотключающая способность автомата (предельный ток отключения) показывает допустимый ток, после прохождения которого устройство останется работоспособным. Огромная кратковременная нагрузка возможна при коротком замыкании. Для АВ, установленных в квартире (доме), выбирают показатель 4500 или 6000 А.
5. Класс токоограничения говорит о «скорости» срабатывания автомата. Есть 3 класса. Первый на передней панели не обозначается, а время срабатывания более 10 мс, второй класс приборов отключает нагрузку за время от 6 до 10 мс, третий – самый быстрый обесточит сеть за 2,5-6 мс.
6. Об электрической схеме устройства, обозначенной на АВ, рассказано ниже.

Мощность

Непосредственно номинальная мощность АВ в маркировке отсутствует. Но её легко определить, перемножив напряжение сети на номинальный ток автомата.

Существуют два способа расчётов при выборе АВ:

1. Суммируют максимальные токи, протекающие через все электроприборы, подключенные через один автомат. Предусмотрев запас в 15-20% выбирают прибор зашиты по номинальному току.
2. Сопоставляют суммарную мощность всех приборов и номинальную мощность АВ выбирая «защиту с запасом» в 10-15%.

Важно понимать, что АВ выдерживают токи, превышающие номинальные на 40% примерно в течение часа работы. За этот промежуток времени может произойти чрезмерный нагрев проводки, её оплавление и, в конечном итоге, короткое замыкание.

Соберём данные в таблицу.

Номинальный ток АВ, А	Ток в однофазной сети, А	Расчётная мощность нагрузки, кВт	Необходимое сечение жил, мм2
16	0-15	3,0	1,5
25	15-24	5,0	2,5
32	24-31	6,5	4,0
40	33-40	8,0	6,0
50	40-49	9,5	10,0

Автоматические однополюсные выключатели присутствуют в линейке всех производителей электротехнической продукции. Стоит понимать, что европейский или американский бренд не говорит о месте, где расположен завод. Велик риск встретить в продаже подделку. В таблицу собраны производители и средние цены на востребованный 25-амперный автомат. Компании отсортированы в порядке снижения популярности пользователей (на основе отзывов на форумах и отзовиках). Цены взяты с Яндекс-маркет.

Производитель	Средняя цена, руб.
АВВ	180-400
Legrand	140-190
Schneider Electric	160-320
General Electric	200-350
Siemens	190-350
Moeller	160-290
DEKraft	80-140
IEK	100-150
TDM	90-120

Чтобы избежать ошибок при покупке, учитывают несложные советы:

1. Нельзя устанавливать АВ, способный выдержать больший ток, чем тот, на который рассчитана проводка.
2. Номинал автомата должен учитывать мощность приборов, подключенных к линии.
3. Выбирать необходимо изделия проверенных фирм, требуя у продавца сертификат продукции.
4. Для отдельных участков цепи, куда могут быть присоединены мощные потребители (сварка, обогреватель), отдельно прокладывают проводку и устанавливают автомат.

Двухполюсный выключатель: устройство и принцип действия автомата, схемы с нужным автоматическим аппаратом

Назначение автоматических выключателей, внедряемых в схемы электрических сетей, касается защитных функций. Если в режиме перегрузки сети использовать ручной прибор, риски получить значительные повреждения оборудования существенны.

Автоматический двухполюсный и трехполюсный выключатели снижают такие риски до минимума, так как обеспечивают моментальный разрыв цепей на случай аварии.

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.

Однополюсный прибор, в общем-то, не вызывает особых вопросов.

Если внедрить такой автоматический выключатель в схему, где присутствует одна фаза, устройство будет работать как обычный рубильник, только в режиме автоматической реакции — то есть без вмешательства пользователя разорвёт цепь на случай нарушения заданных рабочих условий.

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.

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:

1. С защитой одного полюса и обычной коммутацией нейтрали.
2. 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 (заземляющий провод).

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Полезное видео

Надёжность работы устройств автоматической блокировки часто определяет не бренд, а правильный подбор с учётом рабочей нагрузки. Также значимое влияние на действие приборов оказывает точный расчёт сечения проводников, питающих нагрузку от автомата и расчёт сечения кабеля ввода. Когда все нюансы монтажа учтены, даже китайские приборы, которые в несколько раз дешевле брендовых, работают достаточно долгий период времени без особых нареканий.