Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

Устройство и проверка автоматических выключателей

Устройство автоматического выключателя

После обсуждения многочисленных вопросов по темам устройства автоматических выключателей мы решили в отдельной статье детализировать некоторые аспекты работы этого класса устройств. Нам кажется, что такая статья, не являясь схемой вопрос-ответ, поможет в понимании основных принципов работы автоматов.

Для начала заметим, что если подключить автоматический выключатель можно и своими руками, то собрать его самому нельзя. Точнее можно, но заниматься этим не стоит. Вы получите не защиту – жучок, слабое место, которое гарантирует короткое замыкание и проблемы электропроводки даже при наличии других защитных устройств.

Каскадная схема, что это и для чего нужна?

Начнём с азов. Устройство автоматического выключателя первый уровень каскадной защиты:

  • Тепловое отключение;
  • Электромагнитный расцепитель;
  • Механический рубильник.

При такой схеме выключатель обрывает питание при перегреве линии, при превышении токов в цепи или при ручном выключении. Электронные автоматы менее надёжны, но зато дешевле и могут входить в контур защиты как резервные устройства, имея ряд функций, схожих с принципом действия УЗО. На практике такие автоматы не используют как основные.

Наличие в цепи нескольких типов автоматов, это второй уровень каскада – защита сети с применением дополнительных средств отслеживания состояния нагрузок и токов.

Автоматические выключатели

Третьим уровнем будет комплексная защита всей энергосети объекта (многоквартирный дом), работа которой может и не привести к отключению отдельных потребителей.

Смысл такой иерархии прост – каждый уровень защиты поднимает проблему выше, отключая проблемную зону. При этом защита уровнем выше сама решает отключать участок или пока нет. Результат очевиден – отсутствие необоснованных отключений потребителей, у которых нет проблем.

Такая схема защиты известна всем. Прижившийся термин – «веерные отключения электричества». Это тот самый «каскад», при котором устройства, известные нам как «автоматические выключатели», отключают участки перегруженных цепей, защищая всю сеть. Обратный процесс, аналогичное отключение участков сети при недостатке мощности вырабатываемой генерацией. Если автоматы не справляются, происходит «локаут», когда энергетики вручную отключают целые районы, чтобы сохранить в рабочем состоянии парк трансформаторов и защитных устройств или сохранить рабочее напряжение хотя бы на наиболее важных участках.

Таким образом, очевидно, что главная задача автомата выключить питание. Без контроля человека при этом не обойтись, иначе мы каждый день будем оставаться длительное время без света.

Промышленные автоматы

Теперь поговорим о том, что делается для того, чтобы питание у нас не отключалось просто так, при первом подозрении автомата, что есть проблема.

Последовательные уровни защиты автоматов выключения

Перед тем как говорить об уровнях защиты, напомним о том, что такое испытание автоматических выключателей, предназначенных для бытовых целей.

  • Крайне низкие температуры на пределе работы использованных материалов.
  • Токи, превышающие номинальные значения по всем параметрам.
  • Проверка работоспособности расключателя в условиях открытого горения и при высоких температурах (с обязательной проверкой на сопротивление заливанию водой).
  • Обязательная проверка автоматических выключателей на работоспособность в условиях несоответствия классу защиты данного автомата.
  • Прогрузка автоматических выключателей в перегруженном контуре для исключения эффекта «передачи нагрузки внутри щитка», что может приводить к возгораниям даже на рейке с работоспособными автоматами защиты.
  • Механические испытания, в том числе прочности корпуса, и остальные мелочи с винтиками-болтиками, про которые покупатель никогда и не подумает.

Вся эта катавасия попыток вывести из строя автомат, это не прихоть производителя, им-то, чем проще, тем дешевле. Это точное соответствие требованиям ПУЭ.

ПУЭ – друг или враг?

ПУЭ, в настоящий момент, в России единственный документ, в котором детально описано всё, что касается не только устройства автоматического выключателя, но и всех стандартов относительно проверки, допуска к производству и применению в быту. И не только в отношении автоматов защиты.

Для того чтобы проникнутся деталями этого мощного документа (ПУЭ это Правила Устройства Электроустановок) можно почитать одну из его свежих редакций.

Не самое простое чтиво, но оно даёт понимание банальности: «Электричество своих не бьет».

Эти Правила действительно самый полный каталог ошибок электриков и тех, кто делает электроприборы. Сохраните эту ссылку, она поможет сдать собранный своими руками щиток или просто помочь разобраться в том, как выбрать правильный электроприбор.

Тщательность документа хорошо отражает раздел 3.2.15 ПУЭ. Он как раз описывает, как правильно должна проводиться прогрузка автоматических выключателей с учётом наличия или отсутствия резерва по защите. Фактически этот документ запрещает сертификацию на российском рынке защитных устройств, которые при отсутствии резерва не способны самостоятельно отключать питание при броске напряжения без возгорания.

Пытливый читатель немедленно заметит, что половина пожаров как раз из-за таких автоматов. Мы не спорим, просто напомним, что 40% автоматов в нашей стране это по-прежнему пробки с плавкими (а плавкий, значит плавящийся и хорошо горящий проводник) предохранителями. К сожалению, а может и к счастью, сертификация не имеет обратного хода, и если Ваш щиток принят и работает, никакие бумаги не позволят энергетикам отказать Вам в питании дома или квартиры. Энергетики просто подождут, пока ваш дом с несертифицированными и устаревшими автоматами защиты потушат огнеборцы.

Такая вот проверка автоматических выключателей жизненными условиями и предусмотрена теми самыми ПУЭ. Например, пункт 3.2.18, 3.2.19 и ряд пунктов из раздела 2 и 5 предусматривают подачу замыкающего напряжения, превышающего номинал на 50%.

Если Вы решили, что это короткое замыкание (КЗ), то Вы совершенно правы. Правда в этом случае речь идёт о подаче на автомат с номиналом 230В напряжения в 380. Согласитесь, неплохой способ убедиться в том, что такие автоматы не загорятся в силовом щитке.Электрическая аппаратная

Но это ещё не все издевательства, которые придумала жизнь, и которые описали электрики. Аппаратная защита сети это фактически предохранитель, в том числе плавкий. Тот самый, который, сгорая, обеспечит отключение питания. Но при этом прекратит работать автоматика. А перед тем, как она перестанет работать, она может загореться сама. Трудно придумать проверку автоматических выключателей, после которых нужно провести разборку и замену плавкого элемента для восстановления работоспособности. В ПУЭ на эту тему есть отдельный раздел, в котором прямо указано, как время и качество работы автоматики защиты связаны между собой.

Принципы действия автоматов

Для того чтобы понять этот абзац, вернёмся назад и рассмотрим устройство автоматического выключателя.

Первый уровень защиты – это фактически реле, которое приводит в действие размыкатель при неверных токах в участке цепи. Принцип действия второго уровня – подстраховка на случай с виду правильных соотношений параметров в цепи, но при резком росте температур. Например, одновременно растёт сила тока и сопротивление. Физика соотношений говорит, что соотношения одинаковы, но по факту мы имеем КЗ.

Допустим на автомате мороз, а значит, термодатчик не может своевременно успеть отреагировать (в квартире уже горит, а в щитке на улице ещё плюс 10 градусов). Тогда мощной рукой электрик отключит рубильник.

Или, если нет электрика у щитка, и внутри автоматические выключатели, испытания которых не были проведены должным образом, Вас встретит пожарный инспектор. 

Почему нельзя экономить на автоматах защиты

Теперь небольшой фрагмент из ПУЭ, который должен отрезвить желающих купить автомат защиты «точно такой же, как немецкий только дешевле в пять раз»!

Теперь небольшой фрагмент из ПУЭ, который должен отрезвить желающих купить автомат защиты «точно такой же, как немецкий только дешевле в пять раз»!

«При оценке чувствительности основных защит необходимо исходить из того, что должны обеспечиваться следующие наименьшие коэффициенты их чувствительности: 

  • Максимальные токовые защиты с пуском и без пуска напряжения, направленные и ненаправленные, а также токовые одноступенчатые направленные и ненаправленные защиты, включенные на составляющие обратной или нулевой последовательностей: 
    • Для органов тока и напряжения - около 1,5; 
    • Для органов направления мощности обратной и нулевой последовательности - около 2,0 по мощности и около 1,5 по току и напряжению; 
    • Для органа направления мощности, включенного на полные ток и напряжение, не нормируется по мощности и около 1,5 по току. 
    • Для максимальных токовых защит трансформаторов с низшим напряжением 0,23-0,4 кВ наименьший коэффициент чувствительности может быть около 1,5.

Вам всё ясно? Если перевести на русский язык, то испытание автоматических выключателей предназначенных для бытовых сетей нельзя проводить в бытовых сетях. Слишком малы перегрузки. При таких условиях прогрузка автоматических выключателей может быть недостаточной, отчего на рынок попадут некачественные изделия.

Надеемся, мы Вас окончательно не запугали. Теперь давайте вернёмся в наши квартиры к нашим щиткам и защитным автоматам из магазина.

Как термометр работает в автомате

Современное устройство автоматического выключателя - это довольно совершенный набор нескольких приборов в одном корпусе. Мы не говорим про УЗО, мы говорим о банальном автомате.  Несмотря на контактную группу, в которой применяются новейшие технологии искрогашения (гашения дуги) при размыкании контактов или специальную электронику, способную изменять магнитные поля контактера для ускорения отключения, физика никуда не делась.

По-прежнему, самым надёжным размыкателем в автомате защиты является тепловой. Эта с виду обычная термопара, которая при перегреве физически размыкает линию, отключая ток, до сих пор самый надёжный выключатель, который уже горит, синим пламенем. Стоимость таких автоматов невелика – достаточно вдумчиво подумать, как выбрать производителя и посмотреть характеристики.

Можно обратить внимание на то, что некоторые уже стали предлагать устройство автоматического выключателя, которое способно реагировать на внешние параметры сети, а не на внутренние. Это позволяет уберечь тонкие приборы от скачков напряжения без трансформаторов.

Но в любом случае, приобретая защитный автомат, посмотрите на его характеристики, маркировку. Почитайте наши статьи, посвященные этим элементам, выбирайте те, в которых кроме электроники есть тепловые реле. Они отключат энергию даже тогда, когда всё остальное уже сгорит, не заметив перегрева и КЗ.


Похожие

Комментарии


Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.
  • Аватар пользователя
    Сергей 1 год, 2 месяца назад
    ответить

    Непонятно. А что дешевле  то купить? Вы пишите чего а то смысла читать нет никакого.




Оставить комментарий


Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

Полезен ли Вам наш проект?

Полезен, вы делаете мир лучше

Скорее полезен, чем нет

Нет, однозначно нет