Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

Зачем нужны однофазные и трехфазные автоматы?

Трехфазный автоматический выключатель

Перед тем, как разбираться, чем однофазный автоматический выключатель отличается от многофазного автомата, стоит вспомнить, что делает выключатель. Он грубо обрывает питание цепи. Если у Вас приборы имеют одну фазу, то однофазный автомат успешно выполнит свою задачу, так, как Вы выключаете свет в комнате не думая, что при этом происходит. Но что произойдёт, если так же грубо оборвать одну фазу у прибора, в котором трехфазное питание? Например, электродвигатель? Давайте разберёмся.

Почему одну фазу отключить проще, чем три

Рубильник позволяет осуществлять «одновременное отключение фаз». Технически довольно простая задача конечно, но не в ситуации, когда в данной цепи работает агрегат, запитанный от трёх фаз. Вот тут-то и пригодится трёхфазный автоматический выключатель.

Обратите внимание:

  • Трехфазный автоматический выключатель может обслуживать несколько однофазных участков сети;
  • Наличие трёх фаз не говорит о том, что в сети работает прибор, питающийся от трёх фаз;
  • Перекос фаз при одновременном расключении питания в простых сетях. В сетях без трёхфазных приборов, в принципе не может создать аварийной ситуации.

Поэтому мы проигнорируем силовые щитки в квартирах и частных домах, в которых электропроводка подключена так, что на вводе три фазы, но фактически вся сеть однофазная.

Нас интересует трёхфазный автомат, который обслуживает трёхфазный прибор. Здесь стоит напомнить ещё одну статью, в которой описан принцип работы щёточного коллектора. Именно этот механизм позволяет механически следовать за синусоидой.

Примерно такой же принцип заложен в работу трехфазного автоматического выключателя, правда, с существенной оговоркой. Нет механики. Её и не может быть, если обдумать. Но что-то должно заменить механику и дать команду механизму отключения, в случае возникновения нештатной ситуации. Роль этого сигнализатора выполняют те же устройства, которыми снабжён однофазный автоматический выключатель, о котором мы подробно говорили, а вот исключение перекоса фаз достигается довольно простым способом. Нужно всего лишь определить момент, в котором все параметры токов на всех трёх фазах трёхфазного прибора одинаковы, после чего отключить ток.

Схемы автоматов

В заголовке есть фотография, это бытовой трехфазный автоматический выключатель, а вот так выглядит схема промышленного автомата, задача которого произвести расключение фаз без перекоса, без перегрузки и не привести к аварийному отключению связанных сетей.

Схема трехфазного автомата

Формально да, бытовой трёхфазный автомат работает примерно так же, как и все остальные автоматы защиты, разве что у него немного сдвинут отключающий курок по отношению к соседним фазам. При небольших токах и редких отключениях эта небольшая расфазировка практически не влияет на ситуацию в сети.

Тем не менее, даже в быту применяются трёхфазные автоматы со сложными схемами управления, которые исключают даже такие небольшие броски (аварийные) напряжений и токов. Например, предназначенный для мгновенного, но логического отключения фаз, при котором даже минимальных перекосов не будет. То есть все три фазы будут отключены последовательно и без малейшего намёка на аварийную ситуацию.

Трехфазный автомат

Итогом этой части статьи хотелось бы донести простое понимание того, что отключение одной фазы, одного полюса, это конечно тоже аварийная ситуация для прибора. Но однофазный автомат решает эту задачу максимально мягко, да и современные приборы снабжены защитой. Однако при этом даже в однофазных линиях скачки токов могут быть очень большими, что мы хорошо знаем по перегорающим лампочкам накаливания. Они вообще сгорают при включении или выключении и крайне редко во время работы.

Чего уж говорить о ситуации, когда все эти неприятности утраиваются, если говорить о трехфазном автоматическом выключателе, накладываясь друг на друга (те самые синусоиды фаз), иногда создавая многократный эффект усиления ненужных токов.

Каким образом многофазные автоматы защиты гасят колебательные эффекты усиления токов?

Действительно, если вспомнить устройство электродвигателя, то три обмотки возбуждают магнитное поле, которое и является поводом для вала двигателя вращаться. Очевидно, что отключение тока не приведёт к мгновенной остановке вала, а значит, по отключённым цепям начнут гулять наведённые токи. Так ли это на самом деле?

Трёхфазный автомат отключит питание последовательно на всех трёх обмотках. Хорошо, пусть не последовательно, а одновременно. При этом питание катушек прекратится, а значит силы, которые приводят вал двигателя во вращение, иссякнут. Тем не менее, силы инерции никуда не денутся, и пока вал остановится, будет идти обратный процесс – возникновение паразитных токов в цепи. Для небольших двигателей и токов это не критично, но даже точильный станок (бытовой, а не промышленный) способен сжечь обмотку или что хуже вызвать перегрев подключений. Если правильно установить такой станок, то электропроводке ничего не угрожает, но вот именно точки подключения могут стать слабым звеном. Для исключения таких бросков токов в состав трехфазного автоматического включателя, как правило, включается дополнительное сопротивление, способное погасить обратный бросок тока или перевести его в нагрев сопротивления. В некоторых устройствах применяются тиристоры и каскадные схемы. Главная задача в этом случае не просто отключить питание, но и избежать обратной подачи напряжения на уже отключённый контур.

Именно поэтому многофазные автоматические выключатели вынесены в отдельный раздел электроприборов. Напомним, что эти правила подробно описаны в ПУЭ, где многофазным автоматам уделено особое внимание, в том числе по силам токов.

Несмотря на внешнее сходство, не стоит путать трехфазный автоматический выключатель с дифавтоматом или УЗО, совмещённым с вводным автоматом. Количество полюсов в электротехнике не всегда равно количеству фаз!

Отличие однофазного автомата от трехфазного

А теперь давайте посмотрим ещё раз на картинку, где наглядно показаны три фазы.

Трехфазная сеть

Если оборвать на пути от генератора к нагрузке одну фазу, то это приведёт к выходу из строя системы. Судите сами, пропала фаза, а значит, нет равномерной нагрузки там, где фактически три силы создают равномерное усилие, приводя в движение вал. Конечно, есть защита, специальная автоматика, всё, что позволит не допустить разрушения корпуса двигателя. Но к чему доводить до этого?

Это как раз то, чем трехфазный автоматический выключатель отличается от обычного однофазного автомата. Используя контуры, которые позволяют гасить «колебания» токов, многофазные автоматы одновременно отслеживают и состояние «синусоид» фаз, контролируя не только аварии типа КЗ, но и пиковые ситуации. Вроде отключения одной (двух) фаз, что приводит защиту в действие. Если реле времени говорит, что такое отключение длится слишком долго – трехфазный автомат обесточит линию. Обратите внимание, что сама фаза может быть, и не отключена, но она может оказаться «пустой», как раз из-за перекоса фаз. Конечно, в рамках даже подъезда это теоретический случай, хотя в рамках отдельной квартиры вполне себе статистическая ситуация.

Ещё раз обратим внимание на то, что все эти аварийные ситуации критичны именно для трёхфазных приборов! Поэтому в большинстве квартир трёхфазные автоматические выключатели не борются с паразитными токами и опасно не перегреваются в борьбе за безопасность сетей. Но всё-таки знать об этом надо, особенно если у Вас есть дача, где трёхфазный сварочный аппарат пока ещё не редкость.

Несколько слов в заключение о трёх фазах.

Было бы неверным считать, что если взять однофазный автоматический выключатель, точнее три, а ещё точнее четыре, закрепить их в одном корпусе с одним выключателем, то мы получим трёхфазный автоматический выключатель.

Это мы и пытались донести в этой статье, поскольку в последнее время участились случаи монтажа в щитке многофазных автоматов на одну фазу. Это настолько же неправильно, как пытаться тремя однофазными автоматами защитить три фазы. Во втором случае можно получить короткое замыкание и пожар на фазе, у которой в момент проблемы был ноль на синусоиде, а в первом случае можно получить не только непрерывные отключения, но и выход из строя нагревательных приборов (тех у которых большие пусковые токи).

В электротехнике каждый прибор имеет своё точное назначение и применение, поэтому прежде чем решать, как выбрать и что-то делать своими руками, обязательно уточните, что Вы собрались купить, куда и зачем установить.

Конечно, монтаж трёхфазного автомата в качестве вводного будет не такой большой ошибкой, даже если одна из фаз останется незадействованной. Но в случае автоматов защиты такого рода запас совершенно ни к чему. Вреда от этого конечно большого не будет, но вот пользы не будет никакой точно. Поэтому, выбирая автоматику защиты, всегда начинайте со схемы. Пусть она будет от руки, на листочке. Пусть даже схема будет неточной, такой, про которую нам тут уже в комментариях говорили, что художники мы аховые, но схема нужна. Без неё Вы рискуете ошибиться, пытаясь сделать запас прочности в сети там, где это только создаст уязвимость.

И помните главное – в доме и квартире, электричество выходит в самых разных, порой неожиданных местах. Но входит оно в квартиру всегда через силовой щиток и автоматы защиты. Автоматические включатели. Поэтому правильно выбирайте и количество фаз, и количество полюсов и все остальные параметры. Чем правильнее будет Ваш выбор, тем более незаметной будет вся ваша личная энергосистема.


Похожие

Комментарии


Реклама помогает поддерживать и развивать наши ресурсы.

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