Меню

Автоматический выключатель для бытовых электроприборов



Автоматический выключатель (бытовой)

При эксплуатации электрических цепей, бытовых приборов и электроинструментов возможны нештатные ситуации, представляющие угрозу для электрооборудования. В общем случае они приводят к:

  • сверхтокам (по ГОСТ Р 50345-99 – это любой ток превышающийноминальный), которые по характеру воздействия разделяют на:
    • мгновенно возникающие токи, многократно превышающих номинальные (короткое замыкание)
    • длительное превышение номинальных значений тока, ведущее к перегреву элементов цепи
  • токам утечек вследствие нарушения изоляции

Для борьбы с последней угрозой применяются УЗО и дифференциальные автоматы , а с двумя проблемами из первого пункта эффективно справляются бытовые выключатели автоматические (ВА). К бытовым выключателям не относят изделия, предназначенные для пуска двигателей, а также выключатели, конструкция которых позволяет самостоятельно менять токовые уставки. Далее приводится техническая информация именно о таких устройствах.

Принцип действия автоматического выключателя

Автоматические выключатели (ВА) представляют собой комбинацию теплового и электромагнитного расцепителей, работающих по логической схеме «или». В случае превышения током нагрузки номинального значения один из расцепителей сработает и выключит автомат. Время аномального состояния сети – время срабатывания зависит от того, насколько ток нагрузки превысил уставку, которая в свою очередь зависит от типа автомата.

Функцию мгновенного отключения (отсечки) выполняет электромагнитный расцепитель, он представляет обычную катушку, через которую проходит ток защищаемой сети. При достижении значения уставки сердечник втягивается и размыкает цепь. Защита от длительной перегрузки обеспечивается тепловым реле (биметаллическая пластина-размыкатель). Увеличение тока приводит ее нагреву, пластина сгибается и также разъединяет цепь. Зависимость времени срабатывания от соотношения тока нагрузки и номинального тока называется время-токовой характеристикой выключателя.

Время-токовая характеристика автоматических выключателей

На рисунке показана типичная характеристика время-ток автоматического выключателя, в качестве образца взят автомат ВА47-63 типа С (диапазон токов расцепления от 5 до 10 номинальных значений тока In). По оси ординат отмечено время срабатывания, по оси абсцисс отношение тока через автомат I к его номинальному току In. Верхняя кривая отражает поведение «холодного» автомата, нижняя – автомат с «горячим» тепловым расцепителем.

Величина I/In имеет четыре важных значения: 1,13; 2,55; 5 и 10. Их наименование и определение будет дано в разделе стандарты.

Рис.1 Время-токовая характеристика автоматического выключателя типа С

Из графика видно, что при токах меньших, чем 1,13 номинала автомат не должен срабатывать сколь угодно долгое время, в зоне больших токов вплоть до нижней границы мгновенного расцепления работает тепловой расцепитель. В этом диапазоне есть две контрольных точки, – если ток нагрузки достиг 1,45In, то ВА должен отключаться в течение часа* (см. табл.1), при токах от 2,55In до 5 номиналов «холодный» автомат разомкнет сеть менее чем за 60 секунд. При достижении током нагрузки значения 5In – нижней границы диапазона «С» «горячий» выключатель не должен находиться во включенном состоянии более 0,1 с., после верхней границы диапазона «С» – 10In электромагнитный расцепитель должен гарантированно отключать автомат меньше чем за пять сотых секунды.

Участок слева от вертикального переходного участка считается зоной «ответственности» теплового расцепителя, участок справа – зона работы электромагнитного расцепителя.

Стандарты

В соответствие с общепринятой международной терминологией (МЭК МЭС 441-14-20) к автоматическим выключателям относят механические устройства, которые могут включать и проводить ток, отключать его в нормальном режиме, а также отключать ток мгновенно, или в заданное время при отклонении его значения от номинального.

В Российской федерации основным документом технического регулирования в отношении автоматических выключателей служит ГОСТ Р 50345-99, а также его дополненный вариант ГОСТР 50345-2010. В них изложены технические условия, классификация и методы проверки устройств бытового и аналогичного применения. Действие нормативов распространяется на воздушные автоматические выключатели переменного тока частотой 50 или 60 Гц и номинальным напряжением не более 440В, номинальным током до 125 А и с номинальной отключающей способностью не выше 25000 А.

Стандартом зафиксированы следующие ключевые значения, играющие важную роль в характеристиках ВА:

Классификация по автоматических выключателей по ГОСТ Р 50345-99:

  • по числу полюсов (от одного до четырех полюсов);
  • исполнение (закрытое – открытое);
  • по способу монтажа (панельно-щитовой, утопленный, настенный);
  • по виду подключения (механическое крепление, втычной тип);
  • по величине тока мгновенного расцепления, типы: В, С или D.

Маркировка должна наноситься способом, обеспечивающим ее стойкость и должна включать данные о производителе, обозначение, серийный номер или номер в каталоге. Кроме этого на выключателе указываются электрические параметры: номинальное напряжение, тип мгновенного расцепления и номинальный ток, номинальная частота (Гц) и номинальная отключающая способность (А).

Отметим, что стандарт ГОСТР 50345-2010 вступил в действие в 2012г и маркировка производителей может от него отличаться. Например, маркировка автоматических выключателей серии ВА завода Контактор имеет следующий вид:

Устройство автоматического выключателя

Конструкция автоматического выключателя состоит из электрических и механических узлов, которые могут отличаться в различных модификациях. В связи с этим предлагаемая фотография может дать только общее представление о ней. В общем случае в устройстве автоматического выключателя, его конструкции, можно выделить узлы: корпус, механизм управления (механика), расцепители, дугогасители, узел коммутации (подвижные и неподвижные контакты) и расцепители.

Главное требование к узлу коммутации – конструкция должна обеспечивать практически одновременное включение и выключение всех полюсов, кроме нейтрального (он должен «отставать» при выключении и опережать при включении).

По стандарту ГОСТ Р 50345-2010 современный автоматический выключатель должен иметь механизм свободного расцепления, т.е. механика не включит автомат, если при включении сработали расцепители. Контакты останутся разомкнутыми до тех пор, пока спусковой механизм не будет взведен переводом в положение «выключено».

Читайте также:  Блоки розеток выключателей для автокада

Также конструкция современного автоматического выключателя предусматривает подключение дополнительных устройств: вспомогательных и сигнальных контактов, независимого расцепителя, расцепителя минимального напряжения, моторного привода.

Главным требованием к конструкции по ГОСТ Р 50345-2010 остаются ее надежность, безопасность для потребителя и окружающей среды при соблюдении правил эксплуатации.

Характеристики автоматических выключателей

К характеристикам ВА по ГОСТ Р 50345-99 относятся следующие показатели:

Стандартные значения этих величин уже приводились в предыдущих разделах, и большинство из них указывается в маркировке выключателя. Для примера приведена таблица с техническими характеристиками автоматического выключателя ВА04-31Про одного из крупнейших российских производителей.

Помимо этого в документации производитель приводит следующие дополнительные характеристики автоматических выключателей:

  • таблицы зависимости номинального тока от температуры
  • номинального тока и напряжения от высоты над уровнем моря
  • ток отсечки
  • потребляемую мощность на один полюс.

Применение выключателей автоматических (бытовых)

Выключатели автоматические бытовые, соответствующие требованиям стандарта ГОСТР 50345-2010 применяют для защиты от коротких замыканий и перегрузок сетей освещения, и электроснабжения жилых и общественных сооружений. Также автоматы этого типа эффективно защищают электрооборудование, электроинструменты и бытовую технику. Своевременное отключение питания позволяет избежать серьезных поломок и опасных последствий в виде возгораний, пожаров и т.д.

Источник

Как подобрать автоматический выключатель для бытовой техники

Почему не все автоматы одинаковы и не все одинаково хороши?

Дело в том, что у каждого электроприбора собственный режим работы. Например, все, что работает на электромоторах, производит пусковые токи, часто в 3-5 раз превышающие номинальную мощность. Чтобы резкий скачок нагрузки не был воспринят в качестве короткого замыкания и расцепитель на него не среагировал, необходима задержка времени, а это характеристика расцепления «C» или «D».

С другой стороны, нагревательные приборы не издают пусковых токов, потому увеличенная задержка не к чему. В таком случае лучше выбрать минимальный — класс «B». В случае перегрузки, электротехника быстрее отключится от сети и меньше пострадает.

Номинальный ток отключения также подбирается по специфике защищаемого оборудования? Например, если это скважинный насос на 2,5 кВт (11,4А) для него можно смело ставить АВ на 10А. При показателе 11,4А расцепитель сработает только через 25-30 минут. Учитывая, что вода будет подкачиваться периодически по 2-3 минуты, за это время он не успеет нагреться.

Чтобы рассчитать силу тока в однофазной сети, нужно мощность (Вт) поделить на напряжение (В). Например, если включить насос на 2,5 кВт на максимальных оборотах, то по сети будет протекать: 2500Вт / 220В = 11,4А. Обычно, мощность и сила тока указывается в техпаспорте.

Другая ситуация, если это электроплита, работающая на максимальной мощности больше часа (например, при приготовлении борща). По сети будет непрерывно течь ток выше номинального, любой тепловой расцепитель за это время сработает и выбьет. Потому, например, для плиты на 12А лучше взять АВ на 16А, чем на 10А.

Для каждого электроприбора со свойственными ему особенностями работы важно подобрать оптимальные характеристики, потому не спешите приобретать первое, что попадется в руки.

На критериях выбора для каждого случая мы сейчас остановимся более детально.

Особенности выбора автомата для стиральной машинки

Обычно, чем старше модель, тем больше пусковой ток. Тем не менее даже у новых производителей этот показатель часто в 3-5 раз превышает номинальную нагрузку. В таком случае характеристика расцепления «B» уже не подойдет, так как она определит скачок мощности в три раза выше номинала, как короткое замыкание.

Представьте ситуацию, когда Вы заполняете барабан одеждой, затем засыпаете стиральный порошок, выставляете оптимальный режим и нажимаете кнопку пуск. Дверца блокируется, барабан заполняется водой и вдруг выбил свет. Машинка остается заблокированной, а режим стирки сбился.

Чтобы такого не допустить, выбирайте характеристику расцепления «С». С ней контакты мгновенно обрываются только если нагрузка в 5 раз выше номинала. Для старых «стиралок» лучше перестрахуйтесь и возьмите «D». Она выдерживает пусковые токи равные 10 номинальным.

Номинал автомата должен быть не меньше мощности «стиралки». На некоторых режимах длительность стирки превышает час, к тому же периодически будут возникать колебания нагрузки: запуск/остановка барабана, выжимка и т.д. Потому, лучше возьмите равный номинал или следующий вверх, но не меньше.

Исходя из того, что стиральная машинка чувствительна к скачкам напряжения, вместе с отдельным автоматом рекомендуется поставить еще и стабилизатор. Обычно даже незначительное отклонение напряжения от нормы выводит ее из строя.

Если в целях экономии, УЗО можно поставить одно на всю ванную комнату, то стабилизатор лучше индивидуально на «стиралку». В отличие от нее, для кондиционера применяется немного другой принцип подбора характеристик.

Для кондиционера

У кондиционеров высокие пусковые токи. Они часто в 5-10 раз превышают номинальную мощность. Учитывая этот фактор, Вам понадобится характеристика расцепления с максимальной задержкой — класс «D».

Если взять более дешевые «B» или «C», то на старте они среагируют на резкий скачок нагрузки, как на КЗ и выбьют. Серьезной аварии от этого не должно случиться, но аварийное «отключение» увеличит износ электроники, и в редком случае может даже вывести из строя.

Читайте также:  Выключатель под внутреннюю проводку это как

Насчет номинала нужно смотреть в технический паспорт кондиционера и брать по мощности в верхнюю сторону. Например, если в паспорте написано 3,2 кВт (3200 Вт), то сила тока будет равна 14,5А. В таком случае понадобится АВ на 16А, но не на 13А. Похожая ситуация и в случае с холодильником.

Для холодильника

В холодильнике стоит компрессор, потребляющий на старте в 3-5 раз больше номинальной мощности, а это значит что нужен класс «C».

Здесь нужен автомат равной или большей мощности, чем холодильник. Но, постарайтесь не брать слишком мощный, так как резкое возрастание нагрузки будет свидетельствовать об аварии, и на нее как раз должен среагировать тепловой расцепитель.

Например, для холодильника на 800Вт (3,6А) оптимальным будет АВ на 4А или 5А. 6А и выше — это уже много, и не так эффективно.

Как и стиральные машинки, холодильники чувствительны к скачкам напряжения. Если скачки часто возникают в Вашей сети, поставьте вместе с автоматом еще и стабилизатор.

Стабилизатор в любом случае полезен для электромоторов, но не для нагревательного оборудования, у него иной принцип работы.

Для бойлера или электроплиты

У водонагревателей простейшая конструкция: металлический нагревательный элемент под воздействием электричества нагревает воду в баке. При этом пусковые токи вообще отсутствуют, а это значит что нужно брать класс «B» c низким диапазоном отключения и наименьшей задержкой перед срабатыванием.

«С» или «D» тоже иногда устанавливают, и они отлично будут работать, но лучше этого не делать. В данной ситуации резкий скачок нагрузки будет говорить только об аварии, и лучше чтобы сеть расцепилась. Если мощность будет увеличиваться постепенно, то отключение произойдет позже, чем при классе «B», соответственно повреждения от аварии будут серьезнее.

Номинал тоже лучше ставить не ниже, чем у бойлера. Он работает по следующему принципу: включается нагрев и, пока вода не нагреется до выставленной температуры, в сети будет максимальная нагрузка. Период нагревания обычно занимает больше часа, и если ток отключения ниже, то с большой вероятностью сработает расцепитель. От этого бойлер не сломается, но согласитесь, что бегать каждый час, чтобы посмотреть в щиток, что выбило — не очень то и удобно.

Аналогичным образом работает электроплита. Но, вот для водяного насоса требования отличаются.

Для водяного насоса или станции

Любой электронасос обладает пусковыми токами. А значит по ним и выбираем характеристику расцепления. Если в паспорте указано, что нагрузка на старте составляет до 5 номинальных, тогда берите класс «С», если выше, то «D».

«B» — подойдет только в том случае, если установлено устройство плавного пуска (УПП) или частотный преобразователь, нейтрализующие пусковые токи.

Поставить УПП на водяную станцию не будет лишним, так как она увеличивает КПД и уменьшает износ рабочих элементов. Экспериментально доказано, что плавный пуск увеличивает базовый срок эксплуатации электромотора на 2-5 лет.

Это один из немногих случаев, когда допускается номинал немного ниже базовой нагрузки. Но, если насос стоит на поливе, тогда не рискуйте и ставьте АВ равный по мощности или выше. В отличие от обычного пользования, на полив потребуется полчаса, а то и больше. Учитывая, что нагрузка на сеть будет немного выше, этого времени хватит для нагревания теплового расцепителя и разрыва контактов.

В отличие от бойлера, для насоса экстренное отключение часто становится убийственным, потому учитывайте этот фактор и не экономьте на характеристиках.

Таким образом мы рассмотрели наиболее популярные случаи бытовой техники, на которую лучше поставить отдельный автомат. Но, как быть с другими потребителями?

Целесообразность установки индивидуальных АВ

Обычно такая техника, как бойлер или кондиционер, подключается отдельно. Часто даже не через розетку, а напрямую к щитку. Учитывая высокую мощность перечисленных выше потребителей и высокую вероятность поломки внутри корпуса, их стоит защитить отдельно.

Например, представьте, что сломалась водяная станция и фаза случайно соприкоснулась с нулем. Возникло короткое замыкание и выбило электричество. Свет пропал по всему дому, Вы поворачиваете рукоятку и расцепитель снова выбивает. В таком случае источник аварии придется искать очень долго, притом во время ремонта будет обесточена вся защищаемая группа, возможно даже освещение.

Если, один и тот же автомат вместе со станцией защищает холодильник, то придется срочно делать разморозку иначе на кухни Вас ждет потоп и масса испорченных продуктов.

А теперь представьте, что водяная станция защищается отдельно. Вы сразу увидите, где поломка и сможете в ближайшее время приступить к ремонту. При этом сеть дома не обесточится, как и раньше будут работать розетки, освещение и другая техника.

Мощные потребители, подключенные напрямую, или для которых отведена специальная розетка должны защищаться индивидуально.

В таком случае рекомендуется не включать в специально отведенные розетки другую технику, так как параметры расцепителя не рассчитаны на нее. Например, если в ванной стоит розетка для «стиралки», то для фена, электробритвы и прочего лучше сделайте отдельную, подключенную к групповому автомату.

Нет смысла отдельно защищать каждую розетку

Во-первых, это дорого, а во-вторых — нецелесообразно. Общие розетки рассчитаны на разную мелкую бытовую технику, их лучше объединять в группы, защищаемые единственным автоматом.

Читайте также:  Концевой выключатель полумгновенного действия

Если вдруг сломается какая-либо техника, Вы сразу это увидите. Например, если коротит электрочайник, то при нажатии на кнопку пропадет напряжение и сразу будет понятно в чем причина.

Согласно требованиям РЭС, в частном доме или квартире должен стоять по крайней мере один автомат. Но для большей безопасности лучше воспользуйтесь селективным методом и поставьте многоуровневую защиту:

  • I уровень: розеточные группы, освещение, отдельные потребители;
  • II уровень: вводный АВ.

Соблюдать селективность нужно не только по номиналам, но и времени отключения. Например, если в розеточной группе стоит хоть один класс «С», то вводной автомат должен быть не меньшего класса («С» или «D»), иначе он первым выбьет при КЗ.

«Специальные» розетки чаще всего подключают к общим группам. Тогда будет три уровня селективности:

  • I уровень: потребитель (бойлер, плита и пр.);
  • II уровень: розеточная группа;
  • III уровень: ввод.

Разница только в том, что на розеточную группу придется брать больше номинал, так как вырастит энергопотребление в пике.

Благодаря селективному методу Вы сделаете домашнюю сеть эффективной и гибкой в эксплуатации.

Кроме автомата сеть обязательно должна быть защищена от утечек, как минимум одним УЗО. Почему бы в таком случае на индивидуальные розетки не купить и поставить дифференциальный автомат (совмещающий в себе УЗО и автоматический выключатель).

Почему не всегда уместно ставить «диф»?

Обычно дифзащита тоже устанавливается по селективному методу:

  • I уровень: ванная комната, детская, остальные розетки;
  • II уровень: ввод;

Как Вы заметили, на ванную и детскую рекомендуется ставить отдельную дифзащиту. Это вызвано тем, что туда требуется ток утечки 10мА, а на остальные комнаты — 30мА. Вода усиливает действие электричества, а детский организм более уязвим, чем взрослый.

Нет смысла ставить отдельное УЗО на каждый потребитель.

Разница в том, что КЗ обычно случаются из-за проблем с проводкой (поврежденные контакты, осыпавшаяся изоляция и прочее) и может возникнуть где угодно: в стене, распределительной коробке, щитке. Причину замыкания сложнее найти, чем утечку, обычно возникающую из-за поломок в бытовой технике.

Определить утечку достаточно просто — отключаете все с розеток, а затем по очереди включаете. Как только выбьет свет, Вы увидите, что стало причиной аварии.

Тем более УЗО (как и «диф») в 5-7 раз дороже автомата — Вы сами можете убедиться в этом — сравнить цены на популярные автоматические выключатели в специализированном интернет-магазине. И если УЗО надумаете ставить на каждій єлектроприбор: на бойлер, на кондиционер и т.д. — Вам придется потратиться. А также потребуется больше щиток, а это дополнительные расходы.

Учитывая, что эффективность от такой системы не увеличится, Вы просто выкинете деньги на ветер. УЗО (дифавтомат) достаточно поставить только на вводе или отдельное на ванную/детскую и общее на все остальное.

Таким образом Вы сделаете сеть безопасной, и в случае аварии быстро найдете и устраните причину.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке статьи компании Аксиом Плюс

Источник

Автоматические выключатели цены

Короткое замыкание в электрической сети – это ситуация, от которой очень сложно застраховаться. Автоматический выключатель необходим для защиты бытовых электроприборов от неполадок в результате короткого замыкания.

Автоматический выключатель имеет два типа защиты – тепловая и электромагнитная. Первая срабатывает, если ток в сети превышает номинальный. Специально для отслеживания температуры внутри автомата установлена металлическая пластина, которая при нагревании изгибается и нажимает на рычаг, который выключает электрическую сеть. Подобная конструкция является предельно простой, что позволяет избежать случайных неполадок, а также гарантирует длительный срок службы.

В основе электромагнитной зашиты лежит электромагнит, который срабатывает при возникновении в сети сверхтоков. Эта защита также является очень простой в плане своей конструкции.

Правильно выбранный автоматический выключатель способен эффективно защитить вашу технику, а значит, сэкономить ваши деньги. Выбирать автомат следует, ориентируясь на ряд характеристик прибора. Во-первых, нужно учитывать нагрузку на линии и сечение проводов. При этом предпочтение стоит отдавать известным производителям, так вы застрахуетесь от преждевременного выхода прибора из строя.

В зависимости от производителя, автомат рассчитан на определенное количество срабатываний. Поэтому не рекомендуется использовать устройство для частого отключения. От этого механизм прибора очень быстро изнашивается, могут подгореть контакты, из-за чего весь выключатель выйдет из строя.

Также различные модели автоматических выключателей могут различаться по типу корпуса. Основных различия два – посадочное место на DIN-рейку и место крепления проводника к автомату. Поэтому, если в вашем щитке вышел из строя один из автоматических выключателей, то новый покупать стоит от того же производителя. Установку устройства лучше всего доверить профессиональному электрику.

Номинальная мощность автоматического выключателя выбирается по следующему принципу: суммируется мощность всех электроприборов, которые будут подключены к данному автомату, а полученная цифра делится на напряжение в сети. Округлять следует в большую сторону. Сечение проводов также стоит округлять в большую сторону.

Помните, что покупка автоматического выключателя – самый надежный способ уберечь электрическое оборудование от выхода из строя в результате короткого замыкания. И не бойтесь потратить лишние деньги, экономия на качестве в данном случае может обернуться весьма плачевными последствиями для вашей техники и привести к необходимости дорогостоящего ремонта, а то и полно замены бытового прибора.

Источник