Определяемся с номиналом
Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.
На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты
Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:
- Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
- Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель в таблице.
- Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.
Пример
Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.
| Сечение жил медных проводов | Допустимый длительный ток нагрузки | Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В | Номинальный ток защитного автомата | Предельный ток защитного автомата | Примерная нагрузка для однофазной цепи |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А | освещение и сигнализация |
| 2,5 мм² | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А | розеточные группы и электрический теплый пол |
| 4 мм² | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А | кондиционеры и водонагреватели |
| 6 мм² | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 мм² | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А | вводные линии |
В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм² (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.
Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28, 25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.
Расчет по мощности
Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.
Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.
Формула для вычисления тока по суммарной мощности
После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.
Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников
Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным
Сравнение рубильников и автоматических выключателей.
Для начала стоит разобраться в том, что представляют собой оба эти устройства. Рубильник отличается от автоматического выключателя лишь тем, что не имеет функции автоматического отключения. То есть, отключать рубильник придется вручную. С первого взгляда кажется, что это недостаток, а не преимущество, но не стоит спешить с выводами. Необходимо знать, что между автоматами в электрощите нет селективности – то есть срабатывания всех ступеней защиты по очереди. При наличии селективности по току с вводным автоматом, а тот с автоматом, расположенным в этажном щитке, в случае возникновения короткого замыкания был бы отключен лишь групповой автомат, соединенный с этой линией.
Но практика показывает, что чаще всего происходит отключение общего автомата, а не отдельного, а это крайне неудобно. Дело в том, что из-за этого пропадает электроэнергия по всей квартире. При наличии рубильника сработало бы только там, где это нужно.
Что касается автомата, расположенного внутри этажного щита, то здесь стоит помнить о проводе, соединяющем электрощит в доме и далекий автомат. Благодаря сопротивлению и индуктивности возникнет некая задержка при прохождении тока. Это позволит первому сработать групповому автомату, что очень удобно.
Кроме всего этого, рубильник считается более надежным, чем автоматический выключатель. Он износостойкий и выдерживает многократные ежедневные отключения и включения. Прослужит такое электротехническое устройство даже при условии интенсивной эксплуатации значительно дольше, чем автомат. Причина такой надежности рубильника кроется в простоте его конструкции: в нем практически нет ничего, кроме контактов. При этом он достаточно мощный.
Отличие рубильника от автомата
В отличие от рубильников автоматы характеризуются более сложной конструктивной схемой исполнения, при этом у них и ответственности больше: они защищают электрическую цепь от сверхтока КЗ и перегрузки. Недостатков автоматического выключателя является ограниченный срок службы, так как он предназначен на определенное количество циклов включения-выключения.
Таким образом, при необходимости регулярном отключении электросети использовать автомат не рекомендуется – лучше установить рубильник. Кроме этого, рубильники стоят значительно дешевле автоматических выключателей.
Рекомендация : эксперты советуют использовать сразу 2 устройства на вводе в систему. Но для чего может понадобиться объединение рубильника с автоматическим выключателем? Использование двух устройств
Для максимального удобства управления электрической сетью необходимо использовать и рубильник, и автомат. Конечно, если вы не планируете частые отключения питания, то можно обойтись простым автоматическим выключателем. Но электросеть многоквартирных домов, а также промышленных зданий характеризуется повышенными требованиями электробезопасности и эксплуатации. На самое ответственное место обычно устанавливают рубильник, который будет играть роль коммутационного устройства, с помощью которого можно будет вручную обесточить всю линию. Не рекомендуется использовать рубильники с защитными крышками, так как разрыв цепи должен быть видимым. Это необходимо для того, чтобы перед началом проведения электротехнических работ специалист мог визуально убедиться в разрыве контактов цепи. При этом в случае использования автомата с закрытым корпусом увидеть разрыв цепи будет невозможно.
Также применение рубильника необходимо в цехах производственных предприятий, где в конце рабочего дня необходимо обесточить все оборудование или отключить сразу всю систему освещения. Но использовать рубильник необходимо в паре с автоматом, чтобы сеть была надежно защищена от аварийных ситуаций по типу сверхтоков, возникающих при коротких замыканиях.
Что такое выключатель нагрузки и для чего он нужен?
Назначение
Назначение ВН — коммутация рабочих токов в электроустановках, то есть мощностей, которые не превышают допустимые (номинальные) значения для того или иного участка электрической сети. Данное устройство не рассчитано на отключение токов аварийного режима, поэтому его можно устанавливать только при условии наличия в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки, которая реализуется плавкими предохранителями (ПК, ПКТ, ПТ) или защитным аппаратом, установленным со стороны источника питания или на группе потребителей.
При этом ВН имеет отключающую способность, которая соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях, что позволяет использовать данный электрический аппарат для подачи напряжения на участок электрической сети, не зависимо от его текущего состояния, например, для пробного включения.
Таким образом, при условии наличия в цепи защиты от сверхтоков рассматриваемый элемент оборудования может эксплуатироваться как полноценный высоковольтный защитный аппарат (масляный, вакуумный или элегазовый). А при наличии моторного привода может участвовать в работе различных автоматических устройств (АВР, АПВ, АЧР, ЧАПВ), а также управляться удаленно автоматизированной системой диспетчерского технологического управления.
Применение
Область применения выключателя нагрузки – преимущественно сети класса напряжения 6 и 10 кВ. Применение данных коммутационных устройств обусловлено, прежде всего, экономией: ВН значительно дешевле полноценных высоковольтных защитных аппаратов, а также требуют значительно меньше затрат на обслуживание и ремонт.
Где применяются данные элементы оборудования? ВН являются альтернативой отделителям и короткозамыкателям — их применяют для коммутации токов стороны высокого напряжения силовых трансформаторов. Но только при условии наличия в цепи присоединения трансформатора, как и упоминалось выше, предохранителей или защитных элементов оборудования на другом конце линии со стороны смежной питающей подстанции либо линейных выключателей, от которых запитано распределительное устройство, питающее данный трансформатор.
Выключатели нагрузки применяют в других сетях небольшой мощности в качестве самостоятельного коммутационного аппарата. На протяженных и разветвленных воздушных линиях устройства используются для удобства отключения участков линий без необходимости полного ее обесточивания. При этом на питающей подстанции устанавливается выключатель для защиты всей линии от повреждений.
Конструкция
Рассмотрим, из чего состоит выключатель нагрузки на примере устройства коммутационного аппарата типа ВНР-10/400
- Основание (рама).
- Опорный изолятор.
- Держатели с контактами.
- Подвижный рабочий нож.
- Камера гашения дуги.
- Неподвижный верхний контакт.
- Изолирующая тяга.
- Рычаг.
- Гибкая связь.
- Нож заземления.
- Вал заземления.
- Тяга блокировочного устройства.
- Пружины.
- Резиновые прокладки.
- Вал рабочих ножей.
Принцип действия
Рассмотрим вкратце, как работают выключатели нагрузки на примере вышеупомянутого ВНР-10/400, предоставленного на фото:
Конструктивно данный коммутационный аппарат схож с разъединителем. Главное отличие разъединителя от ВН — наличие у последнего дугогасительного устройства и привода, обеспечивающего более быстрое выполнение операций.
Принцип действия выключателя нагрузки следующий. При включенном положении подвижные контакты находятся в дугогасительной камере. В нижней части дугогасительного устройства расположены дополнительные дугогасящие контакты. При выполнении операции отключения сначала размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные. Образовавшаяся в процессе разрыва контактов электрическая дуга попадает в дугогасительную камеру, где нагревает до высокой температуры оргстекло, которое в свою очередь выделяет большое количество газов. Эти газы мощным потоком вырываются из дугогасительной камеры, чем гасят возникшую электрическую дугу за несколько миллисекунд.
Как изображается ВН на однолинейных схемах? Ниже приведено условное обозначение на схеме:
Слева на схеме изображен ВН, справа — коммутационный аппарат, который конструктивно укомплектован плавкими предохранителями (ВНП).
Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия выключателя нагрузки. Надеемся, предоставленный материал был для вас полезным и интересным!
Рекомендуем также прочитать:
Преимущества и отличия от вводного автомата
Вводной автомат — это автовыключатель. Его устанавливают на вводе линии электросетей в жилое помещение (дом, квартира, дача). Имеет невысокий уровень защиты и может сгореть при подключении мощных электроприборов. При этом при частом использовании вводного электровыключателя просто для включения/выключения света — есть вероятность, что он может перегреться и сгореть.
Внешнем видом обычный автомат практически не отличается, однако конструктивно внутри упрощен. Модульный тип в отличие от вводного автомата по габаритам и размерам обычно больше, а прижимная сила внутри выше.
Модуль нагрузки может применяться как для защиты электросетей жилых и коммерческих площадей, использующих электроприборы небольшой мощности, так и на промышленных предприятиях и заводах, где используют агрегаты и механизмы небольшой мощности. Применение простых автоматов для промышленных мощностей — неэффективно.
Модуль-автовыключатели имеют преимущества:
- относительно невысокая цена;
- повышенная электро-изностойкость;
- можно применять при умеренных перегрузках;
- больший срок эксплуатации в сравнении с вводными автоматами;
- возможность установки на промышленных предприятиях с агрегатами небольшой мощности;
- высокий уровень защиты от перегрузок в электросети и от коротких замыканий;
- высокий порог срабатывания защиты во время перегрузок на ЛЭП;
- быстрая скорость реакции на перегрузки.
Достоинства автоматических электровыключателей модульного типа очевидны. А небольшая разница в стоимости с вводным автоматом определяют выбор в пользу качества и надежности.
В принципе мини-рубильники и выключатели нагрузки это одно и тоже. Они свободно продаются в магазинах, но пользуются меньшим спросом, чем автоматические выключатели. Мини-рубильники представляют собой устройства, которые используются для коммутации (включения — отключения) цепей под нагрузкой. Они изготавливаются в модульном исполнении и по внешнему виду похожи на обычные автоматы.
Часто задают вопрос: «Зачем нужны мини-рубильники и выключатели нагрузки?» Тем более они стоят намного дороже тех же самых автоматических выключателей. Давайте тут попробуем разобраться с этим вопросом.
Что такое выключатель нагрузки?
Это устройство, которое позволяет быстро произвести включение или отключение какой-либо цепи, находящейся под нагрузкой.
Выключатели нагрузки имеют усиленные контакты, срок службы которых намного превышает срок службы контактов простых автоматов. Это необходимо для возможности безопасного обесточивания линии, которая находится под нагрузкой. Если отключать нагрузку обычным автоматическим выключателем, то дуга, которая образуется при разрыве цепи, со временем может спровоцировать слипание контактов. Поэтому обычные автоматы нельзя использовать для включения-отключения нагрузки. Они нужны для защиты электропроводки при возникновении не штатной ситуации в защищаемой ими цепи электропитания.
Также некоторые модели выключателей нагрузки имеют двойной разрыв контакта, что позволяет гарантировать полное обесточивание отключаемой линии.
Для того чтобы можно было убедиться визуально, что контакты мини-рубильника разорвались, на некоторых моделях есть специальное смотровое окошко. Через него видно в каком состоянии (замкнутом или разомкнутом) находятся контакты рубильника.
Например, это реализовано у фирмы TDM. Тут окошко находится над ручкой управления. Также в таких моделях реализована функция защиты от случайного отключения или включения мини-рубильника. На передней модели есть подобие винта под шлицевую отвертку, который обозначен на корпусе «Блок — 100А». Например, отключили такой выключатель нагрузки, повернули отверткой болт «Блок-100А», таким образом заблокировали ручку управления и пошли смело работать. Для того чтобы обратно включить этот рубильник необходимо снять ручку с заблокированного положения.
Основные параметры защитной характеристики предохранителя
График срабатывания предохранителей при различных токах выражается кривой линией, разделяющей рабочее пространство координат на две части:
Первая часть на графике показана светло-зелёным цветом, а вторая выделена бежевым.
Защитная характеристика плавкой вставки предохранителя
Защитная характеристика у плавкой вставки лежит на границе этих двух зон. В пространстве рабочих токов предохранитель остается целым, а при увеличении их значений выше критического состояния перегорает.
Зона токов предельного отключения опасна для оборудования и должна быть отключена максимально быстро.
Защитная характеристика плавкой вставки выражает продолжительность отрезка времени от начала создания аварийного режима до момента его отключения, представленную в зависимости к превышения величины опасного тока над номинальным значением предохранителя.
Плавкая вставка характеризуется тремя видами токов:
Плавкая вставка предохранителя защищает подключенную к ней схему от двух видов аварийных режимов:
Все эти режимы и виды токов учитываются при выборе предохранителя и плавкой вставки. Для этого разработаны математические соотношения, преобразованные графиками и таблицами в удобной форме.
Как создается защитная характеристика предохранителя
Плавкая вставка способна работать защитой только один раз. После этого она сгорает. Поэтому ее характеристику можно создать только косвенным путем.
Для этого на заводе выбирают случайным образом определённое количество образцов из каждой партии готовой продукции. Их используют для проведения дальнейших электрических испытаний под действием различных токов. По их результатам составляют таблицы и графики, которые позволяют судить о качестве выпущенной серии предохранителей.
Назначение защитной характеристики предохранителя
Плавкая вставка оценивается электрическими параметрами для решения чисто практической задачи: обеспечения правильного ее выбора по рабочим и защитным свойствам.
Для этого учитывают:
Без использования защитной характеристики плавкой вставки правильно выбрать предохранитель для его надежной работы в электрической схеме невозможно.
Устройство, принцип работы
Любой выключатель нагрузки служит, прежде всего, для безопасного разъединения участка электросети, даже если при этом к ней было подключено оборудование. Конструкция представляет собой 3-х-полюсный разъединительный механизм, состоящий из следующих рабочих узлов:
- Подвижные ножи серповидного типа на пружинном механизме.
- Дугогасительная камера с зафиксированными контактами.
- Управляющий механизм – рукоятка или привод с электромагнитом.
В конструкцию выключателя нагрузки входят контактные ножи, входящие в дугогасительную камеруИсточник elesen.by
- Рама с опорными изоляторами.
- Дополнительные ножи заземления.
Разъединительное устройство оснащено 3 полюсами. Каждый из них соединен с пружиной и индивидуальной камерой для гашения дуги. При включении прибора пружины сжимаются, а при выключении – разжимаются, что обеспечивает быстроту срабатывания.
Когда устройство активируется, сначала смыкаются контакты для гашения дуги, и только потом ножи главного соединения. При выключении срабатывает обратный алгоритм – сперва размыкаются базовые контакты, затем дугогасительные.
В зависимости от типа устройства механизм гашения бывает 3 видов:
- Образованием вакуума.
- Заполнением пространства особым газом.
- Обветриванием ионизированной атмосферы.
Чаще всего применяется механизм гашения дуги специальными газами. Выделяются они из полиамидной вкладки, расположенной в дугогасительной камере, под действием плазмы в момент взаимодействия контактов.
Схема устройства и принцип работы выключателя нагрузкиИсточник samelectrik.ru
Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия — Школа для электрика: устройство, монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт электрооборудования
Вакуумный выключатель нагрузки
Выключатели делятся по методу гашения дуги. Есть следующие виды:
- Вакуумные. Работают на свойствах вакуума, в которых дуга не распространяется.
- Автогазовые. Дуга гасится под действием газов, которые выделяются под высокими температурами в камере.
- Автопневматические. Воздух сжимается, из-за чего происходит гашение дуги.
- Электромагнитные. Направление дуги изменяется под действием электромагнитного поля.
- Электрогазовые. Гашение происходит в среде электротехнического газа, состоящего из шестифтористой серы.
По количеству полюсов можно выделить:
- однополюсные;
- двухполюсные;
- трехполюсные устройства.
По конструкции выделяют:
- тепловые;
- полупроводниковые;
- электромагнитные;
- комбинированные.
Выключатели нагрузки характеристики техническиеимеютследующие:
- Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
- Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
- Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
- Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
- Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
- Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
- Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
- Техническое исполнение привода.
Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия
Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.
Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки часто называют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.
Конструкция вакуумного выключателя нагрузки с магнитной защелкой 1 – неподвижный контакт ВДК, 2 – вакуумная дугогасительная камера (ВДК), 3 – подвижный контакт ВДК, 4 – гибкий токосъем, 5 – тяговый изолятор, 6 – пружина поджатия, 7 – отключающая пружина, 8 – верхняя крышка, 9 – катушка, 10 – кольцевой магнит, 11 – якорь, 12 – втулка якоря, 13 – кулачок, 14 – вал, 15 – постоянный магнит, 16 – герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)
В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.
Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера
Как видно из рисунка, здесь использованы элементы трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры 5. К ножам разъединителя 1 прикреплены вспомогательные ножи 4. Изменен также привод разъединителя, что-бы обеспечить необходимую скорость движения ножей при включении и отключении, не зависящую от оператора.
В положении «включено» вспомогательные ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя 2 и скользящие контакты гасительных камер 7 замкнуты. Большая часть тока проходит через контакты разъединителя 8 в процессе отключения сначала размыкаются контакты разъединителя; при этом ток смещается через вспомогательные ножи 4 в гасительные камеры.
Выключатель нагрузки ВНР-10/630
Статьи и схемы
Полезное для электрика
