Основная задача автоматических выключателей заключается в обеспечении защиты электрических цепей от критических токов, которые могут быть вызваны перегрузкой или КЗ. Когда через защитное устройство проходит электроток выше номинального, производится отключение подачи электропитания.
Очень важно правильно подобрать автоматы при организации электропроводки, если у них будет ток отсечки ниже допустимого, это вызовет ложные срабатывания. Установка устройств защитного отключения с высоким порогом срабатывания приведет к повреждению электропроводки и всем сопутствующим этому неприятностям.
Понимание принципа работы УЗО позволит правильно подобрать автоматы, поэтому имеет смысл рассказать об их устройстве.
Содержание
- Устройство и основные узлы
- Узел электромагнитной защиты
- Узел, обеспечивающий тепловую защиту
- Механизм включения-отключения
- Ток отсечки
- Категории срабатывания
- Допустимая отключающая способность
- Производители и ценовые категории
Устройство и основные узлы
На изображении, размещенном ниже, показаны основные узлы УЗО.
- A – узел электромагнитной защиты;
- B – механизм включения-отключения;
- C – узел тепловой защиты.
Подробно о назначении каждого из них.
Узел электромагнитной защиты
Данный узел выполняет функцию электромагнитного расцепителя, основная задача которого произвести отключение при прохождении через автомат напряжения с высокой силой электротока, что характерно при КЗ.
Размещенный ниже график наглядно демонстрирует характеристики приборов категорий «B», «C», «D».
Вертикальная шкала графика отображает скорость с которой происходит срабатывание (сек.), горизонтальная — превышение номинального электротока (I/In).
Как видно из графика, чем больше превышение номинального электротока, тем быстрее время срабатывания, что очень важно при образовании в цепи сверхтоков, характерных для КЗ.
Электромагнитный узел защиты (показан на фото), по сути является обычным соленоидом, при движении сердечника которого происходит размыкание контакта.
Принцип действия этого узла следующий:
При прохождении напряжения контактную группу «С» с силой тока выше номинального, в катушке «А» образуется электромагнитное поле, достаточное, чтобы втянуть сердечник «B», разрывающего цепь электропитания.
Узел, обеспечивающий тепловую защиту
Задача этого узла также заключается в разрыве электроцепи при относительно небольшом превышении номинального электротока. Но, в отличие от электромагнитной защиты, отключение выполняется через относительно небольшой промежуток времени.
Такая реализация позволяет не допустить ложное срабатывание, когда происходит кратковременно незначительное превышение номинального электротока. Конструктивная реализация узла показана на фотографии.
Принцип срабатывания: когда через пластину «A» проходит электроток выше номинального значения, она начинает нагреваться. В результате особенностей материала меняется геометрия пластины, в результате она отключается от контакта «B».
Механизм включения-отключения
Этот узел позволяет привести автомат в рабочее состояние после срабатывания узлов защиты, а также произвести ручное отключение электроцепи, если в том возникла необходимость, например, при проведении ремонтных работ по замене или модернизации проводки.
Основные критерии при выборе
УЗО подбирается под характеристики электропроводки. Учитывая, что в бытовых электропроводках, как правило, используются однополюсные автоматические выключатели, имеет смысл рассмотреть их основные параметры:
- ток отсечки, определяющий допустимую нагрузку;
- категории срабатывания по КЗ;
- максимальные отключающие способности.
Ток отсечки
Этот параметр подбирается в зависимости от нагрузки на линии электропроводки. Для его расчета используется производная от закона Ома, а именно: где Р – суммарная мощность нагрузки на линию, а U – напряжение цепи. Напоминаем, что данная зависимость определяется ваттами, амперами и вольтами, говоря проще, киловатты необходимо перевести в ватты.
Приведем пример: допустим, необходимо подобрать автомат для линии с суммарной мощностью 5 кВт (она указывается на электроприборах). Ток отсечки будет равен 5000/220, то есть не менее 23 А.
При этом также необходимо учитывать допустимую нагрузку на электропроводку, она зависит от сечения провода. Чтобы не путаться в расчетах, проще привести готовую сводную таблицу для скрытой проводки медным проводом.
| Сечение провода
(мм2) |
Допустимый электроток
(А) |
Допустимая мощность нагрузки
(кВт) |
| 1,50 | 19 | 4,1 |
| 2,50 | 27 | 5,9 |
| 4 | 38 | 8,3 |
| 6 | 46 | 10,1 |
| 10 | 70 | 15,4 |
Выбирая УЗО, следует принимать во внимание величину допустимой нагрузки на электропроводку. Если требуется подключить приборы большей мощности, установка автомата большего номинала будет не правильным решением, потребуется проложить новую линию соответствующего сечения.
На фотографии показано, где отображается номинально допустимый ток.
Категории срабатывания
Этот параметр характеризует зависимость скорости отключения от превышения номинального тока. Время-токовый график для категорий В, С и D был приведен выше.
Рассмотрим предназначение категорий:
- В – срабатывание при превышении номинального тока в 3-5 раз, как правило, используется в цепях освещения;
- С – мгновенное отключение при 5-10 кратном превышении, предназначены для подключения бытовых приборов;
- D – срабатывание, когда нагрузка больше номинальной в 10-20 раз, в быту практически не используются, применяются для цепей с высокими пусковыми токами (насосы, подъемные механизмы и т.д.).
Другие категории, например, «К» (УЗО для активно-индуктивной нагрузки) или Z (устанавливаются для электроники) для бытовой электропроводки не предназначены. Где производится маркировка категории, согласно принятым стандартам, продемонстрировано на фотографии.
Допустимая отключающая способность
Этот параметр отображает, какой максимально допустимый ток может быть отключен устройством. По принятым нормативам для бытовой проводки этот параметр должен соответствовать 6000 ампер, его отображение производится на лицевой панели устройства так, как это показано ниже.
Иногда на цепь освещения и группы розеток устанавливаются автоматы, ПКС (предельно коммутирующая способность) которых 4500 А. Насколько это допустимо, зависит от нагрузки, но согласно европейскому стандарту, у бытовых УЗО ПКС должно быть как минимум 6000 А.
Производители и ценовые категории
Учитывая, как много зависит от надежности УЗО, рекомендуется приобретать устройства, производящихся под известными брендами. Стоимость таких автоматов будет несколько дороже, чем у китайских аналогов, заявленные характеристики которых не соответствуют действительности.
Необходимо заметить, что внешний вид контрафактной продукции может практически не отличаться от оригинальной, поэтому лучше производить закупку у сертифицированных дилеров. В противном случае существенно возрастает риск приобретения товара, не отвечающем заявленным характеристикам.
Надежность работы электропроводки напрямую зависит от автоматических выключателей, поэтому не рекомендуется экономить на этих защитных устройствах.