Четырехполюсный автоматический выключатель где применяется?

Выбор автомата по количеству полюсов

Автоматический выключатель – это низковольтный защитный аппарат, который выполняет защиту электрических цепей от таких аварийных режимов работы, как перегрузка и короткое замыкание, а также позволяет выполнять коммутации электрических цепей под нагрузкой в ручном режиме. Если автоматический выключатель конструктивно имеет мотор-привод, то управление им можно осуществлять дистанционно или автоматически посредством подачи сигнала от различных автоматических устройств.

Автоматические выключатели применяются достаточно широко, так как понятие «низковольтные цепи» включает в себя не только силовые цепи, питающие различные электроприборы и оборудование, но и цепи связи, телемеханики оборудования, различных вспомогательных цепей напряжением до 1000 В. В данной статье приведем особенности выбора автоматического выключателя по такому критерию, как количество полюсов.

При выборе автоматического выключателя количество полюсов в нем выбирается с учетом характеристик электрической сети. Рассмотрим, когда и где применяется одно- , двух-, трех — и четырехполюсные автоматы.

Цепи переменного тока напряжением 220/380 В

Трехфазная электрическая сеть может питать, как трехфазных, так и однофазных потребителей. Трехфазные потребители — электродвигатели, трансформаторы со схемой соединения обмоток «звезда» или «треугольник» подключаются к электрической сети тремя проводниками (тремя фазами) и соответственно для защиты данных потребителей устанавливаются трехфазные автоматические выключатели, которые позволяют полностью разорвать цепь.

Если схема соединения обмоток электродвигателя или трансформатора «звезда с выведенной нулевой точкой», то для их защиты устанавливают четырехполюсные автоматические выключатели, которые разрывают три фазных проводника и один нулевой.

Однофазные потребители питаются от напряжения 220 В, которое можно получить, если взять одну из фаз и нулевой проводник (нейтраль) электрической сети. То есть в данном случае помимо трех фаз электрической сети есть еще один проводник – нулевой, поэтому для защиты и коммутации такой электрической сети устанавливают четырехполюсные автоматические выключатели, которые осуществляют разрыв всех четырех проводников электрической цепи.

Также существуют электрические приборы или оборудование, которые конструктивно имеют трехфазные и однофазные элементы. Например, электрический станок конструктивно имеет несколько электрических двигателей, питающихся от трех фаз электрической сети. При этом для управления данными электродвигателями построена схема, питающаяся от 220 В.

В данном случае автоматический выключатель, осуществляющий подачу напряжения на станок, имеет четыре полюса, а непосредственно на самом станке имеются отдельные автоматические выключатели для защиты каждого из элементов станка. Трехполюсные — для защиты электродвигателей, двухполюсные — для защиты цепей управления и других вспомогательных цепей станка.

Однофазная электрическая сеть двухпроводная – один провод в ней фазный, другой – нулевой. Для коммутации и защиты электрических цепей применяют двухфазные автоматические выключатели, осуществляющие полное отключение участка электрической сети.

Как в однофазных, так и трехфазных распределительных щитках могут устанавливаться однофазные автоматические выключатели, осуществляющие питание отдельных однофазных потребителей. Данные автоматические выключатели осуществляет разрыв фазного проводника электрической цепи. При этом отдельные однофазные потребители подключаются к вводному (общему) автоматическому выключателю, который, как и упоминалось выше, имеет два полюса для однофазной цепи и четыре полюса для трехфазной цепи с нулевым проводом.

Следует отметить, что разрыв нулевого проводника производится в том случае, если электросеть имеет систему заземления TN-S, которая предусматривает разделение рабочего нулевого и защитного проводников. Разрыв нулевого проводника осуществляется при условии, что ноль не будет приходить с другого источника. Разрыв всех проводников электрической цепи, в том числе и нулевого проводника, требуется для обеспечения безопасности при обслуживании электропроводки.

Двух, трех- и четырехполюсные модульные автоматические выключатели могут использоваться для автоматизации отключения независимых друг от друга цепей. Например, одна цепь подключается к одной фазе трехфазного автомата, а две другие, к двум другим фазам автомата.

Тепловой и электромагнитный расцепители каждого из полюсов модульного автоматического выключателя работают независимо друг от друга, а рычаги полюсов соединяются между собой, поэтому при возникновении перегрузки или короткого замыкания на одной цепи, будут отключены и две другие цепи.

Цепи постоянного тока

Помимо трехфазных и однофазных сетей переменного тока существуют цепи постоянного тока. Цепь постоянного тока имеет два полюса – «+» и «-», поэтому и автоматические выключатели в данных цепях применяются двухполюсными. Однофазные автоматы в цепях постоянного тока не применяют, так как в данных цепях нужно обеспечивать разрыв одновременно двух полюсов.

Автоматические выключатели постоянного тока применяются для защиты цепей электрифицированного транспорта, в электроустановках в цепях устройств релейной защиты, автоматики, в цепях соленоидов высоковольтных выключателей, для питания оборудования связи, телемеханики, систем АСУ ТП, а также в различных устройствах промышленной автоматики.

Использование двух-четырех полюсных автоматов

Доброго времени суток. Хочу услышать ваше мнение о целесообразности использования в квартирых, дачных электрощитах, автоматы типа 1р (4р) +n. Поясняю, что клиент хочет использовать вместо обычных 1р автоматов , 2р с целью сразу рвать ноль.
Заранее спасибо

Удобно для поиска неисправной линии, если УЗО или АВДТ выбивает.
Больше смысла нет.

4P в 3ф сетях лучше по возможности не использовать.

При типичном состоянии сельских сетей ноль надо обязательно рвать на вводе, для безопасности при ремонте. Потому что на таком нуле тоже в любой момент может быть напряжение. В некоторых случаях эту функцию может исполнять вводное УЗО.

То же относится к старым городким домам с перегруженными алюминиевыми стояками.

Другими словами, в этих сетях не надо серьёзно относиться к различению фазы и нуля. Просто есть два токоведущих провода, на любом может быть опасное напряжение.

Иногда рвать ноль нужно зависимо от фазных проводников, т. е. при включении первым происходит замыкание N, следом L1(L2, L3), а при отключении сначала отключаются фазные проводники, а потом N. Это относительно +N.
А 2Р или 4Р — ну, может в постоянке где нужны, и там где где критична коммутация нуля.

Omega717 написал :
Доброго времени суток. Хочу услышать ваше мнение о целесообразности использования в квартирых, дачных электрощитах, автоматы типа 1р (4р) +n. Поясняю, что клиент хочет использовать вместо обычных 1р автоматов , 2р с целью сразу рвать ноль.
Заранее спасибо

И в чем проблема? Тем паче, что клиент хочет?

Электрик ЦЦ написал :
И в чем проблема? Тем паче, что клиент хочет?

Хочу понять целесообразность для общего развития

Omega717 написал :
Хочу понять целесообразность для общего развития

Rumato написал :
Удобно для поиска неисправной линии, если УЗО или АВДТ выбивает.

AlexeyL написал :
При типичном состоянии сельских сетей ноль надо обязательно рвать на вводе, для безопасности при ремонте. Потому что на таком нуле тоже в любой момент может быть напряжение.

Ну и само собой , если

И еще пара плюсов.
1.При монтаже/замене электроустановочных, возможны случайные касания между PE и N проводниками, что приводит к сработкам групповых УЗО и отключению линий на которых работы не ведутся. В случае с однополюсным автоматом, можно отключить от шины N проводник линии на которой ведутся работы. При использовании 1P+N автомата в этом нет необходимости.

  1. Не нужны N шины, экономия места.

С экономией места — вряд-ли (если только речь об однополюсных 1p+n).

Кстати. Не только два или четыре.
Напомню про известный вариант трёхполюсного автомата в однофазном подключении дома, исполняющий пункт ПУЭ 1.7.145:
Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

Если внимательно посмотреть, то третий полюс коммутирует не PE и не PEN (вторая фраза цитаты из ПУЭ!), а всего лишь перемычку между PEN и PE, превращающую TT в TN-C-S. При этом контролируется ток уравнивания между уличной PEN и местным заземлением, который может быть весьма неприятным, если Ваше заземление единственное нормальное на деревне, и случился перехлёст проводов на ВЛ.

Omega717 , 1п+н (одномодульные) это хорошо и правильно. 3п+н лучше не надо, ставьте 3п. чем меньше коммутаций трехфазного нуля, тем лучше.

Johnny написал :
С экономией места — вряд-ли (если только речь об однополюсных 1p+n).

AlexeyL написал :
Напомню про известный вариант трёхполюсного автомата в однофазном подключении дома, исполняющий пункт ПУЭ 1.7.145

Картинка неправильная:
PEN следует подключать к зажиму PE на автомате,
а уже оттуда перемычка на N.

ВТБ! написал :
PEN следует подключать к зажиму PE на автомате,

Угу. но не в тему.
Я помню откуда корни этой картинки растут . хрен так официально подключишь. Хотя картинка красивая.

ВТБ! написал :
Картинка неправильная:
PEN следует подключать к зажиму PE на автомате,
а уже оттуда перемычка на N.

Оно пофиг, потому что рядом находятся значительно более слабые места: контакты автомата. И схема обязана сохранять электробезопасность при неконтакте в любом наборе полюсов. В худшем случае — при подгорании одного только крайнего правого полюса — получается схема TT.

AlexeyL написал :
В худшем случае — при подгорании одного только крайнего правого полюса — получается схема TT.

И никто этого не заметит.
А при правильном подключении на рабочем ноле тоже будет ноль — придётся устранять обрыв.

haramamburu написал :
хрен так официально подключишь

Добрый день
Возник аналогичный вопросик насчет обязательности двухполюсных автоматов касательно новой духовки, варочной и посудомойки
В инструкции, к первой и последней, пишут, что при прямом подключении (не через вилку, а кабелем) можно использовать только двухполюсные автоматы, в старых такого такого не было
Получается, мне нужно в обязательном порядке заменить однополюсники на двухполюсники на этих линиях?

зы.
общий вводный на 40a есть, узошки на каждой линии тоже.

tortik написал :
Возник аналогичный вопросик насчет обязательности двухполюсных автоматов касательно новой духовки, варочной и посудомойки
В инструкции, к первой и последней, пишут, что при прямом подключении (не через вилку, а кабелем) можно использовать только двухполюсные автоматы

На первый взгляд цель в том, чтобы обезопасить ремонтника. Человек, ремонтирующий плиту у Вас в квартире, не должен зависеть от того, насколько безопасен нулевой провод в этой квартире.
Но дальше вспоминаем определение «действующей электроустановки» из ПТЭЭП:
«Электроустановка действующая Электроустановка или ее часть, которая находится под напряжением, либо на которую напряжение может быть подано включением коммутационных аппаратов «
А ремонт действующей электроустановки без крайней необходимости и соответствующих сложных организационных мер — занятие небогоугодное. По идее, именно Вы должны быть «допускающим», и должны демонстрировать ремонтнику отсутствие напряжения прикосновением руки к токоведущим частям в ремонтируемой плите 🙂

Так что тут лучше не выпендриваться, и ставить силовую вилку. Проще будет жить.

Автоматические выключатели

В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:

  1. Что такое автоматический выключатель?
  2. Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
  3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.
  4. Выбор автоматического выключателя.

1. Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем — когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель защищающий цепь от перегрузки.

Примечание: В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем.

Автоматические выключатели делятся на однополюсные (применяются в однофазных сетях), двухполюсные (применяются в однофазных и двухфазных сетях) и трехполюсные (применяются в трехфазных сетях), так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

1,2 — соответственно нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода

3 — подвижный контакт; 4 — дугогасительная камера; 5 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя); 6 — катушка электромагнитного расцепителя; 7 — сердечник электромагнитного расцепителя; 8 — тепловой расцепитель (биметалли́ческая пласти́на); 9 — механизм расцепителя; 10 — рукоятка управления; 11 — фиксатор (для крепления автомата на DIN-рейке).

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку (6) с находящимся в ее центре сердечником (7) который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину (8). Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя (9), который размыкает подвижный контакт (3).

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом при токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45мин — 1 час.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте (3) образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее возде йствие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру (4), которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

3. Маркировка и характеристики автоматических выключателей.

ВА47-29 — тип и серия автоматического выключателя

Номинальный ток — максимальный ток электрической сети при котором автоматический выключатель способен длительно работать без аварийного отключения цепи.

Стандартные значения номинальных токов автоматических выключателей: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 35; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300, Ампер.

Номинальное напряжение — максимальное напряжение сети на которое рассчитан автоматический выключатель.

ПКС — предельная отключающая способность автоматического выключателя. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный автоматический выключатель сохранив при этом свою работоспособность.

В нашем случае ПКС указан 4500 А (Ампер), это значит что при токе короткого замыкания (к.з.) меньшем, либо равном 4500 А автоматический выключатель способен разомкнуть электрическую и остаться в исправном состоянии, в случае если ток к.з. превысит данную цифру возникает возможность оплавления подвижных контактов автомата и их привариванию друг к другу.

Характеристика срабатывания — определяет диапазон срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя.

Например в нашем случае представлен автомат с характеристикой «C» его диапазон срабатывания от 5·Iн до 10·Iн включительно. (Iн— номинальный ток автомата), т.е. от 5*32=160А до 10*32+320, это значит что наш автомат обеспечит мгновенное отключение цепи уже при токах 160 — 320 А.

Характеристика срабатывания является одним из параметров время-токовых характеристик автоматических выключателей подробнее о которых читайте в статье: «Время-токовые характеристики (ВТХ) автоматических выключателей»

Примечание:

  • Стандартными характеристиками срабатывания (предусмотренными ГОСТ Р 50345-2010) являются характеристики «B», «C» и «D»;
  • Область применения указана в таблице согласно установившейся практике, однако она может быть иной в зависимости от индивидуальных параметров конкретных электрических сетей.

4. Выбор автоматического выключателя

Примечание: Полную методику расчета и выбора автоматических выключателей читайте в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты»

Выбор автомата осуществляется по следующим критериям:

— По количеству полюсов: одно- и двухполюсные применяются для однофазной сети, трех- и четырехполюсные — в трехфазной сети.

— По номинальному напряжению: Номинальное напряжение автоматического выключателя должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

Uном. АВ⩾ Uном. сети

— По номинальному току: Определить необходимый номинальный ток автоматического выключателя можно одним из четырех следующих способов:

  1. Рассчитать самостоятельно по методике приведенной в статье: «Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты«

— Выбираем характеристику срабатывания: зачастую характеристику срабатывания автоматического выключателя выбирают исходя из назначения защищаемой им сети (согласно таблице характеристик срабатывания выше) однако автомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Какие существуют виды автоматических выключателей

Автоматический выключатель это прибор, который предназначен, как следует из его названия, отключаться автоматически. Автоматический выключатель отключает линию, в которую он поставлен, для защиты этой линии от её перегруза и отключении этой линии в случае короткого замыкания в ней.

Также с помощью автомата, как называют его сокращённо, можно обесточить линию вручную.

Так какие виды автоматов существуют и для чего они предназначены?

Автоматические выключатели разделяются:

По конструкции

Модульные автоматические выключатели. Используются, в основном, в бытовых сетях с токами от 0,5 до 125 А. Они имеют от 1 до 4 полюсов. Ширина однополюсного автоматического выключателя имеет ширину 1,75 см. Двух, трёх и четырёхполюсные выключатели имеют ширину кратную 1,75 см.

Литые автоматические выключатели. Такие автоматические выключатели имеют литой корпус, что видно из его названия и предназначены для работы в сетях с токами 10-1000 А. Используются в мастерских, гаражных боксах и т.д.

Воздушные автоматические выключатели. Используются в электроустановках большой мощности с токами 800-6300 А. Имеют 3 или 4 полюса и используются в производстве.

По количеству полюсов

По количеству полюсов автоматы делятся на одно, двух, трёх и четырёхполюсные.
Одно и двухполюсные используются в однофазной сети. Трёх и четырёхполюсные в трёхфазной сети.

Однополюсные автоматические выключатели используются в цепи, в которую включаются осветительные приборы и розеточные цепи.

Двухполюсные используются в вводных однофазных щитках, а также для защиты линий, питающих мощные однофазные бытовые приборы (стиральные машинки, электроводонагреватели, электрические духовки и т.д.).

Трёхполюсные автоматы используются в вводных трёхфазных бытовых и производственных щитках, а также для установки в цепях питания трёхфазного оборудования, в основном промышленного и полупромышленного (трёхфазные бойлеры, трёхфазные электродвигатели, электрические печи, тестомесы и т.д.).

Четырёхполюсные используются в для защиты четырёхпроводных сетей.

Классификация по время-токовым характеристикам

Время-токовые характеристике обозначаются на автоматах буквами A, B, C, D.

Эта маркировка показывает насколько быстро сработает автомат при превышении номинального тока нагрузки. При коротком замыкании автомат срабатывает мгновенно. А вот тепловая защита срабатывает не сразу. Одни автоматы более чувствительны к перегрузке, другие менее. Вот эта чувствительность и обозначается буквами.

А – этой буквой обозначаются автоматические выключатели самые чувствительные к перегрузке. Они срабатывают практически мгновенно при превышении номинального тока нагрузки. Применяются в цепях, которые питают высокоточное оборудование. В быту практически не используются.

В – срабатывают с несущественной задержкой 1-5 секунд при превышении номинального тока в 3-5 раз. Используют их для питания компьютеров, телевизоров с ЖК экраном и другой дорогостоящей техники.

С – чаще всего используются в быту. Срабатывает с задержкой 1,5 – 9 секунд при превышении тока больше номинального в 6-10 раз. Автомат не отключится при незначительном по времени перепаде тока.

D – чувствительность этого автомата самая низкая. Срабатывает при превышении номинального тока в 10-20 раз через 1-10 секунд. Иногда устанавливаются на вводе в здание. Если автоматы в квартирном щитке не сработают, то такой автомат отключит всю линию.

По номинальному току

Автоматические выключатели отличаются также по номинальному тепловому току.

Номинальный ток автоматов бывает:
0,5; 1; 1,6; 2; 3,15; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Наиболее часто применяемы в быту:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40 А.

При превышении тока указанного на автомате он отключается через определенное время. Об этом сказано выше по тексту.

Для отключения автомата по тепловой защите в нём присутствует тепловой расцепитель.

Для отключения автомата из-за короткого замыкания применяется электромагнитный расцепитель.

Устройство автоматического выключателя и принцип работы можете посмотреть в этой статье.

Использование двух- и четырехполюсных автоматических выключателей (2006)

Один из часто задаваемых вопросов на технических семинарах, проводимых компанией «ИЭК», звучит так: «В каких случаях применять двух- и четырехполюсные автоматические выключатели»? Это связано с выходом отдельных глав ПУЭ, которые вводят новые правила выполнения схем электроснабжения, но не разъясняют при этом требования к защите нулевого рабочего проводника. Вопрос актуальный, поскольку подключение УЗО имеет свою особенность: по принципу действия его контакты включаются как в фазный, так и нулевой рабочий проводник. Соответственно последовательно с УЗО необходимо предусматривать его защиту от сверхтока в фазном и нулевом проводнике, т.е. применять двух- и четырехполюсные автоматические выключатели.

Согласно ГОСТ Р 50571.3-94 (п. 413.1.3.2) необходимым условием нормального функционирования УЗО в электроустановке здания является отсутствие в зоне действия УЗО любых соединений нулевого рабочего проводника N с заземленными элементами электроустановки и нулевым защитным проводником РЕ. Поскольку повреждение и старение изоляции возможны и в фазных, и в нулевом рабочем проводниках, а УЗО реагирует на утечку на землю с любого из них, то на отходящих линиях следует в обязательном порядке устанавливать двух- и четырехполюсные автоматические выключатели. Только в этом случае возможно без демонтажа вводнораспределительного устройства методом поочередного включения линий найти неисправную цепь, в том числе и цепь с утечкой с нулевого проводника, а также отключить неисправную цепь для обеспечения работы остальной части электроустановки.

Другие случаи применения защиты в нулевом проводнике прописаны соответствующими стандартами. В ГОСТ Р 50571.9-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасное™. Применение мер защиты от сверхтоков» содержатся указания по выполнению и защите нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.

Порядок выполнения защиты нулевого рабочего проводника от тока короткого замыкания регламентируется следующим образом.

Системы ТТ и TN

В случаях, когда сечение нулевого рабочего проводника, по крайней мере, равно или эквивалентно сечению фазных проводников, не требуется предусматривать устройства обнаружения тока короткого замыкания в этом проводнике или устройства его отключения.

В случаях, когда сечение нулевого рабочего проводника меньше сечения фазных проводников, должно быть предусмотрено обнаружение тока короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике, соответствующего его сечению, с воздействием на отключение фазных проводников. При этом отключение нулевого рабочего проводника является обязательным. Однако не требуется обнаружение тока короткого замыкания в нулевом рабочем проводнике, если одновременно выполняются следующие условия:

  • нулевой рабочий проводник защищен от короткого замыкания с помощью защитного устройства фазных проводников цепи;
  • максимально ожидаемый ток, который может протекать по нулевому рабочему проводнику в нормальном режиме, значительно меньше значения длительно допустимого тока этого проводника.

Второе условие выполняется, если передаваемая мощность как можно более равномерно распределяется между рабочими фазами. Например, если сумма мощностей электроприемников, включенных между фазой и нулевым рабочим проводником (освещение, штепсельные розетки) намного меньше суммарной мощности рассматриваемой цепи. Сечение нулевого рабочего проводника должно быть не меньше 50 % сечения фазного проводника.

Система IT

Системы IT, как правило, не имеют нулевого рабочего проводника. Однако в случаях применения системы IT с нулевым рабочим проводником необходимо предусматривать устройства обнаружения сверхгока в нулевом проводнике. Эти устройства воздействуют на отключение всех проводников соответствующей цепи, находящихся под напряжением, включая нулевой рабочий проводник.

Такие меры не требуются, если:

  • нулевой рабочий проводник надежно защищен от коротких замыканий с помощью устройства, установленного со стороны питания, например на вводе в установку, в соответствии с правилами указанными в п. 434.3. ГОСТ 50571.5;
  • рассматриваемая цепь защищена с помощью устройства защитного отключения, реагирующего на дифференциальный остаточный ток

с током уставки не более 0,15 максимально допустимого тока нулевого рабочего проводника.

Защитное устройство должно отключать все находящиеся под напряжением проводники соответствующей цепи, в том числе нулевой рабочий проводник. Нулевой рабочий проводник должен отключаться после отключения фазных проводников, а включаться одновременно с фазными проводниками или ранее.

В ГОСТ Р 50571.3-94 в п. 413 «Защита от косвенного прикосновения» сформулированы требования к выполнению защитного заземления в системе ТТ: все открытые проводящие части, защищенные одним защитным устройством, должны присоединяться защитным проводником к одному заземляющему устройству. Если несколько защитных устройств установлены последовательно, то это требование применяется отдельно к каждой группе открытых проводящих частей, которая защищается отдельным устройством.

Нейтральная точка или, если таковой не существует, фаза питающего генератора или трансформатора должны быть заземлены. При этом должно выполняться следующее условие:

Автоматические выключатели постоянного тока: что это такое и где они применяются?

Многие знают из школьного курса физики, что ток бывает переменным и постоянным. Если о применении переменного тока мы еще что-то можем с уверенностью сказать (все бытовые электроприемники питаются от переменного тока), то о постоянном мы не знаем практически ничего. Но раз существуют сети постоянного тока, значит есть и потребители, и соотвественно защита таким сетям тоже нужна. Где встречаются потребители постоянного тока и в чем отличие аппаратов защиты для этого рода тока мы рассмотрим в этой статье.

Ни один из типов электрического тока не «лучше», чем другой — каждый подходит для решения определенных задач: переменный ток идеален для генерации, передачи и распределения электроэнергии на большие расстояния, в то время как постоянный ток находит свое применение на специальных промышленных объектах, установках солнечной энергии, центрах обработки данных, электрических подстанциях и пр.

Шкаф распределения постоянного оперативного тока электрической подстанции

Понимание отличий переменного и постоянного тока дает четкое представление о задачах, с которыми сталкиваются автоматические выключатели постоянного тока. Переменный ток промышленной частоты (50 Гц) меняет свое направление в электрической цепи 50 раз в секунду и столько же раз «переходит» через нулевое значение. Этот «переход» значения тока через ноль способствует скорейшему гашению электрической дуги. В цепях постоянного тока значение напряжения постоянно — также как и направление тока постоянно во времени. Этот факт существенно затрудняет гашение дуги постоянного тока, и потому требует специальных конструкторских решений.

Совмещенные графики нормального и переходного режимов при отключении: а) переменного тока; б) постоянного тока.

Одно из таких решений — использование постоянного магнита (4). Движение дуги в магнитном поле является одним из способов гашения в аппаратах до 1 кВ и находит применение в модульных автоматических выключателях. На электрическую дугу, которая по своей сути является проводником, воздействует магнитное поле, и та затягивается в дугогасительную камеру, где окончательно затухает.

1 — подвижный контакт
2 — неподвижный контакт
3 — серебросодержащая контактная напайка
4 — магнит
5 — дугогасительная камера
6 — скоба

Полярность надо соблюдать

Еще одним и, пожалуй, ключевым отличием между автоматическими выключателями переменного и постоянного тока, является у последних наличие полярности.

Схемы подключения однополюсного и двухполюсного автоматического выключателя постоянного тока

Если вы защищаете однофазную сеть переменного тока при помощи двухполюсного автоматического выключателя (с двумя защищенными полюсами), то нет разницы в какой из полюсов подключать фазный или нулевой проводник. При подключении же в сеть постоянного тока автоматических выключателей необходимо соблюдать правильную полярность. При подключении однополюсного выключателя постоянного тока питающее напряжение подается на клемму «1», а при подключении двухполюсного — на клеммы «1» и «4».

Почему это так важно? Смотрите видео . Автор ролика проводит несколько тестов с 10-ти амперным выключателем:

1) Включение выключателя в сеть с соблюдением полярности — ничего не происходит.
2) Выключатель установлен в сеть обратной полярностью; параметры сети U=376 В, I=7,5 А. Как итог: сильное дымовыделение с последующим воспламенением выключателя.
3) Выключатель установлен с соблюдением полярности, а ток в цепи составляет 40 А, что в 4 раза превышает его номинал. Тепловая защита, как это и должно быть, разомкнула защищаемую цепь через несколько секунд.
4) Последний и самый жесткий тест проводился с таким же 4-х кратным превышением по току и обратной полярностью. Результат не заставил себя долго ждать — мгновенное воспламенение.

Этот ролик наглядно демонстрирует то, почему необходимо соблюдать полярность при подключении автоматических выключателей постоянного тока. Подключение с обратной полярностью, и с током цепи, не превышающим номинал автоматического выключателя, выводит его из строя. Во избежание повторения подобных «печальных опытов» производители маркируют клеммы выключателей «+» и «-», а также дают схемы подключения в руководствах по эксплуатации.

Таким образом, автоматические выключатели постоянного тока — это устройства защиты, применяемые для объектов альтернативной энергетики, систем автоматизации и управления промышленных процессов и пр. Специальные исполнения защитных характеристик Z, L, K позволяют защищать высокотехнологичное оборудование промышленных предприятий.

Для их электроустановки всегда рекомендуется пользоваться услугами квалифицированных инженеров и техников, чтобы убедиться, что соответствующие автоматические выключатели постоянного тока будут выбраны и установлены правильно.