Двухполюсный и трехполюсный выключатели: назначение, характеристики, особенности монтажа
Назначение автоматических выключателей, внедряемых в схемы электрических сетей, касается защитных функций. Если в режиме перегрузки сети использовать ручной прибор, вероятность получить значительные повреждения оборудования существенно возрастает.
Автоматические двухполюсный и трехполюсный выключатели снижают такие риски до минимума, так как обеспечивают моментальный разрыв цепей на случай аварии.
Разберемся в особенностях электрических автоматов, приведем советы по выбору, установке и эксплуатации таких устройств.
Исполнение автоматических выключателей
В практике использования подобного оборудования отмечается частое применение трёх видов устройств: однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные.
В чём проявляется разница между этими тремя видами автоматов? Попытаемся разобраться.
Сообщество этих электрических приборов более чем многообразно. Ассортимент не охватить воображением. Однако высокая численность защитных устройств полностью оправдана, так применять их приходится в самых разных вариантах построения схем
Однополюсный прибор, в общем-то, не вызывает особых вопросов. Если внедрить выключатель однофазную схему, то устройство будет работать как обычный рубильник, только в режиме автоматической реакции — то есть без вмешательства пользователя разорвёт цепь на случай нарушения заданных рабочих условий.
Краткая характеристика двухполюсника
Аналогичное устройство, но исполненное в виде двухполюсного автоматического выключателя, несколько отличается по функциональности.
Схемотехника двухполюсного прибора выполнена с учётом контроля и сравнения условий работы двух независимых токовых линий.
Двухполюсная конструкция выключателя предназначена для защиты и блокировки двух разных линий одной электрической цепи. Такие приборы наряду с блокировкой фазы применяются также для разрыва цепи нулевого проводника
Двухполюсные автоматы применяются, как правило, для внедрения в проекты построения электрических сетей, когда требуется контроль и сравнение условий работы двух участков единой электрической сети. По сути, двухполюсная конфигурация прибора представляет собой тандем пары однополюсных устройств.
Однако схема защиты и блокировки двухполюсника работает по принципу сравнения параметров каждого устройства в отдельности, в режиме реального времени. Если на любом из двух контрольных участков параметры выходят за границы установок, моментально разрываются обе линии.
Этот важный момент показывает: замена двухполюсного автомата парой обычных однополюсных приборов невозможна в принципе. На случай перегрузки одной из цепей (или КЗ), сработает только один автомат.
Исполнение двухполюсника: 1 – корпус из пластика хорошего качества; 2 – допускается эксплуатация от -25 до + 60ºС; 3 – монтаж на DIN-рейку; 4 – механизм оперативного взвода; 5 – индикация срабатывания; 6 – панель информации; 7 – технические обозначения (+)
Но учитывая, что электрическая сеть единая, электричество продолжит поступать через второй прибор, питающий другой участок. Подобная ситуация приводит к тяжёлым последствиям.
Между тем, существуют два подвида двухполюсных приборов:
- с защитой одного полюса и обычной коммутацией нейтрали;
- с защитой обоих полюсов и одновременной их коммутацией.
Первые обычно используются в качестве вводных автоматов, благодаря которым коммутируется фазный и нулевой проводники. При этом такая схема включения предусматривает использование дополнительной линии PE — заземляющего провода.
Это устройство конструктивно тоже выглядит как двухполюсник. Однако фактически прибор является однополюсным защитным автоматом с поддержкой функции блокировки (коммутации) нейтральной линии электрической сети
Вторые находят применение в схемах одной сети, где питаются два участка, действующие в условиях разных токовых нагрузок.
Особенности устройства трёхполюсника
Главное предназначение трехполюсного автоматического выключателя – использование в схемах трёхфазных сетей. Конструктивные особенности этого вида приборов заключаются в наличии защитных функций на каждом отдельном полюсе.
Срабатывание защиты на любом из полюсов приводит к размыканию всех полюсов.
Конструкция для работы с трёхфазной сетью. Автоматический выключатель на три независимых полюса с общей блокировкой. Как видно на схеме устройства, защита осуществляется за счёт действия биметаллических пластин, а также электромагнитных расцепителей (+)
Несмотря на конкретное назначение автоматов такого типа, их вполне допустимо использовать на однофазных или двухфазных линиях.
Конструктивно трехполюсный автомат содержит следующие элементы:
- механизм управления;
- систему контактов;
- модуль гашения электрической дуги;
- расцепляющее устройство.
Свободные контакты обычно монтируются внутри крышки прибора. Контактная система связывается с траверсой главных контактов кинематическим способом.
Функциональные узлы прибора смонтированы внутри корпуса. Крышка и корпус автомата выполняются из материалов, не пропускающих электрический ток (пластмасса, текстолит и т.п.).
Внутреннее содержимое классических конструкций трехполюсников: 1, 6 – камера гашения электрической дуги; 2, 6 – расцепитель электромагнитного действия (катушка с сердечником); 3,4 – расцепитель теплового действия (биметаллическая пластина) (+)
Механизм защиты трёхполюсников обеспечивает моментное отключение, как в режиме «авто», так и в случае ручного действия. При этом, если имеет место перегрузка в электрической схеме, моментное отключение происходит независимо от силы воздействия на рукоятку управления.
То есть, даже если пользователь будет удерживать рукоятку в состоянии включения, автомат в режиме перегрузки всё равно разомкнёт все полюсы.
Существует модификации трёхполюсников, где добавлен ещё один полюс под нулевой проводник. По сути, речь идёт о четырёхполюсном исполнении с точки зрения конструктивных деталей.
Модифицированное устройство на три фазовых полюса с добавочным нулевым полюсом. Часто этот вид автоматов называют четырёхполюсник, что в принципе вполне соответствует действительности с конструктивной точки зрения
Функционально автомат на четыре полюса напоминает двухполюсную систему. Задача устройства та же самая, только по отношению к трёхфазной сети.
Обобщённые технические характеристики автоматов
Информация о основных параметрах автоматических выключателей указана на его корпусе. Чтобы разобраться в буквенно-цифровых обозначениях, необходимо уметь «читать» маркировку устройств.
Широко распространёнными в быту и промышленности отмечаются приборы, соответствующие следующим основным техническим характеристикам, в зависимости от их конструктивного исполнения:
| Конфигурация автомата | 1-полюсный | 2-полюсный | 3-полюсный |
| Напряжение постоянного тока, В | 240 | 440 | 600 |
| Напряжение переменного тока, В | 380 | 380 | 660 |
| Номинальный ток, А | 0,6 — 100 | 0,6 — 100 | 0,6 — 100 |
| Напряжение независимого расцепителя, В | 24 — 440 | 24 — 440 | 24 — 440 |
| Норма температуры окружающей среды, ºС | -25 / +60 | -25 / +60 | -25 / +60 |
Приборы выбирают по определенным критериям, среди которых напряжение, величина номинального тока, температурные показатели.
Подробнее о выборе автоматических выключателей читайте в статьях:
- Выбор автоматического выключателя: виды и характеристики электрических автоматов
- Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: принципы и формулы для расчетов
Монтажные тонкости выключателей
Для всех электрических приборов подобного исполнения определён порядок внедрения в состав электрической схемы.
Монтаж автоматических выключателей — на первый взгляд процедура технически несложная. Однако если учитывать в точности все существующие правила инсталляции, монтажный процесс автоматов можно сравнить с работой по созданию компьютерного программного обеспечения
Установленным порядком, в частности, предполагаются следующие действия монтажников, прежде чем двухполюсные и трехполюсные выключатели будут установлены:
- прибор должен соответствовать исполнению под текущую схему;
- корпус автомата не имеет деформаций и повреждений;
- рычаг включения/отключения чётко срабатывает в режиме ручной активации.
Основание, на которое предполагается инсталляция устройства, необходимо проверить на ровность поверхности. Не допускается монтаж на основания, где за счёт неровной поверхности после крепления корпус автомата подвергается напряжениям изгиба.
Соединение с проводниками сети
Присоединение медных проводников, имеющих сечение 16 — 25 мм 2 , выполняют через кабельные наконечники (ГОСТ 9688-82). Если необходимо сделать соединение проводниками из меди сечением 4 – 16 мм 2 , используются кабельные наконечники иного типа (ГОСТ 7386-80).
Применительно к соединениям алюминиевых проводов, используются концевые элементы по аналогии ТАМ-7, соответствующие параметрам ГОСТ 9581-80.
Наконечники проводников, подводимых на контактные зажимы автоматов. Зачастую этот момент игнорируется, проводники попросту скручивают и в таком состоянии подключают к устройству. По сути, такой подход уже считается нарушением. Исключение составляют провода сечением менее 4 мм
Сетевое проводники, подводящие напряжение от источника питания, подключают к верхней группе неподвижных контактов автоматических выключателей. Подводить и подключать проводники необходимо так, чтобы они не создавали усилия на зажимах автомата.
Наконечники следует затягивать контактными зажимами плотно, но без критичных усилий, способных привести к срыву резьбы. Заделке проводников в кабельных наконечниках следует уделять высокое внимание. Обязательно использовать изоляционные трубки, ленту в качестве защитной оболочки.
Нюансы расстановки и крепежа
Когда выполняют монтаж нескольких единиц оборудования, требуется соблюдать правила расстановки приборов относительно друг друга. Так, расстояние между близко расположенными приборами следует выдерживать не менее 5 мм.
Установка выключателей в группу. Выглядит вполне красиво и аккуратно. Между тем, в данном случае монтажный процесс выполняется с ошибками. Согласно нормативам, при монтаже в группе расстояние между стенками рядом расположенных приборов должно составлять не менее 5 мм
Минимальные расстояния от металлических частей распределительных устройств: сверху 30 – 50 мм, сбоку 5 – 10 мм, в зависимости от величины подведённого напряжения.
Если на монтаже применяются приборы, конструктивно сделанные в дополнительной оболочке, все монтажные манипуляции с ними производятся при снятой крышке оболочки. Установку крышки выполняют с учётом правильного вхождения поводка приводного механизма. Крепление крышки винтами исполняют равномерно.
По завершении монтажа автоматы обязательно проверяются на чёткость момента включения/отключения.
Монтажные схемы и правила подключения выключателя подробно описаны в этой статье.
Техническое обслуживание в период эксплуатации
Нормальные условия действия двухполюсных и трехполюсных автоматических выключателей позволяют выделять время на технический осмотр приборов не чаще одной профилактики за три года работы. Этот факт лишний раз подтверждает высокое качество исполнения практически любых автоматов.
Техническое обслуживание приборов. Эта процедура предусматривает тестирование целостности устройств и надёжности контактных групп. В рамках техобслуживания выполняется чистка приборов и мест их размещения. Проверяется качество работы автоматических механизмов
Между тем, согласно инструкций, технический осмотр обязательно выполняется, если автоматический выключатель срабатывал по причине тока короткого замыкания.
Для любой причины, будь то срабатывание устройства в условиях аварийной ситуации или техобслуживание по графику, технический осмотр устройств выключает в себя:
- диагностирование механизма включения/отключения в ручном режиме без нагрузки;
- проверку затяжки винтов основных и свободных контактов;
- надёжность крепежа прибора к основанию;
- очистку от загрязнений и посторонних предметов;
- имитацию отключения методом механического воздействия на чувствительный элемент;
- проверку работоспособности в рабочем режиме.
Практика пользования электрическими сетями отмечает обращение с приборами разных производителей, включая отечественных и зарубежных.
Большая часть всех эксплуатируемых устройств автоматической защиты характеризуется безупречной работой в плане качества.
Выводы и полезное видео по теме
Что такое автоматы и чем они различаются, можно узнать из следующего видеоролика:
О критериях выбора защитных устройств:
Надёжность работы устройств автоматической блокировки часто определяет не бренд, а правильный подбор с учётом рабочей нагрузки. Также значимое влияние на действие приборов оказывает точный расчёт сечения проводников, питающих нагрузку от автомата и расчёт сечения кабеля ввода.
Когда все нюансы монтажа учтены, даже китайские приборы, которые в несколько раз дешевле брендовых, работают достаточно долгий период времени без особых нареканий.
Поделитесь с читателями вашим опытом подключения двухполюсных и трехполюсных выключателей. Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы по теме статьи и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.
Двухполюсный автомат
Для защиты электрических цепей от перегрузок или последствий короткого замыкания (КЗ) используются различные устройства. Чаще всего в качестве таких средств применяют однополюсные (ОАВ) или многополюсные автоматические выключатели. Из последних наиболее востребованными являются двухполюсные приборы (ДАВ).
Конструкция
В конструкцию автоматического выключателя (АВ) входят следующие элементы:
- механизм управления. Состоит из рычагов (кнопок) и предназначен для ручного включения и выключения автомата;
- расцепители;
- элементы коммутации (подвижные и неподвижные контакты);
- дугогасительная камера. Необходима для гашения дуги, возникающей при разрыве контактов под током.;
- корпус. Стандартизированная пластмассовая коробка. Спереди имеется рычаг включения прибора, а сзади – защелки для установки на DIN – рейку в щите. Сверху и снизу имеются клеммы для проводов.
Рис. 1. Конструкция автоматического выключателя
Важными элементами АВ являются расцепители, с помощью которых происходит разрыв электроцепи в аварийных случаях. При этом в автомате имеются два типа расцепителей:
- Тепловой.
- Электромагнитный.
Первый тип расцепителя предназначен для реагирования на перегрузку электроцепи. Его основа – биметаллическая пластина, которая перемещается при нагревании ее протекающими по ней больших токов. В случае превышения номинального тока на заданную величину (от 13 до 45%) пластина, изгибаясь, воздействует на подвижные контакты и отключает цепь. Это устройство срабатывает с некоторой задержкой, которая требуется для предотвращения срабатывания АВ при кратковременных возрастаниях тока. Такие импульсы возникают, например, при пуске двигателя.
Для предотвращения воздействия на элементы электроцепи скачкообразных токов КЗ используется расцепитель с катушкой индуктивности и сердечником. Под действием тока КЗ сердечник входит внутрь катушки, а связанный с ним рычаг размыкает подвижный контакт и разрывает электроцепь. При этом время отключения э/м расцепителя должно быть минимальным. В современных автоматах это время не превышает 0,02 с.
Особенности ДАВ
Особенностью ДАВ является то, что он должен разрывать электроцепь при превышении допустимого тока в любом из подводящих проводов. Такой автомат имеет 4 клеммы, а расцепители в нем срабатывают при нарушении токового режима как в фазовом проводе (L), так и в нейтральном (N).
Рис. 2. Два стандартных ОАВ не смогут заменить ДАВ
Примечание! Конструктивно такая возможность обеспечивается жесткой механической связью.
Поэтому два стандартных ОАВ не смогут заменить ДАВ. При срабатывании последнего одновременно обесточиваются обе подключенные линии. Если же используются два однополюсных АВ, то в этом случае одна цепь отключится, а вторая может продолжать работать. А такая разбалансировка в некоторых случаях может привести к опасным последствиям, например, при ремонтных работах.
Недостатки
У двухполюсных АВ, наряду с достоинствами, связанными с возможностью коммутировать две электроцепи, имеются недостатки:
- их стоимость выше, чем у ОАВ;
- размеры ДАВ больше стандартных АВ, что часто создает трудности при размещении их в щитах;
- поскольку в ДАВ больше подвижных элементов, то они имеют меньшую надежность, чем их однополюсные конкуренты.
Видео – Немного о автоматических выключателях
Когда используются?
Двухполюсные АВ могут быть использованы в следующих случаях:
- при коммутации двух различных взаимосвязанных электрических цепей, когда выключение лишь одной из них может привести к выходу из строя другой;
- в качестве входного устройства для питающей сети;
- в виде групповых выключателей в опасных помещениях.
В частности, использование ДАВ в качестве входных устройств (ВУ) или групповых выключателей регламентируется нормативным документом ПУЭ.
Так согласно п. 7.1.21 этого документа в ряде случаев при превышении U выше допустимого из-за обрыва провода PE должно срабатывать защитное отключение как фазного (L),так и нулевого (N) проводов. То есть, в качестве входного устройства (ВУ) необходимо использовать двухполюсный АВ.
Указания подобного типа приведены также в п. 6.6.28 и 6.6.29 ПУЭ. При этом при использовании ДАВ должна быть исключена возможность отключения одного нулевого проводника без отключения фазного.
Рис. 3. Двухполюсный автомат
Однополюсный или двухполюсный?
Необходимость применения во ВУ того или иного вида АВ зависит от типа питающей сети. Как известно, в настоящее время в зависимости от контура заземления существуют 3 типа электрических линий:
Первый тип электрических линий представляет собой схему с глухозаземленной нейтралью, в которой соединены нейтральный (N) и защитный (PE) провода. Главный недостаток этой схемы – потеря ею защитных качеств при обрыве нейтрального провода.
Рис. 4. Схема tn-c с глухозаземленной нейтралью
Второй тип линий является более безопасным, но более дорогим. В нем используется отдельный дополнительный заземляющий провод (PE).
Рис. 5. Схема системы заземления TN-S
Третий тип – это вариант второго типа, в котором провод PE на входе к потребителю разделяется на 2. Один – это заземление, а второй – нулевая нейтраль.
При наличии линии типа TN-C, когда ввод к потребителю, выполнен двумя проводами (L и N) в качестве входного устройства (ВУ) часто используется ОАВ. На рис. 6 приведена схема включения такого автомата.
Рис. 6. Система заземления TN-C-S
В данном случае питающая фаза подключается к клемме ОАВ, проходит через счетчик и далее идет на ОАВ групп потребителей.
Если используется линия типа TN-S или TN-C-S (напряжение подводится 3-мя проводами – L, N и RE), то на входе используется ДАВ.
На схеме фазный и нулевой провода подключаются к входным клеммам ДАВ и проходят на счетчик. После счетчика фаза проходит на два УЗО и три ОАВ групп потребителей, а нуль – на нулевую шину N. Провод заземления идет непосредственно на шину PE.
Рис. 7. На схеме фазный и нулевой провода подключаются к входным клеммам ДАВ и проходят на счетчик
Характеристики
Основные параметры АВ обычно нанесены на его фронтальную поверхность. К ним относятся:
- название компании-производителя;
- модель;
- время-токовая характеристика (B, C, D, K, Z);
- номинальный ток (Iн), А;
- номинальное напряжение (Uн), В;
- предельный ток отключения (Iотк), А.
Рис. 8. Основные параметры автоматического выключателя
Время-токовая характеристика определяет величину тока мгновенного выключения. В большинстве бытовых случаев используются АВ класса С, для которых этот ток составляет 5 – 10 значений от Iн.
Наиболее важный параметр – Iн. Это максимальный ток, при котором АВ еще не срабатывает. Значения Iн стандартизованы и равны: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А.
Iотк – допустимый для АВ максимальный ток, возникающий при КЗ.
Видео – Маркировка автоматических выключателей. Что означают надписи на автоматических выключателях
Выбор АВ
Выбор АВ производится по Uн и Iн. Во-первых, автомат должен обеспечивать нормальную работу при рабочем Uc.
Необходимый Iн выбирается 2 путями:
- по потребляемой мощности;
- по сечению проводки.
В первом случае оценивается суммарная мощность (P) электроприборов и затем определяется допустимый максимальный ток через автомат:
Imax = P/Uc, где Uc – напряжение сети.
При определении этого тока необходимо также учитывать возможное падение сетевого напряжения, а также некоторый запас, связанный с изменением режима работы потребителей.
В зависимости от Imax подбирается АВ с близким Iн автомата. При этом округление величины Imax производится в большую сторону значений Iн.
Во втором случае при выборе АВ пользуются приведенными в ПУЭ таблицами допустимых токов (в А) для сечений проводов в проложенной электропроводке. В таблице для примера приведены некоторые данные для медных проводов.
Видео – Автоматические выключатели – полюсность и схемы подключения
| Сечение | Электропроводка | В трубе | В трубе | В трубе | В трубе |
|---|---|---|---|---|---|
| кв. мм | Открытая | 2 одножильных провода | 3 одножильных провода | Двухжильный провод | Трехжильный провод |
| 0,75 | 15 | — | — | — | — |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 15 | 14 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 23 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 37 | 31 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 50 |
Зная сечение проводов в электропроводке по таблице можно определить допустимый ток (Iдоп). По этому току подбирается АВ. При этом, величина Iдоп округляется в меньшую сторону номинального тока автомата.
Цены на автоматические выключатели 2-полюсные
Автоматический выключатель 2-полюсный
Монтаж
Монтаж ДАВ не отличается от монтажа обычного АВ. Алгоритм установки такого автомата в бытовую сеть типа TN –S напряжением 220 В следующий:
- Отключить напряжение сети и проверить его отсутствие с помощью мультиметра.
- Подготовить 3 провода соответствующего сечения с двойной изоляции. Желательно,чтобы они различались по цвету – черный (фаза), синий (ноль) и желто-зеленый (земля).
- Оттянув защелку на задней поверхности автомата, установить его на DIN-рейку.
- Зачистить концы черного и синего провода на 1 см и вставить в верхние клеммы. При этом черный провод необходимо вставить в левую клемму, а синий – в правую.
- Затянуть контактные винты.
- Установив на рейку проходной контакт, закрепить на нем желто -зеленый провод и зажать его.
- В нижние клеммы установить провода соответствующего цвета, идущие к потребителю электроэнергии.
- Закрепить провод заземления.
- Подать напряжение и проверить работу автомата.
Видео – Подключение однополюсного и двухполюсного автомата
Меры безопасности
При установке ДАВ необходимо соблюдать обычные правила техники безопасности. В их число входят следующие требования:
- Перед началом работ необходимо получить специальное разрешение.
- Монтаж электроприбора ДАВ должен вестись двумя специалистами с целью своевременного оказания помощи при поражении одного из них током.
- При монтаже необходимо использовать защитные средства – перчатки и диэлектрический коврик.
Как подключить 2-полюсной автомат (автоматический выключатель напряжения)
2-полюсный автоматический выключатель напряжения – электротехническое устройство, предназначенное для защиты цепи, в которой оно установлено, от перегрузки и явления короткого замыкания с целью недопущения возгорания.
2-полюсный автоматический выключатель напряжения – электротехническое устройство, предназначенное для защиты цепи, в которой оно установлено, от перегрузки и явления короткого замыкания с целью недопущения возгорания.
Автоматический выключатель напряжения осуществляет отключение питания сети при возникновении токов, значения которых превышают установленные. Также осуществляется защита от токов короткого замыкания.
Схема устройства двухполюсного автоматического выключателя имеет следующее устройство:
Схема устройства двухполюсного автоматического выключателя имеет следующее устройство:
- контакты подключения питающей сети;
- блокированный рычаг включения АВ;
- контакты для коммутирования приемника.
Инструкция по подключению автомата 2-х полюсного
- Основным правилом, действующим при монтировании 2-полюсного автомата, является отключение питания всей сети в квартире путем вывода из работы вводного автоматического выключателя;
- После этого нужно проверить линию на присутствие напряжения. Для этого применяется индикатор;
- Далее, путем разжатия крепежного язычка и единичного толчка, осуществляется установка двуполюсного автоматического выключателя на DIN-рейку.
После того как автоматический выключатель смонтирован, производится подключение кабельных линий.
Схема подключения 2-полюсного автоматического выключателя
Схема подключения 2-полюсного автоматического выключателя
Подключение 2-х полюсного автомата выключателя производится через присоединение концов проводников к контактам.
- при помощи крестовой отвертки нужно расслабить винтовые зажимы с номерами 2 и 4. К ним присоединяются 2 провода, идущие от потребителя;
- аналогичным способом необходимо подключить жилы кабеля, идущего к источнику, которым может выступать соединительная коробка или счетчик электроэнергии. Проводники подключаются к контактам, обозначенным номерами 1 и 3 2-полюсного автоматического выключателя;
- подключение производится именно в таком порядке для того, чтобы не возникло ситуаций со случайной подачей электроэнергии.
Двухполюсный автомат — описание, принцип действия, подключение
Автоматические системы защиты электрических цепей, пришедшие на смену плавким предохранителям, широко применяются не только в разветвлённых сетях производственных предприятий, но и в бытовых электропроводках. Автоматы компактны, надёжны, просты в управлении. Защитить электрическую проводку домашней сети можно с помощью однополюсных автоматов. Но нередки случаи, когда для полноценной защиты электрических установок необходимо устанавливать двухполюсный автомат. Иногда сложную электрическую сеть можно защитить исключительно с помощью групповых автоматов.
Особенность многополюсных автоматов в том, что они разъединяют несколько линий одновременно. Это свойство очень полезно в трехфазных цепях, так как отключение лишь одного фазного провода может привести к выводу из строя электромоторов и другого оборудования. Подобные проблемы в двухпроводной схеме решаются с помощью двухполюсников.
Устройство и принцип работы
Конструкция двухполюсника идентична автоматическому выключателю с одним полюсом. Иначе говоря, этот прибор состоит из двух однополюсных автоматов объединённых в одном корпусе. Его особенность в том, что в этих защитных устройствах в аварийных ситуациях автоматически отключаются обе защищаемые линии одновременно. В принципе, элементарный двухполюсный автомат можно сделать самому, соединив планкой намертво рычажки управления двух однополюсников.
Внимание! Заменять двухполюсный автомат двумя одиночными выключателями, работающими по отдельности, нельзя! Не стоит также использовать в качестве двухполюсного автомата одиночные выключатели, соединённые перемычкой. В конструкции двухполюсника присутствует ещё блокировочный механизм, которого нет в «усовершенствованном» устройстве из однополюсных автоматов.
Для понимания устройства и принципа работы двухполюсного автоматического выключателя достаточно разобраться в строении автомата с одним полюсом. Самый простой такой прибор состоит из биметаллической пластины и конструкции механизма взвода и расцепления. Кстати устаревшие автоматы именно так и выглядели. Устройство такого выключателя изображено на рисунке 1.
В ситуациях, равносильных короткому замыканию или при длительных перегрузках в однофазных цепях биметаллическая пластина нагревается и вследствие деформации действует на рабочий рычаг конструкции. Срабатывает механизм защитного отключения и цепь разрывается.
Принцип работы этого устройства очень простой. Когда величины номинальных токов превысят допустимые параметры, тепловой расцепитель приводит в действие подвижный контакт и цепь разрывается. Механизм отключения питания может сработать в двух случаях – при перегрузке или вследствие КЗ. Для подключения питания необходимо устранить причину возникновения токов срабатывания, а потом нажатием рычага управления включить автомат.
Схема работы проста и надёжна. Однако у неё есть существенный недостаток: автомат не реагирует на токи утечки, поэтому не может защитить от поражения током или предупредить загорание проводки в случае искрения. С целью полной защиты требуются дополнительные устройства.
Упомянутого недостатка лишены современные двухполюсные пакетники. На рисунке 2 изображено устройство такого автоматического выключателя. В его конструкции есть одна важная деталь – электромагнитный расцепитель. Такие двухполюсные устройства сочетают в себе функции обычных дифференциальных автоматов-выключателей и устройства защитного отключения (УЗО).
Благодаря электромагнитному расцепителю механизм взвода и расцепления двухполюсного автомата реагирует на токи утечки. Это то самое блокирующее устройство, о котором речь шла выше.
Принцип действия электромагнитного расцепителя.
По двухпроводной линии ток проходит в двух противоположных направлениях – по фазному проводнику в одну сторону, а по нулевому – в другую. При номинальном напряжении магнитные потоки в катушках соленоида, наводимые равновеликими встречными токами, компенсируются. Поэтому результирующий магнитный поток нулевой.
Но стоит появиться утечке, как баланс нарушится, и возникший магнитный поток втянет стержень в соленоид. Он, в свою очередь, приведёт в действие рычаги механизма взвода и расцепления. Двухполюсный автомат разомкнёт 2 полюса, не зависимо от того, в каком из проводников появилась утечка или короткое замыкание. Произойдёт срабатывание УЗО, как реакция на изменение параметров дифференциальных токов.
Назначение
В случае одноконтурной электрической схемы, часто используемой в электрификации домов, не целесообразно применение двухполюсных автоматов для защиты сети. Эту задачу успешно решают однополюсные выключатели, так как нет особой необходимости в одновременном отключении различных сегментов цепи. В однофазной проводке с заземлённой нейтралью, когда все нулевые проводники закорочены на нулевые шины, также можно обойтись одиночными выключателями.
Совсем другая ситуация возникает в случаях, когда некое оборудование не может быть подключено в одну общую цепь. Например, если для питания группы электрических приборов используется трансформатор, то без двухполюсного автомата уже не обойтись. Объяснение простое – на выходе трансформатора нет фазы и нуля. Отсечение электрического тока на одном из проводов не исключает наличия напряжения на другом. Только одновременное отключение двух полюсов обеспечивает безопасность оборудования.
Установка двухполюсника позволяет совместить в одном устройстве задачи дифференциальных защит и УЗО. При этом уже не требуется устанавливать отдельные дискретные устройства защитного отключения.
По аналогичному принципу работают четырехполюсные автоматы, работающие в трехфазных сетях с использованием нулевых проводов. Трехполюсными автоматами осуществляется защита трехфазных нагрузок от КЗ.
Кстати, ПУЭ не запрещает использование двухполюсных выключателей в качестве вводных автоматов. Их можно также применять для защиты групповой и индивидуальной нагрузки. Но, ни в коем случае через это устройство нельзя подключать провода заземления. Помните, что разрыв РЕ-провода допускается только при извлечении штепселя из розетки.
Достоинства и недостатки
Двухполюсные автоматы обеспечивают контроль линий при однофазном питании, а также защиту оборудования, работающего в трехфазных цепях.
К достоинствам этих устройств можно отнести:
- надёжную защиту домов, офисов и производственных помещений от сетевых перенапряжений;
- возможность контроля мощности отдельных электроприборов и установок;
- лёгкость монтажа и обслуживания. Двухполюсные АВ идеально подходят для выполнения разветвлений и структурирования проводки в электроснабжении помещений.
Конечно, главное преимущество в том, что двухполюсный автомат одновременно обесточивает два проводника, не зависимо от того, в котором из них произошла авария. Это гарантирует полное отсутствие напряжения в защитных проводниках.
Из недостатков можно отметить:
- существование вероятности пробоя кабеля при одновременном включении двух нагруженных линий;
- в редких случаях, при выходе из строя теплового расцепителя, возможно произвольное отключение питания даже в режиме номинальных напряжений;
- необходимость подбора двухполюсных автоматов в соответствии с расчётными параметрами сети. Если чувствительность выключателя будет завышена – он без веских причин будет часто срабатывать, а при заниженном показателе скорости реакции на нестандартную ситуацию, автомат не заметит перегрузки сети.
Благодаря уникальным преимуществам применение двухполюсных выключателей оправдано даже с учётом существующих вероятностей проявления указанных недостатков.
Установка и схемы подключения
Монтаж устройств на дин-рейку выполняется очень просто. Для этого предусмотрены специальные захваты (защёлки) с тыльной стороны автомата (Рис.3). Подсоединение проводов к клемме прибора тоже не вызывает трудностей: провода легко зажимаются болтами на клеммах прибора. По умолчанию к верхним клеммам подключают провода ввода, а к нижним – вывода.
Общепринятая схема подключения выглядит следующим образом:
- Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
- После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
- Если предусмотрен трехфазный ввод, то используют трёхполюсный или четырёхполюсный автоматический выключатель, в зависимости от схемы подключения нулевых проводников.
В сложных разветвлённых схемах может быть несколько двухполюсников, после которых, на каждую ветвь устанавливается ещё по одному однополюсному автомату. Пример такой схемы с общей нулевой шиной представлен на рисунке 4. Обратите внимание, что для фазного ввода использован двухполюсный автомат. На этой схеме нет других вводных устройств.
Как выбрать двухполюсник?
Для того чтобы автоматический выключатель в полной мере обеспечивал необходимую защиту, необходимо взвешено подойти к его выбору. Главное не ошибиться с номиналом. Для этого необходимо знать номинальную нагрузку, которую планируете подключить к прибору.
Ток в цепи, защищаемой автоматом, вычисляем по формуле: I = P / U, где P – номинальная нагрузка, а U – напряжение в сети.
Например: если к прибору буден подключен холодильник на 400 Вт, электрочайник на 1500 Вт и две лампочки по 100 Вт, то P= 400 Вт+1500 Вт+ 2×100= 2100 Вт. При напряжении 220 В максимальный ток в цепи будет равен: I=2100/220= 9.55 A. Ближайший к этому току номинал автомата – 10 А. Но при расчётах мы не учли ещё сопротивления проводки, которое зависит от типа проводов и их сечения. Поэтому покупаем выключатель с током срабатывания на 16 ампер.
Приводим таблицу, которая помогает определить мощность сети для учёта при расчётах силы тока.
| Сила тока | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 | 80 | 100 | |
| Мощность однофазной сети | 02 | 04 | 07 | 09 | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 2,2 | 3,5 | 4,4 | 5,5 | 7 | 8,8 | 11 | 13,9 | 17,6 | 22 | |
| Сечения проводов | ||||||||||||||||||
Пользуясь таблицей можно с большой точностью вычислить необходимые параметры двухполюсного автомата.
Что касается магазинов, где можно их приобрести, ориентируйтесь на цены и на ассортимент продукции. Из списка производителей можем порекомендовать, например, бренд Legrand.
Часто задаваемые вопросы от читателей
Разрешен ли двухполюсный автоматический выключатель на вводе в системе TN-C?
Да вполне разрешается, более того, я рекомендую устанавливать именно его на вводе в дом или квартиру. Двухполюсный выключатель отличный коммутатор, так как обеспечивает одновременный разрыв и фазного, и нейтрального проводника, в отличии от однополюсного.
Это удобно тем, что напряжение не может податься из сети ни по одному из выводов.
Дело в том, что на практике часто встречаются случаи, когда из-за своеволия соседей или горе электриков у вас в доме выводы могут поменяться местами. В такой ситуации однополюсный автоматический выключатель на вводе отключит не фазный, а нейтральный проводник. Что существенно повышает вероятность поражения электрическим током, как вы уже поняли, система с двухполюсным автоматическим выключателем на вводе лишена данного недостатка.
Если вы рассматриваете данную проблему с точки зрения ПУЭ, то здесь хочу обратить ваше внимание на п. 6.6.28, который гласит:
В трех- или двухпроводных однофазных линиях сетей с заземленной нейтралью могут использоваться однополюсные выключатели, которые должны устанавливаться в цепи фазного провода, или двухполюсные, при этом должна исключаться возможность отключения одного нулевого рабочего проводника без отключения фазного.
Конструкция двухполюсного автоматического выключателя в полной мере соответствует данному требованию, так как и фазный, и нейтральный проводник разрываются в нем одновременно. А вот заменять один двухполюсный двумя однополюсными однозначно нельзя, поскольку такая схема позволит разрывать нейтральный проводник без отключения фазного, вразрез требованиям п.6.6.28 ПУЭ.
Список использованной литературы
- Кузнецов Р. С. «Аппараты распределения электрической энергии на напряжение до 1000В» 1970
- Буль Б.К. «Основы теории электрических аппаратов» 1970
- Е.Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010
Поделиться в социальных сетях
Комментарии и отзывы (9)
Алексей
Переменный ток по фазному и нулевому проводникам идет в обеих направлениях потому что он переменный и меняет свое направление 50 раз в секунду. В описании двухполюсного автомата, который якобы отслеживает утечку тока неправильное объяснение. Показан автомат с комбинированной защитой. Тепловая защита работает от нагрева биметаллической пластины и срабатывает при перегрузках и к.з. с задержкой до 1 сек. Электромагнитная защита при к.з. срабатывает практически мгновенно. В УЗО используется трансформатор тока нулевой последовательности. Т.е. при отсутствии утечки тока на ЗЕМЛЮ, не между фазой и нулем, а именно на землю. В показанных схемах подключения УЗО при пробое фазы на корпус прибора не отключает прибор, потому что нет утечки на землю. Токи в нулевом и фазном проводниках равны, наводимые имимагнитные потоки в трансформаторе тока компенсируются, напряжение на катушке отключения равно нулю, корпус прибора остается под напряжением. И только при прикосновении к нему человека,тело которого имеет контакт с землей ( токопроводящий пол, одновременное прикосновение к корпусу прибора и водопроводу, радиатору отопления) возникает ток утечки через тело человека. И в зависимости от того какое стоит УЗО (ток срабатывания, время отключения) будет зависеть опасность воздействия тока на человека. 0,01 ампера считается опасной, 0,1 ампера может привести к смертельному случаю. А если приборы будут заземлены,то отключение произойдет в момент пробоя изоляции на корпус прибора. Если не приходит провод заземления, то на вводе до входного автомата необходимо разделить нулевой провод на рабочий нулевой проводник и защитный нулевой проводник. Рабочий подключаем на вход вводного автомата, а нулевой защитный к заземляющей шине, к которой третьим проводом подключаем заземляющие клеммы розеток.
Владимир
Алексей подскажите пожалуйста- хочу использовать двухполюсный автомат как сдвоенный выключатель на два прибора которые работают раздельно, но должны включатся только одновременно (включаю фазу на них через двухполюсник, ноль напрямую) . Потребляемые токи этих двух приборов разные ( 10 А и 0,2 А ). Будет ли срабатывать двухполюсник при аварии только в одной цепи например в цепи 0,2 А. ?
h
Мда, у вас на рисунке 2 показан обычный автоматический выключатель, а не то, что пишите в статье. Вдобавок, двухполюсник не реагирует на утечки, т.к. внутри него нет УЗО.
Радик
Доброго времени суток!
У меня двухполюсный автомат выключатель фирмы ABB, есть ли разница куда подключать фазу? в правый или в левый ?
Алексей
Без разницы, смотрите по наиболее рациональному расположению проводников, чтобы было как можно меньше перекрестий и перехлестываний.
Konstantin Smirnov
Разве УЗО, дифф. автомат и двухполюсник — это одно и тоже?
Дмитрий
Не совсем понял Ваш вопрос. Устройство защитного отключения, двухполюсное априори. Да автомат, реагирует на переменный синусоидальный дифференциальный ток, соответсвенно он дифференциальный.
Алексей
Дмитрий, вот только Вы написали большую глупость про совмещение в «современных двухполюсниках» функций диф.автомата и УЗО. Диф.автомат — это сочетание автомата и УЗО в одном устройстве. Потому фраза про совмещение функций просто некорректна.
Далее. Есть двухполюсники 2P и 1P+N (которые и есть диффы). Чистые 2P расцепляют сразу 2 провода — на вводе, в цепях с трансформаторами, для защиты и управления цепей с одновременным подключением питания. 1P+N расцепляет же только фазный провод. В публикации же чёткого разделения нет.
Макаров Дмитрий (Эксперт)
Да, вы правы, в статье присутствует опечатка, дифференциальный автомат представляет собой совмещение классического автоматического выключателя и устройства защитного отключения.
По поводу маркировки двухполюсных автоматов или диффавтоматов, первый вариант — 2P справедлив как для классического автоматического выключателя, срабатывающего от превышения токовой нагрузки или при возникновении токов короткого замыкания, так и для дифференциального. Если рассматривать второй вариант маркировки 1P+N, то он справедлив только для дифференциальных автоматов, а данная статья рассматривает именно двухполюсные автоматы, а дифференциальные только как их усовершенствованный вариант. Именно поэтому в данной статье вопрос об обозначении количества полюсов не освещался в такой мере.