В домах старой постройки, в системе электроснабжения нулевой провод был не только рабочим, но и одновременно выполнял защитную функцию. В современных зданиях предусмотрено разделение по назначению рабочих и защитных проводников. В связи с этим часто возникает вопрос, как подключить автоматический выключатель, поскольку все электроустановочные изделия европейского образца оборудованы клеммами для подключения заземляющего провода. Кроме того, крепление самих автоматов в распределительном шкафу может быть выполнено путем крепления на DIN-рейку или на специальную монтажную панель.
Устройство и принцип действия
Автоматические выключатели, называемые в быту автоматами или переключателями, относятся к средствам коммутации и предназначаются для подачи электрического тока к какому-либо объекту. Основной функцией этих устройств является автоматическое отключение подачи тока при возникновении аварийной ситуации и неполадок в сети. Автомат защищает электрическую цепь от коротких замыканий, перегрузок и падения напряжения сверх допустимого значения.
Прежде чем выполнять подключение автомата, необходимо разобраться с особенностями его конструкции и принципом срабатывания. Автоматический выключатель состоит из корпуса, коммутирующего устройства, механизма управления в виде кнопки или рукоятки, дугогасительной камеры и винтовых клемм, расположенных вверху и внизу.
Для изготовления корпуса и механизма управления используется прочная пластмасса, не поддерживающая горение. Коммутирующее устройство состоит из подвижных и неподвижных контактов. Каждый полюс автомата состоит из пары этих контактов и оборудован собственной дугогасительной камерой.
Предназначение дугогасительной камеры заключается в гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве контактов, находящихся под действием нагрузки. Сама камера изготавливается в виде набора стальных пластин, имеющих профиль определенной формы. Они изолированы между собой и расположены на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Именно к этим пластинам притягивается дуга, которая здесь же остывает и угасает. Число пар контактов в разных моделях автоматов составляет от 1 до 4. В устройствах имеются индикаторы положения. Красный цвет указывает на включенное состояние, а зеленый – на выключенное. Таким образом, можно очень быстро определить текущее состояние автоматического выключателя.
Все детали спрятаны внутри корпуса, снаружи видно только верхние и нижние винтовые зажимы, рукоятку управления и индикатор. На корпусе имеется фиксатор, позволяющий быстро установить автомат на DIN-рейку и так же легко демонтировать его.
Для отключения автомата существует специальный механизм, называемый расцепителем. Каждый тип расцепителя имеет собственную конструкцию. Например, в обычных автоматах функцию отключающего устройства выполняет катушка с обмоткой и сердечником. Для обмотки используется медный изолированный провод. Включение катушки в электрическую цепь производится последовательно с контактами, поскольку именно по ней осуществляется движение тока нагрузки. В случае превышения этим током установленного допустимого значения, то под действием магнитного поля катушки сердечник перемещается и оказывает механическое воздействие на отключающее устройство. В результате, происходит размыкание контактов защитного автомата.
Конструкция теплового расцепителя имеет свои особенности. В ее состав входит специальная биметаллическая пластина. Для ее изготовления используются два вида металлов, разнородных по своему составу и с различными коэффициентами линейного расширения. Пластина включается в цепь последовательно с нагрузкой. Во время работы автомата она нагревается током, проходящим через нее. В случае перегрузки происходит изгиб пластины в сторону металла с наименьшим коэффициентом расширения. В действие вступает спусковой механизм, отключающий автомат. Чем больше ток превышает номинальное значение, тем быстрее происходит срабатывание теплового расцепителя.
Монтаж автоматических выключателей
Подключение автоматических выключателей в распределительном шкафу выполняется в определенной последовательности. Сверху заводится кабель, подключенный к внешнему источнику тока, а через выводные отверстия, расположенные внизу, проводка разводится по своим объектам, в соответствии с электрической схемой.
В начале монтажа подключается вводный автомат. При наличии в схеме нескольких линий, изолированных между собой, они разделяются от вводного автоматического выключателя. Его мощность должна быть не меньше общей мощности автоматов, подключенных к раздельным линиям. С этой целью выбираются двух- или четырехполюсные устройства группы D, устойчивые к включению электроинструмента и другого мощного оборудования.
Наибольшее распространение получили однополюсные выключатели, подходящие для любых схем электроснабжения квартир и частных домов. Модульные автоматы устанавливаются на DIN-рейку и соединяются проводниками с пропускной способностью по току, превышающей рабочий ток выключателя. Более удобное подключение нескольких автоматов в одном ряду можно выполнить с помощью специальной соединительной шины. От нее отрезается кусок необходимой длины и закрепляется в клеммах.
Такое подключение возможно за счет расстояния между контактами шины, соответствующего стандартной ширине модульных автоматов. Установка выключателя производится на фазу, а нейтральный проводник подводится от вводного устройства напрямую к приборам.
- Однополюсный выключатель используется при монтаже розеток и систем освещения.
- Двухполюсный автомат подходит для приборов повышенной мощности, таких как электроплита или бойлер. В случае перегрузок он гарантированно разрывает цепь. Схема подключения таких выключателей практически ничем не отличается от однополюсных моделей. Для более эффективного использования их рекомендуется подключать к отдельной линии.
- Трехполюсный автоматический выключатель следует устанавливать только в тех случаях, когда планируется использование электроприборов, работающих при напряжении 380 В. Для того чтобы исключить перекос фаз, подключение нагрузки осуществляется по схеме «треугольник». Такое подключение не требует нейтрального проводника, а потребитель подключается к собственному выключателю.
- Четырехполюсный автоматический выключатель чаще всего используется в качестве вводного. Основным условием подключения считается равномерное распределение нагрузки на всех фазах. При подключении оборудования по схеме «звезда» или трех отдельных однофазных проводов, по нейтральному проводнику будут уходить излишки тока.
При равномерном распределении всех нагрузок, нейтральный провод начинает выполнять защитную функцию в случае непредвиденных перекосов мощностей. Для обеспечения нормального подключения следует использовать только качественные материалы. Все соединения должны надежно закрепляться в клеммах. Если подключается сразу несколько кабелей, их контакты необходимо тщательно зачистить и залудить.
Порядок действий во время подключения можно рассмотреть на примере двухполюсного автоматического выключателя, устанавливаемого в щитке. В первую очередь отключается электроэнергия, чтобы полностью обесточить сеть. Отсутствие электричества проверяется с помощью индикаторной отвертки или мультиметра. Затем автомат нужно установить на DIN-рейку и защелкнуть фиксатором. Отсутствие крепежной рейки может создать определенные неудобства. После этого зачищаются жилы входящих и выходящих проводов на расстояние 8-10 мм.
В два зажима, расположенных сверху, подключаются вводные провода – фаза и ноль. В нижних зажимах фиксируются аналогичные исходящие проводники, распределяемые к розеткам, выключателям и электроприборам. Все провода качественно зажимаются в клеммах с помощью винтов. Места соединений необходимо проверить вручную. Для этого проводники нужно аккуратно пошевелить из стороны в сторону. В случае некачественного соединения жила будет шататься в клемме и даже может выскочить из нее. В этом случае винт клеммы нужно подтянуть.
По окончании монтажа в сеть подается напряжение и выполняется проверка работоспособности автоматического выключателя.
Как правильно выбрать автомат
Большое значение имеет правильный выбор автоматического выключателя. Каждое устройство отличается собственными параметрами, такими как номинальный ток, рабочее напряжение сети, число полюсов, максимальный ток короткого замыкания, времятоковая характеристика и другие важные значения.
Время срабатывания устройства имеет цифровое обозначение, указывающее, при каком токе сохраняется нормальная работоспособность автоматического выключателя. В домашних электрических сетях чаще всего применяются автоматы с цифрами 4500, 6000 и 10000 ампер. Все технические характеристики указываются производителями непосредственно на корпусе устройства. Сюда же входит и схема подключения, а также условное обозначение автомата.
Основными критериями выбора автоматического выключателя считается мощность нагрузки и сечение используемых проводов. Кроме того, учитывается ток перегрузки и ток отключения при коротком замыкании. Как правило, перегрузки в сети возникают при одновременном включении приборов и устройств с общей мощностью, вызывающей чрезмерный нагрев проводников и контактов. Поэтому ток отключения автомата, установленного в цепи, должен быть больше расчетного или равным ему. Его значение определяется как сумма мощностей всех используемых устройств, разделенная на 220.
Ток отключения при коротком замыкании также вызывает отключение автомата. Он подбирается путем расчетов к конкретной цепи и зависит от нагрузок, используемых чаще всего. С целью улучшения защиты в электрическую схему могут быть включены УЗО или дифференциальный автомат.
Ошибки при монтаже автоматического выключателя
При выполнении электромонтажных работ иногда допускаются серьезные ошибки, которые могут привести к негативным последствиям в процессе дальнейшей эксплуатации.
- Подключение питающего провода выполняется снизу. Хотя это и не запрещено ПУЭ, подобная схема будет неудобной, поскольку установка и размещение автоматов в щитке рассчитано именно на верхнее подключение.
- Распространенной ошибкой считается чрезмерный зажим контактов фиксирующими винтами. Это может привести не только к повреждению жилы, но и к деформации корпуса изделия.
- Иногда выполняется неправильное соединение проводников между собой. Необходимо внимательно относиться к маркировке, соединять фазные и нулевые провода, расположенные сверху, с такими же проводами, расположенными снизу.
- В некоторых случаях один двухполюсный автомат заменяется двумя однополюсными. Этого категорически нельзя делать, поскольку они не обеспечивают одновременного разъединения фазы и нуля.
- Нередко во время фиксации жилы в контакте, происходит попадание изоляции в посадочное место. Это приводит к ослаблению контакта, в результате чего наступает перегрев жилы и другие негативные последствия. Поэтому нужно в обязательном порядке защищать провод в соответствии с техническими требованиями конкретной модели автомата. Данную операцию следует проводить с использованием инструмента для снятия изоляции.
Отрицательную роль может сыграть неправильный выбор автоматического выключателя, который впоследствии не способен выдержать запланированные нагрузки. Поэтому рекомендуется предварительно выполнить все необходимые расчеты, особенно сечение кабеля. Следует помнить, что при расчетах значение автомата должно округляться в сторону уменьшения. Например, при токовой нагрузке в 20 А, автоматический выключатель должен выбираться на 16 А, что существенно увеличит срок эксплуатации проводки.
