Четырехполюсный автоматический выключатель где применяется

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.

Рисунок 1. Автоматический выключатель старого образца

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).

Рисунок 2. Устройство современного автомата

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.

Читайте также:  Срок проверки диэлектрических ковриков

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.

Рисунок 3. Крепление автоматов

Общепринятая схема подключения выглядит следующим образом:

  1. Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
  2. После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
  3. 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.

Рис. 4. Пример схемы включения автоматических выключателей

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
Читайте также:  Схема коробочек для маминых сокровищ

медных

1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2,5 4 6 10 10 16 25 35 алюминиевых 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 4 6 10 16 16 25 35 50

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.

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.

Читайте также:  Инструкция зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

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

Двухполюсный автомат — надежное устройство, позволяющее защитить пользователя от короткого замыкания и прочих неприятных последствий, связанных с электрикой. Что это такое, какое назначение, устройство и принцип работы имеет автомат? В чем разница между однополюсным и двухполюсным? Об этом и другом далее.

Устройство и принцип работы

Двухполюсный автомат состоит из корпуса, верхней клеммы, неподвижного и подвижного контакта, механизма взвода с расцеплением, электромагнитного расцепителя, дугогасительной камеры, рычага управления, теплового расцепителя, регулировочного винта и нижней клеммы.

Выключатель создается из пластика, оснащен контактами с ручкой. Рукоятка соединена с частью взвода, обеспечивающей движение силовых контактов. Их замыкание происходит благодаря повороту ручки.

Функциональное назначение

Функциональным назначением двухфазного автомата является обеспечение контроля независимых линий при неполадке и их одновременном выключении, нормальных показателей обслуживающих линий и выключение при наличии неисправностей.

Обратите внимание! Также назначение заключается в контроле за сетями, имеющими постоянный ток, и использовании в случае невозможности подключения одноконтурного проводника с закороченными нейтральными шинами.

Разница между двухполюсным и однополюсным автоматом

Разница однополюсного и двухполюсного выключателя заключается в том, что в первом ведется наблюдение за техническими параметрами нескольких линий. Соответственно, отличие двух и трехполюсного в том, что в первом ведется наблюдение за двумя, а во втором — за тремя линиями. В момент превышения напряжения в одной аппарат защищает каждую линию. Второй же аппарат защищает лишь одну электролинию. При этом заменить двухполюсный автомат на несколько однополюсных нельзя из-за рычага выключения. Блокировка создана так, что при неполадке будут отключены обе линии. Кроме того, ток не испарится. Он проникнет в исправно работающий аппарат и может случиться возгорание.

Достоинства и недостатки

Достоинства заключаются в надежной защите, возможности контроля мощности, легкости монтажа с обслуживанием. Главным преимуществом является обесточивание нескольких проводников вне зависимости от происшествия аварии в каком-то из них. Благодаря этому полностью убирается напряжение.

Недостатки многополюсного защитного прибора заключаются в возможности кабельного пробоя электрическим током во время единовременного замыкания нескольких электросетей.

Обратите внимание! Также они заключаются в отключении питания электропроводки во время поломки теплового расцепителя, невозможности включения питания после аварийной поломки линии и чувствительности к механическим повреждениям.

Технические характеристики

Технические характеристики двухполюсных автоматов различаются в зависимости от цены и производителя. Номинальное напряжение равно 240 ватт, номинальный ток равен от 6 до 63 ампер, число полюсов равно от 1 до 4, время-токовая характеристика имеет обозначение В, С и D.

Установка и схемы подключения

Двухполюсный автомат ставится по плану электрификации. Корпус до монтажа проверяется на наличие повреждений с деформациями. Работа ручки отключения должна быть качественной. При установке учитывается соединение медного проводника с помощью наконечника, соединение кабеля из алюминия при помощи концевой детали. Также учитывается верхняя группа стационарных автоматических выключателей, проводниковая заделка изоляционными трубками и защитной лентой, расстояние узлов и расположение дополнительного короба.

Автомат ставится на часть дин-рейки. Защелочная скоба вынимается при помощи плоской отвертки и ставится на рейку с крепежом. При монтаже применяется обычная схема. До счетчика ставится вводный выключатель, после него монтируется аппарат двухполюсного типа, а сверху подключается ноль с фазой. Снизу отводятся жилы к цепи. Чтобы объединить несколько устройств вместе, используются проводные медные перемычки. Окончание зачищается при помощи острого предмета и обжимается при помощи кримпера.

Обратите внимание! Во время установки аппарата работа должна производиться двумя специалистами в защитных резиновых перчатках после получения разрешения из жилищно-коммунального хозяйства. Подключение же должно производиться на щиток без повреждений в месте крепления.

Выбор прибора

Для подбора качественного защитного прибора необходимо ориентироваться на проводниковое сечение. Для этого понадобится расчет величины мощности и тока оборудования, линии питания. Ориентируясь на выведенные данные, можно подобрать автомат. Как правило, взять всю информацию можно из специальных схем.

Двухполюсный автомат — устройство, созданное для защиты электроцепи. Имеет свое функциональное назначение, достоинства и недостатки. Также обладает собственными техническими характеристиками.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *