Что такое двухполюсный электрический автомат

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:

Важными элементами АВ являются расцепители, с помощью которых происходит разрыв электроцепи в аварийных случаях. При этом в автомате имеются два типа расцепителей:

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).

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:

Видео – Немного о автоматических выключателях

Когда используются?

Двухполюсные АВ могут быть использованы в следующих случаях:

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.

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.

Второй тип линий является более безопасным, но более дорогим. В нем используется отдельный дополнительный заземляющий провод (PE).

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.

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.

Характеристики

Основные параметры АВ обычно нанесены на его фронтальную поверхность. К ним относятся:

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:

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

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

Монтаж

Монтаж ДАВ не отличается от монтажа обычного АВ. Алгоритм установки такого автомата в бытовую сеть типа TN –S напряжением 220 В следующий:

Видео – Подключение однополюсного и двухполюсного автомата

Меры безопасности

При установке ДАВ необходимо соблюдать обычные правила техники безопасности. В их число входят следующие требования:

Источник

Двухполюсный автоматический выключатель — для чего он используется и чем отличается от однополюсного

Автоматический двухполюсный выключатель для защиты электрической сети конструктивно включает в себя 2 однополюсных автомата с общим рычагом включения и внутренней системой блокировки. В этом материале мы подробно поговорим о том, что такое двухполюсный автомат, каковы особенности его работы и установки, а также разберемся, в чем заключается основное отличие двухполюсников от однополюсных защитных устройств.

Особенности работы однополюсного и двухполюсного АВ

Суть работы каждого из этих типов, в общем-то, можно понять из названия. Однополюсный автомат предназначен для отключения одной линии. Двухполюсник отличается от него тем, что контролирует рабочий процесс одновременно в двух линиях и сравнивает параметры потока электронов, определяя, соответствует ли он тому значению, которое допустимо для правильной работы сети. При превышении этих показателей аппарат срабатывает, отключая питание обеих линий одновременно.

У некоторых читателей может возникнуть вопрос: возможна ли замена двухполюсного автомата парой однополюсных выключателей? Делать этого нельзя ни в коем случае. Ведь в устройстве с двумя полюсами его элементы соединены не только общим рычажком, но и блокировочным механизмом.

Это значит, что при возникновении неполадок они отключатся одновременно, а в паре независимых друг от друга однополюсных АВ сработает только один автомат. Электрический ток в этом случае по-прежнему будет подаваться в неисправную цепь через включенный прибор, что может стать причиной возгорания проводки. Наглядно про попытки объединения на следующем видео:

Разница между этими двумя типами защитного выключателя кроется в устройстве расцепителя. Двухполюсный автомат должен обладать расцепляющим элементом, конфигурация которого позволяет одновременно выключать обе части устройства, как при автоматическом срабатывании, так и при ручном воздействии.

Если электрическая цепь в квартире – одноконтурная, то устанавливать в ней двухполюсный автомат незачем, поскольку нет необходимости в одновременной защите различных сегментов помещения. Но в случае, когда в одной из комнат установлено сложное оборудование, которое по своим параметрам не может быть включено в одну общую цепь, без многополюсника не обойтись.

Для наглядности рассмотрим такой пример. Допустим, в домашней сети имеется две линии, в одну из которых включен сложный прибор, и к нему поступает питание через выпрямитель.

Если произойдет нарушение в одной из линий, то в результате ее отключения подача питания на один контур станет причиной скачка напряжения, а значит, и возрастания других параметров. Если своевременно не сработает АВ второй линии, результатом станет выход прибора из строя, а возможно, и возгорание кабеля. Именно поэтому такая сеть должна быть защищена устройством на 2 полюса.

Что будет в обратной ситуации, когда пытаются разъединить многополюсный автомат, на видео:

Возможности и назначение многополюсных аппаратов

Установка двухполюсного АВ позволяет обеспечить контроль:

Исходя из этого, вводной автомат должен быть как минимум двухполюсным, поскольку он позволит отключить питание во всем доме, если по какой-либо причине АВ неисправного участка сети не сработал. Как и любой пакетник, он позволяет также обесточить квартиру вручную.

Рассмотрим такую ситуацию. В одной из линий домашней электропроводки произошло КЗ, на которое АВ проблемного участка не успел отреагировать и сгорел, превратившись из выключателя в проводник электротока. Если даже общая сеть защищена устройством защитного отключения, это в большинстве случаев не решит проблему, поскольку УЗО выключает питание в случае пробоя кабеля, чтобы не допустить поражения людей током. Поэтому оно тоже выйдет из строя, и в цепи, которую защищает вводной двухполюсный автомат, возникнет дисбаланс.

Наглядно про многополюсные автоматы на видео:

При превышении разницы напряжений на входе и выходе более чем на 30% (а при коротком замыкании в одной из веток это произойдет очень быстро), сработает автомат ввода, отключив и фазный и нулевой кабель. При этом электрическая сеть будет обесточена целиком, и не будет утечки тока даже на кабель заземления. Таким образом, опасность выхода приборов из строя и возгорания линии будет ликвидирована. Устранив неисправность, можно будет вновь вручную включить автомат.

Минусы двухполюсных автоматических выключателей

Любое устройство имеет слабые стороны, и многополюсные устройства защиты сети – не исключение. Хотя отрицательных свойств у двухполюсников мало, все же перечислим их:

Несмотря на перечисленные недостатки, защитные устройства, обеспечивающие контроль над двумя линиями, распространены и пользуются большой популярностью. Именно они позволяют обезопасить общую сеть при возникновении неполадок в линии, к которой подключены мощные бытовые приборы.

Меры безопасности при установке двухполюсных автоматов

Правила техники электробезопасности при монтаже защитных устройств на два полюса в целом не отличаются от общих мер при установке других электрических аппаратов. Они таковы:

Заключение

В этой статье мы рассказали о двухполюсных автоматических выключателях, особенностях их работы и преимуществах, а также немногочисленных минусах, свойственных им. Подводя итоги, следует отметить, что многополюсные автоматы обеспечивают надежную защиту электрических сетей с двумя контурами, особенно когда к ним подключены приборы, значительно отличающиеся по мощности.

Источник

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.

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.

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:

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:

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:

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.

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.

Источник