Как автоматический выключатель учитывает индуктивность и емкость нагрузки

Предположим, что электропроводка некоего объекта подключена к источнику электропитания без так называемой защитной аппаратуры (плавких вставок или автоматических выключателей). Тогда, если все эксплуатируемые на объекте электроприборы включить одновременно, провода разогреются до такой температуры, при которой их изоляция может сгореть, а металлические жилы — расплавиться.

Сила тока, циркулирующего в электропроводке квартиры (дома, офиса), зависит от потребляемой электрической мощности всех работающих электроприборов. Значительный прогресс в развитии электротехники, имевший место в последние 10-15 лет, привел к тому, что суммарная мощность электроприборов в сети обычной квартиры может достигать 20 кВт, а ток, следовательно, 100 А.

Главная проблема даже не в недостаточности сечения проводов электрической разводки (как правило, 1,5-2,5 мм2) для обеспечения безопасной эксплуатации. Схема разводки может предполагать подачу тока на каждый мощный электроприбор по отдельной ветке. Да и одновременное включение всей электроаппаратуры маловероятно.

Реальной же опасностью угрожает простое короткое замыкание, при котором сила тока достигает нескольких тысяч ампер. Поэтому началом любой линии электропроводки всегда должен быть некий предохранитель, рассчитанный на безотказную работу в течение всего времени, пока текущий через него ток остается в допустимых пределах. В противном случае предохранитель отключает источник питания.

Пробки при этом перегорают, и для того, чтобы вновь запитать объект, перегоревшую пробку необходимо заменить. Автоматический выключатель — более совершенный прибор с весьма точной калибровкой не только по величине номинального тока, но и по другим параметрам. Автоматический выключатель (АВ) разрывает электрическую цепь или в момент, когда значение тока превысило определенный уровень, или с некоторой задержкой.

Это зависит от того, насколько сильно протекающий по проводам ток превышает ток номинальный (расчетный для данного выключателя). Например, если ток превышает номинальный в 1,3-1,4 раза, это приведет к срабатыванию выключателя примерно через час. Если же в 2 раза, то это произойдет за минуту. А для токов, многократно превышающих номинальный (сверхтоков), время срабатывания составляет всего десятые или сотые доли секунды.

В зависимости от значения сверхтоков все выключатели делятся на три класса. Для класса В сверхтоки равны трех-пятикратному значению номинального тока выключателя, класса С — пяти-десятикратному, класса D — десяти-двадцатикратному.

Это сделано для того, чтобы выключатель не разрывал электрическую цепь, при появлении в сети очень коротких, но весьма ощутимых всплесков тока, вызванных включением или выключением приборов с высокой индуктивностью или емкостью (электродвигатели, мощные светильники). Кроме того, автоматические выключатели характеризуются выключающей способностью (максимальное значение тока, при котором автомат срабатывает без ущерба для элементов своей конструкции) и классом селективности (которых тоже три).

Чем выше класс селективности, тем быстрее механизм выключателя разрывает электрическую цепь при появлении тока срабатывания. Важнейшие электрические параметры автоматических выключателей наносятся на верхнюю площадку корпуса прибора рядом с рычажком «вкл-выкл» по единой схеме. Буква, обозначающая класс выключателя, всегда ставится перед цифрой, указывающей номинальный ток выключателя.

Выключающая способность наносится тут же в прямоугольной рамке, а под ней в квадратной рамке — селективность. Как уже было сказано, автоматические выключатели и другие предохранители защищают электропроводку от теплового разрушения вследствие протекания по ней токов, превышающих допустимые значения. Преимущество автоматических выключателей перед плавкими вставками состоит в том, что они допускают многократное срабатывание на сверхтоки. Отключившийся выключатель легко включить обратно, просто подняв вверх специальный рычажок.

Для того, чтобы правильно выбрать выключатель для уже смонтированной электропроводки (а не для электроприборов, которые в нее включаются), следует точно знать, какие провода (медные или алюминиевые) использованы при монтаже, а также каково сечение проводов в том ее фрагменте сети, который будет защищать выбираемый выключатель. Номинальный ток нужного выключателя равен или меньше допустимого тока проводки.

Если речь идет об обычной розеточной или осветительной сети, то вполне приемлем выключатель класса В. Формы и размеры современных автоматических выключателей с номинальными токами от 6 до 63 А позволяют компактно устанавливать их в электрошкафы рядами один возле другого. Причем, поскольку выключатели бывают однополюсные, двухполюсные и трехполюсные, ширина любого выключателя всегда кратна ширине однополюсного выключателя.

Если трехполюсный прибор в три раза шире однополюсного, для подключения всех выключателей к фазным проводам можно использовать общую шину (гребенку). В этом случае монтаж оказывается более надежным. Благодаря унифицированному механизму крепления выключателей на DIN-рейку шириной 35 мм сборка этих устройств на панели электрощита или в электрошкафу значительно облегчается и не требует применения винтов, саморезов и специальных инструментов.

Сергей ЗОЛОТОВ