Двухполюсный автомат: принцип действия, назначение, обзор

Зачем нужен двухполюсный автомат? Принцип действия автоматов. Инструкция, как выбрать и подключить двухполюсник. Схемы.

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.

Двухполюсный автомат всегда предпочтительнее двух однополюсных

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.

Многоконтурная схема квартиры

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:

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.

Автоматический выключатель старого образцаРисунок 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).

Устройство современного автоматаРисунок 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.

Сферы использования прибора

Мы рассмотрели разновидности двухполюсников. Но как их применяют на практике? Как и у любого другого прибора, у автоматических выключателей есть определенные сферы применения. Первый и наиболее распространенный способ использования двухполюсных автоматов в настоящее время – в качестве вводного аппарата защиты. Широкое применение они получили после того, как появилась необходимость отключать не только один нулевой провод, но еще и фазу. Разумеется, основным преимуществом такого типа использования прибора стала высокая мера электрозащиты при ведении ремонтных работ, к примеру.

Однако существуют и некоторые минусы, которые возникают вследствие использования именно двухполюсников. Во-первых, они стоят дороже, а во-вторых, они занимают больше места в щитовой. Стоит отметить, что именно габариты очень часто не дают использовать двухполюсник в малых щитовых. Для решения этой проблемы были изобретены современные аппараты защиты, которые выполняют те же функции, но при этом занимают лишь один модуль. Некоторые относят к недостаткам то, что для питания таких приборов необходимо использовать проволочные перемычки. Тем не менее двухполюсные выключатели надежно защищают цепь от сверхтока, поэтому к их установке нужно подойти со всей серьезностью.

Двухполюсный выключатель

Двухполюсный выключатель подключают к 4 проводам. К 2 идет напряжение, другая половина играет защитную роль. По конструкции такое устройство почти ничем не отличается.

Двухполюсный выключатель

Разработчик объединил 2 однополюсника в единый корпус, чтобы при аварийной ситуации отключались 2 линии сразу. Это не значит, что его можно заменить на 2 одиночных выключателя или самостоятельно установить перемычку. У них нет блокировочного механизма, который установлен в усовершенствованном блоке.

Другие различия

Чем отличается однополюсной автомат от двухполюсногоДифавтоматы различаются и по климатическому исполнению. На передней панели устройства внутри изображения снежинки указывается нижняя рабочая температура. Приборы подразделяются и по номинальной частоте контролируемой сети. Разновидности дифавтоматов на этом не заканчиваются.

Ко всему прочему дифференциальный автомат подразделяется на два вида: электронный и электромеханический. Первые компактнее, но имеют один недостаток, при отсутствии питающего напряжения на электронной плате они не работают. Это может произойти при обрыве нулевого провода.

В этот момент происходит перераспределение токов и необходимо срочно отключить электросеть, но электронный дифавтомат не поможет. Здесь справятся только второй (электромеханический) тип устройства, который не нуждается в дополнительном питании, чем отличается от первых, ему достаточно токов утечки.

Чисто внешне приборы отличить очень трудно. Самый простой способ использовать батарейку типа «Крона». При подключении к устройству в обход дифференциального трансформатора, электромеханический дифавтомат должен сработать, а электронный нет.

Являются ли два однополюсных автомата и один двухполюсный взаимозаменяемыми

При монтаже или ремонте не всегда есть в наличии необходимые автоматические выключатели, поэтому возникает вопрос – не приведёт ли такая замена к аварии или ложному срабатыванию защиты.

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 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.

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:

  • Монтаж должен производиться двумя людьми, чтобы в случае поражения током одного из мастеров второй смог своевременно оказать пострадавшему помощь.

Все монтажные работы проводятся в парах

  • Для защиты от поражения электротоком необходимо пользоваться диэлектрическими ковриками и защитными перчатками.
  • Перед тем, как начинать любую работу с электросетями, необходимо получить специальное разрешение.

Полезные видео

И еще мы подобрали видеоролики, авторы которых доступно объясняют суть вопроса.

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

Маркировка

Особое внимание следует обращать на маркировку автоматов.

Маркировка двухполюсного автомата

На корпусе автоматов нанесены специальные обозначения:

  1. Номинальный ток устройства (в амперах).
  2. Группа по току перегрузки (диапазон тока срабатывания).
  3. Максимальный ток срабатывания или ток короткого замыкания (в амперах).
  4. Класс токоограничения (чем выше класс, тем выше скорость срабатывания при коротком замыкании).
  5. Графическое обозначение или принципиальная схема прибора.
  6. Серия аппарата.
  7. Номинальное напряжение, при котором нужно использовать автомат.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...