для чего нужен и как подключить?
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.
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 образцаПринцип 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 автоматаБлагодаря 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:
- 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.
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 автоматовОбщепринятая схема подключения выглядит следующим образом:
- Перед счётчиком устанавливают выключатель вводной AB.
- После счётчика с однофазным вводом монтируется двухполюсный АВ.
- 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 выключателейКак 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.
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.
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
Д. Тельманова «Электрические и электронные аппараты» 2010
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сдвоенные автоматические выключатели
Специальные автоматические выключатели
К
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле имеет степень младшего специалиста в области электроники и является местным электриком № 176 IBEW с более чем 30-летним опытом работы в жилых, коммерческих и промышленных электросетях.
Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс
Обновлено 19.04.22
Рассмотрено
Ларри Кэмпбелл
Рассмотрено Ларри Кэмпбелл
Ларри Кэмпбелл (Larry Campbell) — подрядчик по электромонтажным работам с 36-летним опытом работы в области электромонтажных работ в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.
Узнайте больше о The Spruce’s Наблюдательный совет
Кевин Кифуик / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0
Сдвоенные выключатели, часто называемые раздельными, двойными или двойными выключателями, обеспечивают две отдельные цепи в пространстве слота выключателя обычного размера. Каждая панель автоматического выключателя (также известная как блок выключателя в вашем доме) имеет ограниченное количество доступных слотов автоматического выключателя.
Проблема в том, что когда все отверстия исчерпаны, а вам все еще нужно добавить еще одну цепь, что вы делаете? Вы можете обновить электрическую панель или добавить дополнительную панель, и это имеет смысл, если вам нужно добавить много цепей. Если вам нужно добавить только одну или две новые цепи, иногда можно использовать тандемные выключатели, но ваша панель должен быть разработан для них .
Что такое тандемный отбойный молоток?
Тандемный выключатель имеет тот же размер, что и любой другой стандартный или однополюсный выключатель, но у него есть ключевое отличие. Этот отбойный молоток оснащен двумя отбойными молотками меньшего размера, встроенными в один корпус отбойного молотка обычного размера. У каждого есть свой тумблер, и выключатель защелкивается в панели, как обычный выключатель. Сдвоенный выключатель питает две отдельные цепи на 120 В. Это не то же самое, что двухполюсный выключатель, который обслуживает одну цепь на 240 вольт, которая используется для высоковольтных приборов, таких как сушилки и плиты.
Где разрешены тандемные выключатели
Тандемные выключатели безопасны и легальны для использования только , когда панель предназначена для них, и только в слотах, которые принимают тандемные выключатели. Посмотрите на маркировку производителя на внутренней стороне дверцы панели. Если панель принимает тандемные выключатели, на этикетке должно быть указано, сколько вы можете использовать и в каких слотах вы можете их использовать.
Некоторые панели позволяют использовать тандемы только на двух или четырех слотах; другие могут разрешить их во всех стандартных слотах. Но независимо от того, сколько разрешено тандемов, вы все равно должны оставаться ниже безопасного предела нагрузки на панель. Другими словами, то, что есть место для большего количества выключателей, не означает, что панель может безопасно выдерживать дополнительную нагрузку новых выключателей. Проверка безопасной емкости вашей панели — это работа для электрика.
Проблемы с тандемными выключателями
Будучи уменьшенной версией типичного автоматического выключателя, он имеет свои недостатки.
При половинном размере эти выключатели меньшего размера, по-видимому, относительно быстро нагреваются под нагрузкой и в некоторых случаях могут срабатывать легче, чем стандартный автоматический выключатель. Другая проблема заключается в том, что выключатель присоединяется к горячей шине, такое же соединение выполняется для стандартного однополюсного выключателя и тандемного выключателя. Тем не менее, тандем может иметь вдвое большую нагрузку, проходящую через шинное соединение, что увеличивает вероятность перегрева.
Другим потенциальным недостатком является то, что баланс фаз на панели часто нарушается добавлением тандемных выключателей. Со стандартными выключателями каждый второй выключатель находится на другой фазе питания панели. Вот почему прерыватели расположены в два равных ряда и почему номера слотов чередуются из стороны в сторону (четные в одну сторону, нечетные в другую). Это помогает создать сбалансированную нагрузку на панель. Каждый тандемный выключатель создает два соединения только на одной стороне панели, поэтому, если вы не распределите их должным образом, легко получить слишком много тандемов на одной стороне, что приведет к дисбалансу нагрузки.
Более полное решение
Для простого добавления новой цепи в вашем доме с собственной нейтралью может помочь тандемный автоматический выключатель. Но если вам нужно добавить несколько цепей и/или ваша панель уже близка к своей безопасной грузоподъемности, лучшим вариантом является добавление вспомогательной панели или обновление до основной сервисной панели большего размера с большей емкостью.
Это может показаться экстремальным, но панели с большим количеством тандемных выключателей могут быть большим тревожным сигналом. Мало того, что это, вероятно, перегружает панель, есть также большая вероятность того, что количество проводки внутри панели превышает безопасную «заполняющую» способность. Переход на более крупную панель или добавление вспомогательной панели является более безопасным решением, которое дает вам больше гибкости для будущего расширения вашей электрической системы.
Использование и ограничения тандемных автоматических выключателей
К
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле
Тимоти Тиле имеет степень младшего специалиста в области электроники и является местным электриком № 176 IBEW с более чем 30-летним опытом работы в жилых, коммерческих и промышленных электросетях.
Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс
Обновлено 23.03.22
Рассмотрено
Ларри Кэмпбелл
Рассмотрено Ларри Кэмпбелл
Ларри Кэмпбелл (Larry Campbell) — подрядчик по электромонтажным работам с 36-летним опытом работы в области электромонтажных работ в жилых и коммерческих помещениях. Он работал техником-электронщиком, а затем инженером в IBM Corp., является членом Наблюдательного совета Spruce Home Improvement Review Board.
Узнайте больше о The Spruce’s Наблюдательный совет
Факт проверен
Джиллиан Дара
Факт проверен Джиллиан Дара
Джиллиан — независимый журналист с 10-летним опытом работы в жанре лайфстайл. Она пишет и проверяет факты для TripSavvy, а также проверяет факты для The Spruce.
Узнайте больше о The Spruce’s Редакционный процесс
БэнксФото / Getty Images Автоматические выключатели бывают нескольких типов, включая стандартные однополюсные выключатели, которые обслуживают бытовые цепи на 120 вольт, и двухполюсные выключатели, которые занимают два слота в блоке выключателя и обслуживают приборы на 240 вольт. Особым типом автоматических выключателей являются тандемные выключатели, которые предназначены для установки двух 120-вольтовых цепей в один слот в коробке автоматического выключателя. Обычно они устанавливаются в ситуациях, когда коробка выключателя уже заполнена и нет свободных слотов для дополнительных автоматических выключателей.
Идентификация тандемного выключателя
Тандемный автоматический выключатель имеет единый пластиковый корпус, размер которого такой же, как у обычного 120-вольтового автоматического выключателя. Но у него также есть два рычага прерывателя на лицевой стороне, которые управляют отдельными цепями. Внутри устройство имеет отдельные механизмы для управления и защиты отдельных цепей, и в случае перегрузки одной из цепей только одна из рукояток сработает в выключенном положении.
Тандемные автоматические выключатели не всегда допускаются в панелях автоматических выключателей. Сначала проконсультируйтесь со своим местным инспектором по электротехнике, чтобы определить, приемлемо ли использование тандемных выключателей, и если да, то сколько их разрешено. В большинстве случаев, когда в существующей панели закончилось полезное пространство, допускается ограниченное количество тандемных выключателей. Однако в новом строительстве тандемные выключатели вообще могут быть запрещены.
Тандемные выключатели — это не то же самое, что другое решение, которое иногда использовалось в ситуациях, когда в коробке выключателя недостаточно слотов, — узкий выключатель. Тонкие выключатели представляют собой узкие выключатели, которые можно вставлять рядом друг с другом в один паз в коробке выключателя. Эффект тот же — две цепи в одном слоте выключателя, но тандемные выключатели имеют единый корпус с двумя внутренними механизмами выключателя, а плоские выключатели — это просто очень узкие выключатели, которые можно установить в один слот рядом друг с другом.
Ограничения для тандемных выключателей
Поскольку тандемный автоматический выключатель использует только одно место в коробке выключателя, он подключается к одной из горячих шин и, следовательно, использует только одну фазу питания.
Это ограничивает возможность использования одного трехжильного кабеля для питания обеих цепей, как это иногда делается для цепей кухонных столешниц и в других приложениях. В таких конфигурациях, где два провода под напряжением, питающие отдельные цепи, имеют общий нейтральный провод, провода под напряжением должны быть подключены к разным шинам под напряжением. Это невозможно сделать с тандемными выключателями. Это означает, что тандемные выключатели подходят только там, где обе цепи питаются отдельными кабелями, а не один кабель с общей нейтралью.
Еще одно ограничение тандемного автоматического выключателя заключается в том, что он не может потреблять столько же тепла, сколько стандартный одиночный автоматический выключатель. С двумя цепями, заключенными в один и тот же корпус, каждый провод может нагревать один и тот же автоматический выключатель, находясь под нагрузкой.
Без опции AFCI или GFCI
В то время как тандемные выключатели иногда встречаются в старых панелях выключателей, где нет места для всех необходимых стандартных автоматических выключателей, они редко, если вообще используются, в новом строительстве из-за требований, требующих, чтобы большинство бытовых цепей имели AFCI (дуговое замыкание).
прерыватель цепи) защиты. Эта защита обычно обеспечивается специальными автоматическими выключателями AFCI, которые в настоящее время не предлагаются в тандемных исполнениях. В настоящее время тандемные выключатели не доступны в моделях GFCI, поэтому в ситуациях, когда для цепи требуется защита AFCI и/или GFCI, единственным вариантом является стандартный автоматический выключатель. Сдвоенные автоматические выключатели в таких случаях не подходят.
Кроме того, когда электрик выполняет ремонт или модернизацию существующей электрической системы, по закону он обязан установить любую защиту AFCI и GFCI, требуемую действующими нормами. Это означает, что от него может потребоваться снять тандемные выключатели и установить требуемые кодом автоматические выключатели AFCI. Если ваша панель уже заполнена, это может привести к некоторым довольно серьезным изменениям для соответствия всем цепям, возможно, даже потребует установки вспомогательной панели или совершенно новой основной сервисной панели.