Как выбрать автоматический выключатель для защиты бытовой электропроводки

Несмотря на то, что модульные автоматические выключатели появились в Украине более 15 лет назад, электропроводка в большинстве домов и квартир (особенно постройки до 2000 года) защищается либо старыми советскими автоматами серий АБ или АЕ, либо такими же старыми пробками-предохранителями (как вариант пробками-автоматами). Чем это плохо? Советские автоматические выключатели серий АБ и АЕ уже в 80-е годы прошлого столетия были безнадежно устаревшими, имели неважные эксплуатационные характеристики, низкое качество (так как сроки производства любой продукции привязывались к плановым показателям предприятий), не говоря уже о габаритах и дизайне (на эти характеристики изделия вообще не обращали внимания). Отключающая способность — максимальный ток, который автоматический выключатель способен отключить и остаться работоспособным — автоматов АЕ1031 (одного из самых распространенных) не превышала 2кА. Во времена СССР этого возможно и было достаточно, поскольку нагрузка на бытовые сети была не очень большой. В обычной советской семье максимум, что можно было включить в розетку — это утюг, холодильник, телевизор, пылесос, стиральную машину. На сегодняшний день нагрузка на сети выросла в несколько раз — в каждом доме имеется самая разнообразная бытовая техника от электрочайника до кондиционера. Соответственно, выросли уровни токов короткого замыкания. Поэтому, отключающей способности автоматов старых серий уже недостаточно для надежной и безопасной защиты электропроводки. Относительно пробок-предохранителей, рано или поздно калиброванная плавкая вставка заменяется «жучком» в виде более толстой проволоки (в худшем случае — это будет болт М8, который не перегорит ни при каких условиях). Такие решения рано или поздно приводят к пожару (количество пожаров из-за замыканий в электропроводке, особенно в период холодов, особенно в частном секторе остается стабильно высоким). Пробка-автомат — это переходное решение между пробкой-предохранителем и автоматическим выключателем, которому присущи те же недостатки, что и для указанных выше автоматов серий АБ и АЕ, например, низкая отключающая способность.

Кроме того, все имеет свой срок службы, и автоматические выключатели не исключение. Чем дольше эксплуатируется выключатель, тем больше переходное сопротивление на его силовых контактах, тем больше он греется, а значит тем вероятнее возникновение аварийной ситуации. Но чаще, после многолетней эксплуатации, встречается обратная ситуация — при коротком замыкании или перегрузке автоматический выключатель не срабатывает (например, могут «залипнуть» контакты), что, как правило, приводит к пожару.

Поэтому все вышеперечисленные старые аппараты необходимо менять на современные аппараты защиты от коротких замыканий и перегрузок — модульные автоматические выключатели. Почему именно модульные? Потому что на сегодняшний день это самое простое, доступное, эстетичное и надежное решение защиты бытовой (и не только) электропроводки от сверхтоков.

Но, возникает вопрос: как правильно выбрать автоматический выключатель? Выбирать и устанавливать выключатели должен квалифицированный электрик. Однако грамотных специалистов найти не всегда легко. Поэтому предлагаем разобраться в этом вопросе самостоятельно.

Для начала разберем конструкцию модульного автоматического выключателя на примере автомата серии «Standard» ТМ «ENEXT».
Основные конструктивные элементы автоматического выключателя:

• корпус из материала, неподдерживающего горения;
• комбинированный расцепитель — тепловой и электромагнитный. Тепловой представляет собой биметаллическую пластину, сделанную из двух металлов с разным коэффициентом температурного расширения, при прохождении по ней тока, она нагревается и, изгибаясь, воздействует на механизм свободного расцепления. Электромагнитный расцепитель состоит из катушки и сердечника. При прохождении по катушке тока КЗ — сердечник втягивается в катушку и воздействует на механизм свободного расцепления;
• механизм свободного расцепления, при воздействии расцепителя, на который автомат отключается;
• силовые контакты — подвижный и неподвижный. Неподвижный контакт содержит серебросодержащую напайку (у автоматов «Standard» ТМ «ENEXT» содержание серебра не менее 99,3%), которая уменьшает переходное сопротивление и увеличивает электрическую износостойкость автомата. Стоит отметить, что некоторые производители на контактных напайках экономят и применяют более дешевые серебросодержащие сплавы, либо выполняют медной (иногда даже латунной) с напылением серебра, либо вообще без серебра (количество циклов включения/отключения под нагрузкой особенно важна при отключении коротких замыканий);
• дугогасительная камера — состоит из нескольких (в данном случае 9) металлических пластин в фиброкартоне и служит для гашения электрической дуги, которая возникает между силовыми контактами при отключении автомата под нагрузкой и при аварийных ситуациях. Дуга втягивается в камеру по ламели неподвижного контакта, делится на более мелкие и гаснет;
• контактные зажимы – к ним присоединяются внешние проводники питания и нагрузки;
• юстировочный винт для настройки теплового расцепителя в заводских условиях;
• защелка на Дин-рейку с двумя фиксированными положениями;
• рукоятка включения автомата.

Разберем маркировку автоматических выключателей на примере того же автомата. Это может помочь при выборе автоматического выключателя.

На автоматическом выключателе указываются:

• торговая марка — E.NEXT;
• номинальное напряжение и частота — 230/400В˜, 50Гц;
• наименование и серия — e.mcb.45.standard;
• маркировка положения включено/отключено;
• количество полюсов — 1;
• номинальный ток — 16 (А);
• время-токовая характеристика — С;
• номинальная отключающая способность — 4500 (А);
• класс токоограничения — 3.

Последние четыре пункта рассмотрим поподробнее, как наиболее влияющие на выбор автомата.

Первым шагом при выборе автоматического выключателя — является определение его номинального тока. Номинальный ток — это максимальная величина тока, которую автоматический выключатель может проводить бесконечно долго при температуре окружающей среды, оговоренной изготовителем, без превышения установленных максимальных температур токоведущих частей. ДСТУ 3025-95 нормирует максимально допустимое превышение температуры выводов автоматического выключателя для присоединения внешних проводников до 60°С; наружных частей автомата, к которым возможно касание при ручном управлении, рукоятка управления — до 40°С.

Необходимо обратить внимание на тот факт, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не оборудования и техники. То есть автомат защищает провод, который идет у вас в стене к розетке, а не холодильник или стиральную машину, включенные в эту розетку. И никак не для защиты людей от поражения электрическим током. Для этого служат устройства защитного отключения. Любая техника имеет свою встроенную защиту от перегрузок или замыканий — миниатюрные плавкие предохранители, тепловые реле и т.д. Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения проводов, а потом уже берется в расчет электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата ни в коем случае не должен превышать максимально допустимый ток для данного сечения провода (см. табл.).

Допустимый длительный ток и мощность для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, проложенных открыто.

В большинстве домов старой постройки проводка выполнена алюминиевым проводом 2,5мм², следовательно нагрузка должна быть не более 5кВт, а номинал автоматического выключателя — не более 20А (а лучше не более 16А). Однако на практике очень часто встречаются ситуации, когда нагрузка на такую проводку явно больше, что, естественно, приводит к срабатыванию аппаратов защиты. И тогда «особо одаренные» электрики либо советуют взять автомат номиналом побольше, либо, если установлена пробка-предохранитель, ставят вышеупомянутый «жучок». К чему это может привести было описано выше.

Вторым шагом при выборе автоматического выключателя — является выбор времятоковой характеристики. Как было сказано ранее, тепловой и электромагнитный расцепители рассчитаны на отключение разных видов аварийных ситуаций. Тепловой реагирует на перегрузку, электромагнитный — на короткое замыкание.

На графике условно показано время срабатывания автоматического выключателя в зависимости от величины тока, протекающего по автомату. Совокупность таких графиков, построенных для определенного количества автоматических выключателей, и дает времятоковую характеристику. Из графика видно, что тепловой расцепитель срабатывает с выдержкой времени, а электромагнитный — мгновенно. Для защиты бытовой электропроводки применяют в основном автоматы характеристик В и С. Их основное отличие — зона срабатывания электромагнитного расцепителя. Для характеристики В — срабатывание при коротких замыканиях произойдет при величине тока от 3 до 5 номиналов автомата, для характеристики С — от 5 до 10. То есть автоматический выключатель номиналом 16А с время-токовой характеристикой В будет мгновенно срабатывать при токах от 48 до 80А, а с время-токовой характеристикой С – от 80 до 160А. Это разница и определяет выбор времятоковой характеристики автоматического выключателя. Автоматы с времятоковой характеристикой В используются в сетях со слабоиндуктивной и неиндуктивной нагрузкой (осветительные приборы с лампами накаливания, обогреватели или нагревательные элементы), а также в сетях где нежелательны высокие уровни токов короткого замыкания — например, жилой фонд со старой ветхой проводкой. Автоматы с времятоковой характеристикой С используются для защиты сетей с нагрузкой имеющей средние пусковые токи (холодильники, стиральные машины, телевизоры, светильники с линейными люминесцентными лампами).

Также существуют автоматы с времятоковой характеристикой D, например, электромагнитный расцепитель, который срабатывает при токах от 10 до 20 номиналов. Такие автоматы используются в цепях с большим количеством люминесцентных светильников с электромагнитными ПРА, электродвигателями, чьи пусковые токи, в момент запуска, могут превышать номинальный ток сети в 5-7 раз, и автоматы характеристик В и С будут срабатывать. Применять данные автоматы для защиты бытовой электропроводки крайне нежелательно.

Третим шагом по порядку, но никак не по важности является момент при выборе автоматического выключателя — это выбор отключающей способности. Как мы уже описывали — это максимальный ток, который автоматический выключатель способен отключить и остаться работоспособным.

В Европе, например, в Германии, Австрии применение автоматических выключателей с отключающей способностью менее 6кА запрещено. В России, согласно ГОСТ Р 51732-2001, отключающая способность защитных аппаратов должна быть не ниже 3кА на номинальные токи до 25А, 6 кА, на номинальные токи до 63А и 10кА, на номинальные токи до 125А.

В Украине отключающая способность автоматических выключателей строго пока не регламентируется. Единственное, что оговаривается в Правилах устройств электроустановок, что «аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному току короткого замыкания в начале защищаемого участка электрической сети» (ПУЭ-2009 п.3.1.3).

На сегодня в Украине модульные автоматы с отключающей способностью менее 4500А практически не встречаются. Для защиты бытовой проводки выполненной алюминиевым проводом сечением 2,5мм² этого вполне достаточно. Однако, при использовании медных проводов сечением 2,5мм² и более, отключающую способность автоматических выключателей, по крайней мере вводного, желательно увеличить и использовать автоматы с отключающей способностью не менее 6кА (из-за меньшего сопротивления медного провода и большей пропускной способности - ожидаемый ток короткого замыкания увеличится). Например, автоматические выключатели ТМ «ENEXT» серии «Pro» с отключающей способностью 6кА. От серии «Standard» отличаются усиленными контактными зажимами, с большей стойкостью к электродинамическим усилиям, и использованием более тугоплавкого серебрографитового сплава для напайки на неподвижном контакте.

Еще одним важным моментом при выборе автоматического выключателя, о котором довольно редко вспоминают, но который напрямую влияет на безопасность, надежность и долговечность электрической проводки — является класс токоограничения. Токоограничение автоматического выключателя заключается в отключении питания защищаемой цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет своего максимального значения. При раннем отключении токов короткого замыкания увеличивается срок эксплуатации проводки, поскольку ее изоляция не подвергается повышенному нагреву и электродинамическим усилиям, возникающим при коротких замыканиях, соответственно снижается риск возникновения пожароопасных ситуаций.

Существует три класса токоограничения: 1, 2, 3. Класс токоограничения характеризуется временем с момента начала размыкания силовых контактов выключателя до момента полного гашения электрической дуги. Время гашения дуги автомата 3 класса токоограничения (самого высокого) происходит за 2,5…6мс , 2-го класса — 6…10мс, 1 класса — за время более 10мс.

Класс токоограничения указывается, как правило, в черном квадрате под значением отключающей способности. На автоматах некоторых производителей указывается на боковой стороне корпуса. Автоматы 1 класса токоограничения не маркируются, и на этот факт стоит обращать внимание при выборе автоматических выключателей.

Довольно часто на различных интернет-форумах автоматические выключатели сравнивают по массе — если автомат тяжелее, значит лучше. С одной стороны, это может быть и верно. Выключатель определенного номинала, определенной отключающей способности не может весить меньше определенного значения. Однако, автоматический выключатель с напайкой на неподвижном контакте из чистого электротехнического серебра, и с напайкой, например, из латуни будут весить примерно одинаково. Но, при эксплуатации, разница будет значительной, и явно не в пользу автомата с латунной напайкой. Поэтому масса автоматического выключателя не должна быть определяющим фактором при его выборе.

Итак, подведем итоги:
1. Автоматический выключатель выбирается, исходя из сечения защищаемого провода или кабеля. Нагрузка и номинальный ток автомата не должны превышать допустимую нагрузку на провод данного сечения.
2. Для защиты старой, ветхой проводки необходимо применять автоматические выключателя с времятоковой характеристикой В. Также автоматы с данной характеристикой необходимо применять для защиты цепей с лампами накаливания и нагревательными приборами. Для всех остальных бытовых нагрузок применяются автоматы с характеристикой С.
3. Отключающая способность автоматического выключателя должна быть не менее 4,5кА — в случае алюминиевой проводки, и не менее 6кА в случае с медной проводкой и сечением 2,5мм² и выше.
4. Класс токоограничения не ниже 2, а лучше 3.

Также хотелось бы отметить еще один немаловажный момент, касающийся подделок автоматических выключателей. Количество контрафактных модульных автоматических выключателей на рынке Украины занимает едва ли не треть от оборота оригинальной продукции. Причем подделывается практически все — как европейские торговые марки, так и российские, украинские. Одной из немногих торговых марок, которую на сегодняшний день, сложно подделать, является ТМ «ENEXT». Приобретая продукцию ТМ «ENEXT», вы можете быть уверены в оригинальности, качестве и надежности изделия.

И последнее, любой, даже самый качественный и дорогой автомат, может сгореть, если его подключал не специалист. Поэтому любые работы, связанные с подбором, заменой, монтажом, подключением, настройкой электротехнического оборудования должны проводиться квалифицированными электриками.