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

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.

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.

Отличие двухполюсных автоматов

Наибольшее отличие таких автоматов от однополюсных состоит в том, что последние наблюдают за параметрами обоих линий одновременно и гарантируют выключение обоих при значительном изменении параметров показателей тока, тогда как автоматический выключатель полюсныйконтролирует лишь одну линию.

Сделать равнозначную замену двухполюсного автомата двумя однополюсными невозможно, потому что двухполюсные имеют в конструкции не только общий рычаг отключения, но и особое устройство блокировочного механизма, позволяющего быстро обесточить обе линии и быстро найти возникшие на какой-либо из них неполадки.

Если же установить два однополюсных автомата, при возникновении неисправности отключится исключительно фаза. Это не позволит одновременно отключить и ноль, обеспечив безопасность прибора, ведь ноль будет продолжать течь, используя второй механизм, что может привести к поломке или возгоранию прибора.

Следует обязательно ставить двухполюсный автомат в качестве вводного, предохраняющего линию. Если же требуется обеспечить дополнительную защиту каким-либо отдельным контурам сети, можно спокойно использовать как двухполюсные, так и однополюсные – в этом случае со своей ролью оба будут справляться одинаково хорошо.

Между собой двухфазные автоматические выключатели отличаются по номинальному току, который через них может проходить. Например, автомат мощностью 6а отключится при нагрузке в четыре раза меньшей, чем 32а. Поэтому на общую квартирную сеть обычно устанавливается более мощный автомат, а варианты мощностью 5а, 6а и им подобные подключают отдельно к бытовой технике.

Двухполюсные модульные автоматы

Двухполюсный автоматический выключатель, предназначенный защищать электрическую сеть и приборы, подключенные к ней от внезапных скачков напряжения, конструктивно собраны из двух однополюсных автоматов объединенных общей системой блокировки и одним тумблером включения.

Данный двухполюсник ведет контроль работы электропередачи одновременно двух линий, сопоставляет характеристики движения электронов и определяет их соответствие заданным параметрам напряжения сети. Если эти показатели на какой-либо одной линии превышают заданные нормы, прибор сразу реагирует на изменение и разрывает электрическую цепь одновременно в обеих линиях.

Назначение автоматов

Автоматические выключатели с двумя полюсами подключения относятся к приборам коммутационного управления и устанавливаются:

1. В жилых домах и небольших предприятиях для защиты осветительных приборов.
2. С успехом контролируют напряжение в электросети для защиты отдельных электроустановок высокой мощности, например, различные станки, котлы, электроплиты, генераторы и другие приборы, которые могут находиться в производственных или гаражных помещениях, даче и в доме.
3. Для возможного отключения электро-цепи при внезапном замыкании.
4. Разветвление электропроводки.

Под техническим обслуживанием выключателя предусматривается его тестирование на целостность корпуса, клемм и надежность контактом. Также должна производиться чистка и качество работы автоматических, механизмов.

Область применения

Наиболее популярный метод использования двухполюсных выключателей – это их применение в качестве вводных защитных автоматов. При синхронном выключении фазовой и нулевой линии, обеспечивается полная безопасность для всех электроприборов, подсоединенных к обесточенной системе электропитания, в которой возникла аварийная ситуация.

Двухполюсники используются и для защиты отдельно подключенных групп потребителей электрической энергии. За пример можно взять нагнетательную тепловую пушку. От одного полюса автоматического двухполюсного выключателя на Тэны пушки подается фаза. А с другого полюса к электродвигателю вентилятора, нагнетающего нагретый тэнами воздух, подключена вторая фаза. При аварийной ситуации, например короткого замыкания в цепи питающей вентилятор электричеством, линия отключится, но отключится и фаза, подающая напряжение на тэны.

Устройство автомата

Автоматический выключатель представляет собой пластмассовый корпус с контактами и рукояткой включения/выключения. Внутри располагается рабочая часть. В клеммы вставляется зачищенный провод и зажимается винтом. При взведенном состоянии силовые контакты замкнуты — положение рукоятки «Вкл». Рукоятка соединена с механизмом взвода, который, в свою очередь, двигает силовые контакты. Электромагнитный и тепловой расщепители обеспечивают отключение автомата при ненормальных состояниях цепи. Дугогасительная камера предотвращает горение и быстро гасит дугу. Канал отвода выводит газы горения из корпуса.

Доброго всем дня —
Не нашел четкой рекомендации на тему — в каких ситуациях рекомендована установка однополюсного (L) или двухполюсного (L,N) автомата в ВРУ или РЩ. Речь идет про TN-C-S.
Проконсультируйте, пожалуйста.
Спасибо!

6.6.28. 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.

6.6.29. В трех- или двухпроводных групповых линиях сетей с изолированной нейтралью или без изолированной нейтрали при напряжении выше 50 В, а также в трех- или двухпроводных двухфазных групповых линиях в сети 220/127 В с заземленной нейтралью в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должны устанавливаться двухполюсные выключатели.

Читайте также  Чертеж 3 вида

Можно установить двухполюсный автомат, который будет выполнять функцию общего для группы. Остальные случаи, когда требуется устанавливать двухполюсные автоматы в бытовых электроустановках практически не встречаются. Например, сечение нулевого проводника меньше, чем у фазных; в щитах АВР; при использовании понижающих трансформаторов; при использовании оборудования, которое требует фазировки и т.д. и т.п.

При этом надо помнить, что существуют двухполюсные автоматы 1P+N, у которых нет раcцепителей в полюсе проводника N. Есть автоматы 2Р, вот у них есть расцепители в полюсе N.

Спасибо, Михаил. Как я понимаю, установка двухполюсных автоматов в быту в однофазной сети, особо не применяется.
Спасибо.

А смысл в этом какой?

В бытовой электроустановке режим перегрузки в нулевом проводнике — исключительная редкость. Двухполюсный автомат типа 1Р+N эту перегрузку не увидит и не среагирует. Автоматы типа 2P дороже и перегрузку в нулевом проводнике увидят и среагируют. Учитывая, что такой режим крайне маловероятен стоит ли тратить деньги?

Можно установить двухполюсный автомат после счётчика. Таким образом, при выполнении каких-либо работ вы обезопасите себя полностью, обесточив электроустановку. Правда, это не всегда удобно и необходимо.

ПУЭ допускает установку двухполюсного автомата на вводе:

1.7.145. Не допускается включать коммутационные аппараты в цепи РЕ- и PEN-проводников, за исключением случаев питания электроприемников при помощи штепсельных соединителей.

Допускается также одновременное отключение всех проводников на вводе в электроустановки индивидуальных жилых, дачных и садовых домов и аналогичных им объектов, питающихся по однофазным ответвлениям от ВЛ. При этом разделение PEN-проводника на РЕ- и N-проводники должно быть выполнено до вводного защитно-коммутационного аппарата.

Здесь надо быть внимательным и правильно прочитать требование. Указано, что допускается (см. п. 1.1.17) отключение всех проводников на вводе. Все проводники — это фазный и нулевой. НЕ PEN. Этот проводник должен быть разделён до вводного автомата, т.е. должна быть реализована система распределения TN-C-S.

Если всё делать в соответствии с требованиями, то розеточные линии в доме следует защищать УДТ. Все подобные устройства двухполюсные или четырёхполюсные (для трёхфазных потребителей) типа 1Р+N или 3P+N.

Кроме того, посмотрите п. 7.1.21 ПУЭ.

7.1.21. При питании однофазных потребителей зданий от многофазной распределительной сети допускается для разных групп однофазных потребителей иметь общие N и РЕ проводники (пятипроводная сеть), проложенные непосредственно от ВРУ, объединение N и РЕ проводников (четырехпроводная сеть с РЕN проводником) не допускается.

При питании однофазных потребителей от многофазной питающей сети ответвлениями от воздушных линий, когда РЕN проводник воздушной линии является общим для групп однофазных потребителей, питающихся от разных фаз, рекомендуется предусматривать защитное отключение потребителей при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве РЕN проводника. Отключение должно производиться на вводе в здание, например воздействием на независимый расцепитель вводного автоматического выключателя посредством реле максимального напряжения, при этом должны отключаться как фазный (L), так и нулевой рабочий (N) проводники.

При выборе аппаратов и приборов, устанавливаемых на вводе, предпочтение, при прочих равных условиях, должно отдаваться аппаратам и приборам, сохраняющим работоспособность при превышении напряжения выше допустимого, возникающего из-за несимметрии нагрузки при обрыве РЕN или N проводника, при этом их коммутационные и другие рабочие характеристики могут не выполняться.

Во всех случаях в цепях РЕ и РЕN проводников запрещается иметь коммутирующие контактные и бесконтактные элементы.

Допускаются соединения, которые могут быть разобраны при помощи инструмента, а также специально предназначенные для этих целей соединители.
________________

Защита должна быть многоуровневой и предусматривать решения для возможных аварийных ситуаций. Для того, чтобы электроустановка была защищена от возможного обрыва PEN в ПУЭ есть рекомендация: установить реле максимального напряжения, которое будет воздействовать на независимый расцепитель двухполюсного автомата, стоящего на вводе. Сейчас реле максимального напряжения можно заменить на устройство типа РКН или УЗМ. У этих устройств есть внутреннее реле, которое размыкает цепи фазного и нулевого проводников. Разница между этими устройствами и рекомендациями ПУЭ состоит в том, что РКН и УЗМ работают автоматически и замыкают цепи, когда напряжение входит в допустимые пределы. Реле, которое воздействует на независимый расцепитель инициирует его срабатывание. Сработав, этот расцепитель отключает автомат. Включение возможно только в ручном режиме.

РКН и УЗМ существуют в двух- и четырёхполюсных вариантах. Таким образом, при срабатывании реле размыкает все проводники одновременно.

Как видите, двухполюсных устройств может быть много, но перебор — это лишнее.

Популярные модели

В настоящее время существует большой выбор двухполюсных выключателей. Особой популярностью пользуется продукция шведско-швейцарской компании ABB. К популярным относятся следующие модели:

  1. 2П 32A ABB SH 202LC32 — автоматический выключатель, предназначенный для использования внутри домов и квартир. Благодаря упрощенной конструкции обладает невысокой ценой. Существует возможность подключение питания как к верхним контактам, так и к нижним.
  2. 2П 06А АВВ SH202LC6 — аппарат, обладающий уменьшенной высотой модуля, что гораздо облегчает его монтаж. Установка выключателя производится вручную, без применения отвертки. Рассчитан он на номинальный ток — 6А.
  3. 32А Legrand TX3 — автомат, выпущен польскими производителями и характеризуется отличными качествами. Аппарат используется при номинальной силе тока равной 32А. Такие приборы используются как в административных зданиях, так и в жилых домах.

А также хорошо известен бренд IEK от российских производителей, который занимает ведущее место в категории «Электротехника».

Какие вводные автоматы ставить

С однофазным и трехфазным питанием разобрались. Давайте теперь более подробно остановимся на мощности вводного автомата. Чтобы понять, какой именно мощности нужно ставить вводные автоматы (один ставится на фазу, а второй, хоть и не всегда, на ноль), нужно суммировать ток линий, которые будут подведены к автоматическому выключателю.

Для этого следует суммировать мощность всех электроприборов в доме, которые могут быть включены одновременно. Но, учитывая всевозможные погрешности и возможность появления новых электроприборов, к полученному значению нужно добавить не менее 25-30% (про запас). Кроме того, при выборе вводных автоматов важно учитывать и максимальный ток короткого замыкания. Лучше всего, если данный параметр будет равен 1000-1500 А.

Какой же вывод?

Каждый из автоматов имеет свои обособленные достоинства и недостатки. Одни стоят дорого, другие не такие компактные, как хотелось бы потребителю. В любом случае, выбор выключателя зависит от подведенной к жилью нагрузки, сечения проводников.

Какой из них подойдет для конкретного дома подскажет маркировка, нанесенная на корпус изделия. Работы, связанные с электропроводкой лучше доверять электрикам, так как несмотря на инновации никто не отменял правила, что каждый должен заниматься своим делом. От правильно подключенного электричества зависит безопасность всех жильцов и сохранность имущества.