Почему на нулевой проводнедопустимо устанавливать автоматический выключатель
По электронной почте вел переписку с Volodymirom о недопустимости установки автоматического выключателя на нулевой провод электропроводки. Для желающих разобраться в тонкостях этого вопроса, думаю, будет полезен ее результат.
Volodymyr: Сейчас делаю в квартире электрический щиток и возник вопрос. Почему на ноль и фазу нельзя ставить отдельные автоматы, а только спаренные? Почему “На нулевой провод одиночный автоматический выключатель устанавливать категорически запрещено.”?
Ответ: При установке отдельных автоматов на нулевой и фазный провода, рассчитанные на одинаковый ток защиты, при возникновении перегрузки электропроводки, с большой вероятностью сработает только один из них. Это обусловлено тем, что автоматические выключатели имеют разброс по величине тока срабатывания.
Если сработает автомат, установленный на нулевом проводе, то вся электропроводка, включая и нулевой провод, окажется под напряжением фазы. На нулевой провод фаза попадет через включенные в это время электроприборы, например, телевизор в дежурном режима, холодильник. И если человек подумает, что раз автомат сработал, значит, провода обесточены, и, следовательно, безопасны, то может заняться ремонтом электропроводки и случайно попасть под опасное напряжение.
Поэтому и нельзя. Спаренные автоматы в бытовой электропроводке ставить можно, но в этом нет смысла, только лишние затраты, так как спаренный автомат стоит на много дороже. Поэтому нулевой провод прокладывают напрямую, а на фазный обязательно устанавливают автомат.
Volodymyr: Если при КЗ быстрее выбьет ноль-автомат, а КЗ фаза-человек-земля будет продолжаться, то дальше все равно выбьет фазный автомат. Также оба могут сработать примерно одновременно. То есть автомат на ноль надо ставить более мощный, чем фазный. Но нарушений в работе сети здесь не будет, только дополнительные затраты.
Можно конечно на нулевой провод установить автомат, рассчитанный на больший ток, но где гарантия, что автомат не откажет? Ведь главная ценность для любого человека его здоровье и жизнь! Поэтому даже при гипотетической возможности нанесения вреда человеку, делают все, чтобы ее исключить.
Volodymyr: Я только начинаю на практике осваивать электромонтаж, в том числе на ваших рекомендациях. И хочу разобраться в технической стороне, чтобы лучше понимать рекомендации ПУЭ. Поэтому простите, если где ошибаюсь.
https://youtube.com/watch?v=ytlVSTXpx_4
Есть две распространенные ситуации:1. КЗ фаза-человек-земля или фаза-земля. Здесь сработает фазный автомат. Ноль-автомат здесь не причем.2. КЗ фаза-человек-ноль или фаза-ноль. Здесь сработает фазный автомат и / или ноль-автомат. То есть если фазный автомат не сработает, тогда нулевой разорвет цепь.
Ответ: Ваши рассуждения базируются исходя из предположения, что автомат служит для защиты человека от поражения электрическим током. Но автомат предназначен исключительно для защиты электропроводки от разрушения в случае превышения протекающего через нее тока, выше допустимого. Для защиты человека устанавливают УЗО.
Приведу пример, человек решил заменить лампочку в люстре и выключил только выключатель, а не автомат, обычно так и делают. Проводка в люстре была старая, и нулевой провод касался металлического корпуса люстры. Человек стоял на земле и, вкручивая лампочку, придерживал одной рукой люстру за металлический корпус.
В это время другой член семьи решил включить электроприбор, у которого в месте выхода из вилки перетерлась изоляция, и провода замкнулись. Произошло КЗ, и сработал только автомат, установленный на нулевом проводе и, на нулевом проводе всей квартирной электропроводке появилась фаза. В результате человека, меняющего лампочку, может ударить током даже со смертельным исходом. Автомат может сработать также при включении освещения, если в этот момент перегорит лампочка.
ПУЭ написаны на основе несчастных случаев поражения электрическим током людей и, описать все ситуации, при которых пострадали или погибли люди невозможно. Нужно просто соблюдать ПУЭ и тогда электропроводка никогда не подведет.
Устройство и принцип действия
Прежде чем выполнять подключение автомата, необходимо разобраться с особенностями его конструкции и принципом срабатывания. Автоматический выключатель состоит из корпуса, коммутирующего устройства, механизма управления в виде кнопки или рукоятки, дугогасительной камеры и винтовых клемм, расположенных вверху и внизу.
Для изготовления корпуса и механизма управления используется прочная пластмасса, не поддерживающая горение. Коммутирующее устройство состоит из подвижных и неподвижных контактов. Каждый полюс автомата состоит из пары этих контактов и оборудован собственной дугогасительной камерой.
Предназначение дугогасительной камеры заключается в гашении электрической дуги, появляющейся при разрыве контактов, находящихся под действием нагрузки. Сама камера изготавливается в виде набора стальных пластин, имеющих профиль определенной формы. Они изолированы между собой и расположены на одинаковом расстоянии относительно друг друга. Именно к этим пластинам притягивается дуга, которая здесь же остывает и угасает. Число пар контактов в разных моделях автоматов составляет от 1 до 4. В устройствах имеются индикаторы положения. Красный цвет указывает на включенное состояние, а зеленый — на выключенное. Таким образом, можно очень быстро определить текущее состояние автоматического выключателя.
Все детали спрятаны внутри корпуса, снаружи видно только верхние и нижние винтовые зажимы, рукоятку управления и индикатор. На корпусе имеется фиксатор, позволяющий быстро установить автомат на и так же легко демонтировать его.
Для отключения автомата существует специальный механизм, называемый расцепителем. Каждый тип расцепителя имеет собственную конструкцию. Например, в обычных автоматах функцию отключающего устройства выполняет катушка с обмоткой и сердечником. Для обмотки используется медный изолированный провод. Включение катушки в электрическую цепь производится последовательно с контактами, поскольку именно по ней осуществляется движение тока нагрузки. В случае превышения этим током установленного допустимого значения, то под действием магнитного поля катушки сердечник перемещается и оказывает механическое воздействие на отключающее устройство. В результате, происходит размыкание контактов защитного автомата.
Конструкция теплового расцепителя имеет свои особенности. В ее состав входит специальная биметаллическая пластина. Для ее изготовления используются два вида металлов, разнородных по своему составу и с различными коэффициентами линейного расширения. Пластина включается в цепь последовательно с нагрузкой. Во время работы автомата она нагревается током, проходящим через нее. В случае перегрузки происходит изгиб пластины в сторону металла с наименьшим коэффициентом расширения. В действие вступает спусковой механизм, отключающий автомат. Чем больше ток превышает номинальное значение, тем быстрее происходит срабатывание теплового расцепителя.
Распространённые ошибки при подключении автомата к сети
К сожалению, даже опытные электрики с многолетним стажем за плечами совершают с первого взгляда незначительные ошибки, которые впоследствии могут привести к очень большим проблемам. Чтобы избежать таких ошибок при подключении вводного автомата, необходимо с ними ознакомиться заранее. Предупредить проблему до её возникновения.
Зажим провода вместе с изоляцией
Очень популярная ошибка, которая допускается в основном из-за невнимательности. Основная сложность заключается в том, что визуальный осмотр может не показать каких-либо результатов: все автоматы в электрощитке целы, провода не повреждены, а света в квартире по-прежнему нет.
А проблема в неправильном подключении питающего кабеля, а точнее — слишком малом отрезке снятой изоляции. Мастер снимается небольшой кусок изоляции с провода, заводит его в неподвижный контакте и закручивает болт. Стандартное подключение автоматов в щитке и всё выполнено по правилам. Но только контакт мог попасть не на саму токопроводящую жилу, а именно на изоляцию. Результат: плохой контакт, который приведёт либо к сгоревшему автомату, либо к отсутствию света в квартире. Может потребоваться много времени, чтобы определить проблему и заново присоединить кабель к пакетнику.
Поэтому во избежание таких последствий, подключение однополюсного или двухполюсного автомата должно быть выполнено качественно зачищенным проводом. И ничего страшного, если из места ввода будет немного выглядывать очищенная жила.
Подключение к автомату нескольких проводов разного сечений
Прежде чем проводить монтаж автоматических выключателей, необходимо узнать, как это делается правильно. И часто в квартирных щитках можно увидеть несколько проводов, которые устанавливаются в одно штатное место для подключения. И хорошо если это 2 провода, но многие мастера стараются подключить в автомат 3 и более проводов разного сечения. После чего срок автоматического выключателя сокращается в несколько раз.
Если провода к автомату имеют разное сечение, то при затягивании контакта, хорошо закреплённым окажется тот, сечение которого больше. А кабель с меньшим диаметром будет свободно «гулять» в посадочном месте пакетника. Получится плохой контакт, в скором времени приводящий к полному сгоранию места подключения автомата.
Поэтому соединение автоматов между собой лучше всего выполнять цельным куском провода, зачищенным только в местах непосредственного контакта с автоматическим выключателем. Такой отрезок провода ещё называется гребенчатой шиной, изготовить которую можно самостоятельно.
Подключение нескольких автоматов к счётчику или между собой также может выполнятся с применением специальных обжимных наконечников НШВИ-2. Это расходные изделия, в которые допускается протягивать сразу 2 провода. Минус такого варианта монтажа только в необходимости приобретения специальных обжимных клещей.
Неправильное формирование концов жил
Как подключить автоматы в щитке уже известно и рассмотрены основные ошибки, но даже такая незначительная ошибка как неправильное формирование конца проводника может привести к необходимости замены выключателя.
Последовательность подсоединения кабелей к автоматам стандартна: зачистить жилу на необходимую длину, вести провод в посадочное место и затянуть фиксатор, который чаще всего выполнен под крестообразную отвёртку. Конец проводника при этом стараются делать прямым. Но, чтобы улучшить контакт в месте соединения провода и медной пластины автомата, на конце кабеля необходимо сделать U-образный загиб.
Это самый надёжный совет на вопрос как правильно подключить автоматы к входной электросети или проводке квартиры. U-образный загиб позволяет увеличить площадь соприкосновения провода и медной пластинки пакетника, соответственно, улучшить качество контакта. Остальную работу сделает ребристая поверхность посадочных мест подключения автоматов.
Устройство автомата
Чтобы перейти к схемам подключения автомата, необходимо разобраться в первую очередь с его конструкцией. А так как нас интересует именно подключение проводов к нижним или верхним контактам прибора, то надо понимать, что оба контакта (подвижный и неподвижный) изготавливаются из разных металлических сплавов.
Когда дело касается сети переменного тока, то при коммутации автомата его контакты выгорают равномерно, и здесь разницы, куда подключать провода, нет никакой. Если автомат располагается в схеме с постоянным током, то выбор контакта подключения – важная составляющая правильной и долгосрочной работы самого прибора. При высокой величине силы тока наблюдается перенос металлов с одного контакта на другой, поэтому в таких сетях подключение питающих проводов надо производить только сверху, то есть, через неподвижный контакт.
Теперь переходим непосредственно к самому устройству автомата. Чтобы вы поняли, что находится внутри этого прибора, рекомендуем ознакомиться с рисунком ниже.
Два основных элемента, которые выполняют защитные функции автомата – это расцепители электромагнитный и тепловой.
Электромагнитный расцепитель
Этот элемент является защитным, который срабатывает в том случае, если в электрической цепи, куда был установлен сам автомат, появилось короткое замыкание. Именно в этот момент в цепи появляются токи огромной величины (практически превышающие номинальное значение тока в тысячи раз). Чтобы не сгорела проводка и бытовые приборы, включенные в розетки, расцепитель мгновенно отключает подающую сеть. Время отключения – это миллисекунды. Кстати, существует определенная маркировка по времятоковым характеристикам. Обозначается она буквами латинского алфавита и наносится на корпус самого автоматического выключателя. В быту чаще используются типы «А», «В», и «С».
Сама конструкция электромагнитного расцепителя – это сердечник (соленоид), вокруг которого расположены витки пружины. Соленоид связан напрямую с подвижным контактом автомата. А вот пружина соединяется последовательно с силовыми контактами и тепловым расцепителем. Номинальный ток слишком мал, чтобы созданный внутри катушки магнитный поток, смог втянуть сердечник и тем самым разомкнуть контакты. Как только в сети возникает короткое замыкание, то есть, появляется тог огромной величины, внутри катушки (пружины) возникают большие магнитные потоки, пружина сжимается и втягивает в себя сердечник, который в свою очередь тут же размыкает силовые контакты. А, значит, сеть будет обесточена.
Тепловой расцепитель
Этот элемент предназначается для защиты электрической цепи, если в ней начинают действовать большие нагрузки, отличные от номинальной. Это расцепитель, так сказать, замедленного действия. Он будет определенное время держать перегруз, и если последний не снизится до номинального значения, то отключит питание. Сразу оговоримся, что тепловой расцепитель не будет реагировать на скачки тока кратковременного действия.
Чисто конструктивно тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, которая, по сути, является консолью. Ее свободный конец соединен с механизмом, который и будет разъединять контакты. При номинальном токе свободный конец пластины располагается близко к рычагу расцепительного механизма. Как только в цепи начнется перегрузка, пластина начинает нагреваться и изгибаться, тем самым действуя на рычаг, тот в свою очередь на механизм, а последний на контакты, размыкая их.
Вот такое достаточно сложное устройство автоматического выключателя и принцип действия.
Организация точки ввода
В процессе подключения от уличного щита учета электроэнергии (ЩУ), расположенного на отводной опоре ЛЭП, к распределительному щитку (РЩ), смонтированному в помещении, ведется кабельная линия (подземная или воздушная).
В щите учета (ЩУ), зачастую, находится только вводной автомат и прибор учета электроэнергии. В распределительный щиток (РЩ), который устанавливается непосредственно в доме, монтируются автоматы защиты, устройства защитного отключения и другие элементы, о которых речь пойдет ниже.
В отдельных случаях оборудование для ЩУ и РЩ может быть установлено в одном корпусе.
Рабочие параметры оборудования, устанавливаемого в щиток учета, его перечень и количество – все это должно быть прописано в проекте электроснабжения (или, по крайней мере, должно быть рассчитано профильными специалистами). Но есть требования, которые предъявляются непосредственно к конструкции электрического щита.
Сергей Савельев Руководитель технического отдела Группы Legrand в России
Конструкция электрического щитка должна обеспечивать удобство подвода питающего кабеля, в нем должны присутствовать нулевые шины и шины заземления. При этом электрический щит должен обладать внутренним пространством, достаточным для размещения многочисленных отходящих кабелей, и его запасом, необходимым для возможного расширения и модернизации электроустановки.
Добавим, что корпус щитка должен быть устойчив к воздействию огня или быть изготовлен из самозатухающего материала. При этом он обязан надежно защищать встроенное оборудование от возможных повреждений. Против предумышленных повреждений поможет встроенный в дверь или ручку щитка замок, а защиту от воздействия пыли и влаги гарантирует указанная в спецификации степень защиты IP. Если щиток предполагается установить на улице или в помещении, где необходима повышенная защита от влаги, пыли и механических повреждений, то лучше отдать предпочтение щиткам класса IP65 –IK09.
Для того чтобы в процессе подключения избежать разногласий со специалистами энергоснабжающих компаний (требования которых зачастую противоречат друг другу), одновременно с архитектурным проектом следует разработать и согласовать проект электроснабжения.
Если точка подключения организована в соответствии с требованиями согласованного электропроекта, проблем в процессе подключения и дальнейших проверок со стороны контролирующих организаций у владельца участка, как правило, не возникает. Следовательно, труд, связанный с установкой и комплектацией электрического щитка, не окажется напрасным.
Поговорим о том, какова должна быть комплектация домашнего распределительного щита.
Схемы подключения автомата после счетчика
Разделение линий обычно производят по следующей методике:
Под высокими нагрузками подразумеваются бытовые приборы, потребляющие большую мощность — бойлеры, электроплиты, стиральные и посудомоечные машины. Эти же устройства необходимо защищать при помощи УЗО, так как они работают в условиях повышенной влажности, и малейшая внутренняя неисправность может спровоцировать утечку тока на корпус.
Важно! Электропроводка, предназначенная для подключения устройств освещения, обычно самая слабонагруженная и работает в нормальных условиях. Не всегда целесообразно устанавливать здесь дополнительное УЗО
Розетки в домах характеризуются тем, что в них можно подключать как устройства с низким электропотреблением, например, блок питания антенного усилителя, так и с мощным (пылесос или утюг). Параметры устройств защиты выбираются исходя из максимальной мощности подключенных устройств.
Схемы подключения автомата
Установить и правильно подключить автомат в распределительном шкафу – не проблема. С этим может справиться даже обычный человек, который с электричеством сталкивается только, когда вставляет в розетку штепсельную вилку от бытового прибора или включает освещение. Но вопрос, как правильно подключить автомат, все равно часто звучит от обывателей. Все дело в том, что даже среди электриков происходят споры о способах подсоединения. То есть, подводить питающий провод к автоматическому выключателю сверху или снизу.
Давайте не будем спорить здесь, а просто обратимся к правилам устройства электроустановок (ПУЭ), где в одном из пунктов, а, точнее, в пункте 3.1.6, четко все описано. Ни фото ниже нами сделана выписка из этого пункта ПУЭ.
Итак, правила рекомендуют подключать питающий провод к неподвижному контакту в автомате. А он расположен именно сверху. Но давайте до конца быть честными, и еще раз прочитаем правило. В нем нет строго ограничения, то есть, оно носит только рекомендательный характер. Поэтому отвечая на вопрос, как подключить автоматический выключатель снизу или сверху, можно использовать два варианта. Тем более, прибор будет отключать сеть от перегрузок и короткого замыкания в любом случае в независимости от схемы подключения.
И все же, почему в ПУЭ этот пункт присутствует? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть устройство автоматического выключателя.
Недопустимые ошибки при покупке
Самыми распространенными ошибками при выборе и покупке вводного автоматического выключателя являются незнание принципов его работы и выбор номинала автомата ниже или выше требуемого значения. Если выбрать автомат ниже номиналом, то возможно ложное срабатывание защиты и отключение всей квартиры из-за одного прибора. При выборе номинала выше необходимого значения, он может сработать уже после того, как изоляция проводов, либо устройства внутри электрощитка перегреются и начнут плавиться или гореть.
Также находятся «профессионалы», которые подключают вместо двухполюсника два однополюсных автомата, не зная о том, что это нарушает требования электробезопасности и ПУЭ запрещает такое подключение.
Если есть сомнения в выборе и монтаже такого прибора, стоит обратиться к профессиональному электрику и быть спокойным за правильный выбор и безопасный монтаж.
Что такое электрощит
Электрическим щитом называется узел передачи и распределения электроэнергии, в состав которого входят устройства защиты, приборы учета и прочие коммутирующие и измерительные приборы. В каждом электрощите присутствуют одна или несколько входящих линий и множество отходящих.
Вводной распределительный электрощит
В промышленной и бытовой электрике распространены электрощиты 2 типов:
- Щит силовой (ЩС). Предназначен для питания мощных потребителей на предприятиях и обычных, включаемых в розетку электроприборов в быту.
- Щит освещения (ЩО). Используется для подключения сетей освещения.
Как выбрать
Возгорание по вине электропроводки возможно также при перегрузке электропроводки, что ведет к перегреву изоляции и возможному короткому замыканию и воспламенению изоляции. Отсюда же одна фаза идет на первое однофазное УЗО, а вторая — на следующее.
При этом неважно, к какой клемме будет подключена фаза. Предельная коммутационная способность
Как выбрать автомат?
Такой способ использовался ранее и являлся единым стандартом, где фазная жила соединялась с входным контактом АВ, затем проходила сквозь выходной контакт, шла к электросчетчику и разводилась по УЗО. Среди многочисленных вариантов есть всего две схемы, использующиеся для подключения автоматов и УЗО в щитке , считающиеся основными.
Почему же в ПУЭ советуют подключение выполнять на неподвижные контакты верхние? Показатель рабочего тока. Заканчивая установку, шина вставляется одновременно в каждый зажим, а потом затягиваются винты.
Произошло отключение автомата: что делать
Неопытный пользователь при срабатывании автоматического выключателя спешит восстановить работу бытовых приборов, поэтому просто открывает защитную крышку и включает устройство. Однако это не совсем правильное решение, лучше предварительно выяснить причину отключения.
Первое, что необходимо сделать, — совершить проверку подключенных бытовых агрегатов и устройств, обращая внимание на внешний вид розеток и вилок, наличие или отсутствие запаха жженой пластмассы. Слишком горячие вилки также должны насторожить
Одна из частых причин – увеличение энергетической нагрузки. Если у вас работает стиральная машина и микроволновка, а при включении пылесоса сработала защита, значит, произошла эксплуатационная перегрузка. Решение одно – равномерно распределить нагрузку, то есть включать мощные приборы по очереди.
Если из нескольких устройств постоянно реагирует только одно, проверьте исправность всех приборов, имеющих отношение к данной цепи (перегорела лампочка, произошло замыкание). Причина может крыться в проводке – в этом случае обязательно пригласите электрика
Если количество приборов не увеличилось, нагрузка не изменилась, а выключение произошло – возможно, виновата высокая температура. При повышении температурной нормы в щитке автомат также может сработать.
И последняя причина – выход из стоя самого автоматического выключателя. После нескольких реагирований на серии возросших токов, ТКЗ, гашений дуги он приходит в негодность, что можно определить по внешним признакам. Если клеммы обуглились или пластик оплавился, необходимо произвести замену устройства.
Схемы подключения
Итак, принцип работы автоматического выключателя теперь понятен, можно переходить непосредственно к схемам его подключения. Начнем с того, что автоматы могут подключаться в однофазные и трехфазные сети. Какие автоматы для этого необходимы? Если разговор вести от однофазных сетях с напряжением в 220 вольт, то в них обычно устанавливается или однополюсный прибор, или двухполюсный. Сама схема будет зависеть от того, используется ли в ней заземляющий контур или нет.
Если в дом входят два провода (ноль и фаза), то в распределительный шкаф можно ставить однополюсный вариант. При этом фазный контур будет проходить именно через сам автомат. Если внутрь дома входит три провода (фаза, ноль и заземление), то общий автомат должен быть двухполюсным. То есть, к первой клемме прибора подключается фаза, ко второй ноль. Заземление через отдельную клеммную коробку разводится до потребителей (светильники и розетки). Далее, провода от автоматического выключателя проводятся до счетчика, затем к однополюсным автоматам, установленных по группам, но уже как было описано в первом случае. Кстати, вот ниже данная система подключения автомата.
Что касается трехфазной сети, то в данном случае лучше всего ставить трехполюсные или четырехполюсные конструкции. Здесь все точно так же, как и в случае с однофазным подключением. То есть, если в доме используется разводка без заземления, то к неподвижным контактам подключаются три фазы питающей сети. Нулевой провод разводится как отдельный контур до потребителей (розетки и лампы). Если в доме присутствует система заземления, то устанавливается четырехполюсная модель, то есть, к прибору будут подключаться три фазы и ноль, а контур заземления пойдет отдельной линией до потребителей.
Конструкция и назначение автомата
Несмотря на название – «автоматический», данный тип выключателя срабатывает только в одну сторону – размыкает электрическую цепь (при превышении номинала или перегрузке, связанной с одновременным включением нескольких мощных электроприборов). Включить, то есть замкнуть цепь, можно только единственным способом – вручную.
В отличие от простого одноклавишного выключателя, автоматический прибор имеет более сложное устройство. Схематически классический вариант (без электронного блока) выглядит следующим образом.
Клеммы располагаются вверху и внизу, причем верхняя соединена с фиксированным контактом, а нижняя тесно связана с металлической пластиной, которая играет роль теплового расцепителя. Когда температура материала повышается, пластинка деформируется
Существует насколько способов запуска процесса расцепления:
- ручное управление (включение/отключение) с помощью небольшого рычага;
- воздействие токов короткого замыкания;
- избыточная нагрузка – превышение номинальных токовых параметров.
Чтобы мощное тепловое воздействие не сожгло выключатель, предусмотрена дугогасительная камера (комплект медных изолированных пластин), которая охлаждает и разбивает электрическую дугу.
