Автоматический выключатель и выключатель нагрузки. В чём разница?
Выходя из офиса или цеха, закрывая учебную аудиторию или зал для торжеств, люди зачастую полностью обесточивают помещение, используя для этого несколько модулей защитной автоматики, расположенных в ближайшем распределительном щитке. В одних случаях это прямое следование рабочей инструкции по техники безопасности, в других – производственная необходимость, в третьих – средство экономии. При этом немногие задумываются, какой именно прибор размыкает питающую цепь по щелчку – автоматический выключатель или выключатель нагрузки. Скажем больше: о существовании второго не слышали даже многие из тех, кто имеет некоторые знания в сфере устройства электрических цепей и дружит с техникой. Сегодня мы попробуем разобраться, в чём состоит отличие между двумя этими устройствами и зачем они нужны.
Большинству людей не потребуются объяснения, что такое обычный автоматический выключатель и зачем он нужен. Данный модуль необходим для защиты электросетей от токов короткого замыкания и мощностных перегрузов. Если вдруг наступит одна из этих аварийных ситуаций, он обязан сработать и обесточить участок, за который отвечает. Казалось бы, эта задача предельно ясна и с функциональной точки зрения не кажется настолько сложной, чтобы для аналогичных целей создавать ещё один тип устройств. На самом же деле, выключатель нагрузки ориентирован на другой род процессов, а потому может быть структурно необходим во многих ситуациях.
Дублируется ли функционал?
Проще всего будет объяснить читателям необходимость существования выключателей нагрузки на тех же примерах, о которых мы упомянули в самом начале статьи. Предположим, сотрудникам компании или производства по должностной инструкции жёстко предписано обесточивать рабочее помещение, когда они покидают его в конце рабочего дня. Можно ли это сделать при помощи автомата? Конечно, можно: всего один щелчок – и дело сделано. Но вот целесообразно ли это? Достаточно ли технологично? Оказывается, нет.
Пойдём от обратного. Как мы уже писали, назначение автоматических выключателей ограничивается всего двумя целями: защита линии от КЗ и от перегрузки. Здесь нет ничего о том, что данное изделие можно использовать сродни выключателя для потолочного светильника, снимая напряжение со всех подключённых в конкретном помещении приборов. А в сфере электрики действует жёсткое правило – что прямо не указано в назначении прибора, то не является его эксплуатационным функционалом. В данном случае, ту самую способность автоматов размыкать цепь можно считать побочной функцией, дополнением, но не основной их задачей. Разумеется, многие потребители зададутся вопросом: неужели кому-то будет хуже, если для указанных целей начнут применяться обычные автоматы? Ответ прост: да, будет хуже. Кому? Самому автомату.
Всё дело в том, что автоматические выключатели, как и многие другие модули защиты электросетей, имеют определённый ресурс – количество циклов включения-отключения. Если пренебречь этим, и использовать автомат не для редкого аварийного, а для постоянного отключения питания, механизмы узла непоправимо износятся. В таких условиях уже никак нельзя будет говорить о его надёжности, а потому и рассчитывать на корректное срабатывание в критической ситуации.
Известно, что при каждом отключении автоматического выключателя происходит микроскопическое (а иногда и вполне заметное глазу) подгорание контактов. Если автомат отключается в качестве реакции на перегруз или КЗ, между токопроводящими площадками проскакивает дуга с такой силой тока, которая легко может повредить данное устройство даже при однократном возникновении. Но даже в случае отсутствия большой активной нагрузки в виде работающих аппаратов или светильников, при каждом щелчке рычагом управления, некоторая часть автомата неминуемо деградирует – это заложено в его конструкции и принципе действия. Напрашивается очевидный вывод: не проще ли будет размыкать цепь в некритичных ситуациях, используя для этого другое устройство, но сохраняя работоспособность автоматов. Совершенно очевидно, что именно такой подход и является оптимальным. Как уже понятно из контекста, именно для таких (и подобных им) ситуаций как раз придуман выключатель нагрузки.
В значительной мере, все современные устройства этого типа являются прямыми потомками хорошо знакомого нам понятия «рубильник». Последний так же ни в какие времена не являлся защитой сетей или линий, но служил для коммутации и ручного управления электропитанием различных установок. По тем же причинам даже в сегодняшних реалиях выключатель нагрузки часто сокращают не только до «ВН», но и до термина «мини-рубильник».
Особенности выключателей нагрузки
С обывательской точки зрения ВН почти не отличим от автомата. Если действительно не обращать внимания на детали, внешне оба этих типа изделий на витрине выглядят одинаково. Выключатель нагрузки всегда выпускается в корпусе, полностью аналогичном корпусу защитных автоматов, его габариты, посадочные размеры и способ подключения идентичны, а маркировка схемы коммутации довольно похожа при беглом взгляде. Кроме того, ВН тоже может занимать на дин-рейке два, три и более модулей. При большом их количестве столь объёмный блок не всегда оправдан конструкционно – его можно было бы сделать меньше, однако для удобства управления число модулей у мини-рубильников часто привязывают к числу модулей автоматов, которым они непосредственно «подчиняются» по иерархии сети.
Что касается внутреннего устройства выключателей нагрузки, оно ещё сравнительно простое, если проводить прямые параллели со многими другими блоками защиты сетей – УЗО, УЗИП, дифференциальными автоматами, контакторами и пр. В основном ВН состоят из контактных групп и узла, который осуществляет замыкание-размыкание. При этом каждая контактная группа порой может иметь несколько промежуточных положений, а также состоять из разного числа подвижных элементов, определяющих принцип размыкания электроцепей.
Сегодня чаще всего можно встретить модели, которые обеспечивают одинарный или двойной разрыв цепи. По номиналу они соответствуют вполне типовым маркам – 10 А, 16 А, 25 А и т.д. В последние годы даже наметился общий стандарт: самые разные производители поддерживают модельный ряд на десять ступеней устройств – от 10 до 125 А. Такие изделия устанавливают буквально во всех типах помещений: в жилых, коммерческих, выставочных, учебных, производственных, торговых, складских, медицинских, подсобных и т.д. В свою очередь, необходимость многократного использования данных устройств определяет их износостойкость. Паспортный ресурс подавляющего большинства модульных контактных выключателей нагрузки начинается с 10 тысяч циклов, а порой доходит и до 30 тысяч.
Поскольку в структуре электрической сети ВН стоят непосредственно между групповым автоматом и питающей линией с розетками или конечными потребителями (стационарной техникой, осветительными приборами, разным производственным оборудованием), то и принципы их коммутации полностью аналогичны. Выключатели нагрузки могут быть рассчитаны на 1, 2, 3 или 4 полюса. Таким образом, эти изделия вполне допускается использовать в сетях с напряжением 220 В и 380 В разного типа. В зависимости от конкретной модели поддерживается однофазная или трёхфазная сеть, схемы с разрывом нуля и без его разрыва.
В связи с тем, что востребованность таких изделий растёт практически пропорционально осведомлённости потребителей об их существовании, уже сегодня в продаже можно обнаружить выключатели нагрузки с небольшими конструктивными, а ещё чаще – функциональными или эксплуатационными усовершенствованиями. К примеру, некоторые производители выпускают изделия, корпуса которых имеют не привычные нам сплошные непрозрачные стенки, а перегородки с окошками. Через последние человек может воочию убедиться в положении каждой контактной группы внутри изделия. Кроме того, существуют марки, которые оснащаются специальной блокировкой случайного нажатия на рычажок, что гарантирует сохранение заданного положения почти при любых обстоятельствах.
Выбирать выключатели нагрузки необходимо, следуя традиционным и общеизвестным принципам селективности защитного оборудования. Только в данном случае рекомендации отраслевых специалистов уже несколько более гибки. К примеру, анализировать сечение кабеля или провода при покупке нового ВН потребителям не приходится, ведь эта информация автоматически заложена в том, какие автоматы уже используются на конкретной линии. Да и жёстких рамок по номиналу нет – только общий совет, заключающийся в том, что правильнее всего будет подбирать ампераж выключателя нагрузки таким образом, чтобы он был на одну ступень выше ампеража «своего» защитного автомата. Например, при имеющемся автоматическом выключателе на 16 А, разумно ставить ВН на 25 А, однако и это не обязательно. Для сравнительно небольших нагрузок – освещения офисов, цехов, лабораторий, аудиторий или классов – подойдёт и равный номинал. Справедливо и обратное: имея какие-либо опасения, для потребителей ничуть не зазорно и не опасно монтировать мини-рубильник с номиналом на две ступени выше автомата.
При всём этом следует помнить: ВН ни полностью, ни даже частично не дублирует функции защитной автоматики, которая традиционно установлена в наших квартирных распределительных щитках. Он не имеет ни токовой, ни дифференциальной защиты, а потому не может использоваться в качестве замены им или вообще независимо. ВН всегда подключается в питающие цепи последовательно с классической автоматикой. Важно также отметить, что его, вопреки ожиданиям, не запрещено применять между автоматическим выключателем и счётчиком или вводным щитом. Кроме того, выключатели нагрузки допускается ставить даже перед счётчиком, если вдруг в конкретном случае такая необходимость существует. В сущности, именно он и будет тем самым вводным рубильником, от положения которого зависит наличие тока в конкретном домохозяйстве.
Вместо заключения
Наверняка многим нашим читателям будет интересно, можно ли при покупке отличить ВН от автомата, если они настолько похожи внешне, как мы тут описали. Прежде всего, это знание станет полезным для того, чтобы не запутаться и не обмануться при выборе, случайно не купить устройство иного типа или не стать жертвой недобросовестного продавца. Скажем сразу: если вы готовы потратить пяток секунд на анализ корпуса и маркировки, ошибки можно будет исключить полностью.
Увидев на витрине несколько похожих изделий, сравните их рычажки управления. У мини-рубильников эти части всегда более массивные, весьма ухватистые, поскольку изделие предназначено для достаточно регулярного и принудительного включения-отключения. В свою очередь, автоматы обычно оснащают более миниатюрными ручками, которые, среди прочего, мастеру сложнее случайно зацепить при работе в щитке.
Отдельного внимания заслуживает схема, нанесённая на переднюю панель изделия. Разрыв цепи у автомата всегда обозначается таким образом, что у контакта, изображённого сверху, клемма показана в виде небольшого крестика, звёздочки или бантика. Зато на выключателе напряжения верхнюю клемму принято показывать только пустым кружком, который легко отличить от любого другого знака.
Если ВН подобного рода предполагается использовать для коммутации силовой техники, необходимо иметь в виду тот факт, что из-за своего высокого порога по номиналу, он способен выдерживать нагрузки, к которым может оказаться не готов ни линейный автомат, ни проводка. Потому всегда стоит соотносить риски и выстраивать такую иерархию защитных модулей, которая будет повышать надёжность системы, а не ставить её под угрозу. Соблюдая эти простые правила, потребители многократно продлят срок жизни прочим узлам автоматики, не теряя при этом возможности корректно отключать лишнюю нагрузку, покидая рабочие и учебные помещения.
