Почему автоматы "B" предпочтительнее

В современном мире, где безопасность жизни человека является приоритетом, порой возникают избыточные ограничения. Автор статьи вновь обращается к теме электробезопасности в доме, рассматривая её через призму тока короткого замыкания. Несмотря на то, что тема уже поднималась ранее, её актуальность остаётся неизменной, поскольку затрагивает безопасность каждого. Автор обещает доказать преимущество использования автоматических выключателей типа «B» в электрощитках по сравнению с типами «C» и «D» в жилых помещениях.

Какая защита есть, и какая нужна

В современных электрощитках предусмотрено несколько уровней защиты: автоматические выключатели (АВ) от перегрузок и коротких замыканий (обязательны к установке), устройства защитного отключения (УЗО или ВДТ) от поражения электрическим током, реле напряжения от скачков напряжения, устройства защиты от дугового пробоя (УЗДП или УЗИС) и от импульсных перенапряжений (УЗИП или ОПН). Однако, полный перечень защитных мер может варьироваться в зависимости от конкретной электроустановки.
Распространение электронных устройств и повышение уровня жизни населения привели к росту спроса на системы защиты электрооборудования. Автор опровергает мнение о нецелесообразности таких систем, утверждая, что забота о безопасности оправдывает инвестиции. Важно, чтобы защита была обоснованной и не вызывала ложных срабатываний. Статья посвящена эффективной защите от коротких замыканий, используя современные, но пока недостаточно распространенные в России технологии. Автор объясняет это консерватизмом и невежеством, обещая развеять распространенные страхи. Для лучшего понимания рекомендуется ознакомиться с предыдущими статьями автора по теме.

Важно беречь кабель

Несмотря на отсутствие явных изменений в нормативной документации, наблюдается ужесточение требований к тепловому режиму кабелей. Раньше, из-за экономии, на один 25-амперный автомат подключалось много розеток и освещения, что приводило к частым перегрузкам. Сейчас же, с увеличением количества электроприборов, на один 16-амперный автомат подключается меньше потребителей. Это, вкупе с акцентом на долговечность кабеля, объясняет переход к использованию 16-амперных автоматов для кабеля сечением 2,5 мм². Ограничение тока снижает нагрев кабеля, увеличивая срок его службы за счёт уменьшения перепадов температуры и предотвращения перегрева изоляции.
Согласно современному стандарту, допустимая температура нагрева жил большинства кабелей составляет 70 °С. Описываются сечения и сопротивления токопроводящих жил. Новые устанавливают минимальное сечение кабеля розеточной группы — 2,5 мм² (4 мм² для алюминиевых жил), независимо от нагрузки. Несмотря на некоторые расхождения с ПУЭ, приоритет отдаётся более новым и строгим нормам.

Как защититься от короткого замыкания

При коротком замыкании (КЗ) надежда на защиту возлагается на электромагнитный расцепитель автоматического выключателя. Гарантия срабатывания зависит от соотношения тока КЗ и номинала электромагнитного расцепителя (кратность тока): ток срабатывания расцепителя должен быть меньше ожидаемого тока КЗ. В противном случае, срабатывание будет зависеть от теплового расцепителя, который значительно медленнее и может не успеть предотвратить повреждения электропроводки, например, из-за плохого контакта в соединениях.

Однажды произошел такой случай, когда из-за короткого замыкания, вызванного попаданием самореза в кабель, изоляция провода начала плавиться, а автоматический выключатель типа “С25” не сработал из-за слишком малого тока КЗ. Стоит подчеркнуть, что, хотя знание ожидаемого тока КЗ и характеристики расцепителя позволяет предсказать срабатывание автомата, ток КЗ на практике сложно предсказать точно. Поэтому необходим надёжный способ защиты от КЗ, независимо от его величины.

Для повышения безопасности при коротких замыканиях важно снизить номинальный ток электромагнитного расцепителя автоматического выключателя, перейдя с типа “С” на тип “B”. Это обеспечит срабатывание при меньших токах КЗ, не ограничивая при этом потребление нагрузки. При этом можно добиться максимальной защиты без ложных срабатываний.

Чем отличаются характеристики «С» и «В»

Существуют различия между автоматическими выключателями с разными характеристиками защиты, несмотря на одинаковый номинальный ток (например, 10А). Хотя тепловые расцепители у них идентичны, отличие заключается в порогах срабатывания электромагнитного расцепителя. Автор анализирует временные характеристики срабатывания, используя данные из каталога производителя или соответствующий стандарт.

Главное отличие автоматических выключателей типа “B” и “C” заключается в пороге срабатывания электромагнитного расцепителя: для “B” это 3-5-кратный переток номинального тока, для “C” — 5-10-кратный. Время срабатывания в обоих случаях менее 0,1 секунды, обеспечивая быстрый разрыв цепи при коротком замыкании. Производители утверждают, что выключатели не реагируют на токовые импульсы короче 5 мс, что объясняется недостатком энергии для срабатывания электромагнитного расцепителя.

Почему происходит срабатывание автомата

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя реагирует на сверхток, возникающий при коротком замыкании или при большом пусковом токе. Рассмотрим каждый случай отдельно.

Выключение автомата при коротком замыкании

Определение причины срабатывания автоматического выключателя (перегрузка или короткое замыкание) основано на том, какой расцепитель (тепловой или электромагнитный) сработал. Быстрое отключение при коротком замыкании критически важно, так как ток КЗ, хоть и ограничен сопротивлением цепи, представляет собой экстремальную перегрузку, способную вызвать серьезные повреждения.

В частных домах, из-за высокого сопротивления проводов и контактов, ток короткого замыкания может быть относительно небольшим (например, 100 А). В этом случае автоматический выключатель может не сработать, так как его электромагнитный расцепитель срабатывает при токе 125-250 А. Тепловой расцепитель сработает, но с задержкой, что может привести к пожару.

Выключение автомата из-за пускового тока

Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя может сработать не только при коротком замыкании, но и при кратковременном превышении тока, возникающем при пуске мощных электроприборов (пусковой ток). Пусковой ток превышает номинальный в несколько раз. Его кратковременное действие не позволяет сработать тепловому расцепителю, поэтому реагирует только электромагнитный расцепитель.

Некоторые источники преувеличивают длительность пускового тока. На самом деле, значительное превышение номинального тока наблюдается лишь в начальный момент запуска. Крупнейшие пусковые токи характерны для электромоторов и устройств с конденсаторами в блоках питания (практически вся электроника). Индуктивные нагрузки, хотя и создают непредсказуемые пусковые токи, редко встречаются в быту. Противодействие установке автоматов типа “B” часто основывается на опасениях по поводу срабатывания на пусковые токи. Стоит обсудить этот вопрос подробнее.

Как сделать так, чтобы не отключался автомат

Очень важен баланс между защитой и предотвращением ложных срабатываний автоматических выключателей. Для защиты кабеля с сечением 1,5 мм² достаточно автомата 10 А, а автомат типа «В» может сработать (30 А и более), поэтому автомат типа «С» в данном случае избыточен.

Светодиоды и прожекторы характеризуются высокими пусковыми токами из-за конструкции драйвера, несмотря на усилия производителей по их снижению. При одновременном включении большого количества светодиодов, рекомендуется разделить их на группы, подключаемые либо к разным автоматам (одновременно), либо к одному автомату (последовательно). Также возможно использование специальных устройств, таких как реле ограничения пускового тока, для снижения пиковых значений тока.

Для розеточных линий с минимальным сечением кабеля 2,5 мм² максимальный ток автоматического выключателя составляет 16 А. В случае необходимости одновременного подключения большого количества светодиодных светильников, когда другие методы невозможны, можно использовать автоматы с характеристиками “С” или “D”. Однако, необходимо учитывать значение тока короткого замыкания во избежание ложных срабатываний.

Пусковой ток холодильника относительно невелик (менее 10 А). Хотя электроника характеризуется высокими пусковыми токами из-за конденсаторов, режим ожидания (Standby) снижает пиковые нагрузки. Для минимизации проблем рекомендуется подключать электронные устройства к разным розеткам, питаемым от разных автоматических выключателей, распределяя время включения.

Даже мощные бытовые насосы имеют пусковой ток до 16 А, позволяя использовать автоматы типа «B» с номиналом 10 или даже 6 А для лучшей защиты от заклинивания. Стиральные машины и кондиционеры, несмотря на высокую мощность, имеют небольшие пусковые токи благодаря схемам плавного пуска. Кухонная техника (мясорубки, комбайны) также имеет пусковые токи, значительные лишь при максимальной скорости работы без редуктора. В большинстве случаев, использование автомата типа «B» вполне оправдано.

Уменьшение пусковых токов

Производители применяют различные методы для снижения пусковых токов: NTC-термисторы (на входе), инверторное питание (преобразователи частоты, плавные пускатели), реле с задержкой (например, МРП), схемы «звезда-треугольник» (редко в быту). Также уменьшение реактивной составляющей тока способствует снижению пусковых токов. Для безопасного включения электропитания в квартире рекомендуется включать групповые автоматы последовательно, а не все сразу через вводной автомат.

Стоимость

Мнение о высокой стоимости и дефиците автоматических выключателей типа «B» опровергается сравнением цен на устройства типов «B» и «C» от разных производителей. Разница в цене незначительна (5-10%). Также отмечается доступность данных устройств в розничной торговле. Приводится пример переписки с производителем, подтверждающий наличие ошибок в информации о продукции.

Электромонтажные работы и Электроизмерительная лаборатория.