Монтаж автоматов-выключателей в электрощитовой: популярные вопросы и советы специалистов

Все привыкли пользоваться электрическим выключателем. Но привыкли именно видеть его на стене «где-то справа от двери…» У большинства представления об этом электрическом устройстве именно такие. И отчасти это верно. Современные выключатели достаточно надежны, изготавливаются из негорючих и непроводящих материалов, поэтому мы больше заботимся об их эргономичности и внешнем виде, чем о функциональных характеристиках. А что, если электрическая мощность, проходящая через это устройство в цепи, будет, к примеру, на порядок выше? Тогда нам не обойтись без выключателя-автомата.

Формат этого прибора совершенно другой: нас, как правило, уже не интересует его внешний вид, а в гораздо большей степени представляют интерес функциональные характеристики. Устройство не приспособлено, чтобы органично вписываться в интерьер или украшать его. Зато там присутствуют здоровенные металлические клеммы, которых крайне опасно касаться руками.

В общем, с автоматами-выключателями мы сталкиваемся намного реже, а некоторые (представительницы прекрасной половины человечества, например), вполне возможно, и вовсе не знают, что это такое. Однако на них возложена крайне ответственная функция – предохранять наш дом от возгорания, не допуская скачков силы тока, какие обычно бывают при замыканиях в короткую. Значение электрических автоматов для нашего спокойствия трудно переоценить, поэтому представляется целесообразным уделить внимание их корректной установке и эксплуатации.

Внешний вид различных автоматов-выключателей

Электрические автоматы-выключатели – их разновидности

Электрические автоматы-выключатели, призваны:

  • коммутировать (т.е. агрегировать) и пропускать через себя электрический ток в режиме нормальной работы приборов-потребителей;
  • и отключать стороннее питание внутренней сети в случае возникновения ситуации короткого замыкания и перегрузки.

Подскакивающая до чудовищных размеров сила тока – главная характеристика короткого замыкания. Эта его черта порождает, во-первых, искру большой мощности, способную травмировать и даже убить человека, а во-вторых, мгновенно повышает температуру всей проводки до места ее замыкания в короткую до температуры ее плавления (и более). В сущности, пожарная опасность короткого замыкания не нуждается в обосновании. И единственным средством борьбы с этой катастрофой является отключение внешнего питания так скоро, как это вообще возможно.

Раньше на страже такой электробезопасности стояли пробки. Сначала они были одноразовые, потом их стали делать многоразовыми, но суть их была в одном – функция предохранителя. Если нагрузка на сеть, выражающаяся в силе пропускаемого тока, становилась выше проектной, они просто вылетали и квартира (или весь дом) погружалась во мрак. Искать в потемках разлетевшиеся пробки, чтобы ввернуть их обратно в гнезда не очень-то удобное занятие, поэтому были придуманы автоматы-выключатели.

Их функционал был «разбавлен» дополнительной опцией: теперь в их задачу входило не только обесточивание цепи при аварийной ситуации, но с помощью них возможным и удобным стало разделение внутренней сети в квартире на несколько контуров. Каждый из них объединяет нескольких, но не всех потребителей. Коммутация производится, как правило, по «территориальному» признаку, т.е. объединяется сеть в комнате и коридоре, на кухне и в ванной, отдельно подключают, например спальню. Это позволяет:

  • не распространять результаты аварии на всю квартиру: если замыкание, например, в чайнике, включенном в розетку на кухне, то выключится только кухня (ну и то помещение, которое с кухней скоммутировано на едином автомате);
  • иметь точное представление о локализации аварийной ситуации, если дефект не очевиден (например, где-то внутри провода перетерлась внутренняя изоляция между двумя жилами и оголенные провода имеют возможность контачить).

На каждый такой электрический внутренний субконтур теперь выделяется отдельный автомат. Естественно, что основной характеристикой автомата является показатель пропускаемого им номинального электрического тока. Этот номинал рассчитывается в каждом конкретном случае индивидуально и зависит от двух параметров:

  1. от пропускной способности проводника, который в свою очередь зависит от площади сечения жил кабеля;
  2. от потребляемой электроприборами на данном субконтуре мощности.

Вполне логично, что в каждом субконтуре квартиры будут стоять разные по своим характеристикам автоматы. Если, например, в комнате планируется установить мощный компьютерный сервер, то и провод туда пойдет потолще, и выключатель-автомат будет с большими пропускными характеристиками, чем для спальни, где работает один торшер, да телевизор.

Показатели номинального тока (In) для автоматов, стандартизированных для применения в российском гражданском секторе являются следующими (в Амперах): 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63. При этом речь идет как об однофазных, так и о трехфазных потребителях. Автоматы также имеют номинальное напряжение. Но здесь все проще: либо это 220 Вольт, либо 380.

Принципов действия автоматов-выключателей 2. Как правило, используются оба – для надежности срабатывания, но возможно, что с целью удешевления задействуется только один. Итак:

  • Электромагнитный расцепитель.

Переменный электрический ток проходит по электромагнитной катушке, которая создает индукционное поле – проще говоря, притягивает с определенным усилием контакт-замыкатель, который удерживается стопором, выдерживающим определенное усилие. Через этот замыкатель, собственно, ток и попадает на электромагнитную катушку. В случае, если происходит короткое замыкание, мощность в цепи резко подскакивает за счет большей силы тока, образующейся в проводнике (замыкаем-то в короткую, т.е. сопротивление практически никакое). Получается, что через катушку начинает течь ток, на порядок (если не больше) превышающий номинальное значение для данной модели выключателя. Проводник выдержит такой ток, не расплавится, но индукция, создаваемая катушкой, также вырастит в разы. Эта сила сорвет замыкатель со стопора и переведет его в положение «разомкнуто», где его зафиксирует другой стопор. Таким образом, хоть короткое замыкание и даст искру, но автомат-выключатель предотвратит дальнейшее развитие пагубных последствий.

  • Тепловой расцепитель.

Здесь также эксплуатируются магнитные свойства проводника, точнее, их ослабевание при нагревании. Номинальный ток, проходя по проводнику с такими свойствами, удерживает контакт в замкнутом состоянии. Если сила тока возрастает более номинального значения, то проводник, разогреваясь, теряет свои магнитные качества, и контакт размыкается.

Второе свойство дает большее время срабатывания автомата, потому принято считать его страхующим. Но все-таки в электротехнике безопасности мало не бывает и предпочтительно устанавливать автоматы, в которых задействованы оба рассмотренных принципа.

Внутреннее устройство автомата-выключателя

Особенности подключения электрического автомата

Мы привыкли, что проводов всегда 2: по одному проводу ток идет в одну сторону, по другому – обратно. В случае с переменным током это не совсем так, но для понимания особенности монтажа автомата-выключателя это не играет ровным счетом никакого значения. Автомат устанавливается только на одном проводе, чтобы иметь возможность разрывать электроцепь в случае короткого замыкания. Стандартное место расположения автомата – электрический щиток. Это, конечно, не догма, но установка в других местах менее желательна, т.к. сам по себе автомат предполагает наличие повышенной мощности (больше, чем в выключателе обычной лампочки), стоит позаботиться о противопожарном «антураже» (чтобы вокруг не было особенно легко воспламеняющихся обоев и пр.).

Автомат ставится на так называемую фазу. В устройстве предусмотрены 2 клеммы. Стоит уделить внимание правильной последовательности подключения: к какой клемме какой провод нужно подсоединять. Изначально производитель на своих изделиях отмечает, какой провод является входящим, а какой исходящим. Входная клемма обычно располагается вверху устройства и называется «неподвижным контактом». Нижняя исходящая клемма носит название «подвижного контакта». Входной провод питания принято подключать именно к неподвижному контакту. А что, если сделать наоборот? Например, если в щитке DIN-рейка для автоматов расположена по уровню выше счетчика?

Если рассмотреть технологию отключения питания в самом автомате, то становится очевидным, что для прерывания электроснабжения абсолютно неважно, какая клемма является по сути входящей или исходящей. Электрический ток генерирует индукцию, которая и разрывает цепь в случае аварийной ситуации. При этом, поскольку ток переменный, то вообще не имеет никакого значения, какая клемма является «питающей». В случае теплового размыкания температура расцепителя также возрастет, вне зависимости, с какой стороны от автомата установлен аварийный потребитель. Если все так просто и непринципиально, то тогда зачем производитель вообще усложняет жизнь монтерам, нанося отметки о входящих и исходящих клеммах?

Все дело в организации электросхемы внутри щитка. Даже непрофессионал имеет понимание, что прежде чем осуществлять какие-либо работы внутри электрощитовой, необходимо ее обесточить. Как правило, ищется и находится самый большой рубильник и переводится в положение «выкл.». А вот дальше между профессионалами и любителями наблюдается разница в последовательности действий. Профессионал с помощью отвертки-индикатора сразу же проверит наличие потенциала на клеммах исходящих от рубильника фаз. И даже после этого работу в щитке будет проводить в специальных резиновых перчатках. Электрооборудование имеет свойство стареть и приходить в негодность: изоляция истончается, и ее свойства ухудшаются, механические части коррозируют. В итоге даже отключенный рубильник, порой, не гарантирует отсутствие напряжение на контактах, а что еще хуже, это напряжение может внезапно появиться в результате «пробоя».

В щитке агрегируется значительная мощность – достаточная для того, чтобы навредить здоровью человека или даже лишить жизни. И далеко не всегда в щитовую «влезают» профессионалы или люди, понимающие угрозу для собственной жизни. Бывают случаи, когда «ремонтники» ориентируются по расположению рубильника относительно автомата и считают себя в безопасности, если вышерасположенные аппараты отключены. Это, конечно же, является весьма относительной гарантией, однако производители электроаппаратуры вынуждены принимать это к сведению при проектировании своих изделий.

Неписанными правилами проведения электромонтажных работ устанавливается стандарт подключения электроаппаратуры: входящие провода питания подключаются к верхним клеммам! Официальные Правила Установки Электрооборудования косвенно подтверждают это (пункт 3.1.6.).

Схема подключения автомата-выключателя

Работа с проводами

При подсоединении проводов к контактам автомата выключателя зачастую допускаются стандартные ошибки. Разберем их.

  • Проблемы с изоляцией.

Перед тем, как вставлять провод в зажим контакта, его нужно зачистить от покрывающей изоляции. Это, как правило, делают все. Но не все зачищают провод на необходимую длину. По правилам ПЭУ требуется удалять изоляцию на длину 27 мм, но не всегда стоит этому следовать педантично. Оставлять оголенные провода тоже достаточно опасно. Следует иметь в виду, что концы самих проводов нужно будет обогнуть, чтобы увеличить площадь их контакта с клеммами. Но хуже, чем оставить оголенные контакты, это допустить попадание изоляции под зажим. Как бы крепко не закручивались при этом винты на клеммах, все равно будет присутствовать расстояние между проводами и зажимом, что будет давать искру, и в итоге приведет к серьезному воспламенению.

Здесь тонкий момент: работу нужно выполнять очень аккуратно, чтобы оставить изоляцию сразу за пределами корпуса автомата.

  • Подключение нескольких проводов на одну клемму.

Коротко – лучше этого не делать. Но зачастую обстоятельства вынуждают, и приходится идти на сделку с безопасностью. Существует несколько вариантов:

  1. Использование гребенчатой шины (или гребенки). Они предназначены для объединения нескольких электроаппаратов (в т.ч. автоматов-выключателей) от одного источника питания (кабеля). Это самый «официальный» вариант, не подразумевающий никакой опасности.
  2. Использование единой самодельной перемычки. Они изготавливаются из отдельно взятой жилы. Лучше брать медный провод в изоляции из питающего кабеля. Перемычку нужно делать неразрывной, для этого ее нужно изогнуть П-образным способом, а места для укрепления в зажимах зачистить от изоляции. Последовательность действий при монтаже такой коммутации выглядит следующим образом: вначале укрепляются сами выключатели, затем ориентировочно размечается перемычка и изготавливается. Затем финальный монтаж.
  3. Использование множества отдельных перемычек. Крайне нежелательная технология. Главным образом потому, что велика вероятность разницы в сечении проводов, подключаемых на один контакт, что категорически недопустимо. Провод с большим сечением будет прижат плотно, а вот на меньшее сечение усилия прижима не хватит – более толстый проводник мешать будет. В итоге контакт начнет искрить и в итоге полыхнет.

Самый идеальный вариант подключения нескольких контактов на одну клемму – использование специализированных наконечников, для каждого провода. Но это достаточно сложное мероприятие, т.к. требует пайки (лужения).

  • Формирование контактных концов жил.

Мало снять изоляцию с оконечностей проводов. Для повышения площади соприкосновения проводника с клеммами автомата следует изогнуть их U-образно. Нужно иметь в виду, что иногда жилы внутри кабеля помимо необходимой собственной изоляции еще вдобавок покрываются тонким слоем изоляционного лака. В ее задачи входит предохранять жилу от окисления, но она также может служить помехой для контакта. С конца провода ее необходимо удалить с помощью ошкуривания. Контактные зажимы на внутренних поверхностях имеют специальные насечки, в задачи которых входит создание рифленой поверхности и надежное зацепление с проводником. Однако такая поверхность одновременно с этим снижает площадь контакта и единственный выход – плотная затяжка винтов. Изоляционный лак здесь будет ну совсем некстати.

  • Подключение на клемму многожильного провода.

Главная задача здесь – сохранить общую площадь сечения проводника. Поэтому помещать в клемму многожильный провод без специальной его обработки недопустимо. Зажим «косички» из проволоки неизбежно приведет к излому нескольких жил, что уменьшит совокупную площадь сечения. Кроме того, есть риск неплотного прижатия отдельных элементов провода, а это уже будет содействовать возникновению искры и еще больше способствовать истончению проводника. Требуется использование специальных наконечников для проводов и контактов.

Перед тем, как использовать многожильный провод для подключения к автомату требуется его оконцевать с помощью наконечников НШВИ и НШВ. Кроме того, наконечник НШВИ-2 вообще представляет собой насадку для коммутационного подключения нескольких электроаппаратов. С ее помощью можно сделать перемычки, о которых шла речь выше, но только уже с использованием многожильного кабеля.

Оконцовка многожильных проводов

Чего делать нельзя

Категорически нельзя экономить! Все вещи, о которых идет речь в данной статье, являются крайне бюджетными и больше относятся к мероприятиям технологического и организационного характера. Поэтому крайне опасно пытаться сэкономить на копеечных приспособлениях и «фурнитуре».

Недопустимо выбирать самые дешевые и упрощенные модели автоматов-выключателей. В приобретаемом устройстве должны присутствовать обе системы отключения питания: и электромагнитная, и термическая.

Недопустимо экономить на сечении провода, выбирая провода потоньше. По крайней мере, питательный провод, раздающий нагрузку на автоматы, принадлежащие к разным субконтурам, нужно брать покачественнее, т.е. потолще и медный.

Недопустимо оконцовывать многожильные провода методом лужения, т.е. спаивания их воедино. Сплав, используемый для припоя, сам по себе не термостоек, а главное, обладает куда худшими электротехническими показателями (в частности, по сопротивлению). В случае, если через него начинают протекать токи высокой силы, припой начнет нагреваться. А нагреваясь, он будет терять свои прочностные характеристики и становиться мягким - «оплывать». Речь пока идет о стандартной ситуации, не берется в расчет аварийный случай короткого замыкания, когда возможно полное оплавление. Размягчение, в принципе, «лечится» - достаточно просто периодически подтягивать винты на клеммах. Но как часто вы это делали (или видели, как кто-то осуществляет эту процедуру регулярно?

Лужение оконечностей многожильных проводов – действие крайне опасное и в большинстве случаев именно оно становится источником пожаров в электрощитовых.

Не стоит нарезать перемычки из множества отрезков проводов. Если в щитке появляется необходимость установить новый автомат (или любой другой аппарат), то следует либо использовать шину, либо демонтировать существующую единую питающую жилу и установить новую, с участием клеммы для нового аппарата.

Как нельзя готовить перемычку

Резюме

Автомат в щитке подключается весьма просто. Из представленного описания видно, что не обязательно иметь для этого ни высшее, ни специализированное образование. Однако жизненно необходимо быть аккуратным:

  • при проектировании схемы соединения;
  • при выборе способа коммутации автоматов и других электроаппаратов;
  • при подборе качественных проводов.

Особенно сложно отрезать изоляцию на нужную длину при формировании перемычек. Но если потренироваться на одной оконечности, то на всех остальных примерах ошибок, скорей всего, удастся избежать.

Все это подробное описание с указанием возможных трудностей и проблем преследует единую цель – обеспечить пожарную безопасность всей системы в целом! Электричество несомненно подняло уровень комфорта человека на недосягаемую высоту, но вместе с тем, оно несет в себе высокую опасность. И чем выше становятся многоэтажные жилые дома, тем большее число людей становится вынужденными заложниками электрохозяйства отдельно взятой квартиры (или нескольких, объединенных одной щитовой).

Аппарат-выключатель призван обеспечивать безопасность электрического контура, вовремя отключая его от внешнего питания при возникновении аварийных ситуаций (таких, как короткое замыкание). Однако, будучи сам подключенным некорректно (т.е. с нарушением приведенных выше правил), он становится источником повышенной опасности распространения пламени по этажу. И прежде чем отнестись к этому без внимания стоит задуматься о цене вопроса.