Автоматические выключатели КЭАЗ 20А

Автоматические выключатели КЭАЗ на 20А: технические характеристики, селективность и применение

Автоматические выключатели КЭАЗ на номинальный ток 20А представляют собой серийно выпускаемые аппараты модульного и литого исполнения, предназначенные для оперативных включений и отключений электрических цепей, защиты линий и конечного оборудования от токов перегрузки и короткого замыкания. Продукция Курского электроаппаратного завода (КЭАЗ) соответствует требованиям ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2) и ГОСТ Р 50345 (МЭК 60898) и широко применяется в распределительных щитах жилых, коммерческих и промышленных объектов. Номинал 20А является одним из наиболее востребованных для организации групповых и конечных цепей освещения и розеток.

Классификация и серии автоматических выключателей КЭАЗ 20А

Завод выпускает несколько линеек аппаратов, различающихся конструктивным исполнением, отключающей способностью и областью применения. Выбор конкретной серии зависит от требований к надежности, условий эксплуатации и места в схеме электроснабжения.

1. Модульные выключатели серии OptiDin BM63 (по ГОСТ Р 50345)

Предназначены для использования в конечных распределительных сетях переменного тока. Устанавливаются на DIN-рейку 35 мм. Ширина одного полюса — 18 мм.

• Номинальный ток (I_n): 20А.
• Характеристика срабатывания: B, C, D.
• Количество полюсов: 1P, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N, 4P.
• Номинальное напряжение: 230/400 В AC.
• Отключающая способность (I_cn): 4.5 кА, 6 кА, 10 кА в зависимости от модификации.
• Класс токоограничения: 3 (высокий).
• Температурный диапазон эксплуатации: от -25°C до +55°C.

2. Модульные выключатели серии ВМ63 (по ГОСТ Р 50030.2)

Более тяжелая серия, предназначенная для применения в сетях переменного и постоянного тока. Имеют усиленную конструкцию и повышенную коммутационную стойкость.

• Номинальный ток (I_n): 20А.
• Характеристика срабатывания: B, C, K, Z (последние два особенно важны для защиты полупроводниковых устройств и длинных линий).
• Количество полюсов: 1P, 2P, 3P, 4P.
• Номинальное напряжение: до 400 В AC 50/60 Гц, до 220 В DC.
• Отключающая способность (I_cu): до 25 кА (для версии с I_cn=25кА).
• Рабочая температура: от -40°C до +70°C.

3. Воздушные автоматические выключатели (литые) серии ВА 99 (по ГОСТ Р 50030.2)

Применяются в качестве вводных и секционных аппаратов в распределительных щитах промышленных объектов, а также для защиты двигателей. Номинал 20А в этой серии часто используется в схемах управления.

• Номинальный ток (I_n): 20А (в рамках общего диапазона серии, например, 16-100А).
• Характеристики срабатывания: Защита от перегрузки (L) и короткого замыкания (I) с регулируемыми уставками. Возможна установка независимых расцепителей, расцепителей минимального напряжения и др.
• Отключающая способность: до 50 кА (при 415 В AC).
• Исполнение: стационарное или выдвижное (Draw-out).

Детальный анализ время-токовых характеристик (ВТХ) для 20А

Выбор характеристики срабатывания — ключевой момент для обеспечения селективности и корректной работы защиты. Для номинала 20А наиболее распространены характеристики B, C, а в специфичных случаях — K, Z и D.

Параметры срабатывания электромагнитного расцепителя (мгновенного расцепителя) для модульных выключателей 20А

Характеристика	Диапазон срабатывания	Типовое применение для цепи 20А
B	от 3·In до 5·In (60А — 100А)	Защита длинных кабельных линий (освещение, розеточные группы с большой длиной проводки), где важно ограничить токи КЗ для обеспечения безопасности.
C	от 5·In до 10·In (100А — 200А)	Универсальная защита розеточных и силовых групповых цепей в жилых и общественных зданиях, где возможны умеренные пусковые токи (бытовая техника, небольшие двигатели).
D	от 10·In до 20·In (200А — 400А)	Защита цепей с высокими пусковыми токами: трансформаторы малой мощности, двигатели, разрядные лампы.
K	от 8·In до 14·In (160А — 280А)	Защита цепей с индуктивной нагрузкой (трансформаторы, двигатели) в промышленных сетях.
Z	от 2·In до 4·In (40А — 80А)	Защита полупроводниковых устройств и особо чувствительных кабельных линий, где требуется быстрое отключение при низких токах КЗ.

Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина) обеспечивает защиту от перегрузки. Его срабатывание обратнозависимо от тока: чем больше ток перегрузки, тем меньше время отключения. Для выключателя на 20А при токе 1.13·I_n (22.6А) он не должен срабатывать в течение часа (t > 1ч), а при токе 1.45·I_n (29А) должен отключить цепь менее чем за час (t < 1ч). Эти параметры строго регламентированы стандартами.

Селективность (избирательность) с аппаратами на 20А

Обеспечение селективности необходимо для локализации отключения только на аварийном участке цепи. Для аппаратов КЭАЗ 20А важно правильно выстраивать иерархию с выключателями вышестоящего уровня (например, вводными на 32А, 50А и более).

• Полная селективность с вышестоящим аппаратом: Достигается при соблюдении условий по току и времени. Для пары выключателей с номиналами, например, 20А (нижестоящий) и 32А (вышестоящий) с одинаковой характеристикой, селективность часто сохраняется до значения тока КЗ, не превышающего отключающую способность меньшего аппарата. Для гарантии необходимо использовать таблицы селективности, предоставляемые заводом-изготовителем, или специализированное ПО.
• Использование выключателей с характеристикой K или Z: Позволяет легко достичь временной селективности с аппаратами с характеристикой C или B на вышестоящем уровне из-за более высоких уставок мгновенного расцепителя.
• Селективность с предохранителями: Как правило, полная селективность между автоматическим выключателем 20А и предохранителем достигается, если номинальный ток предохранителя минимум на 2-3 ступени превышает I_n автомата.

Выбор сечения кабеля и условия прокладки

Автоматический выключатель защищает, в первую очередь, кабель. Для номинала 20А необходимо выбрать сечение токопроводящей жилы, исходя из условий прокладки и материала изоляции.

Важно: Окончательный выбор сечения должен производиться по расчету с учетом всех поправочных коэффициентов (на групповую прокладку, температуру окружающей среды) и проверкой на потерю напряжения.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж модульных выключателей КЭАЗ осуществляется на стандартную DIN-рейку TH35. Затяжка подключаемых проводников должна производиться с моментом, указанным в технической документации (обычно 2.0 — 2.5 Н·м для клемм под провод до 4 мм²). Не допускается подключение двух разнородных проводников (например, медного и алюминиевого) под один зажим. При эксплуатации необходимо визуально контролировать состояние аппаратов, отсутствие перегрева, постороннего шума. Профилактическое обслуживание, включающее проверку момента затяжки соединений и механизма «включено-выключено», рекомендуется проводить в соответствии с графиком ППР электрооборудования, но не реже одного раза в 2-3 года. Выключатели серии ВА99 требуют более регулярного технического обслуживания с проверкой параметров расцепителей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается выключатель ВМ63 от OptiDin BM63 на 20А?

ВМ63 — аппарат по ГОСТ Р 50030.2 (IEC 60947-2), предназначенный для профессионального применения в сетях переменного и постоянного тока, с более широким температурным диапазоном и, как правило, более высокой отключающей способностью. OptiDin BM63 — бытовой и коммерческий аппарат по ГОСТ Р 50345 (IEC 60898), оптимизированный по стоимости для сетей переменного тока. Для ответственных объектов и промышленных сетей предпочтительнее ВМ63.

Можно ли использовать автомат 20А с характеристикой С для защиты линии освещения?

Да, но с учетом длины линии и пусковых токов светильников. Для обычных ламп накаливания и LED-светильников без мощных драйверов с большими пусковыми токами это допустимо. Однако если линия освещения очень длинная (что приводит к высокому сопротивлению петли «фаза-ноль»), предпочтительнее характеристика B, так как она обеспечит срабатывание при меньшем токе КЗ в конце линии.

Почему автомат на 20А периодически отключается без видимой нагрузки?

Возможные причины: 1) Неисправность самого автоматического выключателя (деформация биметалла, загрязнение механизма). 2) Скрытая утечка тока на землю или межвитковое замыкание в каком-либо устройстве, которое не создает полного КЗ, но вызывает ток, превышающий I_n. 3) Слабый контакт в клемме автомата или распределительной коробке, приводящий к локальному перегреву и срабатыванию теплового расцепителя. 4) Суммарная мощность постоянно включенных устройств (холодильник, котел, освещение) близка или превышает 4.4 кВт (для 220В).

Как обеспечить селективность между вводным автоматом на 50А/С и групповым на 20А/С?

Для пары с одинаковой характеристикой С полная селективность между 50А и 20А, как правило, сохраняется до токов, не превышающих примерно 150-200А (зона перекрытия зон срабатывания). При больших токах КЗ может сработать любой из аппаратов. Для обеспечения полной селективности на все возможные токи КЗ необходимо либо применять на вводе выключатель с селективным расцепителем (например, КЭАЗ ВА99 с регулируемой выдержкой времени), либо использовать на групповых линиях выключатели с характеристикой B, а на вводе — с С или K.

Допустимо ли использование автомата 20А в цепи постоянного тока?

Только если это прямо указано в маркировке и документации. Серия ВМ63 постоянного тока (например, ВМ63-20 DC) предназначена для этого. Большинство модульных автоматов серии OptiDin BM63 рассчитаны только на переменный ток. Коммутация постоянного тока сопряжена с трудностями гашения дуги, поэтому применение неспециализированных аппаратов запрещено и опасно.

Какой аппарат КЭАЗ выбрать для защиты трехфазного двигателя мощностью 3 кВт?

Номинальный ток такого двигателя ~6.5А. Однако для защиты от перегрузки и КЗ с учетом пусковых токов (в 5-7 раз выше номинала) необходим трехполюсный автоматический выключатель. Рекомендуется: 1) Тепловое реле + пускатель в паре с автоматом типа ВА99-20 с характеристикой K или D для защиты от КЗ. 2) Либо автоматический выключатель с комбинированным расцепителем (ВА99), у которого уставка теплового расцепителя устанавливается на ~6.5А, а электромагнитного — на уровень, превышающий пусковой ток. Модульный выключатель 20А/3P/характеристика D также может быть использован как дешевая альтернатива, но обеспечивает менее точную защиту от перегрузки.