Автоматические выключатели КЭАЗ ВА21

Автоматические выключатели ВА21 производства КЭАЗ: технические характеристики, конструкция и область применения

Автоматические выключатели серии ВА21, производимые Курским электроаппаратным заводом (КЭАЗ), представляют собой модульные аппараты защиты, предназначенные для эксплуатации в электрических сетях переменного тока. Данные выключатели относятся к категории бытовых и аналогичных применений, соответствуют стандартам ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2) и предназначены для замены устаревших серий АЕ, АП-50, ВА. Основное функциональное назначение — защита электрических цепей от токов перегрузки и короткого замыкания, а также оперативные включения и отключения цепей вручную.

Конструктивные особенности и устройство

Автоматический выключатель ВА21 выполнен в модульном исполнении с шириной, кратной 17.5 мм (один полюс). Корпус изготовлен из дугостойкой, не поддерживающей горение пластмассы (технический полимер). Конструктивно аппарат состоит из следующих ключевых узлов:

• Механизм управления (расцепитель): Рычажный привод, обеспечивающий ручное включение и отключение. Механизм обладает высокой износостойкостью (не менее 10 000 циклов ВО).
• Электромагнитный расцепитель (отсечка): Представляет собой соленоид с подвижным сердечником. Срабатывает практически мгновенно при достижении током значения уставки короткого замыкания, обеспечивая защиту от сверхтоков КЗ. Время-токовая характеристика срабатывания (ВТХ) фиксированная и определяется типом выключателя (B, C, D).
• Тепловой расцепитель (биметаллическая пластина): Осуществляет защиту от перегрузки. При протекании тока, превышающего номинальный, биметаллическая пластина нагревается и, изгибаясь, воздействует на механизм расцепления с выдержкой времени, обратно зависящей от величины перегрузки. Данная характеристика обеспечивает селективность с аппаратами защиты, установленными ниже по цепи.
• Дугогасительная камера: Состоит из набора металлических пластин, которые дробят электрическую дугу, возникающую при размыкании контактов, на ряд коротких дуг, способствуя их быстрому гашению и охлаждению.
• Силовые контакты: Изготовлены из металлокерамики (например, серебро-никель), что обеспечивает низкое переходное сопротивление и высокую стойкость к эрозии при дугообразовании.
• Клеммы для подключения проводников: Винтовые зажимы, позволяющие надежно фиксировать как одножильные, так и многожильные провода. Конструкция клемм часто предусматривает ограничители для предотвращения пережатия и повреждения жилы.

Основные технические характеристики и параметры

Автоматические выключатели ВА21 характеризуются рядом ключевых параметров, определяющих их выбор для конкретной задачи.

Номинальные параметры

• Номинальное напряжение (Ue): 230/400 В AC.
• Номинальный ток (In): Ряд значений от 0.5 А до 63 А. Основной ряд: 0.5, 1, 2, 3, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
• Номинальная отключающая способность (Icn): Максимальный ток короткого замыкания, который выключатель способен отключить без потери работоспособности. Для серии ВА21 стандартно предлагается 4.5 кА (4500 А) и 6 кА (6000 А) при напряжении 230/400 В.
• Класс токоограничения: 3. Это означает, что выключатель ограничивает время протекания тока КЗ и пропускаемую энергию (I²t) до минимально возможных значений, снижая тепловое и динамическое воздействие на защищаемую цепь.
• Количество полюсов: 1P, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N, 4P.
• Время-токовая характеристика (ВТХ) расцепления:
  • Характеристика B (3-5 In): Для защиты цепей с активной нагрузкой (освещение, розетки) и длинных линий с низкими пусковыми токами.
  • Характеристика C (5-10 In): Универсальная характеристика для смешанных нагрузок, включая цепи с умеренными пусковыми токами (двигатели малой мощности, трансформаторы).
  • Характеристика D (10-14 In): Для защиты цепей с высокими пусковыми токами (электродвигатели, мощные трансформаторы, устройства с импульсными блоками питания).
• Степень защиты: IP20 (от доступа к опасным частям пальцами и от твердых тел диаметром более 12.5 мм).
• Механическая и электрическая износостойкость: Не менее 10 000 циклов включения-отключения (механических) и не менее 4000 циклов при номинальном токе (электрических).

Таблица 1. Сводные технические данные автоматических выключателей ВА21

Параметр	Значение / Описание
Стандарт	ГОСТ Р 50030.2 (МЭК 60947-2)
Номинальное напряжение Ue	230/400 В AC, 50/60 Гц
Номинальный ток In	0.5, 1, 2, 3, 4, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А
Номинальная отключающая способность Icn	4.5 кА или 6 кА
Класс токоограничения	3
Характеристики расцепления	B, C, D
Количество полюсов	1P, 1P+N, 2P, 3P, 3P+N, 4P
Степень защиты (IP)	IP20 (на корпусе), IP40 (в щите с закрытой дверцей)
Сечение подключаемых проводов	Гибких: 1-25 мм² (зависит от номинала); Жестких: 1-35 мм²
Момент затяжки клемм	2.0 — 2.5 Н·м (рекомендуемый)
Рабочая температура	от -25°C до +50°C
Температура хранения	от -40°C до +70°C

Область применения и схемы подключения

Автоматические выключатели ВА21 применяются в однофазных и трехфазных сетях переменного тока частотой 50/60 Гц. Основные сферы использования:

• Вводно-распределительные устройства (ВРУ) жилых, административных и промышленных зданий.
• Групповые и конечные распределительные щиты (этажные, квартирные, офисные).
• Защита отдельных линий: цепи освещения, розеточные группы, цепи питания стационарного оборудования.
• Защита электродвигателей малой и средней мощности в составе магнитных пускателей (в паре с тепловым реле) или самостоятельно (при характеристике D).

При подключении необходимо соблюдать полярность для полюсных версий: верхние клеммы традиционно считаются вводными (питание), нижние — выводными (нагрузка). Для выключателей с полюсом «N» (нейтраль) важно подключать нулевой рабочий проводник именно к этой клемме. Синий или голубой провод — к клемме «N».

Селективность и координация

Обеспечение селективности (избирательности) защиты — ключевая задача при проектировании каскадных систем. Для выключателей ВА21 селективность с аппаратами защиты, установленными ниже по цепи (более близко к нагрузке), достигается за счет правильного выбора номинального тока и время-токовой характеристики. Выключатель на вводе (вышестоящий) должен иметь номинальный ток и/или характеристику, обеспечивающую его более медленное срабатывание при перегрузке и КЗ, чем у аппарата на отходящей линии. Частичная селективность с выключателями того же типа возможна при соотношении номиналов не менее 1:1.6. Полная селективность с предохранителями или выключателями других серий требует проверки по таблицам селективности и время-токовым характеристикам, предоставляемым заводом-изготовителем.

Модификации и дополнительное оборудование

Помимо базовых исполнений, КЭАЗ предлагает для серии ВА21 ряд дополнительных устройств и модификаций:

• Выключатели дифференциального тока (АВДТ) ВД1-63: Конструктивно представляют собой автоматический выключатель ВА21, совмещенный с модулем дифференциальной защиты (УЗО). Обеспечивают защиту от токов перегрузки, КЗ и утечки на землю.
• Расцепители минимального напряжения (РМН) и расцепители независимые (РН): Устройства для дистанционного отключения выключателя по сигналу от системы автоматики или аварийной кнопки.
• Вспомогательные контакты (контакты состояния): Позволяют передавать сигнал о положении выключателя (включен/отключен) в систему диспетчеризации или сигнализации.
• Совместимые шины (гребенки): Медные или латунные шины для объединения нескольких однополюсных выключателей по полюсам, что упрощает монтаж и повышает надежность соединений в щите.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем выключатели ВА21 отличаются от более ранних серий, например, ВА47-29 или ВА47-63?

ВА21 является более современной и технологичной разработкой КЭАЗ. Основные отличия: улучшенная дугогасительная камера, повышенная до 6 кА отключающая способность для части номиналов, более удобные и надежные клеммы с насечками для предотвращения выскальзывания провода, унифицированный дизайн. Конструктивно ВА21 также оптимизирован для снижения нагрева и повышения коммутационной стойкости.

Можно ли использовать ВА21 для защиты цепи постоянного тока (DC)?

Нет, автоматические выключатели серии ВА21 сертифицированы и предназначены исключительно для работы в цепях переменного тока (AC) частотой 50/60 Гц. Для защиты цепей постоянного тока необходимо применять специализированные аппараты, например, серию ВА99 или аналоги, рассчитанные на гашение дуги и работу при постоянном напряжении.

Как правильно выбрать характеристику расцепления (B, C, D) для конкретной нагрузки?

• B (3-5 In): Цепи освещения, длинные кабельные линии (с большим сопротивлением), электроника без больших пусковых токов.
• C (5-10 In): Розеточные группы общего назначения, смешанные нагрузки в жилых и офисных зданиях, цепи с небольшими асинхронными двигателями (вентиляторы, насосы малой мощности).
• D (10-14 In): Цепи с высокими пусковыми токами: мощные электродвигатели, трансформаторы, сварочное оборудование, импульсные блоки питания большой мощности.

Что означает класс токоограничения 3 и почему это важно?

Класс токоограничения 3 означает, что выключатель ограничивает время протекания тока короткого замыкания до значения менее 3.3 мс (при частоте 50 Гц — менее полупериода). Это минимизирует тепловое (I²t) и электродинамическое воздействие на кабели, шины и подключенное оборудование. Высокий класс токоограничения повышает общую безопасность и долговечность электроустановки.

Требуют ли автоматические выключатели ВА21 периодического обслуживания или проверки?

Выключатели не требуют планового обслуживания в процессе эксплуатации. Однако в рамках правил технической эксплуатации электроустановок (ПТЭЭП) рекомендуется периодически (раз в 2-3 года или после значительного числа срабатываний) проверять механизм ручного включения/отключения, а также проводить испытания по проверке срабатывания теплового и электромагнитного расцепителей с помощью специального оборудования (установок типа «Сатурн» или аналогов). Визуальный осмотр на отсутствие трещин, оплавлений и перегрева контактов должен проводиться регулярно.

Как осуществляется монтаж выключателя ВА21 на DIN-рейку?

Выключатель ВА21 монтируется на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм (ТН35). Для установки необходимо завести верхнюю часть зацепа выключателя на верхнюю губу рейки, затем прижать нижнюю часть аппарата к рейке до щелчка, когда нижний зажимной фиксатор защелкнется. Для демонтажа необходимо оттянуть ушко нижнего фиксатора (обычно отверткой) и снять аппарат с рейки.

Заключение

Автоматические выключатели серии ВА21 производства КЭАЗ являются надежным, современным и экономически эффективным решением для организации защиты распределительных сетей в широком спектре применений — от жилого сектора до промышленных объектов. Соответствие международным стандартам, высокий класс токоограничения, широкий диапазон номиналов и характеристик, а также возможность комплектации дополнительными устройствами делают данную серию универсальным инструментом в работе проектировщиков и электромонтажников. Правильный выбор номинального тока, время-токовой характеристики и учет условий эксплуатации гарантируют долговечную и безопасную работу защищаемой электроустановки.