Модульные и силовые автоматические выключатели — где проходит граница применения

Модульные и силовые автоматические выключатели решают одну задачу — отключают цепь при перегрузке и коротком замыкании, — но устроены по-разному и рассчитаны на разные участки схемы. Модульный ставится на DIN-рейку, имеет фиксированные характеристики и меняется целиком. Силовой выпускается в литом корпусе или в виде воздушного выключателя, имеет настраиваемые расцепители и обслуживается по частям.

Граница между ними проходит не по одному параметру, а по четырём сразу: номинальный ток, отключающая способность, требование к селективности и ремонтопригодность. Ниже разобрано, где проходит каждая из этих границ и что проверяется перед заказом. Оборудование собрано в разделах модульные автоматические выключатели и силовые автоматические выключатели.

Что относится к модульным выключателям

• Исполнение на DIN-рейку шириной в один модуль на полюс, от одного до четырёх полюсов. В каталоге это ряды ABB S201, S202, S203, S204 и исполнения с повышенной отключающей способностью S204M, SU203M, S803C.
• Фиксированный номинальный ток, указанный в артикуле. S203-C1.6 — 1,6 А, S204-C40 — 40 А, S204M-C63 — 63 А. Перенастроить его нельзя, при изменении нагрузки позиция меняется целиком.
• Характеристика срабатывания задана буквой. B — для цепей без пусковых токов, освещения и розеточных групп. C — общего применения. D и K — для нагрузок с ударным пуском, трансформаторов и двигателей. Z и UCC — для электроники и цепей управления.
• Отключающая способность в типовых исполнениях — 6 кА, в усиленных рядах выше. Это и есть первый ограничитель применения: если расчётный ток короткого замыкания в точке установки больше, модульный выключатель ставить нельзя.
• Исполнения под постоянное напряжение выпускаются отдельными артикулами. S201UDC-K5 и S202M-K2UC рассчитаны на цепи постоянного тока, подставлять вместо них обычный выключатель нельзя.

Что относится к силовым выключателям

• Выключатели в литом корпусе. В каталоге это ряды ABB Tmax T4, T5 и XT4, Schneider Electric Compact и ComPacT NSX100, NSX160, NSX630. Номиналы от десятков до сотен ампер, отключающая способность в разы выше модульных.
• Воздушные выключатели для главных распределительных щитов. Siemens SENTRON 3WL и ABB Emax. Ставятся на вводе и на секционных связях, где токи короткого замыкания максимальны.
• Настраиваемые расцепители. У части исполнений расцепитель тепловой и регулируется в пределах диапазона, у части — электронный блок с отдельной настройкой защиты от перегрузки, от короткого замыкания с выдержкой и без выдержки. Пример электронного блока в каталоге — ABB Tmax T5V 630 с блоком PR222DS/P-LSI.
• Съёмные и выкатные исполнения, при которых сам выключатель вынимается из основания без разборки шин. Это принципиально для щитов, где отключение секции на обслуживание недопустимо.
• Набор аксессуаров как часть проекта, а не опция: расцепители минимального напряжения и независимые, вспомогательные контакты, моторные приводы, механическая блокировка между вводами.

Где проходит граница применения

Четыре признака, по которым выбор очевиден

• Расчётный ток короткого замыкания в точке установки больше отключающей способности модульного ряда. Дальше обсуждать нечего — нужен силовой выключатель либо вышестоящая защита, ограничивающая ток.
• Нужна селективность по времени. Модульные выключатели расходятся по номиналу и характеристике, но при близких токах нижний и верхний отключаются вместе. Выдержку времени даёт только силовой выключатель с соответствующим расцепителем.
• Номинальный ток выше того, что набирается модульным рядом. Параллельное включение нескольких модульных выключателей на одну нагрузку задачу не решает — ток между ними распределяется неравномерно.
• Отключение участка на обслуживание недопустимо. Выкатное исполнение позволяет вынуть выключатель, не разбирая шины и не снимая напряжение с соседних секций.

Если ни один из четырёх признаков не выполняется, ставится модульный выключатель: он дешевле, занимает меньше места и меняется без подготовки. Общий ряд обеих групп собран в разделе автоматические выключатели.

Отдельный случай — защита двигателя

• Двигатель защищается не обычным выключателем, а автоматом защиты двигателя: в нём тепловой расцепитель настраивается под номинальный ток конкретной машины, а электромагнитный выставлен с запасом на пусковой ток. В каталоге это ряды ABB MS116, MS132, MS165, Siemens 3RV1 и 3RV2, Schneider Electric GV4 — раздел автоматы защиты двигателя.
• Приписка в артикуле указывает диапазон настройки. Siemens 3RV1011-1CA10 — тепловой расцепитель на 1,8–2,5 А и электромагнитный на 33 А. Позиция подбирается по току двигателя из таблички, а не по номиналу кабеля.
• Обычный модульный выключатель с характеристикой D на том же месте пропустит пуск, но не защитит обмотку от длительной перегрузки. Он закрывает только короткое замыкание.
• Пускатель или контактор для коммутации заказывается отдельно и подбирается по той же нагрузке — раздел контакторы и пускатели.

Что сверяется до заказа

• Номинальный ток нагрузки и сечение кабеля. Выключатель защищает кабель, поэтому номинал выбирается не больше допустимого тока проводника.
• Расчётный ток короткого замыкания в точке установки — определяет допустимый ряд.
• Характер нагрузки. Пусковой ток двигателя, трансформатора или импульсного блока питания задаёт характеристику срабатывания.
• Род напряжения. Для цепей постоянного тока нужны исполнения, рассчитанные на постоянное напряжение.
• Число полюсов и необходимость отключения нейтрали.
• Защита от токов утечки, если она требуется по условиям объекта — раздел УЗО и дифференциальные автоматы.
• Компоновка щита. Для модульных выключателей считается число модулей и способ подключения гребенчатой шиной — раздел шины и аксессуары. Для силовых — место под панель и отсек, подвод шин — раздел шкафы и щиты.
• Тепловыделение. Плотно набранная рейка и силовой выключатель под нагрузкой греют шкаф, это учитывается при расчёте — раздел вентиляция и обогрев шкафов.

Что заказывается вместе с выключателями

• Вспомогательные контакты и расцепители для сигнализации состояния в схему управления — раздел реле и реле времени.
• Клеммы для разделки отходящих линий — раздел клеммы и клеммные блоки.
• Шины, гребёнки, крепёж и маркировка — раздел шины и аксессуары.
• Розеточные и сервисные группы распределительного щита — раздел розетки модульные для распределительных щитов.
• Питание цепей управления и его резервирование — раздел источники бесперебойного питания.
• Остальные группы щитовой части — раздел щитовое оборудование.

Частые вопросы

Можно ли поставить модульный выключатель на вводе небольшого щита? Можно, если расчётный ток короткого замыкания в точке ввода не превышает отключающую способность выбранного ряда и не требуется выдержка времени для селективности с групповыми линиями. На вводе от собственного трансформатора это условие обычно не выполняется.

Чем различаются характеристики C и D при одном номинале? Порогом мгновенного отключения. У характеристики C он наступает при меньшей кратности тока, у D — при большей, поэтому D выдерживает ударный пуск. Защита от длительной перегрузки у них одинаковая.

Дадут ли селективность два модульных выключателя с разными номиналами? Частично. При умеренной перегрузке отключится нижний, при коротком замыкании рядом с ним сработают оба, поскольку выдержки времени у модульных выключателей нет. Полная селективность по току короткого замыкания достигается только вышестоящим силовым выключателем с настраиваемым расцепителем.

Можно ли заменить силовой выключатель на выключатель другого производителя с тем же номиналом? Электрически — да, при совпадении номинала, отключающей способности и числа полюсов. Механически — обычно нет: присоединительные размеры, основание и аксессуары у рядов разных производителей не совпадают, поэтому меняется и панель.

Что прислать для подбора? Однолинейную схему или перечень линий с токами, сечения кабелей, расчётный ток короткого замыкания в точках установки, род напряжения, характер нагрузки по каждой линии, требование к селективности и габариты щита с местом под панели.

Что мы делаем

Подбираем выключатели по токам линий и расчётному току короткого замыкания, разделяем схему на модульную и силовую части, проверяем селективность между уровнями, считаем аксессуары, шины и клеммную часть и называем сроки поставки. Разделы — модульные автоматические выключатели, силовые автоматические выключатели, автоматы защиты двигателя и щитовое оборудование.

Пришлите однолинейную схему и перечень линий на prom@tkasiatorg.ru — подберём выключатели по уровням щита, проверим селективность и соберём комплект аксессуаров и шин.