Jak zainstalować wyłącznik automatyczny: instrukcja krok po kroku

Rozdzielnice elektryczne umieszczone na klatkach schodowych budynków wielorodzinnych znajdują się pod kontrolą elektryków z zarządcy. Jednak, zgodzi się Pan/Pani, że znajomość przeznaczenia urządzeń elektrycznych zamkniętych w metalowej skrzyni jest obowiązkiem każdego domowego majsterkowicza.

Proponujemy dowiedzieć się, jak zainstalować wyłącznik automatyczny, jeśli zaistnieje pilna potrzeba. Podpowiemy Panu/Pani, jak zbudowany jest wyłącznik i przedstawimy zalecenia dotyczące wyboru urządzenia elektromechanicznego.

Ta wiedza pomoże samodzielnie wymienić urządzenie i podjąć działania w sytuacji awaryjnej, gdy wyłącznik zadziałał.

Dlaczego wiedza o elektryce jest niezbędna

Informacje o urządzeniach elektrycznych znane z lekcji fizyki w szkole są niewystarczające do praktycznego zastosowania.

Przeciętny użytkownik najczęściej ma do czynienia z wyłącznikami automatycznymi, ponieważ to właśnie one zadziałają w przypadku przeciążeń sieci. Nie wystarczy po prostu przywrócić dźwignię do zwykłego położenia; konieczne jest zrozumienie przyczyn wyłączenia, w przeciwnym razie sytuacja może się powtórzyć w najbliższym czasie.

Aby orientować się w zawartości rozdzielnicy (która, nawiasem mówiąc, jest obowiązkowym elementem systemu elektroenergetycznego domów jednorodzinnych), należy znać skład i przeznaczenie wszystkich urządzeń – przekaźników impulsowych, wyłączników obciążenia, RCD itp.

Czy trzeba umieć samodzielnie wymieniać automatykę? Zalecamy na początku zapoznać się z teorią, a przy pierwszym wyłączeniu – również z praktyką.

Chodzi o to, że nie zawsze istnieje możliwość szybkiej pomocy profesjonalistów: w dni wolne elektrycy odpoczywają na równi z innymi. A jeśli dom znajduje się na działce lub we wsi, lepiej dokładnie zapoznać się z siecią elektryczną i urządzeniami towarzyszącymi.

Budowa i przeznaczenie wyłącznika

Pomimo nazwy – „automatyczny”, ten typ wyłącznika działa tylko w jedną stronę – rozłącza obwód elektryczny (przy przekroczeniu wartości znamionowej lub przeciążeniu związanym z jednoczesnym włączeniem kilku urządzeń o dużej mocy). Włączyć, czyli zamknąć obwód, można tylko w jeden sposób – ręcznie.

W przeciwieństwie do prostego wyłącznika jednoklawiszowego, automatyczne urządzenie ma bardziej złożoną budowę. Schematycznie klasyczny wariant (bez bloku elektronicznego) wygląda następująco.

Zaciski znajdują się u góry i na dole, przy czym górny jest połączony ze stałym stykiem, a dolny jest ściśle połączony z blaszką metalową, która pełni rolę wyzwalacza termicznego. Gdy temperatura materiału wzrasta, blaszka ulega odkształceniu (+)

Istnieje kilka sposobów uruchomienia procesu wyzwalania:

• sterowanie ręczne – włączanie/wyłączanie za pomocą małej dźwigni;
• działanie prądów zwarciowych;
• przeciążenie – przekroczenie nominalnych parametrów prądowych.

Aby silne oddziaływanie termiczne nie spaliło wyłącznika, przewidziano komorę gaszenia łuku (zestaw miedzianych izolowanych blaszek), która chłodzi i rozbija łuk elektryczny.

Wybór urządzenia elektromechanicznego

Uwzględniając parametry obciążenia i charakterystyki kabla, można dobrać urządzenie do montażu w rozdzielnicy elektrycznej. Wszelkie niezbędne informacje o urządzeniu elektromechanicznym znajdują się na jego panelu przednim.

Umiejętność odczytania oznaczenia wyłącznika pomoże dokonać właściwego wyboru.

W pierwszym wierszu zwykle podana jest marka produktu. Lepiej nie oszczędzać, ale wybrać automatyczne urządzenie znanego producenta: Legrand, IEK, ABB, Schneider, Electric, Hager (+)

Napięcie, częstotliwość i prąd znamionowy

W następnym wierszu można znaleźć informacje o dwóch ważnych parametrach – napięciu i częstotliwości. Najbardziej powszechny «format» – 220/400V 50Hz. Oznacza to, że można podłączyć zarówno jedną, jak i trzy fazy przy częstotliwości 50Hz.

Jeśli weźmiemy pod uwagę wszystkie typy konstrukcyjne, to zależność biegunów i napięcia będzie następująca:

• 1-biegunowy – 220 V, (1 przewód – faza);
• 2-biegunowy – 220 V (2 przewody – faza/zero);
• 3-biegunowy – 380 V (3 przewody – fazy);
• 4-biegunowy – 380 V (3 fazy/1 zero).

Wartość prądu znamionowego ogranicza użycie niektórych rodzajów kabli – i należy to koniecznie uwzględnić przy wyborze automatyki. Dlatego, kupując wyłącznik do rozdzielnicy, sprawdź, jakie typy przewodów biorą udział w budowie całego schematu.

Wstępne obliczenie wartości znamionowej wyłącznika automatycznego opiera się na danych dotyczących łącznej mocy odbiorców, występowania prądu rozruchowego niektórych urządzeń elektrycznych, natężenia prądu i współczynnika zapotrzebowania.

W żadnym wypadku nie należy opierać się na maksymalnym napięciu w sieci, w przeciwnym razie może dojść do następującej sytuacji.

Załóżmy, że zakup nowych urządzeń gospodarstwa domowego prowadzi do przeciążenia i ciągłego wyłączania się automatycznego wyłącznika. Zechcesz zwiększyć jego moc i zastąpisz go nowym, o wyższej wartości prądu znamionowego.

W wyniku tego podczas włączania do sieci kilku urządzeń o dużej mocy wyłącznik nie zadziała, za to przegrzeją się przewody, co doprowadzi do zwarcia (stopi się izolacja, nastąpi zapłon).

Jeśli przekrój kabla nie odpowiada obciążeniu, należy je zmniejszyć (lub odwrotnie – zaktualizować instalację). Nie można jednak dobierać wyłącznika automatycznego, kierując się maksymalnym obciążeniem – tylko według kabla (+)

Obwód powinien być tak zorganizowany, aby najsłabszym ogniwem był właśnie wyłącznik automatyczny (a nie przewody), który jest przeznaczony do ochrony przed przeciążeniem.

Czy ważna jest charakterystyka czasowo-prądowa?

Oznaczenie literowe charakterystyki czasowo-prądowej poprzedza oznaczenie cyfrowe określające prąd znamionowy.

Aby zrozumieć istotę charakterystyki czasowo-prądowej, przeanalizujmy wzór:

k=l/ln, gdzie

• l – prąd w sieci;
• ln – wartość nominalna prądu;
• k – krotność.

Kategoria zależy od krotności:

• B – 3
• C – 5
• D – 10

Wykres zgodności jest wyraźnie przedstawiony na rysunku:

Trzy strefy, pokolorowane na różne odcienie, wskazują kategorie charakterystyki czasowo-prądowej: czerwona – kategoria B, niebieska – kategoria C, zielona – kategoria D (+)

Szybkość zadziałania wyłącznika całkowicie zależy od krotności: im jest większa, tym szybciej nastąpi wyłączenie. Do zastosowań domowych używa się wymienionych kategorii, ale oprócz nich można spotkać wyłączniki z kategoriami charakterystyki czasowo-prądowej G, K, L, Z.

Wyłącznik ochronny B16 przy prądzie 150 A zadziała natychmiastowo, podczas gdy D16 – dopiero po nagrzaniu płyty, po upływie kilku minut. Najbardziej popularna kategoria C jest stosowana w gospodarstwach domowych i w przemyśle, w sieciach o średnich i małych prądach rozruchowych. Kategoria B należy do szybko działających, występuje w układach starych sieci.

Należy uwzględnić, że na szybkość zadziałania wpływa również temperatura otoczenia. Zależność jest następująca: im wyższy wskaźnik temperatury, tym mniejszy prąd jest potrzebny do reakcji wyłącznika.

Doświadczeni elektrycy podczas montażu rozdzielnic elektrycznych uwzględniają tę zgodność i starają się pozostawić nieco wolnej przestrzeni wewnątrz rozdzielnicy, aby nie doszło do przegrzania spowodowanego pracą dużej liczby urządzeń.

Nie zapominamy również o zasadzie selektywności: spośród wszystkich urządzeń zabezpieczających włączonych do obwodu, jako pierwsze powinno zadziałać to, które znajduje się najbliżej miejsca przeciążenia. Jeśli bliższy wyłącznik nie zareagował, a zadziałał następny (załóżmy, klatkowy) – parametry urządzenia są dobrane nieprawidłowo.

Liczba biegunów, zdolność wyłączania i klasa ograniczenia prądu

Liczba biegunów nowoczesnych wyłączników automatycznych może wahać się od 1 do 4, przy czym urządzenia 1- i 2-biegunowe obsługują obwody jednofazowe, a 3- i 4-biegunowe – trójfazowe.

PKS – to graniczna (znamionowa) zdolność łączeniowa (wyłączająca). Jej wskaźnik oznacza wartość maksymalnego prądu zwarciowego (TKZ), przy którym wyłącznik może jeszcze zadziałać.

Parametry TKZ nie powinny przekraczać PKS, w przeciwnym razie gwarancja ochrony zostaje anulowana. Jeśli automatyczne urządzenie kilkakrotnie zapewniło ochronę przed TKZ, jego zasób jest najprawdopodobniej wyczerpany i wymaga wymiany.

W gospodarstwie domowym najczęściej stosuje się urządzenia z PKS równym 4,5 kA, jednak istnieją warianty 6 kA i 10 kA. Te ostatnie są istotne w zastosowaniach przemysłowych (+).

I ostatnia cecha – klasa ograniczenia prądu. Na etykiecie może być podana klasa 1, 2 lub 3, w niektórych przypadkach ten wskaźnik nie występuje. Jeśli go nie ma, urządzenie należy do 1 klasy ograniczenia prądu. Każda klasa oznacza określoną szybkość reakcji wyłącznika na wystąpienie TKZ.

Jakość i koszt zależą od klasy, ponieważ im wyższy wskaźnik, tym droższe urządzenie.

Czas działania wyłączników jest w przybliżeniu następujący:

• Klasa 3 – 3 ms;
• Klasa 2 – 5 (6) ms;
• Klasa 1 – około 10 ms.

Większość nowoczesnych wyłączników należy do 3 klasy.

Po wybraniu odpowiedniego wyłącznika automatycznego można przystąpić do jego instalacji lub wymiany.

Każdy element stanowi moduł zajmujący liczbę miejsc równą liczbie biegunów (na rysunku – przykłady jednobiegunowych, tj. 1 miejsce). Rozmiar jednej «komórki» – 1,75 cm, dwóch – 3,5 cm itd. Dodatkowe informacje o wyborze wyłączników i charakterystykach różnych modeli przedstawiono w tym artykule.

Wymiana wyłącznika automatycznego w rozdzielnicy

Jeśli otworzy Pan/Pani pokrywę rozdzielnicy elektrycznej, zobaczy Pan/Pani, że wszystkie moduły są zamocowane na metalowej szynie, zwanej szyną DIN. Szerokość płyty wynosi 3,5 cm, a każdy moduł zajmuje 1,75 cm.

Do instalacji potrzebne będą następujące narzędzia:

• szczypce;
• wkrętaki – krzyżowe i płaskie;
• narzędzie do cięcia kabla, na przykład przecinaki;
• wkrętak probierczy;
• striptizer do usuwania izolacji;
• zaciskarka tylko do kabla wielożyłowego.

Pierwszą rzeczą, którą zawsze należy zrobić przed jakimikolwiek manipulacjami w rozdzielnicy elektrycznej, – jest odłączenie jej od zasilania oraz upewnienie się, że nikt przypadkowo nie włączy zasilania podczas pracy. Dla bezpieczeństwa należy użyć wkrętaka probierczego i sprawdzić brak napięcia.

Następnie należy wziąć wcześniej zakupiony wyłącznik automatyczny i przymocować go do szyny DIN tak, aby stanął w jednym rzędzie z podobnymi urządzeniami. Jeśli po bokach pozostało wolne miejsce, moduł najlepiej zabezpieczyć specjalnymi ogranicznikami – metalowymi uchwytami na śrubach.

Instalacja nie wymaga specjalnego mocowania, ponieważ zatrzask znajduje się bezpośrednio na obudowie urządzenia – wystarczy przyłożyć go do szyny i lekko nacisnąć. Aby zdjąć uszkodzone urządzenie, trzeba będzie poluzować zatrzask wkrętakiem.

Podłączenie elementów wielobiegunowych różni się:

• 2-biegunowe – lewa część: góra – faza, dół – faza obwodu; prawa część: góra i dół – zero;
• 3-biegunowe – górne części – fazy w kolejności, dolne – fazy obwodu w odpowiedniej kolejności;
• 4-biegunowe – jak 3-biegunowe, ale skrajny prawy moduł – zero.

Jak widać, główna zasada podłączenia polega na tym, że wejście podłącza się do górnych zacisków, a wyjście – do dolnych. Przewody z reguły są wyprowadzone do rozdzielnicy. Dla wygody użytkowania grupuje się je za pomocą opasek.

Ważne jest prawidłowe rozmieszczenie miejsc podłączenia kabla. Dla urządzeń jednobiegunowych: faza pochodząca z RCD lub aparatu wejściowego jest podłączana do górnego zacisku, faza obwodu – do dolnego (+).

Po przeciągnięciu końcówek przewodów do odpowiednich zacisków, ułóż je luźno, bez napięcia, a nadmiar usuń przecinakami. Nożem budowlanym lub striptizerem zdejmij część izolacji – długość odizolowanego przewodu wynosi około 1 cm.

Jeśli używa się narzędzi pomocniczych, należy starać się nie uszkodzić kabla w kierunku poprzecznym, aby nie spowodować załamania.

Przeciągając przewody w rozdzielnicy, proszę ich nie zaginać, nie robić jak najwięcej zakrętów i załamań, a także nie napinać jak strunę

Podłączenie fazy można wyposażyć za pomocą grzebienia – specjalnej szyny z odpowiednią liczbą biegunów. Zamiast grzebienia stosuje się również samodzielnie wykonane mostki z przewodu PV3.

Nie można umieszczać dwóch przewodów w jednym zacisku, dlatego konieczne jest zaciśnięcie ich końcówką NShVI.

Przewody wielożyłowe bezwzględnie należy zaciśnąć – przymocować końcówkę NShVI. Podręczne narzędzie nie jest odpowiednie, lepiej użyć specjalnego urządzenia przypominającego obcęgi – krimpera.

Proszę włożyć przygotowane przewody do specjalnie przeznaczonych otworów.

Po tym jak przewody są odizolowane i włożone do zacisków, należy je zamocować poprzez ostrożne dokręcenie mocowania śrubokrętem

Instalacja kończy się obowiązkowym testowaniem systemu: należy podać napięcie, podłączyć wszystkie urządzenia w obwodzie i za pomocą śrubokręta z diodą sprawdzić obecność napięcia w obszarze górnych i dolnych zacisków. Zamiast śrubokręta można użyć multimetru.

Zgodnie z przepisami, urządzenie należy oznaczyć, aby wskazać jego przynależność do określonego obwodu. Analogiczne oznakowanie powinno znajdować się również na osłonie ochronnej rozdzielnicy.

Instrukcja podłączenia wyłącznika dwubiegunowego

A teraz spróbujemy zrozumieć podłączenie wyłącznika dwubiegunowego do domowego obwodu elektrycznego 220 V. Oznacza to, że na wejściu będą obecne 2 przewody – faza i zero.

Przewód niezbędny do podłączenia ma 3 żyły o przekroju 2,5 mm (VVGngP 3*2,5), w związku z czym wartość maksymalnego dopuszczalnego prądu długotrwałego wynosi 25 A.

Elementy robocze urządzenia

Wybraliśmy dwubiegunowe automatyczne urządzenie zabezpieczające, które wygląda następująco:

Będziemy potrzebować czterech styków, dwa z nich znajdują się w górnej części (wejściowe), dwa – w dolnej (wyjściowe). Mocowanie będzie odbywać się za pomocą śrub mocujących, które przytrzymują płytki dociskowe.

Na powierzchni obudowy znajduje się podpowiedź – schemat podłączenia wyłącznika.

Na podstawie oznaczenia ustaliliśmy, że wyłącznik odpowiada przekrojowi przewodów – C40. Oznacza to, że prąd 40 A jest maksymalnym prądem zadziałania urządzenia.

Miejscem montażu urządzenia jest metalowa szyna – szyna DIN.

Jeśli spojrzeć od tyłu, można zobaczyć zatrzask, za pomocą którego wyłącznik jednym ruchem mocuje się na szynie DIN.

Zapoznaliśmy się z elementami składowymi, przechodzimy do instrukcji.

Instruktaż krok po kroku ze zdjęciami dotyczący podłączenia

Odłączamy napięcie w sieci, sprawdzamy jego brak za pomocą multimetru. Przygotowujemy przewody, które mają podwójną izolację. Pod warstwą zewnętrznej osłony znajdują się trzy przewody w różnych kolorach. Odpowiedniość kolorów jest następująca: czarny – faza, niebieski – zero, żółty – uziemienie.

Będziemy potrzebować tylko 2 przewodów – fazy i zera, trzeci (uziemienie) pójdzie osobno. Na 1 cm usuwamy izolację i wkładamy odsłonięte końce przewodów do zacisków.

Po lewej stronie powinna znajdować się faza, po prawej – zero. Należy zwrócić uwagę, aby część izolacji nie dostała się pod styk – podczas nagrzewania kabel może się stopić i spowodować uszkodzenie urządzenia. Ostrożnie dokręcamy śruby i przechodzimy do uziemienia.

Do mocowania uziemienia stosujemy przelotowy styk, który mocuje się na szynie DIN tak samo, jak sam wyłącznik automatyczny. Wkładamy trzeci przewód i zaciskamy go.

Następny krok – podłączenie przewodów wyjściowych, które mocuje się do dolnych zacisków.

Analogicznie usuwamy izolację, wkładamy końce do zacisków i zaciskamy je ostrożnie, aby nie uszkodzić obudowy urządzenia. Następnie mocujemy przewód uziemiający.

Podłączenie zakończone. Pozostaje podać napięcie, przestawić dźwignię sterowania w pozycję aktywną i sprawdzić działanie.

Nastąpiło wyłączenie wyłącznika: co robić

Niedoświadczony użytkownik przy zadziałaniu wyłącznika automatycznego i wyłączeniu światła spieszy się, aby przywrócić działanie urządzeń domowych, dlatego po prostu otwiera pokrywę ochronną i włącza urządzenie. Jednak nie jest to całkiem właściwe rozwiązanie, lepiej wcześniej wyjaśnić przyczynę wyłączenia.

Pierwszą rzeczą, którą należy zrobić, – jest sprawdzenie podłączonych urządzeń gospodarstwa domowego, zwracając uwagę na wygląd gniazdek i wtyczek, obecność lub brak zapachu spalonego plastiku. Zbyt gorące wtyczki również powinny wzbudzić niepokój.

Jedną z częstych przyczyn jest zwiększenie obciążenia energetycznego. Jeśli działa u Ciebie pralka i mikrofalówka, a przy włączaniu odkurzacza zadziałało zabezpieczenie, oznacza to, że wystąpiło przeciążenie eksploatacyjne. Rozwiązanie jest jedno – równomiernie rozłożyć obciążenie, czyli włączać mocne urządzenia po kolei.

Jeśli z kilku urządzeń stale reaguje tylko jedno, sprawdź sprawność wszystkich urządzeń związanych z tym obwodem (przepaliła się żarówka, wystąpiło zwarcie). Przyczyną może być instalacja elektryczna – w takim przypadku koniecznie zaproś elektryka.

Jeśli liczba urządzeń nie wzrosła, obciążenie się nie zmieniło, a wyłączenie nastąpiło – być może winna jest wysoka temperatura. W przypadku wzrostu temperatury powyżej normy w rozdzielnicy, wyłącznik automatyczny również może zadziałać.

I ostatnia przyczyna – uszkodzenie samego wyłącznika automatycznego. Po kilku reakcjach na serie wzmożonych prądów, zwarć, gaszenia łuku, ulega on uszkodzeniu, co można rozpoznać po zewnętrznych oznakach. Jeśli zaciski są zwęglone lub plastik się stopił, należy wymienić urządzenie.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W materiałach wideo przedstawiono informacje, które pomogą Państwu zrozumieć budowę i podłączenie wyłącznika automatycznego.

Część 1. Jak wybrać wyłącznik automatyczny – poznajemy teorię:

Część 2. Instruktaż dotyczący prawidłowego doboru wyłącznika:

Proces montażu rozdzielnicy elektrycznej krok po kroku:

Przydatna rada od profesjonalisty:

Jak Państwo widzą, aby podłączyć wyłącznik automatyczny, należy prawidłowo wybrać urządzenie, postępować zgodnie z określoną kolejnością montażu i przestrzegać środków bezpieczeństwa.

Jeśli wątpią Państwo we własne siły lub nie mogą znaleźć przyczyny ciągłych wyłączeń zabezpieczenia, koniecznie należy zwrócić się do wykwalifikowanego elektryka.

Próbują Państwo samodzielnie zainstalować wyłącznik automatyczny? A może nie zgadzają się Państwo z przedstawionym materiałem, lub mają pytania na ten temat? Czekamy na Państwa komentarze – blok kontaktowy znajduje się poniżej.