Аппараты защиты. §1 из 7. Защита от короткого замыкания.

Каждый проводник — будь то бытовой провод или вводной кабель — обладает определённым электрическим сопротивлением. С увеличением длины проводника его сопротивление возрастает. Расчёт сопротивления выполняется на основе закона Ома: зная ток и напряжение, можно определить сопротивление; соответственно, при известных сопротивлении и напряжении можно вычислить ток.

Ряд электроизмерительных приборов (например, многофункциональные устройства производителей АКИП и Metrel, узкоспециализированный российский прибор «Вектор», а также аналоговый прибор М-417, измеряющий только сопротивление и, в отличие от современных цифровых устройств, не выполняющий автоматический расчёт) после измерения полного сопротивления петли «фаза–ноль» и точного напряжения сети способны вычислять ток короткого замыкания.

Ещё одним важным параметром является предельная отключающая способность автоматического выключателя — максимальный ток короткого замыкания, который аппарат способен отключить без потери работоспособности. Основные бытовые значения отключающей способности составляют 4,5; 6 и 10 кА.

Если трансформаторная подстанция расположена в непосредственной близости (например, сухой трансформатор размещён непосредственно в жилом доме, а не во дворе в отдельно стоящей БКТП), протяжённость линии электроснабжения уменьшается. В этом случае сопротивление полной петли «фаза–нуль» ниже, а ток короткого замыкания — выше. При таких условиях целесообразно выбирать на ввод автоматические выключатели с отключающей способностью 10 кА. В остальных случаях допустимы аппараты на 6 или 4,5 кА.

Именно для точного определения требуемой отключающей способности аппарата защиты, его номинального тока и типа времятоковой характеристики выполняется измерение петли «фаза–нуль». Данное измерение позволяет установить, соответствует ли сечение кабеля выбранному аппарату защиты. В противном случае ток короткого замыкания может оказаться ниже порога срабатывания, и время отключения будет недостаточным для обеспечения сохранности изоляции проводников.

На бытовом уровне времятоковые характеристики автоматических выключателей обычно представлены типами B, C и D. Их диапазоны мгновенной отсечки составляют соответственно 3–5, 5–10 и 10–20 номинальных токов.

Проверка исправности самого автоматического выключателя и соответствия его фактических характеристик маркировке на корпусе выполняется с помощью испытательного прибора «Сатурн-М». Прибор нагружает автомат током, соответствующим зоне мгновенной отсечки, и фиксирует реальные параметры срабатывания. У исправных аппаратов время отключения, как правило, находится в пределах одной–двух сотых долей секунды, что считается безопасным для изоляции отходящих проводников. Прочность изоляции также не принимается на веру и регулярно контролируется в рамках отдельного испытания — измерения сопротивления изоляции мегаомметром.

Краткое резюме по выбору автоматического выключателя
1. Измерьте петлю «фаза–нуль».
Это ключевой шаг: по измеренному сопротивлению рассчитывается ток короткого замыкания (КЗ). Именно он определяет, сможет ли автомат корректно сработать.
2. Проверьте соответствие кабеля и автомата.
Ток КЗ должен уверенно превышать порог мгновенной отсечки выбранного автомата. Если ток КЗ слишком мал, автомат может отключаться с задержкой, что опасно для изоляции проводников.
3. Выберите отключающую способность (кА).
• 10 кА — если трансформатор близко (например, в здании), ожидается высокий ток КЗ.
• 6 кА или 4,5 кА — для обычных бытовых линий при удалённой подстанции.
4. Определите тип времятоковой характеристики.
• B (3–5 In) — чувствительные линии, малые пусковые токи (освещение, розетки).
• C (5–10 In) — универсальный бытовой вариант (чаще всего).
• D (10–20 In) — нагрузки с большими пусковыми токами (двигатели, компрессоры).
5. Проверьте фактическое срабатывание автомата.
Испытание специальным прибором (например, «Сатурн-М») подтверждает, что автомат реально отключается в нормативное время.

Итог: правильный выбор автомата — это не только номинал, но и подтверждённый ток КЗ, подходящая характеристика (B/C/D) и достаточная отключающая способность.