Электропроводка в жилых домах часто не рассчитана на одновременное включение большого количества электроприборов. Увеличение нагрузки может вызвать такое неблагоприятное явление как перегрузка электрической сети (большая мощность нагрузки по сравнению с расчетной для проводников и силового оборудования). В этом случае происходит нагрев проводника, что влечет за собой выход из строя электропроводки всей квартиры или дома и короткое замыкание в электрической сети. Риск возникновения пожара оказывается невероятно высок, так как величина тока может достигать нескольких тысяч ампер.
Перегрузка возможна и при плохом контакте в местах соединения нулевых проводников или при ветхой электропроводке. А в результате — непредвиденные расходы на капитальный ремонт с полной сменой проводки (удаление обоев, штробление стен).
Долговечность энергетического оборудования в значительной степени зависит от перегрузок, которым оно подвергается во время работы. Для любого объекта можно найти зависимость длительности протекания тока от его величины, при которых обеспечивается надежная и длительная эксплуатация оборудования. При номинальном токе допустимая длительность протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Каждые 8 °С сверх номинальной температуры нагрева в 2 раза ускоряют физические и химические процессы старения изоляции. Поэтому, чем больше перегрузка, тем меньше должно быть время, на которое она допустима.
Для защиты электрооборудования и проводки в домашних условиях от неблагоприятных последствий, перегрузок электрических цепей, коротких замыканий, как правило, применяются модульные автоматические выключатели. Конструктивно они выполнены в пластиковом корпусе, не проводящем электрический ток и не поддерживающем горение. В щитке данные выключатели монтируются на специальную DIN-рейку и фиксируются на ней с помощью защелки. При необходимости автомат можно легко снять с рейки, оттянув защелку отверткой и потянув автомат на себя. Включение и выключение автоматического выключателя производится рычажком, а токоведущие проводники подсоединяются к винтовым клеммам. Коммутацию цепи в модульном автоматическом выключателе осуществляют подвижный и неподвижный контакты.
Автоматические выключатели должны быть самым чувствительным звеном в контролируемом ими участке цепи. Именно они, а не бытовые приборы, розетки или провода обязаны первыми среагировать на изменение током допустимой величины и разомкнуть цепь. Причиной для срабатывания автоматического выключателя может быть либо перегрузка в сети (если нагрузка слишком мощная) или короткое замыкание. Механизм расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или электромагнитным.
Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину, нагреваемую протекающим током. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока. Минимальный ток, при котором должен срабатывать тепловой расцепитель, составляет 145% от номинального тока предохранителя. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом. В отличие от плавкого предохранителя, автоматический предохранитель готов к следующему использованию после остывания пластины.
Электромагнитный расцепитель представляет собой соленоид, подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через предохранитель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога. Электромагнитный расцепитель, в отличие от теплового, срабатывает очень быстро (доли секунды), но при значительно большем превышении тока: в 2/20 раз от номинала, в зависимости от типа (автоматические выключатели делятся на типы B, C, D, L, G, K, Z в зависимости от чувствительности мгновенного расцепителя).
Во время расцепления контактов может возникнуть электрическая дуга, поэтому контакты имеют особую форму и находятся в дугогасительной камере, которая представляет собой набор металлических пластин скрепленных между собою в виде этажерки. Эти пластины «рубят» электрическую дугу на части, тем самым снижая ее разрушающее воздействие. Потому, чем больше пластин в дугогасительной решетке, тем больший ток короткого замыкания способен погасить автоматический выключатель, либо тем большей отключающей способностью он обладает.
Отключающая способность является основным параметром для выбора автоматического выключателя. Отключающая способность — это действующее значение установившегося тока короткого замыкания (при отсутствии автоматического выключателя — выключатель условно заменен проводником с бесконечно малым сопротивлением), который способен отключить выключатель без нарушения его работоспособности.
Для бытового применения (ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898)) автомат должен обладать номинальной наибольшей отключающей способностью Icn перекрывающую максимальный ток короткого замыкания (КЗ) в данной цепи.
Для промышленного применения, имеющего доступ обученного персонала (ГОСТ Р 50030.2-99 (МЭК 60947.2), ГОСТ 9098-78, автомат должен обладать номинальной предельной наибольшей отключающей способностью Icu, перекрывающей максимальный ток КЗ в данной цепи. Автоматический выключатель, работавший при токе равном Icu в соответствии с установленным циклом, не обязан длительно проводить ток.
Не менее важным параметром при выборе АВ является класс токоограничения. Выключатель с токоограничением не позволяет току КЗ принять его максимальное значение и быстрее производит отключение. По показателю токоограничения автоматические выключатели подразделяются на три класса — 1,2,3. Чем выше класс выключателя, тем большую энергию он способен пропустить, тем меньше термическое действие тока короткого замыкания в защищаемой цепи.
Для бытового применения (ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898)) автоматический выключатель должен обладать номинальной наибольшей отключающей способностью Icn перекрывающую максимальный ток короткого замыкания в защищаемой цепи. Выключатель с токоограничением не позволяет току короткого замыкания принять его максимальное значение и быстрее производить отключение. Класс токоограничения 2 ограничивает по времени короткое замыкание в пределах 1/2 полупериода, класс 3 ограничивает короткое замыкание в пределах 1/3 полупериода. Если автомат с токоограничением, но не указан класс, то должна предоставляется интегральная характеристика I2t.
Выключатели типа ВМ63 — это токоограничивающие аппараты с наибольшей отключающей способностю 6000А и классом ограничения энергии — 3.
Для объяснения функции токоограничения сравним осциллограммы тока короткого замыкания в цепи при отсутствии аппарата зашиты с осциллограммами тока в той же цепи, но защищенной разными автоматическими выключателями.
Как видно из осциллограмм, выключатель ВМ63 отключает ток короткого замыкания быстрее, чем выключатель без функции токоограничения. При этом снижается значение тока короткого замыкания в цепи и время его воздействия на защищаемое оборудование. Что это может означать?
Известные законы физики демонстрируют, что в случае возникновения тока короткого замыкания в цепи с установленным выключателем ВМ63, тот ограничит количество пропускаемой энергии и защищаемое оборудование получит гораздо меньший разрушающий эффект, чем при использовании выключателя без токоограничиваюшей функции.
Таким образом, выбирая необходимый автоматический выключатель, следует четко определить, что будет защищать данный аппарат и, исходя из этого, подбирать автомат с необходимым номинальным током, значением ПКС, характеристикой защиты и классом токоограничения.
На основе ВМ63 можно реализовать практически любое схемное решение щита благодаря расширившемуся диапазону номинальных токов (от 1 до 63А), появлению новых типов защитных характеристик (добавлена характеристика D), а также возможности одновременного подключения как гибких проводников, так и шин (штыревого и вилочного типа).
Следует также отметить, что новое поколение модульных выключателей ВМ63 позволяет предотвратить попытки хищения электроэнергии за счет наличия специальных пломбировочных панелей — клеммных зажимов. Помимо этого в ВМ63 реализована возможность пломбирования рукоятки включения-выключения для предотвращения несанкционированных манипуляций.
Конструкция контактных зажимов минимизирует риск перегрева и оплавления подключенных к выключателю проводников благодаря максимально плотному и большему по площади контакту вывода с проводником.

Антон Полевой.