// Электрика. – 2007. – № 2.– С. 44-47.

ПОНЯТИЕ «АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ»

В. Н. Харечко, Ю. В. Харечко

В данной статье, посвящённой автоматическим выключателям бытового назначения, рассматриваются понятие «автоматический выключатель» и основные функции, которые он предназначен выполнять в электроустановках зданий.

В ГОСТ Р 50345 [1] автоматическому выключателю бытового назначения присвоено официальное наименование «автоматический выключатель (механический)» и дано следующее определение: «механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания».

В первоисточнике – стандарте МЭК 60898 1995 г. [2] и в действующем стандарте МЭК 60898‑1 2003 г. [3] рассматриваемые автоматические выключатели названы аналогично – «circuit-breaker (mechanical)[1]». Определение автоматического выключателя (табл. 1) выполнено в этих стандартах на основе определения термина «автоматический выключатель» («circuit-breaker»), которое приведено в стандарте МЭК 60050‑441 [4, 5], входящем в состав Международного электротехнического словаря (МЭС). Аналогичное определение этому термину дано в другой части МЭС – в стандарте МЭК 60050‑442 [6]. Определение автоматического выключателя, приведённое в стандарте МЭК 60898‑1, незначительно отличается от его определения в МЭС. В определении стандарта МЭК 60898‑1 сделано одно уточнение о том, что автоматический выключатель способен автоматически отключать токи в анормальных условиях цепи.

МЭК 60050‑441, МЭК 60050‑442, МЭК 60947‑1, МЭК 60947‑2	«автоматический выключатель»
	механическое коммутационное устройство, способное к включению, проведению и отключению токов при нормальных условиях цепи, а также к включению, проведению в течение установленного времени и отключению токов при установленных анормальных условиях цепи таких, как короткое замыкание
МЭК 60898, МЭК 60898‑1	«автоматический выключатель (механический)»
	механическое коммутационное устройство, способное к включению, проведению и отключению токов при нормальных условиях цепи, а также к включению, проведению в течение установленного времени и автоматическому отключению токов при установленных анормальных условиях цепи таких, как короткое замыкание

Процитированное определение термина «автоматический выключатель» из МЭС (стандарта МЭК 60050‑441) применяется в действующих стандартах МЭК 60947‑1 2004 г. [7] и МЭК 60947‑2 2006 г. [8], а также было использовано в предыдущих редакциях этих стандартов – в стандартах МЭК 60947‑1 1999 г. и МЭК 60947‑2 1998 г.

В ГОСТ Р 50030.1 [9] (разработан на основе стандарта МЭК 60947‑1 1999 г.) и в ГОСТ Р 50030.2 [10] (разработан на основе стандарта МЭК 60947‑2 1998 г.), переводы определения термина «автоматический выключатель» из первоисточников – стандартов МЭК выполнены не очень удачно (табл. 2):

ГОСТ Р 50030.1	«Контактный коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях в цепи, а также включать, проводить в течение установленного нормированного времени и отключать токи при указанных ненормальных условиях в цепи, таких как короткое замыкание»
ГОСТ Р 50030.2	«Механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях в цепи, включать и проводить токи в течение определённого промежутка времени и прерывать их при определённых анормальных условиях цепи, например при коротких замыканиях»

Как видно, в национальных нормативных документах имеются различия в определениях автоматического выключателя. В ГОСТ Р 50030.2 и в ГОСТ Р 50345 автоматический выключатель определён как механический коммутационный аппарат, а в ГОСТ Р 50030.1, который устанавливает общую терминологию для низковольтной коммутационной аппаратуры и аппаратуры управления,− как контактный коммутационный аппарат. Причём в трёх указанных стандартах в качестве основы использовано представленное выше определение термина «автоматический выключатель» из МЭС, в котором автоматический выключатель рассматривают в качестве механического коммутационного устройства. Естественно возникает вопрос, каким коммутационным устройством более правильно считать автоматический выключатель – механическим или контактным?

Термины «механический коммутационный аппарат» в п. 3.1.2 ГОСТ Р 50345 и «контактный коммутационный аппарат» в п. 2.2.2 ГОСТ Р 50030.1 имеют следующие практически одинаковые определения (табл. 3).

ГОСТ Р 50030.1	«контактный коммутационный аппарат»
	«Коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или нескольких электрических цепей с помощью размыкаемых контактов»
ГОСТ Р 50345	«механический коммутационный аппарат»
	«Коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов»

Эти определения представляют собой перевод определения термина «механическое коммутационное устройство» («mechanical switching device»), которое дано в п. 441‑14‑02 стандарта МЭК 60050‑441: коммутационное устройство, разработанное для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей посредством разделяемых контактов. Термин «коммутационное устройство» («switching device») определён в стандарте следующим образом: устройство, разработанное для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях.

Помимо механического коммутационного устройства в МЭС определено ещё одно коммутационное устройство – полупроводниковое. Термин «полупроводниковое коммутационное устройство» («semiconductor switching device») определён и в стандарте МЭК 60050‑441, и в стандарте МЭК 60050‑442 (табл. 4). В стандарте МЭК 60947‑1 2004 г. определение рассматриваемого термина выполнено на основе определения из стандарта МЭК 60050‑441 и дополнено примечанием, в котором разъяснено, что это определение отличается от МЭС 441‑14‑03[2], так как полупроводниковое коммутационное устройство, разработано также для отключения тока.

МЭК 60050‑441	коммутационное устройство, разработанное включать ток в электрической цепи посредством управляемой проводимости полупроводника
МЭК 60050‑442	коммутационное устройство, разработанное включать или отключать ток в электрической цепи посредством управляемой проводимости полупроводника в этой цепи
МЭК 60947‑1	коммутационное устройство, разработанное включать и (или) отключать ток в электрической цепи посредством управляемой проводимости полупроводника

Основное различие между механическим и полупроводниковым коммутационным устройством заключается в том, что включение и отключение электрического тока первое коммутационное устройство выполняет с помощью своих замыкаемых и размыкаемых контактов, а второе коммутационное устройство – путём изменения своего сопротивления. То есть у первого коммутационного устройства есть контакты, а у второго их нет.

ГОСТ 17703 [11] определил следующие два вида электрических коммутационных аппаратов:

«контактный коммутационный аппарат» – «коммутационный электрический аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путём перемещения его контакт-деталей[3] относительно друг друга»;

«бесконтактный коммутационный аппарат» – «коммутационный электрический аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.

Примечание к определению последнего термина уточняет, что «в зависимости от принципа действия различают бесконтактные аппараты на основе полупроводниковых или газоразрядных приборов, магнитных усилителей и т. п.».

Поскольку автоматический выключатель замыкает и размыкает электрические цепи при помощи собственных контактов, было бы логично называть его контактным коммутационным устройством, а не механическим. Для национальной нормативной документации можно рекомендовать следующее его определение:

автоматический выключатель – контактное коммутационное устройство, способное к включению, проведению и отключению электрических токов при нормальных условиях электрической цепи, а также способное к включению, проведению в течение установленного времени и автоматическому отключению электрических токов при установленных аномальных условиях электрической цепи, например, при коротком замыкании.

Таким образом, автоматический выключатель предназначен, во-первых, включать, проводить и отключать электрические токи при нормальных условиях электрической цепи. Во-вторых, он предназначен включать, проводить в течение установленного времени и автоматически отключать сверхтоки. Следовательно, автоматический выключатель, с одной стороны, представляет собой коммутационное устройство, а, с другой стороны, – устройство защиты от сверхтока. То есть такое устройство, которое обеспечивает отключение электрической цепи в случае, когда электрический ток в её проводниках превышает определённое значение в течение установленного времени.

Автоматический выключатель замыкает или размыкает одну или более подключённых к нему электрических цепей с помощью своих главных контактов. Под замыканием в нормативной документации понимают такое оперирование^[4], в результате которого автоматический выключатель переводится из разомкнутого положения в замкнутое; под размыканием – из замкнутого положения в разомкнутое.

Замкнутое положение автоматического выключателя обеспечивает предопределённую непрерывность его главной цепи, разомкнутое положение – предопределённый зазор между разомкнутыми контактами его главной цепи. В замкнутом положении автоматический выключатель проводит электрический ток и выполняет защиту от сверхтока подключённых к нему проводников внешних электрических цепей. В разомкнутом положении автоматический выключатель выполняет разъединение – действие, которое направлено на отключение питания всей электроустановки (или её части) путём отделения электроустановки (или её части) от любого источника электрической энергии, выполняемое по соображениям электробезопасности.

Замыкание и размыкание, выполняемые без протекания электрического тока в главной цепи автоматического выключателя, относят к его механическому оперированию. Включение и отключение, осуществляемые автоматическим выключателем при протекании электрического тока в его главной цепи, относят к электрическому оперированию (называемому также коммутацией). Автоматическое оперирование^[5] автоматического выключателя происходит при появлении в его главной цепи тока перегрузки или тока короткого замыкания. Время, в течение которого автоматический выключатель проводит сверхток перед его отключением, зависит от индивидуальной время-токовой характеристики[6] автоматического выключателя.

Основным предназначением автоматических выключателей является защита электрических цепей в электроустановках зданий и в других низковольтных электроустановках от перегрузок и коротких замыканий, выполняемая в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50571.5 [12] и ГОСТ Р 50571.9 [13] (подробно – см. статью [14]). В системах TN‑C, TN‑S и TN‑C‑S автоматические выключатели в качестве защитного устройства могут быть также использованы для защиты от косвенного прикосновения в составе автоматического отключения питания (см. требования ГОСТ Р 50571.3 [15] и главы 1.7 ПУЭ [16]).

Список литературы

1. ГОСТ Р 50345–99 (МЭК 60898–95). Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.

2. International standard IEC 60898. Electrical accessories. Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Second edition. Geneva: IEC, 1995‑02.

3. International standard IEC 60898‑1. Electrical accessories. Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations. Part 1: Circuit-breakers for a. c. operation. Edition 1.2. Geneva: IEC, 2003‑07.

4. International standard IEC 60050‑441. International Electrotechnical Vocabulary. Part 441: Switchgear, controlgear and fuses. Second edition. Geneva: IEC, 1984‑01.

5. International standard IEC 60050‑441-am1. International Electrotechnical Vocabulary. Part 441: Switchgear, controlgear and fuses. Second edition. Amendment 1. Geneva: IEC, 2000‑07.

6. International standard IEC 60050‑442. International Electrotechnical Vocabulary. Part 442: Electrical accessories. First edition. Geneva: IEC, 1998‑11.

7. International standard IEC 60947‑1. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 1: General rules. Fourth edition. Geneva: IEC, 2004‑03.

8. International standard IEC 60947‑2. Low-voltage switchgear and controlgear. Part 2: Circuit-breakers. Fourth edition. Geneva: IEC, 2006‑05.

9. ГОСТ Р 50030.1–2000 (МЭК 60947-1–99). Аппаратура распределения и управления низковольтная. Ч. 1. Общие требования и методы испытаний. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2001.

10. ГОСТ Р 50030.2–99 (МЭК 60947-2–98). Аппаратура распределения и управления низковольтная. Ч. 2. Автоматические выключатели. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.

11. ГОСТ 17703–72. Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1972.

12. ГОСТ Р 50571.5–94 (МЭК 364‑4‑43–77). Электроустановки зданий. Ч. 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока. М.: Изд-во стандартов, 1994.

13. ГОСТ Р 50571.9–94 (МЭК 364‑4‑473–77). Электроустановки зданий. Ч. 4. Требования по обеспечению безопасности. Применение мер защиты от сверхтоков. М.: Изд-во стандартов, 1995.

14. Харечко В. Н., Харечко Ю. В. Защита проводников от сверхтока в электроустановках зданий // Электрика. 2006. № 7.

15. ГОСТ Р 50571.3–94 (МЭК 364‑4‑41–92). Электроустановки зданий. Ч. 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током. М.: Изд-во стандартов, 1995.

16. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Гл. 1.1: Общая часть; гл. 1.2: Электроснабжение и электрические сети; гл. 1.7: Заземление и защитные меры электробезопасности; гл. 1.9: Изоляция электроустановок. Раздел 6. Электрическое освещение. Раздел 7. Электрооборудование специальных установок. Гл. 7.1: Электроустановки жилых, общественных, административных и бытовых зданий; гл. 7.2: Электроустановки зрелищных предприятий, клубных учреждений и спортивных сооружений; гл. 7.5: Электротермические установки; гл. 7.6: Электросварочные установки; гл. 7.10: Электролизные установки и установки гальванических покрытий. 7-е изд. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2002.

---

[1] Здесь и далее перевод наименований терминов и их определений с английского языка на русский язык выполнен авторами статьи.

[2] Здесь указан номер пункта стандарта МЭК 60050‑441, в котором приведено определение термина «полупроводниковое коммутационное устройство».

[3] В стандарте МЭК 60050‑441 термин «контакт (деталь)» («contact (piece)») определён так: одна из проводящих частей, образующих контакт.

[4] В стандарте МЭК 60898‑1 термин «оперирование» («operation») определён следующим образом: перемещение подвижного контакта (контактов) от разомкнутого положения к замкнутому положению или наоборот. В примечании к определению сказано, что если необходимо различие, оперирование в электрическом смысле (включение и отключение) упоминают как «коммутационное оперирование» и оперирование в механическом смысле (замыкание или размыкание) упоминают как «механическое оперирование».

[5] Автоматическое оперирование – оперирование автоматического выключателя без участия человека при возникновении предопределённых условий.

[6] Время-токовая характеристика – кривая, задающая время расцепления автоматического выключателя в зависимости от величины сверхтока, протекающего в его главной цепи.