Если вы хоть раз заглядывали в распределительный щиток у себя дома или на производстве, то уже сталкивались с низковольтным оборудованием – просто, возможно, не знали, как оно называется. Это целый класс электрических устройств, работающих при напряжении до 1000 В переменного или до 1500 В постоянного тока. Именно в этом диапазоне функционирует абсолютное большинство бытовых и промышленных установок.

Что такое электрооборудование в принципе? Это любые устройства, которые производят, преобразуют, распределяют, измеряют и потребляют электрическую энергию. Низковольтное электрооборудование – его наиболее массовый и повсеместно встречающийся сегмент. Именно оно отвечает за безопасную работу электрической сети на «последней миле» – от трансформаторной подстанции до конкретного станка, розетки или светильника.

Отдельного внимания заслуживает модульное оборудование. Это стандартизированные электрические устройства, устанавливаемые на DIN-рейку в щитах и шкафах. Они взаимозаменяемы, легко монтируются и образуют компактную, удобную в обслуживании систему. Автоматические выключатели, УЗО, контакторы в модульном исполнении – всё это типичные представители данной группы.

Виды электрооборудования низковольтного класса охватывают десятки наименований: от простых предохранителей до сложных устройств плавного пуска. Об основных из них мы расскажем в этой статье.

Где используется низковольтное оборудование

Ответ прост: везде, где есть электричество.

В быту низковольтное оборудование – это щиток в квартире или частном доме, где собраны автоматы, УЗО и электросчётчик. Оно незаметно, но обеспечивает работу всей домашней электросети.

В коммерческой недвижимости (офисах, торговых центрах, гостиницах) электрощитовое оборудование управляет освещением, климатическими системами, лифтами и системами безопасности.

В промышленности картина значительно сложнее. Промышленное электрооборудование обеспечивает работу производственных линий, станков, насосов, конвейеров и систем вентиляции. Здесь надёжность и правильное распределение электроэнергии имеют критическое значение: сбой способен остановить весь технологический процесс.

Системы электроснабжения крупных предприятий представляют собой разветвлённые сети, в которых низковольтное электрооборудование выполняет роль «нервной системы» – принимает энергию от трансформаторных подстанций и распределяет её по всем потребителям. Именно от качества этого электрооборудования зависит бесперебойная работа всего производства.

Основные функции: зачем нужно низковольтное оборудование

Низковольтное оборудование решает две ключевые задачи: распределяет электрическую энергию и защищает людей, сети и устройства.

Распределение – это направление электроэнергии от источника к конкретным потребителям. Без этой функции было бы невозможно обеспечить питанием одновременно десятки и сотни устройств.

Защита – не менее важная задача. Здесь в дело вступают прежде всего автоматические выключатели. Они реагируют на превышение тока: при перегрузке или возникновении короткого замыкания автомат мгновенно разрывает цепь, предотвращая пожар или повреждение оборудования. Надёжная защита электрических сетей без таких устройств была бы попросту невозможна.

Основные виды низковольтного оборудования

Виды низковольтного оборудования можно разделить на несколько групп:

• Коммутационное оборудование – это устройства для включения и отключения электрических цепей: автоматические выключатели, контакторы, рубильники, выключатели нагрузки.
• Защитные устройства – оборудование, срабатывающее при аварийных режимах: УЗО, реле защиты, предохранители, автоматы защиты двигателя.
• Распределительное оборудование – электрощиты, шкафы управления, распределительные панели.
• Модульное оборудование – стандартизированные устройства на DIN-рейку: модульные автоматы, модульные контакторы, модульные УЗО.

Всё это электрооборудование объединяет одно: оно работает в диапазоне низкого напряжения и обеспечивает безопасную, управляемую и эффективную эксплуатацию электрических систем.

Автоматические выключатели

Автоматические выключатели – пожалуй, самые известные представители низковольтного оборудования. Их можно найти в любом щитке: дома, в офисе, на заводе.

Автоматический выключатель выполняет сразу две защитные функции: защита от короткого замыкания (при резком скачке тока электромагнитный расцепитель мгновенно срабатывает и разрывает цепь) и защита от перегрузки (если ток превышает номинальный в течение длительного времени, тепловой расцепитель постепенно нагревается и также отключает цепь, не позволяя проводке и оборудованию перегреться).

Модульные автоматы, устанавливаемые на DIN-рейку, – наиболее распространённый формат. Они компактны, стандартизированы по размерам и очень просты в монтаже и замене. Именно такие автоматические выключатели вы видите в щитках жилых домов и небольших офисов.

В промышленности применяются и более мощные автоматические выключатели в литом корпусе, рассчитанные на большие номинальные токи и высокую отключающую способность. Их устанавливают на вводах и главных распределительных щитах предприятий.

Контакторы

Контактор – это электромеханический коммутационный аппарат, предназначенный для частого дистанционного включения и отключения электрических цепей под нагрузкой. В отличие от автоматического выключателя, он управляется подачей напряжения на катушку.

Что делает контактор? Когда на катушку подаётся управляющее напряжение, электромагнит притягивает якорь, и силовые контакты замыкаются – нагрузка включается. При снятии напряжения пружина возвращает якорь в исходное положение, контакты размыкаются.

Рубильники и рубильники с предохранителями

Рубильники – это простые и надёжные коммутационные аппараты для ручного включения и отключения электрических цепей. Несмотря на кажущуюся простоту, они играют важную роль в любой системе электроснабжения.

Вводной рубильник устанавливается на входе электрощита и позволяет полностью обесточить всю установку – например, для проведения технического обслуживания. Трёхфазный рубильник применяется в промышленных системах и обеспечивает одновременное отключение всех трёх фаз, что принципиально важно для безопасности персонала.

Рубильник-выключатель нагрузки – более современная версия классического рубильника. Он рассчитан на коммутацию непосредственно под нагрузкой и оснащён дугогасительными камерами, что позволяет отключать цепи без повреждения контактов.

Рубильники с предохранителями совмещают функции ручной коммутации и защиты от сверхтоков в одном компактном устройстве. Схема рубильника с предохранителями предусматривает установку плавких вставок в каждый полюс: при коротком замыкании или перегрузке предохранитель перегорает, защищая оборудование.

Устройства защитного отключения (УЗО)

УЗО – устройство защитного отключения – без преувеличения одно из важнейших изобретений в области электробезопасности. Его главная задача – защита человека от поражения электрическим током.

Принцип действия УЗО основан на дифференциальной защите: прибор постоянно сравнивает ток, входящий в цепь, с током, выходящим из неё. В нормальных условиях они равны. Если ток начинает «утекать» – например, через тело человека, случайно коснувшегося оголённого проводника, или через повреждённую изоляцию кабеля – возникает дифференциальный ток. Как только он превышает уставку (обычно 10–30 мА для бытовых сетей), устройство мгновенно отключает цепь.

Защита от утечки тока, которую обеспечивает УЗО, – это буквально защита жизни. Ток в 30 мА уже представляет опасность для человека, а устройство срабатывает за доли секунды – значительно быстрее, чем могут наступить необратимые последствия для организма.

В составе низковольтного оборудования УЗО обязательно применяется в жилых, общественных и производственных зданиях – особенно в зонах с повышенной влажностью: ванных комнатах, кухнях, наружных розетках и технологических помещениях.

Автоматы защиты двигателя

Автоматы защиты двигателя – это специализированные коммутационно-защитные аппараты, разработанные специально для защиты электрических машин. Они сочетают функции автоматического выключателя и теплового реле в одном компактном устройстве.

Принцип работы автомата защиты двигателя базируется на нескольких механизмах реагирования одновременно. Тепловой расцепитель защищает двигатель от перегрузки по току. Электромагнитный расцепитель мгновенно отключает цепь при коротком замыкании. Ряд моделей дополнительно реагирует на обрыв и несимметрию фаз – неисправность, особенно опасную для трёхфазных машин.

Трёхфазный автомат защиты двигателя – наиболее востребованный вариант в промышленности, где преобладают трёхфазные асинхронные двигатели. Корректная схема подключения автомата защиты двигателя предполагает его установку непосредственно перед двигателем или перед контактором в силовой цепи.

Электрические щиты

Электрощиты – это металлические или пластиковые корпуса, в которых размещается всё перечисленное выше электрооборудование. По сути, щит – это «сердце» электрической системы здания или производственного объекта.

Распределительный щит принимает электроэнергию от питающей линии и распределяет её по отходящим цепям – освещению, розеточным группам, технологическому оборудованию. При этом каждая цепь защищена собственным аппаратом.

Щитовое оборудование бывает разных типов. Вводно-распределительные устройства применяются на вводе в здание. Групповые щиты располагаются ближе к потребителям – на этажах или в отдельных помещениях. Шкаф управления содержит не только защитные, но и управляющие устройства: контакторы, реле, частотные преобразователи, программируемые контроллеры.

Как всё работает вместе (на примере производства)

Чтобы понять, как низковольтное оборудование функционирует в реальных условиях, рассмотрим типичный пример – систему электроснабжения предприятия.

Электроэнергия поступает на завод по высоковольтному кабелю и трансформируется на подстанции до уровня 0,4 кВ. Дальше начинается зона ответственности низковольтного электрооборудования.

На главном распределительном щите вводной рубильник или автоматический выключатель принимает всю мощность предприятия. Далее осуществляется распределение энергии: от главного щита кабельные линии расходятся к цеховым распределительным щитам. В каждом цехе установлен свой щит с аппаратурой защиты и управления.

Управление электродвигателями осуществляется через контакторы, получающие команды от кнопочных постов, датчиков или программируемых контроллеров. Перед каждым двигателем смонтирован автомат защиты двигателя – он следит за режимом работы и при необходимости останавливает двигатель прежде, чем наступит перегрев или механическое повреждение.

Защита оборудования на всех уровнях (от главного ввода до отдельного станка) обеспечивается многоуровневой системой: автоматическими выключателями с правильно подобранными характеристиками, УЗО на цепях с повышенным риском, специализированными реле защиты.

Преимущества использования низковольтного оборудования

Грамотно подобранное и правильно смонтированное низковольтное оборудование отличается рядом весомых преимуществ:

• Надёжность электроснабжения. Многоуровневая система защиты и коммутации минимизирует время простоя при авариях: при повреждении одного участка сети остальные продолжают работу.
• Безопасность электросетей и персонала. УЗО, автоматы, тепловые реле совместно защищают и оборудование, и людей. Грамотно выстроенная система сводит к минимуму риск поражения током, возгорания или выхода техники из строя.
• Энергоэффективность. Современное низковольтное оборудование, в особенности частотные преобразователи и устройства плавного пуска, позволяет значительно снизить потребление электроэнергии, особенно на приводах насосов, вентиляторов и компрессоров.
• Удобство обслуживания. Модульные решения позволяют быстро заменить вышедший из строя элемент без остановки всей системы. Стандартизация упрощает проектирование, монтаж и ремонт.

К тому же низковольтные системы от Прайд Электро легко расширяются: добавить нового потребителя или изменить конфигурацию щита можно без коренной перестройки всей электроустановки.

Часто задаваемые вопросы