При проектировании электрической сети на предприятии или в квартире, не обойтись без установки автоматических выключателей. Они защищают имущество потребителей и человеческие жизни от непредвиденных ситуаций. Профессиональный электрик должен хорошо знать, как правильно подобрать автоматические выключатели для надежной и безопасной работы электросети, как сделать подбор автоматов по мощности используемой нагрузки и по другим параметрам.
Для чего служит автоматический выключатель
Автоматический выключатель или по-простому автомат необходим для предотвращения перегрева изоляции проводов и защиты электрической цепи от тока короткого замыкания. Кроме того при наличии автоматического выключателя, обслуживание электрических линий становится удобнее, так как в любой момент можно обесточить цепь на требуемом участке.
Для выполнения этих задач автомат имеет в своей конструкции тепловой и электромагнитный расцепитель. Каждый автоматический выключатель рассчитан на определённый номинальный ток и время-токовую характеристику. От этих параметров и зависит максимальный рабочий ток линии.
При прохождении по проводам электрического тока, провод нагревается и тем сильнее, чем его величина больше. Если в цепи не будет установлен автомат, то при определённом значении тока изоляция может начать плавиться, что может привести к пожару.
Какие бывают автоматы защиты
Автоматические выключатели для квартиры являются модульными устройствами. Это означает, что они могут устанавливаться в квартирные распределительные щитки на специальную DIN-рейку, при этом габаритные размеры у них одинаковые для разных производителей и одинакового количества полюсов.
В электрических шкафах на предприятии или трансформаторных подстанциях встречаются также не модульные автоматические выключатели. Они отличаются большими габаритными размерами и номинальным током. Выглядят они как на рисунке ниже.
По количеству полюсов автоматы делят на однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные и четырёхполюсные. Чаще всего однофазную электрическую сеть проектируют так, что однополюсный автомат разрывает фазу на определённом участке, а ноль берётся со специальной нулевой шины. Но если место в щитке позволяет, на участок сети можно поставить и двухполюсный автомат на ноль и фазу. При этом разрываться они будут вместе. Трёхполюсные и четырёхполюсные автоматические выключатели используют для сети 380 В.
Также двух, трёт и четырёхполюсный автоматы используются в качестве .
Остальные технические характеристики относятся к рабочим и подбираются исходя из параметров сети, мощности потребителей и характеристик кабеля.
Выбор номинала автомата по мощности нагрузки
При выборе номинала автоматического выключателя необходимо правильно рассчитать максимальную нагрузку электрического участка сети.
Таблица соотношения сечения кабеля и номинала автоматического выключателя к потребляемой мощности приведена ниже:
| Сечение жил из меди | Допустимый нагрузочный ток | Мощность в сети 220 В | Номинальный ток | Предельный ток |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А |
| 2,5 мм² | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А |
| 4,0 мм² | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А |
| 6,0 мм² | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А |
| 10,0 мм² | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А |
Например, для розеток в квартире чаще всего используется сечение медного провода 2,5 мм². Согласно таблице выше такой провод выдерживает ток до 27 А, но автомат подбирается на 16 А. Аналогично для освещения используется медный кабель 1.5 мм² и номинал автоматического выключателя 10 А.
Отключающая способность
Отключающая способность автоматического выключателя -- это способность автомата выключаться при предельно больших токах КЗ. На автомате данная характеристика указана в амперах: 4500 А, 6000 А, 10000 А. То есть при большом мгновенном токе короткого замыкания, но не достигшим 4500 ампер автомат способен отработать и разомкнуть электрическую цепь.
В квартирах чаще всего можно встретить автоматы с отключающей способностью 4500 А или 6000 А.
Время-токовая характеристика
При превышении тока, проходящего через автоматический выключатель, номинального значения, по логике, автомат должен отработать. Так оно и произойдёт, но с некоторой задержкой. Время через которое выключиться автомат зависит от величины и продолжительности этого превышения номинального тока. Чем разница больше, тем быстрее отключиться автомат.
В документации на автоматический выключатель можно увидеть специальный график зависимости значения отношения текущего тока к номинальному, от времени когда это произойдет. Чем меньше ток, тем больше время.
Перед номиналом автомата указана латинская буква, которая отвечает за максимальное значение тока. Самыми распространенными значениями являются:
- В -- превышение номинального значения тока в 3-5 раз;
- С -- превышение в 5-10 раз (чаще всего в квартирах установлен именно этот тип );
- D -- 10-20 раз (используются для оборудования с большим пусковым током ).
Каким производителям стоит доверять
Выбор автомата делают с учетом фирмы-производителя. К популярным и качественным брендам относятся: АВВ, Schneider Electric, Legrand и некоторые другие. Доступную продукцию с бюджетными ценами производят фирмы EKF, IEK, TDM и другие. В работе многие изделия ведут себя практически одинаково, поэтому не всегда следует платить лишние деньги за бренд при одинаковом качестве продукции. Изделия фирмы Schneider Electric могут стоить в 3-5 раз дороже IEK.
TDM -- изделие производится в Китае двумя сериями: ВА 47-29 и ВА 47-63. ВА 47-29 имеет на корпусе насечки для пассивного охлаждения. Можно опломбировать устройство специальными заглушками, продающимися отдельно. ВА 47-63 выпускаются без охлаждающих насечек. Цена всех изделий в пределах 130 руб.
Китайская фирма “Энергия” выпускает те же серии, что и TDM, но с боковыми углублениями и индикатором включения. Серия 47-63 без индикатора и углублений на корпусе.
Продукция IEK (Китай) завоевала большую популярность покупателей, как и изделия фирм DEKraft и EKF .
КЭАЗ -- завод в Курске, выпускающий изделия серий ВМ63 и ВА 47-29. В комплект выключателей входят пломбы, имеется индикация включенного состояния.
Венгерские изделия GE имеют ощутимый вес и большую популярность.
Moeller производятся в Сербии и в Австрии, являются аналогами китайских автоматов защиты, но имеют более высокое качество сборки.
Schneider Electric выпускает несколько серий продукции. Стоимость в пределах 150-180 руб. Альтернативой является продукция фирмы Legrand TX .
В России многие электрике любят продукцию компании АВВ (Германия ), которая отличается высоким качеством и надежностью. Выпускается две серии: S (промышленная серия ) и SH (бытовая серия ). Стоят изделия 250-300 руб.
Автоматический выключатель необходим в электрической цепи любой сети. Для правильного выбора нужно посчитать общую нагрузку и получить предельный ток. Свериться с таблицей и убедиться, что сечение провода и номинал автомата соответствуют друг другу. Правильно выбранный автоматический выключатель исключает возможность возникновения пожара из-за оплавления проводов или короткого замыкания в сети.
Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.
Коэффициент мощности
это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ
Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника
Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.
Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.
Автоматические выключатели EKF
Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.
Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.
По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.
Выбор автомата по сечению кабеля
Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.
Расчет сечения жил кабеля и провода Напряжение 220В.
– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.
Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).
Автоматический выключатель «автомат»
это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить 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 и перегрузки.
Короткое замыкание (КЗ)
э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.
Ток перегрузки
– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.
Длительно допустимый ток кабеля или провода
– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.
Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.
Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ
Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.
Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.
Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.
Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника
Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.
Пример выбора автоматического выключателя
Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.
Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.
Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.
Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.
Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.
Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток,1 фаза, 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
| 25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
| 32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
| 40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
| 50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
| 63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
| 80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
| 100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
| 125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
| 160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
| 200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
| 250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
| 315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток, 1 фаза 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-7,9 | 0-15 | 1,5 |
| 25 | 8,3-12,7 | 15,8-24,1 | 2,5 |
| 32 | 13,1-16,3 | 24,9-31,0 | 4 |
| 40 | 16,7-20,3 | 31,8-38,6 | 6 |
| 50 | 20,7-25,5 | 39,4-48,5 | 10 |
| 63 | 25,9-32,3 | 49,2-61,4 | 16 |
| 80 | 32,7-40,3 | 62,2-76,6 | 25 |
| 100 | 40,7-50,3 | 77,4-95,6 | 35 |
| 125 | 50,7-64,7 | 96,4-123,0 | 50 |
| 160 | 65,1-81,1 | 123,8-124,2 | 70 |
| 200 | 81,5-102,7 | 155,0-195,3 | 95 |
| 250 | 103,1-127,9 | 196,0-243,2 | 120 |
| 315 | 128,3-163,1 | 244,0-310,1 | 185 |
| 400 | 163,5-207,1 | 310,9-393,8 | 2х95* |
| 500 | 207,5-259,1 | 394,5-492,7 | 2х120* |
| 630 | 260,1-327,1 | 494,6-622,0 | 2х185* |
| 800 | 328,1-416,1 | 623,9-791,2 | 3х150* |
* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120
Итоги
При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.
Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»
Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.
Любая электрическая цепь в квартире и доме, должна защищаться автоматом защиты от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания. Эту нехитрую истину можно наглядно продемонстрировать в любом электрическом щите квартиры, этажном щите, вводно-распределительном щите дома и т.п. электрическим шкафам и боксам.
Вопрос не в том, ставить автомат защиты или нет, вопрос, как рассчитать автомат защиты, чтобы он правильно выполнял свои задачи, срабатывал, когда нужно и не мешал стабильной работе электроприборов.
Примеры расчета автоматических выключателей
Теорию расчетов автоматических выключателей вы можете почитать в статье: . Здесь несколько практических примеров расчета автоматических выключателей в электрической цепи дома и квартиры.
Пример 1. Расчет вводного автомата дома
Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:
- Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
- Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
- Коэффициент мощности COSφ = 0,84;
1-й расчет:
Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:
Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А
2-й расчет
Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:
- Iток.расцепителя = Iр × 1,1
- Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А
Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:
- I ном.ав = 150 Ампер (150 А).
Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.
Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни
Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.
Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.
Расчет тока нагрузки
Исходные данные:
- Напряжение сети Uн = 220 В;
- Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
- Коэффициент мощности COSφ = 1;
То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.
Коэффициент использования
- Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
- Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
- Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет .
- Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микровоновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
- Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
- Разделите Pрасчет на Pноминал , получите коэффициент использования кухни.
На самом деле , в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.
Примечание:
В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:
- коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
- коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
- коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
- коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.
Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:
- Iр = Рр / 220В;
- Iр = 6000 / 220= 27,3 А.
Ток расцепителя:
- Iрасчет.= Iр×1,1=27,3×1,1=30А
По сделанному расчету выбираем для кухни в 32 Ампер.
Вывод
Приведенный пример расчета кухни получился несколько завышенным, обычно для хватает 16 ампер если учесть, что плиту, стиральную машину, посудомоечную машину выводят в отдельные группы.
Эти примеры расчета автоматических выключателей для групповых цепей, лишь показывают общий принцип расчетов, причем не включают расчет инженерных цепей включающий работу насосов, станков и других двигателей частного дома.
Фотогалерея автоматов защиты
Для обеспечения надежной защиты кабеля с помощью автоматического выключателя нужно учитывать некоторые особенности работы этого устройства и провести правильный подбор. Дело в том, что ток (I n), который указан в маркировке автомата, на самом деле является рабочим током, и его превышение в определенном диапазоне не вызывает немедленного отключения сети.
Номиналы автоматов для защиты кабеля электропроводки
Например, если маркировка С25, то это означает, что ток силой 25А может течь по этой цепи неограниченное время. Если превышение будет до 13% (28,5А), то отключение может наступить более чем через час работы, до 45% (36,25А) – менее часа. Для гарантированной защиты сети важно, чтобы повышенный ток не превышал допустимый ток в кабеле.
Такой алгоритм работы автомата, с одной стороны, снизит вероятность ложного срабатывания, но с другой – требует более обдуманно подойти к выбору автомата.
Правильный выбор автоматического выключателя – задача не простая, но от ее решения зависит безопасная эксплуатация дома или квартиры и уменьшение материальных затрат.
Параметры
Номинальный ток (I n)
Автоматические выключатели имеют стандартизованный ряд номинальных токов, это отражено в ГОСТ Р 50345–99, данные сведены в таблицу. Это длительные токи, текущие через автомат и не вызывающие его отключения. По таблице можно подобрать номинальный ток автоматического выключателя. В ней приведен стандартный ряд номинальных токов (I n) для автоматов, применяемых в России.
Стандартизированный ряд номинальных токов (In) для автоматов
| Номинальный ток А | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 1 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6,3 (или 6) | |
| 8 | 10 | 16 | 25 | 31,5 (или 32) | 40 | 50 | 63 | ||
| 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 630 |
| 800 | 1000 | 1600 | 2000 | 2500 | 4000 | 5000 | 6300 |
Однако на время отключения оказывает влияние температура окружающей среды и способ монтажа выключателя. Так, повышение температуры воздуха в месте установки автомата вызывает сокращение этого периода, понижение – удлиняет. Одиночно установленный выключатель имеет более длительный период, а установленный в группе – сокращенный, из-за влияния соседних автоматов.
Приведенная ниже таблица отражает информацию о токах, приводящих к отключению в длительной перспективе, она позволит выбрать необходимый номинал. Это нормируемые токи по ГОСТУ.
Нормируемые токи по ГОСТУ для выбора номинала автомата
| Характе- ристика срабаты- вания автоматов типа B, C, D | Номинал автомата | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6A | 10A | 13A | 16A | 20A | 25A | 32A | 40A | 50A | |
| Отклю- чение НЕ РАНЬШЕ, чем 1 час (1,13*In) | 6,78 A | 11,3 A | 14,69 A | 18,08 A | 22,6 A | 28,25 A | 36,16 A | 45,2 A | 56,5 A |
| Отклю- чение НЕ БОЛЬШЕ, чем 1 час (1,45*In) | 8,7 A | 14,5 A | 18,85 A | 23,2 A | 29 A | 36,25 A | 46,4 A | 58 A | 72,5 A |
По приведенной таблице можно сделать выбор автомата по току отключения. Например, известно, что кабель в открытой проводке с медной жилой сечением 4 мм 2 имеет допустимый ток 30А (т. 1.3.4-1.3.8. ПУЭ). Находим в таблице ближайший меньший ток отключения, это – 29А, значит, нам нужен автомат С20. Если выбрать автомат с номинальным током С25, то длительно протекающий ток в кабеле составит 36,25А, время отключение автомата может достигать 1 часа. За это время кабель может нагреться до значительной температуры, что вызовет оплавление изоляции. Если повторение такой ситуации не исключено, то это обязательно приведет к аварии.
Также невозможно без сложных измерений точно определить, при каком токе нагрузки сработает тот или иной конкретный экземпляр, но существует коридор, в котором гарантированно сработает любой экземпляр этого номинала.
Время-токовые характеристики
Эти характеристики представлены в виде графика, по которому можно довольно точно определить ток и время, когда произойдет гарантированное отключение устройства.
Графики для определения времени отключения автомата
Например, можно узнать, через какой промежуток времени произойдет отключение автомата типа С, если через него протекает ток в полтора раза больше номинального, т. е. I/I n =1,5. Проводим на графике вертикальную линию так, чтобы она пересекла область значений и от точек пересечения этой прямой с голубой зоной проводим горизонтальные линии до оси Y.
На оси Y видим время: минимальное – 50 сек., максимальное – в районе 6 мин. Значит, при двойном превышении тока этот кабель будет работать под такой нагрузкой до 6 мин.
Для определения токов отключения для других типов, B или D, следует провести горизонтальные линии до оси Y от соответствующих областей.
При коротком замыкании автоматы работают очень надежно, отключая сеть менее чем через 0,1 сек, за такой промежуток времени кабель не успевает заметно нагреться.
Если произошло аварийное отключение, не спешите включать автомат, сначала отключите мощные приборы, особенно нагревательные: утюг, кипятильник, электроплиту, микроволновку и т. д. Включайте автомат спустя 5–10 мин., если произошло повторное отключение, то лучше вызвать специалиста.
Кабели ГОСТ 31996–2012
При выборе автомата необходимо учитывать характеристики кабелей. Важнейшей является допустимый ток (I доп). Она показывает, при каком максимальном токе кабель может работать на протяжении всего срока службы. Данная таблица из ПУЭ содержит сведения о допустимых токах кабеля в зависимости от материала и условий прокладки кабелей.
Допустимые токи для кабеля в зависимости от материалов
| Открытая проводка | Сече- ние кабе- ля, мм2 | Закрытая проводка | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Медь | Алюминий | Медь | Алюминий | |||||||||
| Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт | Ток А | Мощ- ность, квт |
|||||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |||||
| 11 | 2.4 | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | - | - | - |
| 15 | 3.3 | - | - | - | - | 0.75 | - | - | - | - | - | - |
| 17 | 3.7 | 6.4 | - | - | - | 1 | 14 | 3 | 5.3 | - | - | - |
| 23 | 5 | 8.7 | - | - | - | 1.5 | 15 | 3.3 | 5.7 | - | - | - |
| 26 | 5.7 | 9.8 | 21 | 4.6 | 7.9 | 2 | 19 | 4.1 | 7.2 | 14 | 3 | 5.3 |
| 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 2.5 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 4 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 6 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 10 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 16 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 25 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 35 | 130 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Из этой таблицы можно найти необходимое сечение кабеля и допустимый ток в зависимости от условий прокладки проводки, открытая или зарытая. Например, мощность всех приборов в квартире 9 квт. Для открытой однофазной медной проводки сечение провода 4 мм 2 , ток 41А, для закрытой – ближайшее большее значение мощности 11 квт, сечение 10 мм 2 , ток 50А. Ближайший меньший номинал автоматического выключателя –32А.
Если существует сомнение в качестве электропроводки, то лучше проявить осторожность и выбрать автомат номиналом меньше, чем значение в таблице.
Квартирная сеть имеет разветвленную структуру: в каждой ветви будет протекать ток разной силы, поэтому провода имеют различное сечение. Если поставить один автомат только на входе, то он не сможет защитить отдельные участки проводки от перегрузки. Если всю сеть проложить кабелем одного сечения, то это неоправданные денежные затраты. Лучшим выходом будет установка на каждом участке автомата на соответствующий ток. На рисунке приведена примерная структура.
Установка автоматов на соответствующий ток
На рисунке четко видно нагрузку на каждом участке и сечение провода. Установив соответствующие автоматы, можно надежно защитить всю сеть от короткого замыкания или перегрузки. Кроме того, в любой момент имеется возможность выбрать и отключить тот или иной участок, сохранив работоспособность остальной сети.
При использовании в быту мощных асинхронных двигателей, особенно 3-фазных, например, электроинструментов, желательно их включать через отдельный автомат, так как они имеют большой пусковой ток, и при работе через общий автомат может произойти отключение сети даже при штатной работе оборудования.
Выбор сечения. Видео
Про выбор сечения кабеля и номинала автомата подробно можно узнать из этого видео.
Если выбор автоматического выключателя проводится для существующей сети, то в первую очередь надо знать сечение проводки, и уже по ней делать выбор. Если сеть еще не прокладывалась, то надо начинать с подсчета возможной нагрузки с учетом всех бытовых приборов, которые планируется подключать. Проводка служит при правильной эксплуатации 20-30 лет, за это время, скорее всего, в быту появятся новые приборы, поэтому следует предусмотреть запас по мощности процентов 20.
Многолетний опыт эксплуатации электроустановок убедительно доказывает, что выбор автоматического выключателя является очень важной процедурой.
По определению, которое приводится в учебниках по электротехнике и правилах обслуживания электрических сетей, автоматический выключатель представляет собой коммутационное устройство.
С его помощью производится подключение и отключение нагрузки. Нагрузкой считается любой прибор потребляющий электроэнергию.
Одновременно с подключением устройство данного типа выполняет функции защиты от короткого замыкания или от перегрузки в цепи потребления по току.
Прочитав данную статью, вы узнаете, как правильно выполнить расчет нагрузки и выключатель какого производителя следует выбрать.
Сфера применения
Первое, что следует отметить — автоматический выключатель или просто «автомат» всегда включается вручную.
И выключается таким же способом, если не произошло автоматического срабатывания защитного механизма.
При анализе системы электроснабжения многоэтажного дома можно предметно определить назначение того или иного выключателя.
Для электропитания квартиры используются три типа автоматов:
- центральный;
- для цепей освещения;
- для приборов большой мощности.
Если расчет объемов потребляемой энергии выполнен правильно, то все эти выключатели будут находиться в рабочем состоянии сколь угодно долго.
Автоматы широко применяются как в жилищно-коммунальной сфере, так и в промышленном производстве.
Устройства используются в цепях запуска электрических двигателей, обогревающих установок, систем освещения и охлаждения.
Особые условия эксплуатации для них не требуются, за исключением специально указанных.
При проектировании строительных объектов или электрических машин — обязательно выполняется расчет мощности нагрузки.
Результат такого расчета служит основанием для применения конкретного типа выключателя.
Или ступенчатой системы защиты от различных нарушений в электрической сети, в том числе и от короткого замыкания.
Как выбирать автомат
Выбор автоматического выключателя делается для каждой цепи отдельно.
При определенной мощности нагрузки, автомат должен обладать характеристиками, которые соответствуют паспортным данным электродвигателя, отопительного котла или другого потребителя энергии.
Электрическая печь потребляет энергии больше, чем фен или утюг.
Из этого следует, что величина поперечного сечения провода, по которому электричество подается к печке, должна быть больше той величины, которая характеризует провода, подведенные к розетке для включения утюга.
Об этом полезно знать каждому владельцу квартиры или частного дома.
Выбор по сечению провода
Нужно знать и о том, что автомат защищает проводку, а не приборы, которые подключены к электрической сети.
Выбирать прибор по сечению провода приходится в тех случаях, когда проводка проложена давно. В таком случае — нужно просто подстроиться под сложившиеся условия.
Диаметр провода нужно измерить и определить сечение. Имеется специальная таблица, в которой указана допустимая величина тока для конкретного сечения.
И уже по величине тока выбирается тип выключателя. При этом не будет лишним определить величину предельной мощности подключаемых приборов.
Подключение одного электродвигателя проводка выдержит, но если их будет 2 или 3, провода начнут нагреваться, что со временем доведет до короткого замыкания в цепи.
Выбор по току короткого замыкания
Первое, что нужно сделать – определить номинальную величину тока, который будет протекать по цепи.
Выбор автомата по току короткого замыкания делается на основе номинала, который рассчитывается на этапе проектирования.
Специалисты называют эту характеристику прибора предельной коммутационной способностью – ПКС.
Нынче выпускаемые выключатели имеют настройку на три номинала ПКС:
- 4500 Ампер (4,5 кА);
- 6000 Ампер (6,0 кА);
- 10000 Ампер (10,0 кА).
Если взять, к примеру, первую позицию, то величина номинального тока в цепи составляет 4 Ампера. При коротком замыкании в цепи она увеличивается в сто и более раз.
Когда величина достигает ПКС, автомат разрывает контакты. Другими словами — отключает нагрузку.
Автомат, который срабатывает при достижении тока короткого замыкания 4,5 кА, устанавливается для подключения к сети и защиты квартиры в многоэтажном доме.
Для автомата 6,0 кА мощность нагрузки выше. Его используют для подключения одного или нескольких многоэтажных домов.
Элементарный расчет показывает, что выключатель на 10,0 кА применяется в сфере промышленного производства. Выключатели производятся в расчете на разные условия эксплуатации.
Планируя защитить электрические сети от последствий короткого замыкания, нужно внимательно изучить эксплуатационные характеристики коммутатора.
Выбор по мощности
Для выбора автоматического выключателя по этому параметру требуется минимум информации.
Расчет нагрузки выполняется суммированием мощности каждого аппарата, который подключен к сети и работает постоянно.
Необходимо предусмотреть резерв мощности, на случай подключения дополнительных потребителей электроэнергии.
Марка провода и условия эксплуатации так же берется в расчет. Если все данные собраны правильно, то автомат будет служить долго и безотказно.
Маркировка выключателей
Перед тем как выбрать автоматический выключатель необходимо обследовать место его установки.
В том случае, кода новый прибор устанавливается на место отслужившего свой срок и морально устаревшего выключателя, не надо спешить и выбрасывать старый прибор.
Нужно найти на нем маркировку и ознакомиться с ней. Найти и запомнить значение номинала по рабочему току. Новый включатель должен иметь такие же параметры.
Если они будут отличаться в большую сторону, то придется менять провода. Иначе защита от короткого замыкания будет не своевременной и не эффективной.
Замена проводки требует существенных затрат и дешевле будет выбрать соответствующий тип нового выключателя.
Приобретая автомат от производителя в фирменном магазине, нужно обращать внимание на обозначения, которые имеются на лицевой стороне.
Здесь в предельно сжатой форме приведены все основные параметры выключателя. Важный показатель – предельное значение по рабочему току.
Все модели выключателей делятся на три группы, которые обозначаются буквами B, C, D.
Есть таблица, в которой расшифрованы данные обозначения.
- «В» — означает, что тепловой размыкатель срабатывает через 5 секунд после трехкратного превышения тока нагрузки;
- «С» — срабатывает при пятикратной перегрузке через 2 секунды;
- «D» — автомат выдерживает десятикратные нагрузки, но в течение одной-двух секунд.
Мощности бытовых приборов постоянно растут. Число электрических двигателей разного назначения увеличивается.
Практически для каждого электродвигателя, как бытового назначения, так и промышленного, требуются автоматические выключатели.
С учетом того, что устройства эксплуатируются в различных климатических и температурных условиях, на рынок поставляется несколько вариантов изделия.
Непосредственно от производителя можно получить выключатели открытого типа, в литом корпусе и модульные. Первый тип устройства рассчитан на большие мощности и применяется в промышленности.
Прибор в литом корпусе — можно использовать для включения и отключения электродвигателя. Кроме этого, его используют в горной промышленности.