Таблица номиналов автоматических выключателей: Подбор по мощности и току нагрузки

Как правильно подобрать автоматический выключатель по мощности и току нагрузки. Какие факторы нужно учитывать при выборе номинала автомата. На что обратить внимание при расчете и подборе автоматов.

Принцип работы и назначение автоматических выключателей

Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрической цепи от токов перегрузки и короткого замыкания. Основная задача автомата — быстро обесточить участок цепи при возникновении аварийной ситуации.

Принцип работы автоматического выключателя основан на двух механизмах:

• Тепловой расцепитель — срабатывает при длительной небольшой перегрузке. Биметаллическая пластина изгибается от нагрева и размыкает контакты.
• Электромагнитный расцепитель — мгновенно срабатывает при коротком замыкании. Электромагнит притягивает сердечник и размыкает цепь.

Правильно подобранный автомат должен:

• Выдерживать рабочий ток нагрузки без отключения
• Отключаться при длительной перегрузке до повреждения проводки
• Мгновенно срабатывать при коротком замыкании

Основные параметры при выборе автоматического выключателя

При подборе автомата нужно учитывать следующие основные характеристики:

• Номинальный ток
• Номинальное напряжение
• Отключающая способность
• Времятоковая характеристика
• Количество полюсов

Рассмотрим подробнее, как правильно определить эти параметры.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Номинальный ток автомата — это максимальный ток, который он может длительно пропускать без отключения. Как рассчитать требуемый номинал?

1. Определите суммарную мощность подключаемых приборов
2. Рассчитайте рабочий ток по формуле: I = P / U, где P — мощность, U — напряжение сети
3. Выберите ближайшее большее стандартное значение тока автомата

Стандартный ряд номиналов автоматов: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Выбор автомата по сечению проводов

Важно, чтобы номинальный ток автомата не превышал длительно допустимый ток для кабеля. Иначе проводка может перегреться раньше, чем сработает защита.

Таблица соответствия сечения проводов и номиналов автоматов:

Сечение медного провода, мм²	Допустимый ток, А	Номинал автомата, А
1.5	19	16
2.5	27	25
4	38	32
6	46	40
10	70	63

Времятоковая характеристика автоматических выключателей

Времятоковая характеристика определяет скорость срабатывания автомата в зависимости от величины тока перегрузки. Основные типы:

• B — для бытовых цепей освещения и розеток
• C — для мощных бытовых приборов
• D — для электродвигателей

Характеристика B срабатывает при 3-5 кратном превышении номинального тока, C — при 5-10 кратном, D — при 10-20 кратном.

Расчет мощности нагрузки и выбор автомата

Для правильного выбора автомата необходимо рассчитать суммарную мощность подключаемых электроприборов. Как это сделать?

1. Составьте список всех приборов, которые могут работать одновременно
2. Найдите мощность каждого прибора в паспорте или на маркировке
3. Сложите мощности всех приборов
4. Добавьте 20-30% запас на пусковые токи

Пример расчета для квартиры:

• Освещение — 500 Вт
• Холодильник — 150 Вт
• Телевизор — 100 Вт
• Стиральная машина — 2200 Вт
• Электрочайник — 2000 Вт

Итого: 4950 Вт. С запасом 30% получаем 6435 Вт.

Рассчитываем ток: I = 6435 / 220 = 29.2 А

Выбираем автомат на 32 А.

Особенности выбора автоматов для разных типов нагрузок

При подборе автоматов нужно учитывать специфику разных электроприборов:

Освещение

Для цепей освещения обычно достаточно автомата на 10-16 А с характеристикой B.

Розеточные группы

Розетки защищают автоматами 16-25 А с характеристикой C для учета пусковых токов.

Мощные бытовые приборы

Для электроплит, водонагревателей используют автоматы 25-40 А с характеристикой C.

Электродвигатели

Насосы, компрессоры требуют автоматов с характеристикой D из-за высоких пусковых токов.

Селективность автоматических выключателей

Селективность — это способность вышестоящего автомата не отключаться при срабатывании нижестоящего. Зачем это нужно?

• Локализация аварии на отдельном участке
• Сохранение питания исправных потребителей
• Упрощение поиска места повреждения

Для обеспечения селективности:

1. Номинальный ток вышестоящего автомата должен быть в 1.6 раза больше нижестоящего
2. Уставка срабатывания вышестоящего автомата должна быть выше
3. Время срабатывания вышестоящего автомата должно быть больше

Дополнительные устройства защиты

Помимо автоматических выключателей рекомендуется использовать:

• УЗО (устройство защитного отключения) — для защиты от утечек тока
• Дифференциальные автоматы — совмещают функции автомата и УЗО
• Ограничители перенапряжения — защищают от импульсных перенапряжений

Эти устройства повышают безопасность электроустановки и защищают от поражения электрическим током.

Заключение

Правильный выбор автоматических выключателей — важная задача для обеспечения безопасности электропроводки. Необходимо учитывать номинальный ток, характеристику срабатывания, селективность и другие параметры. При сомнениях лучше обратиться к квалифицированному электрику для точного расчета и подбора защитной аппаратуры.

Номиналы автоматических выключателей по току для грамотного подбора

Трёхфазный автомат Источник st03.kakprosto.ru

Электромагнитная защита в таких выключателях реализована на основе соленоида, имеющего сердечник, сдвигающегося в сторону отключения при пропускании через него сверх токов, возникающих при замыканиях. Это обеспечивает быстрое срабатывание автоматики при критических скачках напряжения в коммуникациях и гарантировать сохранность подключённой периферии.

Такие выключатели широко распространены и применяются в бытовых сетях, а также на производстве. Везде где есть электрические коммуникации, установка этих устройств необходима, поскольку их основное назначение – обеспечение безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

• Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
• Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
• Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов	Допустимый длительный ток нагрузки	Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В	Номинальный ток защитного автомата	Предельный ток защитного автомата	Примерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм	19 А	4,1 кВт	10 А	16 А	освещение и сигнализация
2,5 кв. мм	27 А	5,9 кВт	16 А	25 А	розеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм	38 А	8,3 кВт	25 А	32 А	кондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм	46 А	10,1 кВт	32 А	40 А	электрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм	70 А	15,4 кВт	50 А	63 А	вводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования.

Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников

Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным

Критерии выбора

Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.

Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя

По мощности нагрузки

Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.

Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.

Мощность нагрузки как критерий выбора

По сечению кабеля

Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.

Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4

Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время

По току короткого замыкания (КЗ)

Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер

Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.

По длительно допустимому току проводника

Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети

Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом. Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время

Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд

Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.

В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.

Возможности понижения номинального значения для автомата

Достаточно часто, потребители электроэнергии монтируют в коммуникациях автоматы имеющие заниженный номинал, по сравнению с пропускными возможностями кабеля в сети. Таким образом делается попытка сделать определённый запас на срабатывание автоматики. Однако понижение номинала оправдано только если суммарная мощность подключённых к сети приборов значительно ниже возможностей кабеля выдерживать нагрузки.

Если после монтажа электрических коммуникаций, часть планировавшихся приборов была удалена из схемы подключения, с целью повышения безопасности можно понизить номинал автоматов. Этим достигается повышенная чувствительность автоматики и более быстрое реагирование на пиковые нагрузки.

Например, в стиральной машине заклинило двигатель. В такой ситуации короткого замыкания не происходит, и автоматика не отключает питание в сети. Более чувствительный выключатель успеет среагировать и предотвратить оплавление обмотки в электродвигателе.

Медные проводники различного сеченияИсточник mposolution.com

Более низкие номиналы автоматов часто используют на нескольких линиях и установке жёсткого лимита на каждую ветку схемы. Например, необходимо смонтировать автомат, имеющий номинал 20 ампер на ветку, предназначенную для кухни. Предположим, что к ней подключены следующие бытовые приборы:

• варочная панель – 3,5 киловатта;
• морозильная камера – 200 ватт;
• холодильник –400 ватт и ток запуска 1,2 киловатта.

Дополнительно разрешено подключать ещё один прибор, который потребляет на более 2 киловатт. Путь, это будет электрочайник.

Чрез автомат имеющим номинал 20 ампер можно, не более часа, пропускать ток мощностью:

20×220×1,13=5 киловатт

Чтобы добиться гарантированного отключения мощность должна составлять:

20×220×1,45=6,3 киловатт

Если одновременно включить панель для варки и чайник, то общая потребляемая мощность будет 1,25 от номинального значения автомата. Поскольку чайник включается на непродолжительное время, то автомат не сработает. Если запустится холодильник и подключится морозильная камера, то нагрузка составит уже 1,43 от номинала.

Автомат на 20 ампер с двумя полюсамиИсточник electro58.ru

Этот показатель вплотную приближается к гарантированному отключению, но такая ситуация возникает крайне редко. При этом период пиковых нагрузок будет достаточно коротким. Делается вывод, что подобной схеме допустимо использовать автомат с номиналом в 20 ампер. Подобные подключения позволяют устанавливать более слабые выключатели автоматического типа на отдельные лини без риска для остальных коммуникаций.

О выборе автомата в видео:

Заключение

Ещё раз напоминаем о необходимости установки защитных выключателей с автоматическим срабатыванием, в любые электрические коммуникации. Только так можно избежать ситуаций связанных с аварией, как в быту, так и на производстве и обеспечить безопасность эксплуатации силовых контуров.

Классификация автоматических выключателей

• однополюсные, к нему подключается только одна фаза, применяется там, где потребитель электроэнергии на 220 В;
• двухполюсные, к нему подключаются две разноименные фазы или фаза и нуль. Как только на одной из фаз возникает какая-нибудь проблема (превышение значения по току), отключаются сразу два автомата. В быту такие автоматы не используются;
• трехполюсные, применяются там, где есть трехфазная система электропередачи. Например, при вводе в коттедж, многоквартирных домах;
• четырехполюсные, применяются в распределительных устройствах (РУ), для разрыва 3-х фаз и нуля, в быту не применяются.

У обычного автоматического выключателя существует всего два положения:

включено

отключено

У некоторых моделей присутствует третье — аварийное отключение. Те кто плотно работает с промышленными моделями ВА, АЕ и другими, рассчитанными на большие токи, с этим знаком не понаслышке.

Язычок автомата заняв среднее промежуточное положение, как бы сам демонстрирует каким образом он был отключен. То есть, отключился он аварийно из-за короткого замыкания или перегрузки, либо был отключен вручную каким-то человеком.

В отдельных марках модульных моделей, это можно увидеть и определить по глазку, который окрашивается в тот или иной цвет, в зависимости от срабатывания.

Эта функция очень удобна, когда вы или кто-то другой, обслуживает большое количество щитовых не в одиночку, а с напарниками. Для щитка в квартире, данную опцию можно считать излишней.

А вот для РЩ-0,4кв в подъезде, она не помешает.

Еще один цветной «глазок», который может присутствовать в автомате, расположен в подвижной части отключающего рычажка.

Заметьте, что это не просто надпись ON или OFF, которая показывает включен аппарат или выключен. Это цветной сигнальный элемент демонстрирующий реальное положение контактов. Замкнуты они или разомкнуты.

Если автомат выключен и его «язычок» находится внизу, то полосочка зеленая. Это говорит о том, что контакты действительно разорвались.

В том случае, если сигнальный элемент не поменял свой цвет, значит контакты на самом деле не разошлись (прикипели, сварились и т.д.).

Такое хоть и редко, но тоже встречается.

Правильные клеммы

Если посмотреть на отдельные марки автоматов, то можно увидеть, что при не полностью открытой клемме, провод случайно может попасть в заклеммное пространство.

Когда вы подключаете провода в щитке на высоте, вы как правило не видите верхнюю клемму и жила туда вставляется, что называется на ощупь.

Электрик затянув клемму с неправильно вставленным проводом, ничего не почувствует. Вроде бы усилие есть, значит затяжка удалась.

Некоторые даже проверяют этот момент затяжки по шкале динамометрических отверток.

На самом же деле провод закреплен не будет.

В хороших автоматических выключателях такая оплошность или ошибка просто невозможна. В них, как только вы начинаете затягивать клемму, заклеммное пространство тут же закрывается специальной пластинкой.

Она может быть как металлической, так и пластиковой.

Еще одна рекомендация, но не обязательная функция касающаяся клемм — дополнительный разъем под гребенчатую шинку.

Когда в электрощитке собирается ряд автоматов, то подключаются они между собой, именно через такую шину. Это очень удобно и надежно.

Но проблема возникает, если вам в дальнейшем нужно сделать какую-то отпайку и вывести с этой клеммы отдельный провод.

Плотность контакта меняется, он поджимается не полностью и постепенно выгорает. В итоге автомат приходится менять.

Так вот, в некоторых моделях (в основном у ABB), под это дело имеется дополнительный разъем, предназначенный именно для гребенчатой шины.

Основной контакт при этом остается свободным и в него можно спокойно подключать жилу кабеля, не нарушая надежности соединения.

Также смотрите на наличие насечек на клеммах. Желательно, чтобы они не были гладкими.

Этими насечками материал клеммы впивается в медную жилу, тем самым способствуя лучшему переходному сопротивлению.

Еще смотрите на то, чтобы пластик возле винта при затяжке не расходился. Проверить это можно прямо в магазине с помощью отверток.

Вставляете жало одной отвертки в клемму, а другой с усилием затягиваете контакт. Далее смотрите как себя ведут две половинки корпуса возле зажима.

Если поползли в стороны и появилась довольно различимая щель, это повод задуматься над такой покупкой.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

https://youtube.com/watch?v=9bTw3wtgOWY

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т. д.).

Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно.

• Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

• обратившись к технической документации устройства;
• посмотрев это значение на наклейке задней панели;
• воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной.

Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Выбор сечения жил

Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.

Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2.

Это бывает оправдано по следующим причинам: Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.

В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.

К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ. Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах. Будем это учитывать при выборе автомата по сечению кабеля.

Как выбрать автоматический выключатель

Для каждого кто разбирается в электрике кажется очевидным одно простое правило. Тот, кто правильно распланировал расстановку автоматических выключателей в доме – может быть уверен в сохранности своего жилья. И это действительно так! В наше время ни один дом не обходится без автоматических выключателей. Это маленькое устройство на дин-рейку способно защитить любой прибор от короткого замыкания и дом любых размеров от пожара по причине возгорания электропроводки. Но даже самый качественный и самый надёжный автоматический выключатель окажется абсолютно бесполезным, при неправильном подборе. Что же такого особенного в процедуре подбора автоматических выключателей, почему эта процедура является уникальной для каждого пользователя и для чего же нужны десятки характеристик каждому автомату? На все эти и другие вопросы ответ можно найти в этой статье.

Выбор подходящего автоматического выключателя можно разделить на следующие этапы:

1. Расчёт номинального тока автоматического выключателя.
2. Выбор времятоковой характеристики.
3. Построение селективности.
4. Подбор предельно-коммутационной способности.
5. Определение класса токоограничения.
6. Полюса и варианты подключения.
7. Дополнительные параметры.
8. Поправочные коэффициенты.
9. Пример поэтапного расчета.

Для начала разберём, что же такое автоматический выключатель и для чего он нужен. Это специальное устройство с установкой на DIN-рейку в электрический щит которое служит для быстрого размыкания сети в случае короткого замыкания или перенагрузки сети. Ведь если этого не сделать, то проводка в доме неизбежно нагреется до температуры выше номинальной выдерживаемой, нарушится целостность изоляции и возникнет прямая угроза пожара. Сомнений в незаменимой пользе этого устройства быть не может, но при неправильном подборе характеристик выключатель может срабатывать и без замыканий или не срабатывать вовсе и привести к порче проводки и её возгоранию. Поэтому так важна процедура поэтапного выбора автоматического выключателя и одной из самых важных характеристик является номинальный ток. Все важные характеристики отображены на корпусе такого устройства и это можно увидеть ниже.

Рис. 1.1 – корпус автоматического выключателя

где:

1 – тип времятоковой характеристики и номинальный ток;

2 – предельная коммутационная способность и класс токоограничений;

3 – напряжение и частота питания.

1. Расчёт номинального тока автоматического выключателя

Номинальный ток – первая в списке важных характеристик на которые стоит обратить внимание (измеряется в амперах). Отображает ток, превышение которого будет считаться перенагрузкой для выбранной электрической группы и спровоцирует срабатывание устройства. Подсчёт для одного и нескольких устройств производится по ряду довольно простых формул, так что не спешим пугаться!

1.1. Одиночный потребитель

1.1.1. Однофазная сеть

С помощью следующей формулы можно мгновенно рассчитать номинальный ток для одиночного потребителя в однофазной сети:

P/(U*cos(phi)), где

P – мощность прибора-потребителя, Вт;

U – напряжение однофазной сети (равно 220), В;

cos(phi) – стандартно для жилых квартир значение применяется от 0,96 до 0,98 (изменяется в зависимости от характера нагрузки). Для большинства офисной и бытовой техники (ламп накаливания, нагревательных приборов, и т.д.) этот параметр равен 1 (не учитывается) поскольку такая техника имеет только активный характер нагрузки. Но для устройств с реактивным характером нагрузки (холодильник, кондиционер, электродвигатель, лампы с балластом и т. д.) значение этого параметра принято считать по стандартам жилых квартир.

1.1.2 Трехфазная сеть

Для одиночного потребителя трёхфазной сети формула расчёта будет следующей:

P/(√3*U*cos(phi)*T), где

U – напряжение трехфазной сети (равно 380), В;

T – номинальный коэффициент полезного действия (КПД) прибора-потребителя.

1.2 Группа потребителей

1.2.1 Групповая мощность всех приборов этой группы

Её можно узнать из этой формулы:

Р(расч) = Кс(Р1+Р2+…+Рn), Вт, где

Кс – коэффициент спроса (зависит от количества устройств в группе). Если все приборы в группе работают одновременно (что бывает крайне редко), то параметр принимается равным 1. В другом случае он изменяется согласно таблице:

Количество устройств	2	3	4-200
Кс	0,8	0,75	0,7

Таблица 1. 1 – значения коэффициента спроса

1.2.2. Полная расчётная мощность

Её можно получить по следующей формуле:

S(расч) = Р(расч)/cos(phi), ВА

1.2.3. Расчетный ток нагрузки для группы потребителей

• В однофазной сети

I(расч) = S(расч)/220

• В трехфазной сети

I(расч) = S(расч)/(√3*380)

1.2.4. Выбор номинального тока

Выбор производится равным расчетному току нагрузки или чаще выбирается ближайший больший из стандартизированного ряда: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.

Важные нюансы:

• Если автомат меньше номинала, то возможно его срабатывание при полной нагрузке в линии.
• Все вычисления производятся для эксплуатационной температуры в 30 градусов Цельсия, если она отличается от вышеупомянутой, производится поправка согласно таблице, которую производители предоставляют вместе с автоматом.
• Для осветительных цепей используются автоматы номиналом до 10A (кабель 3×1,5 мм.кв.).
• Для розеточных групп используются автоматы номиналом до 16A (кабель 3×2,5 мм.кв.).
• Если рассчитанный номинальный ток превышает номинальный ток автомата, то необходимо выбрать кабель большего сечения или эту группу разделить на 2 или более групп и начать расчёт сначала.

2. Выбор времятоковой характеристики

У каждого устройства есть свой пусковой ток, который может значительно превышать номинальный ток самого устройства. Времятоковая характеристика отвечает за уровень выдерживаемых пусковых токов при превышении которых автоматический выключатель сработает на отключение.

Типы времятоковых характеристик:

• Тип А (от 2 до 3 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с большой протяжённостью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств.
• Тип B (от 3 до 5 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей без больших скачков напряжения с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи).
• Тип C (от 5 до 10 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами (компьютерная техника, кондиционеры, холодильники, домашние розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенными пусковыми токами, и т.д.).
• Тип D (от 10 до 20 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей, питающих электродвигатели с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъёмники, насосы, и т.д.).
• Тип K (от 8 до 12 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой.
• Тип Z (от 2,5 до 3,5 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с электронными приборами чувствительными к сверхтокам.

В быту чаще всего рекомендуют использовать выключатели типа C, B и реже D, а в промышленности рекомендуются выключатели типа D.

3. Построение селективности

Каждый дом имеет своеобразную древовидную систему электропроводки включая множество щитов и автоматов. Стандартно в каждом доме должен быть автоматический выключатель в вводном (главном) щите, по выключателю в щите на каждый этаж (если речь идёт о частном доме) и по выключателю на каждую расчетную группу приборов.

Селективность – это свойство автоматических выключателей которое в случае срабатывания выключателя одной из групп, не позволяет выключиться другим последующим выключателям.

При отсутствии селективности тяжело определить в какой именно группе произошёл случай срабатывания автоматического выключателя, ведь сработает сразу целый ряд выключателей.

Чтобы построить селективность в системе выключателей, нужно помнить несколько простых правил:

• Все автоматические выключатели должны быть одного производителя и одной серии.
• Номинал вводного автомата должен превышать номиналы всех групповых автоматических выключателей и соответствовать максимально допустимой нагрузке вводного провода и проводки дома.
• Номиналы автоматических выключателей, находящихся на одной линии древовидной системы, должны идти по убывающей.
• Если номинальный ток выключателя стоящего во главе группы или нескольких групп совпадает с номинальным током одного из последующих выключателей, то у автомата стоящего выше должен быть тип времятоковой характеристики с большей устойчивостью к пусковым токам. (Например, если на одной из групп стоит автомат номиналом 25A и типом B, а на стоящем выше по системе автомате установлен такой же номинал, то его тип времятоковой характеристики должен быть C или выше).

4. Подбор предельно-коммутационной способности

Предельно-коммутационная способность – максимально допустимый ток короткого замыкания, при котором автоматический выключатель не сломается и сможет продолжить своё функционирование при повторном включении (измеряется в амперах и килоамперах).

На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечена цифрой 2 и обычно отображается в верхнем прямоугольнике.

Существующие стандарты предельно-коммутационных способностей и их предназначения:

• 4500A (4,5 kA) – характерна для старых домов с алюминиевой проводкой (устаревшие и деревенские дома).
• 6000A (6 kA) – наиболее распространенные в быту, используется для медной и относительно новой проводки.
• 10000A (10 kA) – применяется для медной новой проводки, если рядом с домом находится трансформаторная подстанция и если дом новый. В таких случаях рекомендуется устанавливать выключатели с такой предельно-коммутационной способностью если не во все группы, то хотя бы на главный щит.

5. Определение класса токоограничения

Класс токоограничения – отвечает за время гашения электронной дуги возникающей в случае срабатывания и прерывания электрической цепи.

При разрыве цепи электронная дуга направляется в дугогасящую камеру автомата и чем быстрее она гаснет, тем меньше контакты поддаются эрозии и соответственно больше сохраняют своё работоспособное состояние.

На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечен цифрой 2 и обычно отображается в нижнем прямоугольнике.

Какие бывают классы и что стоит о них знать:

• «1» — самый плохой показатель среди классов токоограничений. Время гашения дуги = 10 мс. Может даже не маркироваться на корпусе.
• «2» — средний показатель классов. Время гашения дуги от 6 до 10 мс.
• «3» — лучший показатель. Время гашения дуги от 2,5 до 6 мс. Рекомендуется выбирать именно этот показатель.

6. Полюса и варианты подключения

Крайне простая процедура, которая отталкивается всего лишь от двух критериев:

• Фазность сети.
• Тип заземления.

Рис 6.1 – варианты подключения автоматических выключателей

В выключатели, которые имеют 2 и 4 полюса – помимо фазного провода подключается еще и нулевой, что видно из Рисунка 6.1.

В зависимости от фаз в сети (1 или 3) используются однополюсные/трехполюсные (практически на все звенья древовидной цепи подключения) и двухполюсные/четырехполюсные (чаще в качестве вводного выключателя) автоматы.

Так же иногда вместо автоматов c 2-мя и 4-мя полюсами используются 1p+N и 3p+N, ведь они дешевле. Такие выключатели отличаются тем, что в секции N отсутствует защита в виде теплового и электромагнитного расцепителей, и нулевой (N) контакт размыкается механически после срабатывания расцепителя в фазной (P) секции, а при подключении – питание в N идёт первым. Но такой автоматический выключатель может оказаться абсолютно беспомощным в целом ряде случаев, например, если в результате ошибки фазный и нулевой провода перепутаются местами и т.д.

Важно! Двух- и четырехполюсные автоматические выключатели в которые вставляется нулевой провод можно использовать только при системах заземления в которых ноль (N) и земля (PE) разделены на разные провода, например, в системах «TN-S», «TN-C-S». Это позволяет не разрывать контакт заземления. В старой системе заземления, например, «TN-C» (в основном используемой в устаревших постройках) — ноль и земля соединены в один провод (PEN), поэтому можно использовать только автоматические выключатели с 1 и 3 полюсами!

7. Дополнительные параметры

Все автоматические выключатели известных брендов рассчитаны на стандартные усреднённые условия эксплуатации. И в основном это относится к следующим характеристикам:

• Напряжение питающей сети.
• Частота питающей сети.
• Степень защиты
• Климатическое исполнение.
• Эксплуатационная температура.

В случае нестандартных условий использования стоит это учитывать при поиске.

Так же для повышения надёжности и долговечности электропроводки существуют следующие рекомендации выбора автоматических выключателей:

• Для провода 1,5 мм.кв. = 10A выключатель (нагрузка до 2,2 кВт).
• Для провода 2,5 мм.кв. = 16A выключатель (нагрузка до 3,5 кВт).
• Для провода 4 мм.кв. = 25A выключатель (нагрузка до 5,5 кВт).
• Для провода 6 мм.кв. = 32A выключатель (нагрузка до 7 кВт).
• Для провода 10 мм.кв. = 50A выключатель (нагрузка до 11 кВт).

8. Поправочные коэффициенты

При установке нескольких выключателей рядом они оказывают сильное тепловое влияние друг на друга и необходимо учитывать поправочный коэффициент согласно таблице:

Число автоматов	1	2…3	4…5	≥6
Коэффициент К	1	0,95	0,9	0,85

Таблица 8. 1 – тепловое влияние автоматических выключателей, установленных рядом

Рассчитанный в первом пункте номинальный ток автомата нужно разделить на коэффицент согласно таблице и подобрать равный или ближайший больший из стандартного ряда.

Тепловое влияние выключателей друг на друга это не всё что может повлиять на точность выбора. Все характеристики приводятся и рассчитываются для температуры окружающей среды 30˚C. При нестандартных вариантах температурного использования или скажет при использовании жарким летом – стоит опираться на поправочный коэффициент, который приводит каждый из производителей к своим выключателям.

9. Пример поэтапного расчета

Рассмотрим пример подбора автоматического выключателя для группы из трех потребителей:

— микроволновка: 1150 Вт
— электрочайник: 2000 Вт
— посудомоечная машина: 2200 Вт

Суммарная мощность = 1150+2000+2200 = 5350 Вт

Коэффициент спроса = 0,75 (т.к. 3 устройства)

cos(phi) = 0,98 (потому что есть приборы с реактивным характером нагрузки)

Расчетная мощность этой группы = 0,75*5350 = 4013 Вт

Полная расчетная мощность = 4013/0,98 = 4095 ВА

Расчетный ток = 4095/220 = 18,61 A

Выбираем ближайший номинал из стандартного ряда и получаем автомат номиналом 20A.

Но! В розеточную группу нельзя ставить автоматы свыше 16 A, поэтому рекомендуется разделить на 2 группы.
В первую группу войдут чайник и микроволновка, так как они работают в основном короткое время и не перегрузят линию. В эту линию ставим автомат 16 A.
Во вторую группу войдёт посудомоечная машина, потому что она единственная из группы осуществляла длительную нагрузку на линию. Тут тоже автомат 16 A.

Расчет двигателя

. Часть IV. Защита от короткого замыкания и замыкания на землю в ответвлении.

Расчет двигателя

. Часть IV. Защита от короткого замыкания и замыкания на землю. Губиц | 14 августа 2018 г.

Автор: Уэс Губиц.

Защита ответвленных цепей от короткого замыкания и защиты от перегрузки по току на землю является последней статьей серии из четырех частей. Эта серия называется «Расчеты двигателей» и охватывает свод правил и расчеты для отдельных общих применений двигателей. В частях I–III мы обсудили расчет нагрузки двигателя, допустимую нагрузку проводников ответвленной цепи двигателя и способы правильного расчета перегрузок двигателя. Устройства защиты ответвленной цепи от короткого замыкания и замыкания на землю не предотвращают короткие замыкания или замыкания на землю. Они защищают ответвленную цепь двигателя, провода между последним устройством защиты от перегрузки по току (OCPD) и двигателем в случае короткого замыкания или замыкания на землю.

 

Защита от перегрузки предназначена для защиты двигателя в условиях перегрузки путем отключения двигателя от цепи в случае перегрузки. Они также должны дать двигателю время для устранения типичного состояния перегрузки, т. е. тока во время пуска. Пусковой ток, также называемый током заторможенного ротора, часто в 6-8 раз превышает рабочий ток двигателя. Перегрузки должны быть такими, чтобы двигатель мог запуститься в нормальных пусковых условиях. Перегрузки не предназначены для защиты проводников ответвленной цепи в условиях короткого замыкания или замыкания на землю. Для защиты проводников ответвленной цепи двигателя используются предохранители и автоматические выключатели, правильно подобранные и подходящие по размеру.

Ожидается, что электродвигатель будет работать в самых сложных условиях и в самых экстремальных условиях, и… из-за этого он иногда выходит из строя. Одним из наиболее распространенных типов отказов является короткое замыкание обмотки, часто вызванное продолжительной работой в условиях перегрузки, чрезмерной вибрации, перегрева и/или сырости и сырости. Отказ обмотки от обмотки, также известный как межфазное короткое замыкание, не является необычным отказом двигателя в этих условиях. Этот тип неисправности вызовет немедленный скачок тока, ток короткого замыкания и должен привести к отключению автоматического выключателя или перегоранию предохранителя в зависимости от типа защиты от короткого замыкания, используемой в цепи двигателя. Другая распространенная неисправность — это когда обмотка замыкается на корпус, происходит замыкание на землю и размыкается устройство защиты от замыкания на землю. Любая из этих неисправностей вызовет высокий бросок тока, который должен разомкнуть устройство защиты ответвленной цепи, отключив двигатель от цепи.

Предохранители и автоматические выключатели используются для защиты ответвления двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю. Двухэлементные предохранители (с задержкой срабатывания) и автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени являются двумя наиболее распространенными типами, используемыми для защиты ответвленных цепей двигателя. Эти устройства рассчитаны с использованием таблицы 430.52. Эти защитные устройства рассчитаны на основе «процента тока полной нагрузки» двигателя. Проценты, используемые для общих цепей двигателей переменного тока, составляют 175 % для предохранителей с выдержкой времени и 250 % для автоматических выключателей с обратнозависимой выдержкой времени. Ток полной нагрузки определяется с помощью таблиц двигателей, приведенных в статье 430, как описано в 430.6(A)(1). Для двигателей общего назначения номинальные токи должны определяться на основе значений, приведенных в таблицах 430.247-250. Эти значения следует использовать для определения силы тока проводников или амперных номиналов выключателей, защиты от короткого замыкания ответвления и замыкания на землю вместо фактического номинального тока, указанного на заводской табличке двигателя.

Для расчета максимального размера двухэлементного предохранителя, допустимого для трехфазного двигателя мощностью 10 л.с., 230 В переменного тока, определите ток полной нагрузки, используя Таблицу 430.250. Затем умножьте значение 28А на 175%, 28А x 1,75 = 49А. Двухэлементные предохранители не имеют стандартного размера 49 А, таблица 240.6(A). Согласно 430.52(С)(1) t Номинал защитного устройства не должен превышать это значение, 430.52(C)(1) Номинал или настройка для отдельной цепи двигателя. Рейтинг или настройка. Если расчетное значение не соответствует предохранителю или автоматическому выключателю стандартного размера, то допускается следующее более высокое стандартное значение силы тока, 430.52(C)(1) Исключение № 1. Это исключение позволяет использовать двухэлементные предохранители с номиналом следующий по величине стандартный размер, или 50 А, 240,6 (А).

Определите максимальный номинал устройства защиты от короткого замыкания на землю ответвленной цепи, допустимого для автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени для трехфазного двигателя мощностью 15 л. с., 460 В переменного тока. Сначала определите ток полной нагрузки двигателя с помощью таблицы 430.250 и примените процентное значение из таблицы 430.52; 21 А х 2,50 = 52,5 А. Максимально допустимый номинал для выключателя с обратнозависимой выдержкой времени, используемого в этой цепи, составляет 60 А, 240,6 (А).

Еще раз, чтобы определить максимально допустимый размер устройства защиты ответвления двигателя от короткого замыкания на землю: 1. Используйте ток полной нагрузки двигателя из таблиц двигателей, 430.247-250. 2. Умножьте это значение на соответствующий процент, указанный в таблице 430.52. 3. Затем используйте следующий более высокий стандартный размер, Таблица 240.6(A). Этот последний шаг соответствует Исключению № 1 после 430.52(C)(1). Существуют дополнительные исключения, которые применяются к конкретному защитному устройству, когда 9Номинал 0009 недостаточен для пускового тока двигателя , Исключения № 2 (а – г).

Эти исключения допускают дополнительное увеличение номинала защитного устройства, если номинала недостаточно для пускового тока двигателя, если защитное устройство размыкается во время пуска. В соответствии с этими исключениями номинал устройства может быть увеличен, но ни в коем случае не должен превышать этого значения. Тип используемой защиты определяет максимально допустимый номинал с этими исключениями: (a) Предохранители без замедления срабатывания с номиналом 600 А или менее могут быть рассчитаны на 400 % тока полной нагрузки двигателя, (b) Предохранители с замедлением срабатывания могут быть номиналом до 225 % от тока полной нагрузки, (c) автоматические выключатели с обратнозависимой выдержкой времени могут иметь номинал до 400 % для токов полной нагрузки 100 А или менее, 300 % для токов полной нагрузки более 100 А, и (d ) 300 % для предохранителей номиналом 601–6000 А.

 

Таблица 430.52 Пример

Пример:

Максимально допустимый номинал предохранителя с задержкой срабатывания, за исключением тех, которые можно использовать с трехфазным двигателем мощностью 20 л.с., 460 В переменного тока, если максимальный номинал недостаточен для запуск двигателя?

Ответ:

27 А x 2,25 = 61 А

Максимально допустимый ток для этого устройства составляет 60 А.

Расчетный ток 61 А не должен быть превышен, поэтому он должен быть уменьшен до 60 А.

 

На этом мы завершаем серию статей о расчетах для одного двигателя и Кодексе. Как всегда, стремитесь работать лучше и быть лучшим профессионалом сегодня, чем вчера. Знай свой Кодекс.

Чтобы узнать больше, пройдите онлайн-обучение по электротехнике в JADE Learning.

Загрузка документации и программного обеспечения | Schneider Electric

Категория документа

3d

CAD, чертежи и кривые

Технические чертежи для наших продуктов.

81 131

стр.

Каталоги и брошюры

Обзоры продуктов и документы по выбору.

155 649

action_test

Оценка соответствия

6 609

цитата

Спецификации

Технические детали и характеристики нашей продукции.

148 849

box2

Руководство по установке и эксплуатации

Инструкции по установке, программированию и обслуживанию продуктов.

12 542

action_duplicate

Пресс-релиз

33

firmware_upgrade

Программное обеспечение и встроенное ПО

Все выпуски программного обеспечения и обновления доступны для загрузки.

2 575

action_print_preview

Решения

1 277

Energy_efficiency

Устойчивое развитие

245 418

action_settings1

Техническая информация

Сертификаты продукции, технические характеристики и многое другое.

246 541

earth_arrow

Обучение, мероприятия и вебинары

180

media_video

Видео

355

open_book

Белая книга

835

3d

CAD, чертежи и кривые

Технические чертежи для наших продуктов.

81 131

стр.

Каталоги и брошюры

Обзоры продуктов и документы по выбору.

155 649

action_test

Оценка соответствия

6 609

цитата

Спецификации

Технические детали и характеристики нашей продукции.

148 849

box2

Руководства по установке и эксплуатации

Инструкции по установке, программированию и обслуживанию продуктов.

12 542

Посмотреть еще

3д

CAD, чертежи и кривые

Технические чертежи для наших продуктов.

81 131

стр.

Каталоги и брошюры

Обзоры продуктов и документы по выбору.

155 649

action_test

Оценка соответствия

6 609

цитата

Спецификации

Технические детали и характеристики нашей продукции.