Нет, дорогой читатель, речь сегодня пойдет не о выборе производителя, хотя, не скрою, к этой троице, что на фотке, я неравнодушен. Сегодня я попытаюсь рассказать, как надо выбирать параметры автоматов исходя из условий их применения. К выбору автоматических выключателей надо подходить максимально ответственно, поскольку именно эти скромные труженики электросетей принимают на себя главный удар в большинстве аварийных ситуаций.
Любой серьезный производитель (ну или тот, кто хочет казаться серьезным) указывает на лицевой стороне корпуса автомата несколько малопонятных, но очень важных обозначений. Посмотрим на фотки:
Цифрами 1,2,3 помечены однотипные обозначения на автоматах разных производителей. О чем же они говорят? Давайте разбираться по порядку. Если какие-то слова и аббревиатуры будут непонятны, загляните в . И наберитесь терпения, дорогой читатель, статья будет длинной. Итак:
ЦИФРА 1
На фотографиях цифра 1 указывает на номинальный ток автомата, измеряемый в амперах. Это важнейший параметр автоматического выключателя. На букву слева от номинального тока пока не обращаем внимания, о ней позже.
Для чего, собственно, нужен автоматический выключатель? Правильно, для защиты, но защиты чего? Может быть, бытовой техники? Нет. Бытовую технику он защищать не обязан. Автомат защищает проводку. И именно тот участок проводки, который подключен ПОСЛЕ автомата, а не ПЕРЕД ним. Проводка может быть выполнена кабелем разного сечения, соответственно и длительный ток может выдерживать разный. Задача автомата – не допустить длительного протекания тока, превышающего допустимую для данного кабеля величину. Что же по этому поводу говорят ПУЭ?
Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами| Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одно жильных | трех одно жильных | четырех одно жильных | одного двух жильного | одного трех жильного | ||
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
Я подредактировал таблицу, убрав из нее сечения, которые не применяются в быту. Условия охлаждения кабеля, проложенного в штробе практически те же, что и при прокладке в трубе. Трехжильный кабель с защитным PE-проводником здесь надо рассматривать как двухжильный, поскольку в нормальном режиме по защитному проводнику ток не протекает. Поэтому нас интересует предпоследний столбец таблицы (выделен красным), в котором указаны допустимые длительные токи для двухжильного кабеля, проложенного в трубе. Вроде все понятно; кабель с сечением жил 1.5 квадрата защищаем автоматом 16А (ближайший в меньшую сторону стандартный номинал от 18А), 2.5 квадрата – 25А и так далее…
Но не тут-то было! Это в СССР можно было купить кабель с заявленным производителем сечением жил в 2.5 квадрата и быть на 100% уверенным, что так оно и есть. Сейчас же «эффективные менеджеры» готовы на все ради извлечения дополнительной выгоды. И подавляющее большинство кабельной продукции идет с заниженным сечением жил. Скажем, купили вы кабель с сечением 2.5 квадрата, померяли микрометром диаметр жилы, посчитали площадь круга и поняли, что вас, мягко говоря, обманули. Реальное сечение жилы оказалось, к примеру, 2.1 квадрата.
Но это еще не все. Кабель-то вам продали как медный? Электротехническая медь должна быть красноватого оттенка, легко гнуться и при этом не пружинить. Теперь посмотрите, что у вас в руках. Жилы имеют желтоватый оттенок, гнутся с усилием и явно пружинят? Поздравляю, вас . Производитель сэкономил еще и на химическом составе жил. Это уже не медь, а скорее латунь. А электропроводность латуни ниже, чем меди.
Что же делать? Ну, во-первых, не все производители жульничают. Есть, например, «Рыбинскэлектрокабель» или кольчугинский «Электрокабель» , выпускающие честную ГОСТовскую продукцию. Правда, она подороже будет. И купить ее в Ярославле с наскока не получится, надо заказывать. Если надо – сделаем, у меня и скидочка есть. Если надо подешевле – можно закупиться в специализированных магазинах, кабель там тоже вполне приемлемого качества, откровенного левака не бывает. Главное – не покупать кабель в овощном магазине магазинах, торгующих всем подряд, от цветочных горшков до автомобилей.
Но вернемся к теме нашего разговора. Допустим, приобретенный вами кабель, так скажем, не совсем честный. Ничего страшного в этом нет. Надо всего лишь снизить номинал автомата на одну ступень. Например, если по таблице 1.3.4 для кабеля с сечением жил 2.5 квадрата допустимый ток 25А, то мы поставим автомат с номиналом 16А. Для кабеля с жилами в 6 квадратов таблица допускает 40А, но мы установим автомат 32А. Короче, лучше немного перестраховаться. Но дело тут не только в перестраховке. Для снижения номинала автомата на одну ступень от табличного значения есть еще одна веская причина. О ней позже.
Кратко подведем итог этой части статьи, приведя в соответствие сечение жил кабеля и номинал автоматического выключателя с учетом разумной перестраховки и области применения:
Продолжаем разговор о цифре 1 на фотках. Теперь поговорим о букве слева от обозначения номинального тока автомата:
Эта буква указывает на характеристику электромагнитного (мгновенного) расцепителя. Кто не знаком с устройством автоматического выключателя и не знает, что такое электромагнитный расцепитель (ЭмР), прошу . ЭмР срабатывает при возникновении тока короткого замыкания (ТКЗ). Но автомат должен уметь отличать коротыш от перегрузки. Например, через автомат номиналом 16А пошел ток 25А. Это перегрузка, но не ток короткого замыкания. Биметаллическая пластина теплового расцепителя (ТР) нагревается и заставляет автомат отключиться. Но на это нужно время, ТР не умеет срабатывать мгновенно. А если ток будет не 25, а 200А? Вот это уже похоже на коротыш. Пока ТР сработает, может и пожар начаться! Здесь в дело вступает ЭмР, который заставит автомат отключиться немедленно.
Где же проходит граница, за которой ЭмР должен расценить перегрузку как короткое замыкание и мгновенно отключить автомат? На эту границу и указывает буква слева от обозначения номинального тока автомата. Называется она характеристикой электромагнитного расцепителя. Эта буква обозначает кратность тока отсечки ЭмР (Iотс ) по отношению к номинальному току автомата (Iн ). То есть, отношение Iотс/Iн . Буквы эти могут быть разные, но самых ходовых три:
Буква «B». Iотс=3…5Iн
Буква «C». Iотс=5…10Iн
Буква «D». Iотс=10…20Iн
Разберем два примера:
Пример первый. Через автоматический выключатель с номинальным током 16А и характеристикой «C» (C16) пошел ток 100А. Сработает ли отсечка (ЭмР) или автомату потребуется время на сработку ТР? Умножаем номинальный ток автомата на коэффициент кратности, соответствующий характеристике «C» (в расчетах для надежности следует пользоваться наибольшим значением коэффициента кратности из диапазона для соответствующей характеристики; если для характеристики «C» диапазон составляет 5…10, в расчетах принимаем значение коэффициента равным 10):
16х10=160А
Электромагнитный (мгновенный) расцепитель автомата С16 сработает при токе не меньшем, чем 160А. Но у нас ток через автомат составляет 100А. Значит что? Правильно, ЭмР в этом примере не сработает и надеяться остается только на ТР.
Пример второй. Условия те же, что и в предыдущем примере, но характеристика ЭмР уже не «C», а «B» (автомат B16):
16х5=80А
Минимальный ток срабатывания ЭмР в этом случае 80А. А у нас протекает 100А. Поэтому мы имеем запас в 20А и отсечка уверенно сработает; автомат отключится мгновенно.
Для наглядности я стырил в Инете вот такую картинку:
Картинка называется «Время-токовая характеристика автоматического выключателя». Зная, во сколько раз ток через автомат больше его номинала, по ней можно определить время срабатывания. На картинке светло-серым цветом обозначена область срабатывания электромагнитного расцепителя, а над ней – теплового, цветом потемнее. Опять несколько примеров:
1. Ток через автомат вдвое больше его номинала. Из картинки следует, что автомат с любой характеристикой отключится в интервале времени от 10 до 50 секунд.
2. Ток через автомат в восемь раз превышает номинальный. Автомат с характеристикой «B» отключится за время 0,01 секунды, сработает ЭмР. А автомат с характеристикой «С» сработает в интервале времени 0,01…3 секунды. Помните интервал кратности тока отсечки 5…10Iн для характеристики «С»? У нас в примере восьмикратная перегрузка, лежащая внутри этого интервала. Поэтому время срабатывания будет зависеть от конкретного экземпляра автомата. У одного автомата ЭмР сработает (0,01 секунды), у другого – нет, и автомат придется отключать тепловому расцепителю за 3 секунды.
3. Ток через автомат в 15 раз превышает номинальный. Здесь автоматы с характеристиками «В» и «С» сработают мгновенно, а автомат с характеристикой «D» (интервал кратности тока отсечки 10…20Iн) может сработать мгновенно, а может и подумать 2 секунды. Опять же, это будет зависеть от конкретного экземпляра.
4. Тридцатикратное превышение номинального тока. Конкретный коротыш! В этом случае все три автомата («В», «С» и «D») «клацнут» немедленно.
Но это еще не все «интересности» данной картинки. Видите в верхнем левом углу две линии, уходящие вверх и рядом с ними два числа – 1,13 и 1,45? Это очень интересные числа. Это коэффициенты кратности перегрузки, при которых автомат срабатывает за время больше часа (1,13) и меньше часа (1,45). Другими словами, если перегрузка меньше, чем в 1,13, то автомат вообще не сработает. Если в интервале от 1,13 до 1,45, то сработает за время больше часа. А если кратность перегрузки больше 1.45, например, 1.6, то автомат сработает за время меньше часа.
Давайте вернемся чуть назад, к выбору номинального тока автомата. Помните таблицу 1.3.4? Давайте посчитаем, что будет, если слепо пользоваться этой таблицей и не думать головой. Для кабеля с жилами 2,5кв при прокладке в штробе таблица допускает длительный ток 25А. ВЫКЛючаем мозги и тупо ставим на эту линию автомат 25А. А затем устраиваем перегрузку; скажем в 1,4 раза. 25х1,4=35А! А время-токовая характеристика говорит нам, что автомату на сработку при такой перегрузке потребуется больше часа. То есть, больше часа по кабелю будет протекать ток почти в полтора раза превышающий предельно допустимый! А если вдобавок кабель проложен так, что условия охлаждения у него неважные, например в гофре или в слое утеплителя или то и другое одновременно? Про то, что кабель, возможно, с заниженным сечением жил тоже не забываем. Что же получится в итоге? Да поджарим мы кабель! Возгорания, скорее всего, не случится, но неизбежно произойдет деградация изоляции, которая даст о себе знать через несколько лет. А если такие перегрузы будут происходить регулярно, то гораздо раньше. Вот это и есть еще одна причина для снижения номинала автомата на одну ступень от табличного значения. Привет вам, джамшуты, лепящие автоматы 25А на розеточные линии! Специально для вас повторяю:
1.5 кв.мм. – 10А. Линии освещения.
2.5 кв.мм. – 16А. Линии розеток.
4 кв.мм. – 25А. Линии проточных водонагревателей умеренной (до 5кВт) мощности.
6 кв.мм. – 32А Линии электроплит или проточных водонагревателей большой мощности; ввод в квартиры с газовыми плитами.
10 кв.мм. – 50А. Ввод в квартиры с электроплитами.
Кстати, есть еще один нюанс. Большинство обычных бытовых розеток предназначены для подключения к ним жил с сечением в 2,5 квадрата. А вот допустимый ток, указанный на розетке – 16А. Поэтому и автомат должен иметь номинал не более 16А, несмотря на то, что таблица 1.3.4 допускает для кабеля с жилами 2.5 квадрата длительный ток 25А. Бытовые приборы, имеющие обычную вилку, предназначенную для включения в обычную розетку никогда не имеют мощность больше 3,5кВт, а значит, в лимит 16А легко вписываются.
Но вернемся к характеристике электромагнитного расцепителя. Как же правильно выбрать эту самую буковку слева от номинального тока автомата? Ясно, что нужно стремиться к тому, чтобы ЭмР автомата уверенно срабатывал при возникновении ТКЗ. Другими словами, произведение номинального тока автомата на коэффициент кратности должно быть заведомо меньше ТКЗ, который может возникнуть в защищаемом участке сети. И чем выше будет ТКЗ, тем уверенней сработает автомат. Но от чего зависит ожидаемый ТКЗ? Всего от трех факторов:
1. Протяженность сети. Чем больше расстояние от трансформаторной подстанции до вашего дома, чем дальше ваш подъезд от домового ВРУ и чем выше ваш этаж, тем меньше будет ожидаемый ТКЗ.
2. Сечение проводников. Если стояки вашего дома проложены алюминиевыми проводами с сечением всего 6 квадратов, а в квартире «лапша» АППВ сечением 2.5 квадрата, на большой ТКЗ рассчитывать не стоит.
3. Состояние соединений. Куча «сопливых» скруток в этажных щитах также снизит ожидаемый ТКЗ.
Существуют специальные приборы для измерения ожидаемого ТКЗ. Ценник у них негуманный, поэтому большинству домашних мастеров они недоступны. Но при выборе характеристики электромагнитного расцепителя можно руководствоваться несколькими простыми правилами:
Характеристика «B». Предпочтительна в старом жилом фонде, где не проводилась реконструкция внутридомовых электросетей. Также, в сельских и дачных домах, получающих питание от воздушных линий, имеющих большую протяженность. Здесь надо отметить, что цена автоматов с характеристикой «В» немного выше, чем с характеристикой «С» и в свободной продаже их нет, заказная позиция. Но опять же, дорогой читатель, если надо – сделаем.
Характеристика «C». Автоматы с этой характеристикой наиболее распространены и доступны в продаже. Их можно применять в электросетях, находящихся в удовлетворительном состоянии.
Характеристика «D». Такие автоматы из-за большой кратности тока отсечки (10…20Iн) в промышленности используются для защиты линий с большими пусковыми токами, возникающими, например, при пуске мощных электродвигателей. А в быту им не место! Вот что говорит ГОСТ 32395-2013 «Щитки распределительные для жилых зданий»:
«6.6.5 Автоматические выключатели ….. должны иметь расцепители токов короткого замыкания (электромагнитные, типов В, С )»
Как видим, характеристика «D» в жилых домах недопустима.
Ну вот, дорогой читатель, с номинальным током автоматического выключателя и с характеристикой электромагнитного расцепителя мы разобрались. Теперь переходим к цифре 2 на фотках.
ЦИФРА 2
На фотографиях цифра 2 указывает на отключающую способность автомата (ОС), измеряемую в амперах. Это максимальный ток КЗ, который автомат способен отключить, сохранив свою работоспособность. Выше я говорил о том, что в старом жилом фонде, в сельской местности и в дачных поселках ожидаемый ТКЗ не достигает больших величин и для обеспечения защиты приходится применять автоматы с характеристикой «В», то есть, с более чувствительными ЭмР, способными отреагировать на сравнительно малый ток короткого замыкания.
Но ситуация может быть и прямо противоположной. Если у вас квартира-новостройка, стояки в подъезде большого сечения, а подстанция расположена прямо во дворе, ожидаемый ТКЗ может достигать очень больших величин, до 2000…3000А! Автомат конечно же сработает, но когда его контакты разойдутся, между ними возникнет мощная дуга, которую надо будет немедленно погасить. Вот на способность автомата погасить дугу, вызванную коротким замыканием и указывает его отключающая способность.
Отключающая способность может быть 3000, 4500, 6000 и 10000А. К слову сказать, автоматы с ОС 3000 и 4500А в странах Евросоюза запрещены к применению. Автоматы с ОС 3000А европейские фирмы уже не производят; 4500-амперники производят, но продают только на просторах СНГ. Собственно, криминала в этом нет; автомат с отключающей способностью 4500А пригоден для применения в жилом фонде. Вот автомат от ABB модели SH201L с ОС 4500А:
Эта серия у ABB называется «Compact Home», то есть, она предназначена для применения в жилищном строительстве.
Но я все же предпочитаю применять автоматы с отключающей способностью 6000А. Дело в том, что чем выше отключающая способность автомата, тем больше его ресурс. А учитывая то, что разница в цене автоматов с ОС 4500 и 6000А всего около 20 рублей, мизерная экономия на собственной безопасности неуместна.
Ну и наконец, дорогой читатель, мы добрались до цифры 3 на фотках.
ЦИФРА 3
Цифра 3 на фотках указывает на класс токоограничения. Что же это такое?
Давайте представим, как срабатывает автомат при возникновении короткого замыкания:
1. Ток короткого замыкания вызывает увеличение магнитного потока в катушке электромагнитного расцепителя.
2. Сердечник катушки перемещается под воздействием ее магнитного поля и страгивает (провоцирует) механизм расцепления контактной группы.
3. Механизм расцепления срабатывает и размыкает контакты.
4. Возникшая между контактами дуга гасится дугогасительной камерой.
Ясно, что каждый из этих четырех этапов занимает какое-то время. Но ведь у нас коротыш и в аварийной линии протекает огромный ток! Значит, время срабатывания автомата должно быть как можно меньше; чем меньше будет это время, тем меньше бед успеет натворить ток коротыша. И очень желательно, чтобы автомат сработал до того, как ток КЗ достигнет своего максимального значения.
Автомат с классом токоограничения 2 срабатывает за время не более, чем 1/2 полупериода. А автомат с классом 3 срабатывает быстрее, не более чем за 1/3 полупериода и, разумеется, является более предпочтительным. Заметьте, во втором случае (класс 3) автомат сработает раньше, чем ток КЗ достигнет своего максимума.
Автоматический выключатель, он же коммутационный защитный аппарат, представляет собой устройство, защищающее здание (в частности, электронику в нем) от поражения электротоком.
При обычных рабочих условиях, когда все оборудования и проводка функционируют в нормальном режиме, ток беспрепятственно проходит через выключатель. Но как только сила тока превышает критическую отметку (увеличилась нагрузка в результате неполадок в работе приборов либо электроцепей и произошло короткое замыкание), в выключателе активизируются расцепители и сеть размыкается.
Как правило, описываемые устройства оснащаются расцепителями двух типов:
В отсутствие выключателя аварийная ситуация может привести к тому, что по сети пойдет сверхток, изоляционный материал расплавится, а сама проводка, скорее всего, загорится. Последствия могут быть самыми плачевными – от возникновения пожара (в особенности это касается деревянных сооружений, таких как баня) до поражения электрическим током. В сегодняшней статье речь пойдет о том, как выбрать автоматический выключатель в зависимости от сечения проводки, тока и других параметров.
Обратите внимание! Если речь идее о замене старого прибора, то нужно просто изучить его маркировку и при выборе ориентироваться на нее. Но если планируется установка выключателя, к примеру, в недавно построенном здании, то все параметры следует подбирать самостоятельно.
Подбор и монтаж автоматов регламентируется Правилами установки электроустановок (ПУЭ).
ПУЭ, раздел 7. «Электрооборудование специальных установок». Глава 7.1. Файл для скачивания
автоматический выключатель
Чтобы выбрать устройство, подходящее как по техническим характеристикам, так и по стоимости (хотя второй показатель и не критичен, т. к. цена на такое оборудование незначительна), необходимо пройти несколько простых шагов.
Обратите внимание! Стоимость однополюсного автомата (а есть еще трехполюсные) варьируется в пределах 50-200 рублей. Для бани средних размеров может потребоваться порядка 5-7 полюсов, следовательно, сама защита обойдется где-то в 250-1500 рублей. Согласитесь, не такая уж большая сумма за электробезопасность в течение 15 лет.
Шаг первый. Место покупки
Вначале следует позаботиться о том, чтобы само устройство было безопасным. Желательно покупать выключатель в специализированном магазине, а не на рынке или в сомнительной торговой точке. Также следует осведомиться у продавца по поводу изготовителя и происхождения устройства, попросить предъявить соответствующие документы. Как известно, дешевая продукция из Китая зачастую не просто бесполезна, но даже опасна.
Да, это стоит дороже, но и качество при этом будет высоким, поскольку большие корпорации вряд ли будут рисковать своей репутацией. Теперь – непосредственно к конкретным параметрам.
Шаг второй. Сечение кабеля
Стоит помнить, что, по сути, выключатель защищает не электротехнику, подключенную к сети, а проводку. Подбор по сечению нужно проводить, если проводку проложили уже достаточно давно. В подобных случаях необходимо всего лишь подстроиться под конкретные условия.
Вначале измеряется и определяется сечение провода. Для дальнейших действий можно воспользоваться соответствующей таблицей.
Таблица. Зависимость предельной величины тока от сечения
| Сечение, в мм.кв. | Медная жила | Алюминиевая жила |
|---|---|---|
| 1 | 17 | - |
| 1,5 | 22 | - |
| 2 | 26 | 21 |
| 2,5 | 30 | 23 |
| 3 | 33 | 27 |
| 4 | 40 | 32 |
| 6 | 51 | 40 |
| 10 | 80 | 56 |
Когда будет определена величина тока, по ней нужно подобрать тип автоматического выключателя. Стоит заметить, что параллельно рекомендуется определить и предельную мощность приборов, которые подключены к сети. Дело в том, что, к примеру, подключение одного теплогенератора проводка может выдержать, а если их будет сразу несколько, то кабели начнут греться, что рано или поздно вызовет короткое замыкание.
Именно от пропускной способности проводки и суммарной мощности подключенного оборудования будет зависеть первый показатель – рабочий ток выключателя (его еще называют номинальным током).
Шаг третий. Полюса
Современные выключатели могут быть одно- и трехполюсными, ознакомимся с каждой из разновидностей.
Шаг четвертый. Перегрузочный ток
Очень важен и ток перегрузки прибора. Если речь идет об однофазной сети, то при выборе выключателя следует руководствоваться следующими расчетами: припустим, на помещение выделяется 10 киловатт, следовательно, нужно 10 000 ватт разделить на 220 вольт (напряжение). Результат – 45,5 – округляется до меньшего значения, в данном случае это 40 ампер.
При трехфазной сети проводятся несколько другие расчеты. Формула, которая будет использоваться, выглядит следующим образом:
Р/U х 1,7 = І
В данном случае Р – это 3 000 ватт, U – 380 вольт, 1,7 – корень из трех, а І, соответственно, требуемая сила тока. Если произвести расчеты по этой формуле для помещения, приведенного в качестве примера, то получится, что потребуется такой же прибор на 40 ампер, но уже трехполюсный.
Трехполюсный автоматический выключатель ВА47-100 ТМ UNIVEC
На основе этих расчетов выбирается один из нескольких возможных типов (все зависит от цели применения):
- В 3,4 или 5 – используется для активных нагрузок с заземлением (таких как розетки, освещение);
- Z 2-3 – подходит для электроники;
- С 5-10 – требуется для защиты электроцепей низкоимпульсного тока (сюда относятся и жилые здания, и офисы);
- К 8-15 – подходят для мощных трансформаторов и электрических двигателей;
- D 10-20 – целесообразен для условий высоких импульсов и тока включения (подъемные устройства, насосы, трансформаторы и проч.).
Шаг пятый. Короткое замыкание (КЗ)
При выборе модели по току КЗ нужно помнить об одном важном условии: в соответствии с упомянутыми выше правилами ПУЭ запрещено использование автоматов мощностью менее 6 кА. Сегодня защитные приборы могут иметь следующие номиналы (кА):
Обратите внимание! Если помещение, в котором планируется установка выключателя, расположено неподалеку от трансформаторной подстанции, то следует подбирать прибор, срабатывающий при максимальном КЗ в 10 кА. Во всех остальных случаях достаточно автомата на 6 кА.
Стоит заметить, что согласно этому документу для освещения и розеточных групп приемлемо использование и менее мощных выключателей – на 4,5 кА, хотя в Европе приборы такого типа запрещены к использованию.
Шаг шестой. Селективность
Под этим термином подразумевается отключение в случае непредвиденной ситуации лишь конкретного участка, а не всего электричества в здании. Здесь номиналы автоматов следует подбирать в соответствии с обслуживающей цепью. Так, на вершине разветвления устанавливается вводный аппарат номиналом, соответствующим предельно допустимой нагрузке на цепь (исходить следует из сечения кабелей). Важно, чтобы рабочий ток этого автомата превышал аналогичный показатель других выключателей, располагающихся в щитке ниже. Ниже приведены основные нормативы:
- для среднестатистического загородного дома требуется прибор на 40 ампер (о чем уже упоминалось);
- для освещения – на 10 ампер;
- для электрической плиты – на 32 ампера;
- для розетки – на 16 ампер;
- для электрических приборов мощностью до 5 киловатт – на 25 ампер.
Такая технология сборки полностью удовлетворит условие селективности.
Шаг седьмой. Количество выключателей
Необходимо определить и требуемое кол-во коммутационных аппаратов. Вот основные требования:
- один вводный выключатель должен быть на щитке;
- один – на линии освещения;
- один – на розеточной линии;
- по одному – на каждый мощный прибор (водонагреватель и проч.).
В таком случае можно быть уверенным в том, что никакого перенапряжения не случится.
Видео – Особенности выбора коммутационного аппарата
Маркировка
При выборе автомата следует также изучить условные обозначения, имеющиеся на передней части. Там вкратце приведены основные характеристики модели, главным из которых является максимально допустимый рабочий ток.
Все модели условно делятся на три категории, обозначаемые буквами В, С и D.
- Буква В указывает на то, что прибор срабатывает в течение пяти секунд после того, как ток нагрузки троекратно превысит допустимое значение.
- Модели группы С срабатывают за две секунды после пятикратного превышения.
- Наконец, выключатели, обозначенные буквой D , срабатывают за одну-две секунды после десятикратного превышения нагрузки.
Видео – Как срабатывает автоматический выключатель
Распространенные ошибки при выборе автомата
Приведенные ниже ошибки зачастую совершаются электриками-новичками. Во избежание «промаха» с номиналом рекомендуется с этими ошибками ознакомиться.
- Ориентироваться, в первую очередь, следует не на мощность электрооборудования, а на проводку. Если последняя уже старая, то нужно быть особенно внимательным. К примеру, для розетки требуется прибор на 16 ампер, в то время как старый алюминиевый провод способен выдерживать всего 10 ампер и быстро расплавится после установки такой мощной модели. В таких случаях не остается ничего, кроме как заменить проводку.
- В идеале вся приобретенная автоматика должна быть от одного производителя. Здесь вероятность несоответствия будет минимальной.
- Если при расчете был получен средний показатель (например, 13,9 ампер, т. е. и не 16, и не 10), то предпочтение лучше отдавать большему показателю, но лишь при условии, что проводка способна выдержать 16 ампер.
- Для дачи рекомендуется устанавливать автоматы большей мощности, чем требуется согласно расчетам. Дело в том, что здесь могут использоваться такие мощные приборы, как сварочный аппарат, двигатель асинхронного типа, погружной насос и проч. Как уже отмечалось, для бытового использования вполне достаточно 40 ампер.
И последнее: автоматические выключатели рассчитаны на то или иное число срабатываний в зависимости от фирмы-изготовителя и качества продукции. Поэтому перед покупкой следует выяснить и этот показатель.
Инструкция
Правильно подобранный автомат защиты должен срабатывать в случае замыкания проводки или при нагрузке, существенно превышающую расчетную. В то же время, он не должен выключаться, если вы, например, включили одновременно и стиральную машину. Именно поэтому подбирайте автоматический выключатель конкретно под вашу проводку и нагрузку.
Приобретайте автоматы защиты только в специализированных магазинах, это позволит с высокой степенью вероятности купить качественный товар. Помните, что номинальный ток автоматического выключателя не должен быть выше максимально допустимой для вашей сети токовой нагрузки. Другими словами, должен сработать автомат, а не сгореть проводка.
Расчет параметров автомата защиты производится следующим образом. Предположим, что вы включили электрический чайник мощностью 2 кВт. Разделим мощность, в ваттах, на 220 , получим ток 9,1 А. Эту цифру можно округлить до 10, чтобы в расчетах был некоторый запас. Значит, автоматический выключатель должен выдержать ток в 10 ампер. Теперь подсчитайте общую мощность всех одновременно включаемых вами электроприборов и вычислите, по приведенной выше схеме, силу тока. Допустим, у вас получится 30 ампер – значит, автомат защиты должен быть рассчитан на этот ток.
Проведя предыдущие вычисления, вы подсчитали, на какой ток должен быть рассчитан автоматический выключатель. Но вам также необходимо знать, какой ток выдержит ваша сеть, а это зависит от используемых проводов. Например, если проводка выполнена алюминиевым проводом сечением 2,5 мм (самый распространенный вариант), она способна выдержать ток силой 24 ампера и нагрузку в 5,2 кВт. Значит, в вашем случае автомат защиты должен быть рассчитан на ток чуть меньше 24 ампер. Если вы используете медный провод этого сечения, то он выдержит ток в 30 ампер и нагрузку в 6,6 кВт. При использовании провода другого сечения найдите для него данные по выдерживаемому току и нагрузке в интернете.
Монтируя в доме проводку, заранее предусмотрите ее разделение на несколько изолированных цепей. Например, сделайте отдельными цепи освещения и проводку к розеткам. Это позволит вам установить на каждую цепь по отдельному автомату защиты, что значительно повысит общую безопасность. Такие электроприборы, как или электрические водонагреватели, дополнительно включайте через УЗО – устройство защитного отключения, способное защитить человека от поражения электрическим током. УЗО реагирует на утечку, поэтому в случае прикосновения к фазовому проводу немедленно отключит ток.
Расчеты электропроводки выполняются еще на стадии проектирования. Прежде всего рассчитывается сила тока в цепях, исходя из этого подбираются автоматические защитные устройства, сечение проводов и кабелей. Особое значение имеет расчет автомата по мощности 380, защищающий от перегрузок и коротких замыканий.
Слишком большой номинал может привести к выходу из строя оборудования, поскольку устройство не успеет сработать. Низкий номинальный ток автомата приведет к тому, что защита будет срабатывать даже при незначительных перегрузках в часы пик. Правильно выполненные расчеты помогут выбрать наиболее оптимальный вариант для конкретных условий эксплуатации.
Как рассчитать мощность электротока
В соответствии с , сила тока (I) находится в прямой пропорции с напряжением (U) и в обратной пропорции с сопротивлением (R). Расчет мощности (Р) осуществляется путем умножения силы тока на напряжение. Таким образом, для участка цепи образуется следующая формула, по которой рассчитывается ток: I = P/U.
С учетом реальных условий, к данной формуле прибавляется еще один компонент и при расчетах однофазной сети получается следующий вид: I = P/(U х cos φ).
Трехфазная сеть рассчитывается немного по-другому. Для этого используется следующая формула: I = P/(1,73 х U х cos φ), в которой напряжение U условно составляет 380 вольт, cos φ является коэффициентом мощности, посредством которого активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки соотносятся между собой.
Современные блоки питания обладают незначительной реактивной компонентой, поэтому значение cos φ принимается за 0,95. Это не касается трансформаторов и электродвигателей с высокой мощностью, обладающих большим индуктивным сопротивлением. Расчет сетей, где могут подключаться такие устройства, выполняется с коэффициентом cos φ, эквивалентным 0,8. В других случаях используется стандартная методика расчетов с последующим применением повышающего коэффициента 1,19, получающегося из соотношения 0,95/0,8.
При использовании в формулах известных параметров напряжения 220 и 380 В, а также коэффициента мощности 0,95, в результате получается сила тока для однофазной сети - I = P/209, а для трехфазной - I = P/624. Таким образом, при наличии одной и той же нагрузки, сила тока в трехфазной сети будет в три раза ниже. Это связано с наличием трех проводов отдельных фаз, на каждую из которых равномерно распределяется общая нагрузка. Напряжение между каждой фазой и рабочим нулем составляет 220 вольт, поэтому известная формула может выглядеть следующим образом: I = P/(3 х 220 х cos φ).
Выбор автомата по номинальному току
Рассмотренные формулы широко применяются в расчетах вводного автоматического выключателя. Применяя одну из них - I = P/209 при нагрузке Р в 1 кВт, получается сила тока для однофазной сети 1000 Вт/209 = 4,78 А. Результат можно округлить в большую сторону до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети не всегда соответствует 220 В.
Таким образом, получилась сила тока в 5 А на 1 кВт нагрузки. То есть, устройство мощностью более 1 кВт нельзя подключать, например, в удлинитель с маркировкой 5 А, поскольку он не рассчитан на более высокие токи.
Автоматические выключатели обладают собственным номиналом по току. Исходя из этого, легко определить нагрузку, которую они способны выдержать. Для упрощения вычислений существует таблица. Автомат номиналом 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, 8 А - 1,6 кВт, 10 А - 2 кВт, 16 А - 3,2 кВт, 20 А - 4 кВт, 25 А - 5 кВт, 32 А - 6,4 кВт, 40 А - 8 кВт, 50 А - 10 кВт, 63 А - 12,6 кВт, 80 А - 16 кВт, 100 А - 20 кВт. Исходя из этих же номиналов проводятся расчеты автомата по мощности на 380в.
Метод 5 А на 1 кВт может использоваться и для определения силы тока, возникающей в сети, когда в нее подключаются какие-либо бытовые приборы и оборудование. В расчетах нужно пользоваться максимальной потребляемой мощностью во время пиковых нагрузок. Для этого применяются технические характеристики оборудования, взятые из паспортных данных. При их отсутствии можно взять ориентировочные параметры стандартных электроприборов.
Отдельно рассчитывается группа освещения. Как правило, мощность приборов освещения оценивается в пределах 1,5-2 кВт, поэтому для них будет достаточно отдельного автомата номиналом 10 А.
Если сложить все имеющиеся мощности, получается довольно высокий суммарный показатель. Однако на практике полная мощность никогда не используется, поскольку существуют ограничения на выделяемую электрическую мощность для каждой квартиры. В современном жилом доме, при наличии электроплит, она составляет от 10 до 12 кВт. Поэтому на вводе устанавливается автомат с номинальным током 50 А. Точно так же выполняется расчет мощности трехфазных автоматов.
Полученные 12 кВт распределяются по всей квартире с учетом размещения мощных и обычных потребителей. Особое внимание следует обратить на кухню и ванную комнату, где устанавливаются электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и другое энергоемкое оборудование. Как правило, они подводятся к отдельным автоматическим выключателям соответствующего номинала, а сечение кабелей для подключения также рассчитывается в индивидуальном порядке.
Мощные бытовые агрегаты подключаются не только к автоматам, но и к устройствам защитного отключения. Часть общей мощности следует оставить для освещения и розеток, установленных в помещениях. Правильно выполненные расчеты позволят качественно смонтировать проводку и выбрать нужный выключатель. В этом случае эксплуатация оборудования будет безопасной и долговечной.
Расчет мощности онлайн-калькулятором
В первую очередь необходимо ввести исходные данные в соответствующие графы. На калькуляторе эти показатели включают количество фаз, напряжение сети и мощность нагрузки. Первые два пункта известны заранее, а вычисления мощности приборов и оборудования осуществляются вручную.
Напряжение для однофазной сети выставляется 220 вольт, для трехфазной - 380 В и выше. После ввода параметров остается лишь нажать на кнопку «Рассчитать» и получить требуемый результат. В соответствующем окне появятся данные о номинальном токе автоматического выключателя, наиболее подходящего для данной сети.
В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.
Эта статья продолжает цикл публикаций . В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.
Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.
Итак, приступим.
Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.
Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.
Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.
Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.
Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).
Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.
Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.
Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.
Начнем с расчета для одиночного потребителя.
1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя
В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:
В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью .
Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.
Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.
1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей
Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.
То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).
Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):
При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс , который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.
На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.
Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:
По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем расчетный ток нагрузки для группы потребителей:
Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.
2. Выбираем номинал автоматического выключателя.
Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.
Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.
Если выбрать автомат меньшего , то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.
Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.
Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм 2 , а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм 2 . Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.
Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии - более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.
Рекомендую материалы