Номиналы автоматических выключателей по току: как грамотно подобрать автомат

Приспособления для отключения электроэнергии при перегрузках и коротких замыканиях ставят на входе в любую домашнюю сеть.

Следует правильно высчитать номиналы автоматизированных выключателей по току, иначе их работа будет малоэффективной: либо они не будут защищать линии и домашние приборы, либо будет нередко происходить неправильное срабатывание.

Параметры автоматизированных выключателей

Для оснащения верного выбора номинала устройств выключения нужно сознание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Параметры работы автоматизированных выключателей стандартизированы российскими и международными нормами.

Ключевые детали и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, реагирующих на превышение силой тока поставленного диапазона значений:

  • Биметаллическая пластина под влиянием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это «тепловая защита» от перегрузки.
  • Соленоид под влиянием крепкого тока в обмотке вырабатывает магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже действует на толкатель. Это «токовая защита» от короткого замыкания, которая реагирует на такое мероприятие намного быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты владеют маркировкой, по которой можно определить их важные параметры.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

На каждом автоматическом выключателе обозначены его ключевые характеристики. Это дает возможность не спутать устройства, когда они установлены в щитке

Вид времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в жилых площадях, домах и офисах применяют выключатели типа «C» или, намного менее популярные – «B». Необыкновенной между ними разницы при бытовом использовании нет.

Вид «D» применяют в подсобках или столярках если есть наличие оборудования с электрическими двигателями, которые имеют высокие показатели пусковой мощности.

Есть два стандарта для устройств выключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий заводской (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2). Они выделяются несущественно и автоматы двоих параметров можно использовать для помещений жилого фонда.

По минимальному току типовый ряд автоматов для применения в домашних условиях имеет устройства с такими значениями: 6, 8, 10, 13 (нечасто встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того Чтобы узнать быстроту срабатывания автомата при перегрузке есть специализированные таблицы зависимости времени выключения от коэффициента увеличения номинала, который равён отношению существующей силы тока к номинальной K = I / In.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

График демонстрирует зависимость диапазона времени срабатывания автоматов типа «C» от отношения силы тока к значению, которое установлено для этого выключателя

Внезапный обрыв вниз графика при достижении значения коэффициента диапазона от 5 до 10 единиц, обусловлен срабатыванием электромагнитного расцепителя. Для выключателей типа «B» это происходит при значении от 3 до 5 единиц, а для типа «D» – от 10 до 20.

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию на протяжении 1 часа, а при K = 1,45 – гарантированно отключит за это же время. Эти величины утверждены в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Чтобы понимать, за какое время сработает защита, к примеру, при K = 2, нужно провести вертикальную линию от данного значения. В результате получаем, что согласно приведенному графику, выключение случится в диапазоне от 12 до 100 секунд. Столь большой разброс времени вызван тем, что нагрев пластины будет зависеть не только от мощности проходящего через нее тока, но и показателей окружающей среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила подбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электро сетей индивидуальна, благодаря этому стандартных решений по установке выключателей конкретного номинала нет. Одинаковые правила расчета возможных показателей автоматов довольно сложны и зависят от большого количества самых разных факторов. Следует предусмотреть их все, иначе может быть создание опасной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электросети имеют разветвленную структуру в виде «дерева» – графа без циклов. Это делает лучше стойкость системы при появлении опасной ситуации и облегчает работы по ее устранению. Также намного легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение формы проводки.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

У самого основания графа находится вводной автомат, а сразу же после разветвления для каждой индивидуальной электрической цепи устанавливают групповые выключатели. Это проверенная годами классическая схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение увеличения силой тока позволенного значения для объекта. Если это случится, то есть риск повреждения наружной проводки. Более того, возможно срабатывание приспособлений для защиты за границами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит здешним энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по индивидуальным линиям. Они оберегают от перегрузки провод на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электрической энергии. Если при коротком замыкании данное устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с минимумом электропотребителей будет лучше сделать отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что даст возможность в намного удобных условиях убрать возникшую проблематику. Фактически в любом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Общая мощность электрических приборов

Самая большая нагрузка на цепь появляется при включении сразу всех электрических приборов. Благодаря этому, в большинстве случаев, общую мощность вычисляют примитивным сложением. Однако во многих случаях данный показатель окажется меньшей.

Для отдельных линий, одновременная работа всех включенных к ней электрических приборов маловероятна, а иногда и не представляется возможной. В домах порой намерено устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого необходимо помнить о недопущении их одновременного включения или применять ограниченное количество розеток.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и дополнительного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогревательные приборы и т.д.) очень низка, благодаря этому при расчитывании самой большой мощности применяют поправочный показатель

При электрификации офисных строений для расчетов почасту применяют эмпирический показатель одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Самая большая нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электрических приборов на показатель.

При расчетах есть одна тонкость – нужно брать во внимание разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны показателем (cos (f)). Это значит, что для работы устройства нужен ток мощности равной потребляемой деленной на этот показатель:

Ip = I / cos (f)

Где:

  • Ip – сила минимального тока, которую используют в расчетах нагрузки;
  • I – сила потребляемого прибором тока;
  • cos (f) <= 1.

В большинстве случаев минимальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техпаспорте электроприбора. Так, к примеру, значение коэффициента для люминесцентных осветительных источников равно 0,9; для Светодиодных ламп – около 0,6; для обычных ламп общего назначения – 1. Если документация утеряна, но известна мощность потребления домашних устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Указанные в таблице предлагаемые значения коэффициента мощности можно применять при расчитывании электрических нагрузок, когда отсутствуют данные о минимальном токе

Выбор сечения жил

Перед тем как укладывать кабель силовой от распределительного щитка к группе потребителей, нужно определить мощность электрических приборов при их одновременной работе.

Сечение любой ветки подбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия. Изготовители проводов сопровождают выпускаемую продукцию аналогичными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника «Правила устройства электрические оборудования».

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Справочная таблица, предоставленная в ПУЭ, дает возможность подобрать нужное сечение из типового ряда для разных эксплуатационных условий кабеля сделанного из меди

Но очень часто потребители перестраховываются и подбирают не по минимуму возможное сечение, а на шаг большее. Так, к примеру, во время покупки кабеля сделанного из меди для линии 5 кВт, подбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2. Это может быть оправдано по следующим причинам:

  • Более долгая работа толстого кабеля, который нечасто подвергается максимально допустимой для его сечения нагрузке. По-новому исполнять прокладку электрической проводки – сложная и дорогая работа, тем более если в помещении осуществлен ремонт.
  • Запас пропускной способности позволяет без особых проблем включать к ветки сети новые электрические приборы. Так, в кухонную комнату добавить можно добавочную морозилку или переставить туда стиралку из комнаты с ванной.
  • Начало работы устройств, содержащих электрические двигатели, даёт крепкие стартовые токи. В данном варианте встречается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к выходе из строя электронной части компьютера, кондиционера или машины для стирки. Чем потолще провод, тем меньше будет скачок напряжения.

К большому сожалению, на рынке много кабелей, сделанных не по ГОСТу, а в соответствие с требованиями разных ТУ. Нередко сечение их жил не отвечает требованиям или они выполнены из материала который проводит ток с большим сопротивлением, чем положено. Благодаря этому настоящая максимальная мощность, при которой происходит возможный нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Эта фотография демонстрирует различия между кабелями, сделанными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (с правой стороны). Объяснима разница в сечении жил и плотности примыкания материала для изоляции

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить выключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, позволенного для электро кабеля. Благодаря этому для выключателя нужно сделать расчет максимально возможного номинала.

По ПУЭ, допустимую длительную нагрузку, проложенных в коробах или по воздуху (к примеру, над бесшовным потолком) медных кабелей, берут из вышеприведенной таблицы. Эти значения предназначаются для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности. Определенные сложности начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя продолжительному возможному току, если это делать в согласии с существующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле «2» допущена погрешность, а для правильного понимания определения переменной In необходимо принимать во внимание Приложение «1»

Самое первое, в недоразумение вводит расшифровка переменной In, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение «1» к данному пункту ГОСТа. Второе, в формуле «2» есть опечатка: показатель 1,45 добавлен неверно и данный факт констатируют большинство специалистов.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для домашних выключателей с номиналом до 63 A относительное время равно 1 часу. Поставленный ток расцепления равён значению номинала, помноженного на показатель 1,45.

Аналогичным образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:

In <= IZ / 1,45

Где:

  • In – минимальный ток автомата;
  • IZ – продолжительный возможный ток кабеля.

Проведем расчет номиналов выключателей для типовых сечений кабелей при однофазном подсоединении с 2-мя медными жилами (220 В). Для этого разделим продолжительный возможный ток (при прокладывании по воздуху) на показатель расцепления 1,45. Подберём автомат так, чтобы его номинал был меньше данного значения:

  • Сечение 1,5 мм2: 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;
  • Сечение 2,5 мм2: 27 / 1,45 = 18,6. Номинал: 16 A;
  • Сечение 4,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
  • Сечение 6,0 мм2: 50 / 1,45 = 34,5. Номинал: 32 A;
  • Сечение 10,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
  • Сечение 16,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A;
  • Сечение 25,0 мм2: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.

Автовыключатели на 13A в продаже редко бывают, благодаря этому взамен них очень часто применяют устройства с номинальной мощностью 10A.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Кабели на основе металлических жил в настоящий момент нечасто применяют при установке внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, она позволяет подобрать сечение по нагрузке

Аналогичным способом для металлических кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

  • Сечение 2,5 мм2: 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
  • Сечение 4,0 мм2: 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
  • Сечение 6,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
  • Сечение 10,0 мм2: 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
  • Сечение 16,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
  • Сечение 25,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
  • Сечение 35,0 мм2: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Если изготовитель силовых кабелей говорит иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то нужно сосчитать значение для выключателей.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трёхфазной системы электроснабжения выделяются. Большинство людей, которые имеют устройства, ориентированные на напряжения 380 Вольт, на данном шаге допускают погрешность

Предупреждение перегрузки от работы потребителей

Порой на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно очень низкой, чем нужно для гарантированого сохранения работоспособности электро кабеля.

Понижать номинал выключателя лучше, если общая мощность всех устройств в цепи намного меньше, чем выдерживает провод. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажных работ проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда сокращение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его достаточно быстрого реагирования на появляющиеся перегрузки. К примеру, при заклинивании подшипника электрического двигателя, ток в обмотке резко становится больше, однако не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет мотор от дорогой процедуры перемотки.

Также применяют номинал меньше расчетного по причинам жёстких противопоказаний на каждую цепь. К примеру, для однофазной сети при входе в жилую площадь с электрической плитой поставлен выключатель 32 A, что даёт 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пускай во время выполнения разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

Если кол-во установленных в электрический щиток групповых автоматов велико, тогда их нужно подписать и занумеровать. Иначе можно запутаться

Допустим, что на одной из линий происходит медлительное возрастание нагрузки. Когда мощность потребления достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на другие два участка остается только (32 — 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт. Это слишком мало относительно общего употребления. При подобной схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Благодаря этому, дабы сберечь принцип селективности, необходимо поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при подобном же перекосе используемой мощности на прочие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что допустимо.

Рассмотрим вероятность установки выключателя с номиналом 20A на примере отмеченной для кухонной комнаты индивидуальной линии. К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электрические приборы:

  • Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
  • Две морозилки, мощностью 200 Вт;
  • Духовая печь, мощностью 3,5 кВт;
  • Во время работы электрической духовки разрешено дополнительно включить всего один прибор, самые мощный из которых – электрический чайник, потребляющий 2,0 кВт.

Двадцатиамперный автомат дает возможность более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное выключение меньше чем за один час случится при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.

номинал, автоматический, выключатель, грамотный, автомат

В кухонной комнате постоянное подключение к электрике должно быть у холодильного оборудования и плиты. Если есть риск увеличения силы тока, то одновременную работу других устройств можно убрать, выделив для них всего две электроточки

При включении сразу духовки и электрочайника общая мощность будет составлять 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает непродолжительное время, то выключения не случится. Если в данный момент включатся в работу холодильник и две морозилки, то мощность будет составлять уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже недалеко к параметру гарантированого расцепления. Однако вероятность появления подобной ситуации очень мала и продолжительность периода будет очень мала, так как рабочее время моторов и чайника невелико.

Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет мало для срабатывания электромагнитного расцепителя. Аналогичным образом, в заданных условиях можно применять автомат на 20 A.

Но есть один невидимый момент состоит в возможности повышения напряжения до 230 В, что разрешено нормами. В особенности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью применения 220 В.

В наше время в большое количество сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к западному стандарту 230 В, то можно сосчитать номиналы в согласии с данным значением.

Нужное видео по теме

Приспособление выключателя. Подбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Подбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет минимального тока выключателя – не простая задача, с целью решения которой следует предусмотреть большое количество условий. От поставленного автомата зависит удобство обслуживания и рабочую безопасность местной электрические сети. Во время появления сомнений в возможности не ошибиться с выбором нужно обратиться к профессионалам.

УЗО или дифавтомат? Что лучше выбрать?


Оставить комментарий

Яндекс.Метрика