10 квт какой автомат. Расчет сечения кабеля. Ошибки. Простейшие правила установки

Многолетний опыт эксплуатации электроустановок убедительно доказывает, что выбор автоматического выключателя является очень важной процедурой.

По определению, которое приводится в учебниках по электротехнике и правилах обслуживания электрических сетей, автоматический выключатель представляет собой коммутационное устройство.

С его помощью производится подключение и отключение нагрузки. Нагрузкой считается любой прибор потребляющий электроэнергию.

Одновременно с подключением устройство данного типа выполняет функции защиты от короткого замыкания или от перегрузки в цепи потребления по току.

Прочитав данную статью, вы узнаете, как правильно выполнить расчет нагрузки и выключатель какого производителя следует выбрать.

Сфера применения

Первое, что следует отметить — автоматический выключатель или просто «автомат» всегда включается вручную.

И выключается таким же способом, если не произошло автоматического срабатывания защитного механизма.

При анализе системы электроснабжения многоэтажного дома можно предметно определить назначение того или иного выключателя.

Для электропитания квартиры используются три типа автоматов:

• центральный;
• для цепей освещения;
• для приборов большой мощности.

Если расчет объемов потребляемой энергии выполнен правильно, то все эти выключатели будут находиться в рабочем состоянии сколь угодно долго.

Автоматы широко применяются как в жилищно-коммунальной сфере, так и в промышленном производстве.

Устройства используются в цепях запуска электрических двигателей, обогревающих установок, систем освещения и охлаждения.

Особые условия эксплуатации для них не требуются, за исключением специально указанных.

При проектировании строительных объектов или электрических машин — обязательно выполняется расчет мощности нагрузки.

Результат такого расчета служит основанием для применения конкретного типа выключателя.

Или ступенчатой системы защиты от различных нарушений в электрической сети, в том числе и от короткого замыкания.

Как выбирать автомат

Выбор автоматического выключателя делается для каждой цепи отдельно.

При определенной мощности нагрузки, автомат должен обладать характеристиками, которые соответствуют паспортным данным электродвигателя, отопительного котла или другого потребителя энергии.

Электрическая печь потребляет энергии больше, чем фен или утюг.

Из этого следует, что величина поперечного сечения провода, по которому электричество подается к печке, должна быть больше той величины, которая характеризует провода, подведенные к розетке для включения утюга.

Об этом полезно знать каждому владельцу квартиры или частного дома.

Выбор по сечению провода

Нужно знать и о том, что автомат защищает проводку, а не приборы, которые подключены к электрической сети.

Выбирать прибор по сечению провода приходится в тех случаях, когда проводка проложена давно. В таком случае — нужно просто подстроиться под сложившиеся условия.

Диаметр провода нужно измерить и определить сечение. Имеется специальная таблица, в которой указана допустимая величина тока для конкретного сечения.

И уже по величине тока выбирается тип выключателя. При этом не будет лишним определить величину предельной мощности подключаемых приборов.

Подключение одного электродвигателя проводка выдержит, но если их будет 2 или 3, провода начнут нагреваться, что со временем доведет до короткого замыкания в цепи.

Выбор по току короткого замыкания

Первое, что нужно сделать – определить номинальную величину тока, который будет протекать по цепи.

Выбор автомата по току короткого замыкания делается на основе номинала, который рассчитывается на этапе проектирования.

Специалисты называют эту характеристику прибора предельной коммутационной способностью – ПКС.

Нынче выпускаемые выключатели имеют настройку на три номинала ПКС:

• 4500 Ампер (4,5 кА);
• 6000 Ампер (6,0 кА);
• 10000 Ампер (10,0 кА).

Если взять, к примеру, первую позицию, то величина номинального тока в цепи составляет 4 Ампера. При коротком замыкании в цепи она увеличивается в сто и более раз.

Когда величина достигает ПКС, автомат разрывает контакты. Другими словами — отключает нагрузку.

Автомат, который срабатывает при достижении тока короткого замыкания 4,5 кА, устанавливается для подключения к сети и защиты квартиры в многоэтажном доме.

Для автомата 6,0 кА мощность нагрузки выше. Его используют для подключения одного или нескольких многоэтажных домов.

Элементарный расчет показывает, что выключатель на 10,0 кА применяется в сфере промышленного производства. Выключатели производятся в расчете на разные условия эксплуатации.

Планируя защитить электрические сети от последствий короткого замыкания, нужно внимательно изучить эксплуатационные характеристики коммутатора.

Выбор по мощности

Для выбора автоматического выключателя по этому параметру требуется минимум информации.

Расчет нагрузки выполняется суммированием мощности каждого аппарата, который подключен к сети и работает постоянно.

Необходимо предусмотреть резерв мощности, на случай подключения дополнительных потребителей электроэнергии.

Марка провода и условия эксплуатации так же берется в расчет. Если все данные собраны правильно, то автомат будет служить долго и безотказно.

Маркировка выключателей

Перед тем как выбрать автоматический выключатель необходимо обследовать место его установки.

В том случае, кода новый прибор устанавливается на место отслужившего свой срок и морально устаревшего выключателя, не надо спешить и выбрасывать старый прибор.

Нужно найти на нем маркировку и ознакомиться с ней. Найти и запомнить значение номинала по рабочему току. Новый включатель должен иметь такие же параметры.

Если они будут отличаться в большую сторону, то придется менять провода. Иначе защита от короткого замыкания будет не своевременной и не эффективной.

Замена проводки требует существенных затрат и дешевле будет выбрать соответствующий тип нового выключателя.

Приобретая автомат от производителя в фирменном магазине, нужно обращать внимание на обозначения, которые имеются на лицевой стороне.

Здесь в предельно сжатой форме приведены все основные параметры выключателя. Важный показатель – предельное значение по рабочему току.

Все модели выключателей делятся на три группы, которые обозначаются буквами B, C, D.

Есть таблица, в которой расшифрованы данные обозначения.

• «В» — означает, что тепловой размыкатель срабатывает через 5 секунд после трехкратного превышения тока нагрузки;
• «С» — срабатывает при пятикратной перегрузке через 2 секунды;
• «D» — автомат выдерживает десятикратные нагрузки, но в течение одной-двух секунд.

Мощности бытовых приборов постоянно растут. Число электрических двигателей разного назначения увеличивается.

Практически для каждого электродвигателя, как бытового назначения, так и промышленного, требуются автоматические выключатели.

С учетом того, что устройства эксплуатируются в различных климатических и температурных условиях, на рынок поставляется несколько вариантов изделия.

Непосредственно от производителя можно получить выключатели открытого типа, в литом корпусе и модульные. Первый тип устройства рассчитан на большие мощности и применяется в промышленности.

Прибор в литом корпусе — можно использовать для включения и отключения электродвигателя. Кроме этого, его используют в горной промышленности.

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

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.

1. Буква В указывает на то, что прибор срабатывает в течение пяти секунд после того, как ток нагрузки троекратно превысит допустимое значение.
2. Модели группы С срабатывают за две секунды после пятикратного превышения.
3. 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.

1. 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.
2. В идеале вся приобретенная автоматика должна быть от одного производителя. Здесь вероятность несоответствия будет минимальной.
3. 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.
4. 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.

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть. Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной. Согласны?

Мы расскажем, как производится расчет параметров автомата, согласно которым подбирают это защитное устройство. Из предложенной нами статьи вы узнаете, как выбрать прибор, требующийся для защиты электросети. С учетом наших советов вы приобретете вариант, четко срабатывающий в опасный для проводки момент.

Для обеспечения правильного выбора номинала устройств отключения необходимо понимание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:

• Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это “тепловая защита” от перегрузки.
• Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это “токовая защита” от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их основные параметры.

На каждом автоматическом выключателе обозначены его основные характеристики. Это позволяет не перепутать устройства, когда они установлены в щитке

Тип времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в квартирах, домах и офисах используют выключатели типа “C” или, значительно менее распространенные – “B”. Особенной разницы между ними при бытовом применении нет.

Тип “D” используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности.

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того чтобы определить быстроту срабатывания автомата при перегрузке существуют специальные таблицы зависимости времени отключения от коэффициента превышения номинала, который равен отношению существующей силы тока к номинальной:

K = I / I n .

Резкий 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.

График показывает зависимость диапазона времени срабатывания автоматов типа “C” от отношения силы тока к значению, которое установлено для этого выключателя

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию в течение 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 понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд.

Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется , согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.

Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f )).

Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

I p = I / cos (f)

• I p – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
• I – сила потребляемого прибором тока;
• cos (f) <= 1.

Обычно номинальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техническом паспорте электрического прибора.

Так, например, значение коэффициента для люминесцентных источников света равно 0,9; для LED-ламп – около 0,6; для обыкновенных ламп накаливания – 1. Если документация утеряна, но известна потребляемая мощность бытовых устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.

О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в , с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

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.

Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят .

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 мм 2 , когда по таблице достаточно значения 4 мм 2 .

Справочная таблица, представленная в ПУЭ, позволяет выбрать необходимое сечение из стандартного ряда для различных условий эксплуатации медного кабеля

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.
• Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
• Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. 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.

Эта фотография показывает отличия между кабелями, выполненными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (справа). Очевидна разница в сечении жил и плотности прилегания изоляционного материала

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.

По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.

Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле “2” допущена неточность, а для правильного понимания определения переменной In нужно учесть Приложение “1”

Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной I n , как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.

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

I n <= I Z / 1,45

• I n – номинальный ток автомата;
• I Z – длительный допустимый ток кабеля.

Проведем расчет номиналов выключателей для стандартных сечений кабелей при однофазном подключении с двумя медными жилами (220 В). Для этого разделим длительный допустимый ток (при прокладке по воздуху) на коэффициент расцепления 1,45.

Выберем автомат таким образом, чтобы его номинал был меньше этого значения:

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

Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.

Кабели на основе алюминиевых жил сейчас редко используют при монтаже внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, позволяющая выбрать сечение по нагрузке

Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

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

Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.

Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трехфазной сети отличаются. Многие люди, которые имеют приборы, рассчитанные на напряжения 380 Вольт, на этом этапе допускают ошибку

Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно . Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.

Предупреждение перегрузки от работы потребителей

Иногда на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно более низкой, чем необходимо для гарантированного сохранения работоспособности электрического кабеля.

Снижать номинал выключателя целесообразно, если суммарная мощность всех устройств в цепи значительно меньше, чем способен выдержать кабель. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажа проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда уменьшение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его более быстрого реагирования на возникающие перегрузки.

Например, при заклинивании подшипника электродвигателя, ток в обмотке резко увеличивается, но не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет двигатель от дорогостоящей процедуры перемотки.

Также используют номинал меньше расчетного по причинам жестких ограничений на каждую цепь. Например, для однофазной сети на входе в квартиру с электроплитой установлен выключатель 32 A, что дает 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пусть при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

Если количество установленных в распределительный щит групповых автоматов велико, то их необходимо подписать и пронумеровать. Иначе можно запутаться

Допустим, что на одной из линий происходит медленное возрастание нагрузки. Когда потребляемая мощность достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на остальные два участка останется только (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт.

Это очень мало относительно общего потребления. При такой схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Поэтому чтобы сохранить принцип селективности, нужно поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при таком же перекосе потребляемой мощности на другие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что приемлемо.

Рассмотрим возможность с номиналом 20A на примере выделенной для кухни отдельной линии.

К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электроприборы:

• Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
• Две морозильные камеры, мощностью 200 Вт;
• Духовка, мощностью 3,5 кВт;
• При работе электрической духовки разрешено дополнительно включить только один прибор, самые мощный из которых – электрочайник, потребляющий 2,0 кВт.

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

На кухне постоянное подключение к электричеству должно быть у холодильного оборудования и плиты. Если существует риск превышения силы тока, то одновременную работу остальных устройств можно исключить, выделив для них всего две розетки

При одновременном включении духовки и электрочайника суммарная мощность составит 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает недолго, то отключения не произойдет. Если в этот момент включатся в работу холодильник и обе морозильные камеры, то мощность составит уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже близко к параметру гарантированного расцепления. Однако вероятность возникновения такой ситуации крайне мала и длительность периода будет незначительна, так как время работы моторов и чайника невелико.

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

Единственный нюанс заключается в возможности увеличения напряжения до 230 В, что разрешено нормативными документами. В частности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью использования 220 В.

Сейчас в большинство сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к международному стандарту 230 В, то можно пересчитать номиналы в соответствии с этим значением.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.

В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о собственном опыте в подборе автоматических выключателей. Поделитесь полезной информацией и фото по теме статьи, задавайте вопросы.

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

• 6 А – 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.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

• электросауна (12 кВт) - 60 А;
• электроплита (10 кВт) - 50 А;
• варочная панель (8 кВт) - 40 А;
• электроводонагреватель проточный (6 кВт) - 30 А;
• посудомоечная машина (2,5 кВт) - 12,5 А;
• стиральная машина (2,5 кВт) - 12,5 А;
• джакузи (2,5 кВт) - 12,5 А;
• кондиционер (2,4 кВт) - 12 А;
• СВЧ-печь (2,2 кВт) - 11 А;
• электроводонагреватель накопительный (2 кВт) - 10 А;
• электрочайник (1,8 кВт) - 9 А;
• утюг (1,6 кВт) - 8 А;
• солярий (1,5 кВт) - 7,5 А;
• пылесос (1,4 кВт) - 7 А;
• мясорубка (1,1 кВт) - 5,5 А;
• тостер (1 кВт) - 5 А;
• кофеварка (1 кВт) - 5 А;
• фен (1 кВт) - 5 А;
• настольный компьютер (0,5 кВт) - 2,5 А;
• холодильник (0,4 кВт) - 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

При проектировании электрической сети на предприятии или в квартире, не обойтись без установки автоматических выключателей. Они защищают имущество потребителей и человеческие жизни от непредвиденных ситуаций. Профессиональный электрик должен хорошо знать, как правильно подобрать автоматические выключатели для надежной и безопасной работы электросети, как сделать подбор автоматов по мощности используемой нагрузки и по другим параметрам.

Для чего служит автоматический выключатель

Автоматический выключатель или по-простому автомат необходим для предотвращения перегрева изоляции проводов и защиты электрической цепи от тока короткого замыкания. Кроме того при наличии автоматического выключателя, обслуживание электрических линий становится удобнее, так как в любой момент можно обесточить цепь на требуемом участке.

Для выполнения этих задач автомат имеет в своей конструкции тепловой и электромагнитный расцепитель. Каждый автоматический выключатель рассчитан на определённый номинальный ток и время-токовую характеристику. От этих параметров и зависит максимальный рабочий ток линии.

При прохождении по проводам электрического тока, провод нагревается и тем сильнее, чем его величина больше. Если в цепи не будет установлен автомат, то при определённом значении тока изоляция может начать плавиться, что может привести к пожару.

Какие бывают автоматы защиты

Автоматические выключатели для квартиры являются модульными устройствами. Это означает, что они могут устанавливаться в квартирные распределительные щитки на специальную DIN-рейку, при этом габаритные размеры у них одинаковые для разных производителей и одинакового количества полюсов.

В электрических шкафах на предприятии или трансформаторных подстанциях встречаются также не модульные автоматические выключатели. Они отличаются большими габаритными размерами и номинальным током. Выглядят они как на рисунке ниже.

По количеству полюсов автоматы делят на однополюсные, двухполюсные, трёхполюсные и четырёхполюсные. Чаще всего однофазную электрическую сеть проектируют так, что однополюсный автомат разрывает фазу на определённом участке, а ноль берётся со специальной нулевой шины. Но если место в щитке позволяет, на участок сети можно поставить и двухполюсный автомат на ноль и фазу. При этом разрываться они будут вместе. Трёхполюсные и четырёхполюсные автоматические выключатели используют для сети 380 В.

Также двух, трёт и четырёхполюсный автоматы используются в качестве .

Остальные технические характеристики относятся к рабочим и подбираются исходя из параметров сети, мощности потребителей и характеристик кабеля.

Выбор номинала автомата по мощности нагрузки

При выборе номинала автоматического выключателя необходимо правильно рассчитать максимальную нагрузку электрического участка сети.

Таблица соотношения сечения кабеля и номинала автоматического выключателя к потребляемой мощности приведена ниже:

Например, для розеток в квартире чаще всего используется сечение медного провода 2,5 мм². Согласно таблице выше такой провод выдерживает ток до 27 А, но автомат подбирается на 16 А. Аналогично для освещения используется медный кабель 1.5 мм² и номинал автоматического выключателя 10 А.

Отключающая способность

Отключающая способность автоматического выключателя -- это способность автомата выключаться при предельно больших токах КЗ. На автомате данная характеристика указана в амперах: 4500 А, 6000 А, 10000 А. То есть при большом мгновенном токе короткого замыкания, но не достигшим 4500 ампер автомат способен отработать и разомкнуть электрическую цепь.

В квартирах чаще всего можно встретить автоматы с отключающей способностью 4500 А или 6000 А.

Время-токовая характеристика

При превышении тока, проходящего через автоматический выключатель, номинального значения, по логике, автомат должен отработать. Так оно и произойдёт, но с некоторой задержкой. Время через которое выключиться автомат зависит от величины и продолжительности этого превышения номинального тока. Чем разница больше, тем быстрее отключиться автомат.

В документации на автоматический выключатель можно увидеть специальный график зависимости значения отношения текущего тока к номинальному, от времени когда это произойдет. Чем меньше ток, тем больше время.

Перед номиналом автомата указана латинская буква, которая отвечает за максимальное значение тока. Самыми распространенными значениями являются:

• В -- превышение номинального значения тока в 3-5 раз;
• С -- превышение в 5-10 раз (чаще всего в квартирах установлен именно этот тип );
• D -- 10-20 раз (используются для оборудования с большим пусковым током ).

Каким производителям стоит доверять

Выбор автомата делают с учетом фирмы-производителя. К популярным и качественным брендам относятся: АВВ, Schneider Electric, Legrand и некоторые другие. Доступную продукцию с бюджетными ценами производят фирмы EKF, IEK, TDM и другие. В работе многие изделия ведут себя практически одинаково, поэтому не всегда следует платить лишние деньги за бренд при одинаковом качестве продукции. Изделия фирмы Schneider Electric могут стоить в 3-5 раз дороже IEK.

TDM -- изделие производится в Китае двумя сериями: ВА 47-29 и ВА 47-63. ВА 47-29 имеет на корпусе насечки для пассивного охлаждения. Можно опломбировать устройство специальными заглушками, продающимися отдельно. ВА 47-63 выпускаются без охлаждающих насечек. Цена всех изделий в пределах 130 руб.

Китайская фирма “Энергия” выпускает те же серии, что и TDM, но с боковыми углублениями и индикатором включения. Серия 47-63 без индикатора и углублений на корпусе.

Продукция IEK (Китай) завоевала большую популярность покупателей, как и изделия фирм DEKraft и EKF .

КЭАЗ -- завод в Курске, выпускающий изделия серий ВМ63 и ВА 47-29. В комплект выключателей входят пломбы, имеется индикация включенного состояния.

Венгерские изделия GE имеют ощутимый вес и большую популярность.

Moeller производятся в Сербии и в Австрии, являются аналогами китайских автоматов защиты, но имеют более высокое качество сборки.

Schneider Electric выпускает несколько серий продукции. Стоимость в пределах 150-180 руб. Альтернативой является продукция фирмы Legrand TX .

В России многие электрике любят продукцию компании АВВ (Германия ), которая отличается высоким качеством и надежностью. Выпускается две серии: S (промышленная серия ) и SH (бытовая серия ). Стоят изделия 250-300 руб.

Автоматический выключатель необходим в электрической цепи любой сети. Для правильного выбора нужно посчитать общую нагрузку и получить предельный ток. Свериться с таблицей и убедиться, что сечение провода и номинал автомата соответствуют друг другу. Правильно выбранный автоматический выключатель исключает возможность возникновения пожара из-за оплавления проводов или короткого замыкания в сети.