Выбор автоматического выключателя: по току нагрузки, по мощности
Современное электроснабжение частных домов и квартир не рекомендуют делать без защитных автоматов. Они обеспечивают безопасность и гарантируют длительный срок службы проводки. Про выбор автомата защиты и будем говорить в этой статье.
Назначение автомата защиты
Основная задача автоматического выключателя — защитить проводку от перегрева и изоляцию от плавления.
И делает он это путем отключения электропитания в те моменты, когда проводник нагревается до критических температур из-за подключения нагрузки чрезмерно большой мощности.
Вторая задача пакетника — отключение линии при токах КЗ (короткого замыкания). Цель та же — сберечь проводку от разрушения.
Выбор автоматического выключателя начинается с определения количества отключаемых проводов
Своевременное отключение питания при проблемах очень важно, так как предотвращает порчу проводки и пожар. Потому выбор автомата защиты — ответственная задача. Выбирать надо по правилам, а не по принципу «чтобы реже отключалось». Этот способ может привести к пожару. Вообще, выбор автомата защиты проводят по трем параметрам:
- номинал;
- отключающая способность (ток отсечки);
- тип электромагнитного расщепителя (время-токовая характеристика).
Каждый параметр важен и подбирается в зависимости от нагрузки, подключенной к конкретной линии, расположению электропроводки относительно распределительных подстанций.
Виды автоматических выключателей
Автоматы защиты выпускают для однофазных и трехфазных цепей. Для однофазной сети есть два типа пакетников — однополюсные и двухполюсные.
К однополюсным подключается только фазный провод и, при срабатывании, отключается только фаза. Такие автоматы рекомендуют ставить в домах и квартирах в помещениях с нормальными условиями эксплуатации.
Обычно они устанавливаются на линии освещения, розеточные группы, которые находятся в жилых комнатах, коридорах, кухнях.
Автоматические выключатели — однополюсный, двухполюсный и трехполюсный
На двухполюсные автоматические выключатели заводят и фазный и нулевой провод. Он разрывает обе цепи. Степень защиты тут намного выше так как отключение полное, а не частичное.
Такой автомат обеспечит безопасность даже если при аварии напряжение попало на нулевой проводник. Двухполюсные автоматы рекомендуют ставить на выделенные линии, к которым подключена мощная бытовая техника.
Также их ставят на помещения со сложными условиями эксплуатации. К ним относится ванная, бассейн, баня.
Для трехфазных сетей используются трехполюсные и двухполюсные автоматические выключатели. На трехполюсные заводят все три фазы. Соответственно, отключают они все одновременно.
Такие пакетники ставят на вводе в дом или квартиру, а также на линии, к которым подключены трехфазные потребители — варочная панель, духовой шкаф и другая подобная техника.
Для этих же потребителей можно установить четырехполюсные автоматические выключатели. Они также будут отключать и нулевой провод.
Пример использования автоматов защиты на трехфазной сети
На другие линии электропитания, на которых используется одна из фаз, ставятся двухполюсные пакетники. Одновременное отключение фазы и нуля — более предпочтительно. И только на линии освещения можно установить однополюсники.
Выбор автомата защиты по току нагрузки
При планировании электропроводки основное задание — правильно выбрать номинал автоматического выключателя. При прохождении тока через проводник он начинает греться.
Чем больший ток проходит по проводнику одного и того же сечения, тем больше выделяется тепла. Задача автоматического выключателя — отключить питание до того момента, когда потребляемый ток станет выше, чем это допустимо.
Потому номинал автомата защиты должен быть меньше, чем допустимы ток проводки.
Номинал или номинальный ток автомата наносится на лицевой панели
Номиналы автоматических выключателей стандартизованы: 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. На практике шести и десяти амперные варианты уже практически нигде не используются — техники в наших домах становится все больше и линии малого сечения не справляются с нагрузкой.
Выбор номинала
Выбирают автоматический выключатель не по нагрузке, не по мощности подключенных приборов или по току. Эти параметры учитываются при выборе сечения проводника.
А выбор автомата защиты делают в зависимости от сечения проводников. Есть специальная таблица, в которой указаны допустимые токи нагрузки и рекомендованный номинал автомата защиты.
Пользоваться таблицей просто: находите нужное сечение, в этой строке ищите номинал автомата защиты. Все.
| 1,5 мм2 | 10 А | 16 А | 19 А | 4,1 кВт | Освещение и сигнализация |
| 2,5 мм2 | 16 А | 25 А | 27 А | 5,9 кВт | Розетки, электрический теплый пол |
| 4 мм2 | 25 А | 32 А | 38 А | 8,3 кВт | Водонагреватели, кондиционеры, стиральные и посудомоечные машины |
| 6 мм2 | 32 А | 50 А | 46 А | 10,1 кВт | Электроплиты, духовки |
| 10 мм2 | 50 А | 63 А | 70 А | 15,4 кВт | Вводы в дом, квартиру |
Как все работает
Глядя на таблицу возникает вопрос: почему номинал автомата настолько меньше предельно допустимой токовой нагрузки. Ответ в механике работы автоматического выключателя. Он отключается только тогда, когда ток в цепи на 13% превышает ток срабатывания.
Например, автомат на 10 А сработает тогда когда сила тока в цепи будет 16 А + 13% (2,08 А) = 18,08 А. То есть, остается небольшой зазор до величины допустимой нагрузки. Этот зазор необходим, чтобы обеспечить целостность изоляции.
Современная система электроснабжения дома или квартиры не обходится без автоматических выключателей
Что будет, если на провод сечением 1,5 мм2 поставить автомат на 16 А. Ведь его номинал ниже допустимого тока нагрузки? Давайте считать. Ток, при котором пакетник сработает — 25 А + 3,25 А (13%) = 28,25 А.
Он выше чем допустимы длительный ток нагрузки. Да, отключаться он будет редко, но через некоторое время изоляция расплавится и проводку придется менять.
Потому выбор автомата защиты лучше производить по этой таблице, а никак не по длительно допустимому току.
Выбор по нагрузке
Если линия электропитания проложена с запасом по мощности, а нагрузка на ней далека от предельной можно поставить автомат с более низким номиналом. В этом случае он будет защищать не столько линию от перегрева, сколько технику от токов КЗ.
Выбор автомата защиты по мощности нагрузки — неправильная идея
Выбор номинала автомата защиты в этом случае также можно сделать по той же таблице. Только за отправную точку берем мощность нагрузки. Но еще раз повторимся. Это в том случае, если параметры линии выдерживают намного большую нагрузку чем существует.
Вид электромагнитного расщепителя (кривая отключения)
Следующий параметр, по которому производят выбор автомата защиты — вид электромагнитного расщепителя. Он отвечает за задержку, которая возникает при срабатывании. Она необходима чтобы избежать ложных отключений во время старта моторов различного оборудования.
При включении мотора холодильника, посудомоечной или стиральной машинки, ток в цепи кратковременно возрастает. Это явление называют пусковыми токами, а превышать рабочее потребление они могут в 10-12 раз, но длятся очень недолго. Такое кратковременное повышение вреда не наносит.
Так вот, электромагнитный расщепитель должен иметь задержку, которая позволяет игнорировать эти пусковые токи. Отображается эта характеристика латинскими буквами B, C, D. Эта буква ставится перед номиналом автомата защиты (ми фото). Выбор автомата защиты по этому признаку несложен.
Надо только знать характер планируемой нагрузки:
- Автоматы категории В отключают питание если номинальный ток выше в 3-5 раз. Такие автоматы можно использовать если к линии не подключено оборудование большой мощности, имеющее электромоторы. Например, на освещение, на розеточные группы, в которые включается маломощная техника. Также их ставят на выделенные линии, к которым подключается мощная бытовая техника, но не имеющая моторов — электроплиты, варочные поверхности, духовые шкафы.Буква возле номинального тока обозначает тип электромагнитного расщепителя
- Пакетники категории С сработают, если ток станет больше в 5-10 раз. Они выдерживают старт компрессора холодильника и морозильной камеры, любые другие моторы бытовой техники.
- Защитные автоматические выключатели класса D разомкнут контакты если ток станет больше в 10-20 раз. Их устанавливают в основном на предприятиях, имеющих мощное оборудование. В электропроводке частного дома его имеет смысл поставить только в гараже или мастерской. Если вы там используете какие-то мощные устройства.
Собственно, выбор автоматического выключателя в данном случае прост. На линии освещения достаточно установить автоматы категории B, на остальные можно ставить C.
Выбираем степень защиты от токов КЗ (ток отсечки)
Вторая функция защитного автоматического выключателя — отключать питание при появлении сверх токов, которые возникают при коротком замыкании (КЗ). Автоматы защиты рассчитаны на разные величины этих токов, а характеристика, которая ее отображает — отключающая способность или ток отсечки.
Она показывает, при каком токе КЗ автомат все еще останется в рабочем состоянии. Дело в том, что срабатывает пакетник не моментально, ведь существует задержка срабатывания для игнорирования пусковых перегрузок. Во время этой задержки контакты могут оплавиться и устройство окажется неработоспособным.
Так вот, ток отсечки или отключающая способность показывает, какой ток могут вынести контакты без ущерба работоспособности.
Ток отсечки или отключающая способность прописывается в прямоугольнике
В бытовой электросети применяются защитные автоматы с тремя степенями защиты от токов КЗ: 4500 А, 6000 А, 10000 А. На корпусе прибора эти цифры проставляются в рамочке чуть ниже номинала автомата. По цене разница довольно ощутима, но это оправдано — в более «стойких» пакетниках используют тугоплавкие материалы, а они значительно дороже.
Как выбрать автомат защиты в этом случае? Выбор зависит от местоположения сети относительно подстанции.
Если дом или квартира находятся недалеко, токи КЗ могут быть очень большими, потому отключающая способность должна быть не ниже 10000 А.
Если домовладение находится в сельской местности, сети там старые и/или подача происходит по воздушной сети, достаточно автомата с отключающей способностью 4500 А. Во всех остальных случаях ставят на 6000 А.
Степень защиты корпуса
Степень защиты корпус есть в характеристиках. Она обозначается латинскими буквами IP и двумя цифрами. Первая цифра показывает, насколько устройство защищено от проникновения пыли и посторонних предметов.
Самая низшая защита (отсутствует) — 0, самый высокий уровень — 6 (полная защита от долговременного воздействия). Вторая цифра отображает защищенность от воздействия влаги. Без защиты — 0, может некоторое время находится в воде — 8.
Расшифровка цифр дана в таблице.
IP степени защиты и их расшифровка
Если электрический щиток установлен в квартире, в сухом помещении, достаточно степени защиты IP20. На лестничных площадках желательна уже более высокая степень защиты. Хотя бы IP32. Если автомат устанавливается на улице, стоит ставить не менее IP55.
Дорогие или дешевые?
В магазинах и на рынках есть две ценовые категории защитных автоматов. Одна часть выпускается известными брендами и имеет очень солидный ценник. Это такие Schneider Electric (Шнайдер Электрик), ABB, LeGrand и другие.
Эти марки давно на рынке, имеют европейские корни и устоявшуюся репутацию.
Качество продукции у них всегда на высоте, так что те, кто не любит рисковать и может себе позволить потратить на сборку электрощитка солидные деньги, предпочитают закупаться продукцией этих производителей.
Рядом с ними обычно лежат такие же автоматы, но стоят они в 2-5 раз меньше. Это IEK (ИЕК), EKF (ЕКФ), TDM (ТДМ), DEKRAFT (Деркафт) и др. Это китайские автоматы, но произведенные на заводах.
У некоторых марок (тот же Dekraft) есть европейские корни (в данном случае Германия), но производственные мощности в Китае. Эти марки тоже считаются неплохими, показывают стабильные результаты.
Так что для тех, кто старается не тратить лишних денег — это хороший вариант. Доступный по цене и хороший по качеству.
Выбор производителя автомата защиты
Чего не стоит делать, так это покупать изделия неизвестных производителей. Даже если цена у них очень привлекательная и продавец вам очень их нахваливает.
Есть и при покупке известных брендов подводные камни: слишком много развелось подделок. Причем продают их практически по той же цене, что и оригинал и по внешним признакам отличить их очень сложно. Единственное, на что можно ориентироваться — это меньший вес.
В подделках меньше металла, могут отсутствовать какие-то элементы. За счет этого и вес меньше. Еще могут быть погрешности в нанесении надписей, иногда используются краски других оттенков.
Чтобы все это заметить, надо предварительно хорошо изучить все нюансы оригиналов на официальных сайтах, а еще лучше подержать их в руках.
Источник: https://elektroznatok.ru/oborudovanie/vybor-avtomata
Таблица автоматических выключателей по току
Главная » Выключатель » Таблица автоматических выключателей по току
Для защиты электрических цепей применяются различные предохранительные устройства – УЗО, АВ, дифференциальные автоматы – которые по своему назначению и принципу срабатывания во многом схожи. Некоторые представляют собою «комплект», состоящий из нескольких приборов, помещенных в одном корпусе.
Но все их объединяет общий признак – предохранение линий и присоединяемого оборудования от токовых «сюрпризов», точнее, превышений расчетного значения данного параметра для конкретной «нитки» или всей схемы. В данной статье разберемся с существующими номиналами автоматических выключателей по току.
Люди, не понимающие истинного предназначения АВ и смысла токовой защиты, нередко руководствуются принципом «больше – лучше» (в данном случае подразумевается величина уставки).
Такой подход может привести к тому, что образно говоря, все вокруг расплавится и воспламенится, а автоматический выключатель так и не сработает.
Именно поэтому для каждой цепи АВ выбирается индивидуально, после определения ее параметров.
Содержание
- 1 Расчет величины номинального тока
Расчет величины номинального тока
Что учитывается:
- Напряжение (В). В быту в основном это 220/50.
- Совокупная нагрузка на линии (Вт). Она определяется сложением мощностей всех присоединенных устройств (приборов).
Далее просто, по формуле, известной со школы – P/U = Iн (для однофазной цепи).
Номиналы АВ
Все значения тока – в А.
- Неперестраиваемые АВ. Это самые простые автоматы, устанавливаемые в основном на отдельных нитках. Их номиналы задаются производителем – 6, 10 и 16.
- Регулируемые АВ. За редким исключением, в них можно менять ток, выбирая требуемое его значение. Номиналы АВ – 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 и 100.
При выборе автоматического выключателя следует знакомиться с его паспортом. В нем указывается, кроме основных характеристик, поправочный коэффициент. Он имеет значение, если возможен перегрев устройства. Например, установка в помещениях с высокой температурой, плотная компоновка силового щита и так далее.
electroadvice.ru
Выбор автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля – блог СамЭлектрик.ру
Автоматический выключатель ИЭК. Тепловой ток – 32 А
Автоматический выключатель имеет в народе ещё несколько названий – защитный автомат, пробка, пакетник, или просто автомат.
О чем идёт речь – на картинке слева. Это самая бюджетная модель.
В данной статье пойдет речь о технических характеристиках защитных автоматов, какие они бывают, и как их выбрать в различных случаях.
Совершенно точно можно сказать, что тот, кто внимательно прочитает данную статью, может считаться знатоком автоматических выключателей. По крайней мере, в первом приближении, достаточном для практической работы и понимания процессов.
На эту тему я уже написал на блоге несколько статей, по ходу буду отсылать по ссылкам.
Функции автоматического выключателя
Из названия видно, что это выключатель, который выключает автоматически. То есть, сам, в определенных случаях. Из второго названия – защитный автомат – интуитивно понятно, что это некое автоматическое устройство, которое что-то защищает.
Вот примеры установки и применения таких автоматов – при установке квартирного счетчика и при замене электропроводки в квартире.
Теперь подробнее. Автоматический выключатель срабатывает и выключается в двух случаях – в случае перегрузки по току, и в случае короткого замыкания (КЗ).
Перегрузка по току возникает из-за неисправность потребителей, либо когда потребителей становится слишком много. КЗ – это такой режим, когда вся мощность электрической цепи тратится на нагрев проводов, при этом ток в данной цепи является максимально возможным. Далее будет подробнее.
Кроме защиты (автоматического выключения), автоматы могут использоваться для ручного выключения нагрузки. То есть, как рубильник или обычный “продвинутый” выключатель с дополнительными опциями.
Ещё важная функция (это само собой) – клеммы для подключения. Иногда, даже если функция защиты особо не нужна (а она никогда не помешает), клеммы автомата могут очень пригодиться. Например, как показано в статье Прокладка вводного кабеля от гусака до счетчика.
Количество полюсов
По количеству полюсов автоматы бывают:
- Однополюсные (1п, 1p). Это самой распространенный тип. Он стоит в цепи и защищает один провод, одну фазу. Такой изображен в начале статьи.
- Двухполюсные (2п, 2p). В данном случае – это два однополюсных автомата, с объединенным выключателем (ручкой). Как только ток через один из автоматов превысит допустимое значение, отключатся оба. Применяются такие в основном для полного отключения однофазной нагрузки, когда рвется и ноль, и фаза. Именно двухполюсные автоматы применяются на вводе в наши квартиры.
- Трехполюсные (3п, 3p). Применяются для разрыва и защиты трехфазных цепей. Так же, как и в случае с двухполюсными, фактически это три однополюсных автомата, с общей ручкой включения/выключения.
- Четырехполюсные (4п, 4p). Встречаются редко, устанавливаются в основном на вводе трехфазных РУ (распределительных устройств) для разрыва не только фаз (L1, L2, L3), но и рабочего нуля (N). Внимание! Провод защитного заземления (РЕ) ни к коем случае разрывать нельзя!
Ток автоматического выключателя
Токи автоматов бывают из следующего ряда:
0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.
Жирным выделены номиналы, наиболее часто применяющиеся в быту. Есть и другие номиналы, но о них сейчас не будем.
Данный ток для автоматического выключателя является номинальным. При его превышении выключатель выключится. Правда, не сразу, о чем сказано ниже:
Время-токовые характеристики
Очевидно, что автомат не всегда отключается мгновенно, и иногда ему надо “подумать и принять решение”, или дать шанс нагрузке войти в норму.
Время-токовая характеристика показывает, через какое время и при каком токе отключится автомат. Эти характеристиками также называют кривыми отключения или токо-временными характеристиками. Что точнее, поскольку именно от тока зависит, через какое время отключится автомат.
Кривые отключения или токо-временные характеристики
Поясню эти графики. Как я уже говорил выше, у защитного автомата есть два вида защиты – тепловая (от перегрузки по току) и электромагнитная (от КЗ). На графике работа тепловой защиты – это участок, который плавно спускается. Электромагнитная – кривая резко обрывается вниз.
Тепловая работает медленно (например, если ток превышает номинал в два раза автомат выбьет примерно через минуту), а электромагнитная – мгновенно. Для графика В это мгновение “начинается”, когда ток превышает номинал в 3-5 раз, для категории С – в 6-10 раз, для D (не показан, поскольку в быту не применяется) – в 10-20 раз.
Как это работает – можно пофантазировать, что будет, если ток будет превышать номинал в 5 раз, а защита стоит с характеристикой “С”, как во всех домах. Автомат выбьет только через 1,5-9 секунд, как повезёт. За 9 секунд поплавится изоляция, и проводку надо будет менять. В данном случае поэтому КЗ лучше, чем перегруз.
Выбор автоматического выключателя. Основное правило
Выбирать защитный автомат надо, исходя из площади сечения провода, который этот автомат защищает (который подключен после этого автомата). А сечение провода – из максимального тока (мощности) нагрузки.
Алгоритм выбора автоматического выключателя таков:
- Определяем мощность и ток потребителей линии, которая будет питаться через автомат. Ток рассчитывается по формуле I=P/220, где 220 – номинальное напряжение, I – ток в амперах, Р – мощность в ваттах. Например, для нагревателя мощностью 2,2 кВт ток будет 10 А.
- Выбираем провод по таблице выбора сечения в зависимости от тока. Для нашего нагревателя подойдет кабель с жилой сечением 1,5 мм². Он в самых худших условиях в однофазной сети держит ток до 19А.
- Выбираем автомат, чтобы он гарантированно защищал наш провод от перегруза. Для нашего случая – 13А. Если поставить автомат с таким номинальным тепловым током, то при токе 19А (превышение в полтора раза) автомат сработает примерно через 5-10 минут, судя по время-токовым характеристикам.
Много это или мало? Учитывая, что кабель тоже имеет тепловую инерцию, и не может мгновенно расплавиться, то нормально. Но учитывая то, что нагрузка не может просто так увеличить свой ток в полтора раза, и за эти минуты может произойти пожар – это много.
Поэтому, для тока 10 А лучше использовать провод сечением 2,5 мм² (ток при открытой прокладке – 27А), а автомат 13А (при превышении в 2 раза сработает примерно через минуту). Это для тех, кто хочет перестраховаться.
При этом главное правило будет таким:
Ток провода должен быть больше тока автомата, а ток автомата – больше тока нагрузки
Iнагр < Iавт < Iпров
Имеются ввиду максимальные токи.
И если есть такая возможность, номинал автомата должен быть смещён в сторону тока нагрузки. Например, макс.ток нагрузки 8 Ампер, макс.ток провода – 27А (2,5мм2). Автомат следует выбирать не на 13 или 16, а на 10 Ампер.
Привожу таблицу выбора автомата:
Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля
Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.
Таблица выбора автомата по сечению кабеля
Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!
По таблице – имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.
Теперь – как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?
Таблица выбора защитного автомата по мощности нагрузки
Таблица потребления и ток защитного автомата по мощности приборов
Видно, что производитель рекомендует разные время-токовые характеристики для разных электроприборов. Там, где нагрузка чисто активная (разные типы нагревателей), рекомендована характеристика автомата “B”. Там, где есть электродвигатели – “С”. Ну а там, где используются мощные двигатели с тяжелым запуском – “D”.
Время-токовая характеристика D в эту таблицу не вошла, потому что она не для бытового применения. Подробнее о запуске двигателей рассказано в статье про подключение электродвигателя через магнитный пускатель. А также – про включение твердотельного реле.
Таблица зависимости тока защитного автомата (предохранителя) от сечения
А вот как к току автоматического выключателя в зависимости от площади сечения провода относятся немцы:
Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов
Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают бОльший запас по сравнению с нами.
Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из “стратегического” промышленного оборудования.
Как устроен защитный автомат
Бонусом – устройство защитного автомата, несколько фото автомата, который приведён в начале статьи.
Устройство автоматического выключателя. Как видно, устройство непростое. Верхний (неподвижный) контакт – справа
Автоматический выключатель. За секунду до мусорки)
Как всегда, буду рад вопросам и замечаниям по статье в комментариях!
Рекомендую ещё:
Источник: https://etkfaza.ru/vyklyuchatel/tablica-avtomaticheskih-vyklyuchatelej-po-toku.html
Расчет сечения кабеля и автоматического выключателя
Параметры срабатывания автоматических выключателей
Из таблицы видно, что при токах до 1,13*Iн автомат не сработает.
При возникновении перегрузки цепи на 13% больше номинального тока (1,13*Iн), автоматический выключатель отключиться не ранее, чем через час, а при перегрузке до 45% (1,45Iн), тепловой расцепитель автомата должен сработать в течение одного часа (т.е.
может сработать и через час). Таким образом, в диапазоне токов 1,13-1,45 от номинального тока Iн тепловой расцепитель автомата сработает за время от нескольких минут, до нескольких часов.
Из всего этого следует, что при выборе автоматического выключателя стоит учитывать не только его номинальный ток, но и значение уставки теплового расцепителя, которая не должна превышать длительно допустимый ток для защищаемой линии.
Что будет если не учесть уставку теплового расцепителя при выборе автомата? Для удобства рассмотрим пример:
Возьмем самый распространенный номинал автомата – 16 А, ток перегрузки, при котором сработает автомат в течении часа будет равен 16*1,45=23,2 А (выше была представлена таблица, из которой видно, что значение уставки теплового расцепителя равна 1,45 номинального тока). Соответственно именно под этот ток и стоит подбирать сечение кабеля. Из таблицы 1.3.4. подбираем подходящее сечение: для скрытой электропроводки из меди — это минимум 2,5 мм2 (максимальный ток перегрузки 27 А).
Аналогичным образом можно провести расчёты и для автомата 10 А. Ток, при котором автомат выключится в течении часа будет равен 10·1,45= 14,5А. По таблице этому ток соответствует кабель сечением 1,5 мм2.
Очень часто монтажники пренебрегают этим правилом и для защиты линии сечением 2,5 мм2 ставят автоматический выключатель номиналом 25А (ведь линии длительно может выдерживать ток 25 А).
Но при этом забывают, что неотключаемый ток такого автомата составляет 25*1,13=28,25 А, а это уже больше длительно допустимого тока перегрузки.
Ток, при котором автомат отключится в течении часа составит 25*1,45=36,25 А!!! При таком токе и за такое время кабель перегреется и сгорит.
Также не стоит забывать, что на рынке кабельной продукции большую часть составляют кабеля, произведенные не по ГОСТу, а по ТУ. Из этого следует, что их фактическое сечение будет занижено.
Покупая кабель, произведенный по ТУ, вместо кабеля с сечением жил 2,5 мм2 Вы можете получить кабель с фактическим сечением жил менее 2,0 мм2!
Вот пример того, что может случиться в случае пренебрежения правила выбора сечения кабеля и автомата:
Источник: http://electrotech.by/raschet-secheniya-kabelya-i-avtomata
Выбор автоматических выключателей
Выбор автоматических выключателей должен вестись, исходя из параметров проводов и кабелей, по условиям защиты от перегрузок, по режиму короткого замыкания, по селективности, по типу время-токовой характеристики. Время отключения теплового расцепителя.. Предельная отключающая способность автоматического выключателя..
Координация аппаратов защиты.. Таблица селективности.. Номинальный ток автоматического выключателя..
Выбору автоматов должен предшествовать расчет электрических нагрузок и выбор сечений проводников.
Еще раз подчеркну, что автоматические выключатели защищают линии электрических сетей (провода и кабели) от перегрузок и сверхтоков коротких замыканий.
Поэтому расчет и выбор автоматических выключателей в первую очередь должен вестись, исходя из параметров проводов и кабелей (тип изоляции, материал и сечение токопроводящей жилы, количество жил). Точнее говоря – из предельно допустимой токовой нагрузки проводника.
Кроме того, аппарат защиты должен соответствовать еще ряду критериев правильного выбора.
Критерии выбора автоматических выключателей
Автоматические выключатели рассчитываются и выбираются:• по условиям защиты от перегрузок;• по типу время-токовой характеристики;• по режиму короткого замыкания;
• по селективности;
Выбор АВ по условиям защиты от перегрузок
Автоматические выключатели имеют следующие виды защиты – тепловая, электромагнитная или комбинированная (тепловая и электромагнитная). В соответствии с СП31-110–2003 во внутренних сетях жилых зданий, как правило, следует применять автоматические выключатели с комбинированными расцепителями.
Для защиты от перегрузок предназначена тепловая защита. Параметром, определяющем ток срабатывания теплового расцепителя, является номинальный ток автоматического выключателя.
Рабочая характеристика автоматического выключателя должна отвечать условиям:
Iр.max ≤ Iн.а ≤ Iд.н , (1)
где Iд.н – предельно допустимый номинальный ток нагрузки проводника при расчетной температуре, А;
Iр.max – максимальный расчетный ток нагрузки, А.
Iн.а – номинальный ток автоматического выключателя, защищающего проводник, А
Пример 1. Выберем вводной автомат по защите от перегрузок.
Расчетные данные:
• максимальный расчетный ток на вводе Iр.max = 27,5 А;
• марка кабеля ВВГнг 3х10;
ПУЭ изд.7, табл.1.3.4. Кабель ВВГнг 3х10 выдерживает при расчетной температуре длительный номинальный ток, равный 50А. Это значение тока совпадает со стандартным значением номинальных токов выключателей. Поэтому в соответствие с условием (1) выбираем номинальный ток автоматического выключателя, равным 50А. Для вводного автомата предварительно выбираем ВА47-29 D50.
Пример 2. Выберем автоматический выключатель для групповой розеточной сети.
Дано:
• максимальный расчетный ток розеточной сети Iр.max = 6,4 А;
• марка кабеля ВВГнг 3х2,5;
Смотрим ПУЭ, табл. 1.3.4. Сечению кабеля 3х2,5 соответствует допустимый длительный ток нагрузки Iр.max = 21 А. В соответствии с условием (1) выбираем (в меньшую сторону) ближайшее стандартное значение номинального тока выключателя Iн.а = 20 А.
Для розеточной сети выбираем ВА47-29 С20.
Время отключения теплового расцепителя зависит от значения тока перегрузки и время-токовой характеристики автоматического выключателя.
Время-токовая характеристика покозана на рис.1. Рассмотрим ее внимательно:
Рис.1
• характеристика комбинированного расцепителя имеет две ступени. Участок характеристики с плавной зависимостью времени срабатывания выключателя от тока отвечает за тепловую защиту. Участок справа (мгновенное расцепление) характеризует работу выключателя в режиме короткого замыкания.
• время-токовая характеристика состоит из двух линий. Область графика, ограниченная этими двумя линиями, называется зоной срабатывания. Она определяется погрешностью теплового и электромагнитного расцепителей, погрешностью уставок, температурными условиями.
• верхний участок характеристики не пересекается с осью времени. Это означает, что тепловая защита надежно срабатывает лишь при токе нагрузки, превышающем номинальный ток выключателя.
Делаем выводы:
• время срабатывания тепловой защиты обратно пропорционально току перегрузки.
Действительно, если при кратности номинального тока, равной 2 тепловой расцепитель может сработать в интервале времени от 15сек. до 2минут, то при кратности 1,5 в интервале времени от 1мин. до 40мин.
• для надежного срабатывания теплового расцепителя требуется ток, превышающий номинальный ток автоматического выключателя (согласно ГОСТ Р 50571.5-94 его практически принимают равным току срабатывания при заданном времени срабатывания для автоматических выключателей).
Все то время, которое необходимо для срабатывания теплового расцепителя, провода и кабели будут работать с перегрузкой, а значит нагреваться. Поэтому к выбору аппаратов защиты линий электрических сетей от перегрузок (в соответствии с сечением проводов и кабелей) нужно подходить с особой ответственностью.
Выбор автомата по типу время-токовой характеристики
Время-токовая характеристика – это кривая, построенная в координатах тока и времени и отражающая взаимосвязь этих параметров в определенных условиях эксплуатации. Международный стандарт МЭК 60898–95 определяет три типа характеристик мгновенного расцепления: В, С и D.
Автоматические выключатели российских производителей выпускаются по ГОСТ Р 50345, который полностью соответствует МЭК 60898–95.
На рис.2 представлены все три типа время-токовых характеристик:
Рис.
2
Здесь на вертикальной шкале – время срабатывания автоматического выключателя в секундах, а на горизонтальной шкале – отношение тока нагрузки к номинальному току автоматического выключателя. На графиках видно, что области срабатывания выключателей с характеристиками В, С и D сдвинуты по оси токов.
Диапазоны мгновенного расцепления выключателя в зависимости от кратности сверхтока по отношению к номинальному Iн.а приведены ниже:
Тип время-токовой характеристики Диапазон кратности I/Iн.
а
В от 3 до 5
С от 5 до 10
D от 10 до 14
Выбор автоматических выключателей по типу защитных характеристик производится, исходя из характера нагрузки. В электрических сетях жилых зданий в основном используются автоматические выключатели с характеристиками типов В и С. В электроустановках, где нагрузка носит индуктивный характер и имеют место значительные пусковые токи, нужно использовать выключатели с расцеплением типа D.
Выбор автоматического выключателя по режиму короткого замыкания
При выборе автоматических выключателей по режиму короткого замыкания защитный аппарат проверяется по номинальной отключающей способности и времени отключения полного тока КЗ.
Номинальная отключающая способность – максимальный ток короткого замыкания, который данный автомат способен отключить и остаться в работоспособном состоянии.
ГОСТ Р 50345 определяет следующие стандартные значения номинальной отключающей способности :
1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 (А).
Для выбора выключателя по отключающей способности нужно рассчитать токи КЗ на шинах вводного устройства, на шинах распределительного щита и у наиболее удаленного потребителя.
Отметим, что для расчета режима КЗ на всех участках проектируемых сетей проектировщику необходимо знать токи КЗ на высокой стороне подстанции или шине РУНН, а это находится в компетенции электроснабжающей организации. Обычно эти вопросы согласовываются со специалистами электросетей при оформления заявки на получение ТУ.
Важно, чтобы ток КЗ в точке присоединения был вписан в ТУ.
Выполнив расчет режима короткого замыкания в проектируемых сетях, выбирают аппараты защиты по номинальной отключающей способности.
В соответствии с ГОСТ Р 50571.5-94 п. 434.3.
2:
• время отключения полного тока КЗ в любой точке сети не должно превышать времени, в течение которого температура проводников достигает предельно допустимого значения.
Значения предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ приведены в ПУЭ, п. 1.4.
16
• для короткого замыкания продолжительностью до 5 с время t, в течение которого превышение температуры проводников от наибольшего значения допускаемой температуры в нормальном режиме до предельно допустимой температуры может быть приблизительно подсчитано по формуле:
√t = K∙ S/I
где t – продолжительность, с;
S – сечение, мм2;
I – действующее значение тока короткого замыкания, А;
K = 115 – для медных проводников с поливинилхлоридной изоляцией;
K = 135 – для медных проводников с резиновой изоляцией, с изоляцией из сшитого полиэтилена;
K = 74 – для алюминиевых проводников с поливинилхлоридной изоляцией;
K = 87 – для алюминиевых проводников с резиновой изоляцией, с изоляцией из сшитого полиэтилена;
ПУЭ п.1.4.16. Температура нагрева проводников при КЗ должна быть не выше следующих предельно допустимых значений, º С
| Шины: | |
| медные | 300 |
| алюминиевые | 200 |
| стальные, не имеющие непосредственного соединения с аппаратами | 400 |
| стальные с непосредственным присоединением к аппаратам | 300 |
| Кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение, кВ: | |
| до 10 | 200 |
| 20 – 220 | 125 |
| Кабели и изолированные провода с медными и алюминиевыми жилами и изоляцией: | |
| поливинилхлоридной и резиновой | 150 |
| полиэтиленовой | 120 |
| Медные неизолированные провода при тяжениях, Н/мм2: | |
| менее 20 | 250 |
| 20 и более | 200 |
| Алюминиевые неизолированные провода при тяжениях, Н/мм2: | |
| менее 10 | 200 |
| 10 и более | 160 |
| Алюминиевая часть сталеалюминиевых проводов | 200 |
ПУЭ, таблица 1.7.1
Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы TN
| Номинальное фазное напряжение U0, В | Время отключения, с |
| 127 | 0,8 |
| 220 | 0,4 |
| 380 | 0,2 |
| Более 380 | 0,1 |
Пример 3. Проверим выбранный автомат на вводе на соответствие расчетным токам КЗ и допустимому времени защитного отключения.
Дано:
• вводной автомат ВА47-29 D50 с отключающей способностью 4,5кА (справочные данные);
• расчетный ток КЗ на шине ВРУ – 2,5 кА (результаты расчетов);
• марка кабеля ВВГнг 3х10
Отключающая способность выбранного автомата 4,5 кА превышает расчетный ток КЗ 2,5 кА.
Время отключения вводного автомата при токе КЗ = 2,5 кА определим по формуле:
√t = КS/I ; t =(КS/I)2 = (115∙10/2500)2 = 0,21 сек.
В соответствие с табл. 1.7.1 расчетное время отключения не превышает допустимого значения (0,21 сек.< 0,4 сек.).
Таким образом, вводной автоматический выключатель по режиму КЗ выбран правильно.
Пример 4. Проверим автомат для групповой розеточной сети на соответствие расчетным токам КЗ и допустимому времени защитного отключения.
Дано:
• групповой автомат ВА47-29 С20 с отключающей способностью 4,5кА;
• расчетный ток КЗ в конце линии 1,0 кА
• марка кабеля ВВГнг 3х2,5
Отключающая способность выбранного автомата соответствует расчетному току КЗ.
Время отключения тока КЗ = 1,0 кА определим по формуле:
√t = КS/I ; t =(КS/I)2 = (115∙2,5/1000)2 = 0,1 сек.
Расчетное время отключения также не превышает допустимого значения.
Выбор автоматического выключателя по селективности
Селективностью называют свойство аппаратов защиты отключать только поврежденный участок. С учетом этого, селективность должна быть обеспечена между защитными аппаратами высокой стороны питающего трансформатора и вводным автоматом на низкой стороне, между вводным автоматом на низкой стороне и автоматами отходящих линий и т. д.
Решение проблемы селективности сводится к обеспечению отключения защищаемой цепи аппаратом защиты со стороны нагрузки до того, как отключение начнет аппарат защиты со стороны питания.
При решении этой задачи можно выделить три характерных уровня системы электроснабжения (см. рис. 3), каждый из которых имеет различные особенности и предъявляет свои требования к аппаратам защиты по селективности.
Рис.
3
Для уровней А и Б характерны следующие особенности:
• повышенные требования к бесперебойности электроснабжения, так как ложное срабатывание аппарата на этих уровнях приводит к отключению большого числа потребителей;
• относительно высокие значения токов короткого замыкания в силу близости к источнику питания;
• большие номинальные токи, так как вся нагрузка нижерасположенной сети питается от этих секций.
Между аппаратами на ГРЩ и нижестоящими аппаратами наиболее часто используется временная селективность. Этот вид селективности обеспечивается за счет смещения или сдвига времятоковых характеристик последовательно расположенных автоматических выключателей по оси времени (см. рис. 4).
Рис. 4. Временная селективность
Уровень В. Конечное распределение
Основными требованиями этого уровня, как правило, являются обеспечение эффективного токоограничения и электробезопасность (т.к. аппараты этого уровня наиболее часто защищают непосредственно конечного потребителя). Поэтому на этом уровне применяются модульные токоограничивающие автоматические выключатели.
Этот случай, когда рассматриваемая пара автоматических выключателей относится к токоограничивающим, является наиболее сложным видом координации защитных аппаратов.
Поэтому координация токоограничивающих аппаратов согласно МЭК 60947.2 (ГОСТ 50030.2) может быть гарантирована только производителем, который обязан проводить испытания и подтверждать таким образом этот тип координации. Результатом этих испытаний и гарантией обеспечения селективности между токоограничивающими аппаратами являются специальные таблицы селективности, которые имеются в каталогах фирм-производителей оборудования. Такие таблицы разработаны для профессиональных серий защитных аппаратов.
Кроме рассмотренной временной селективности, еще есть следующие виды селективности :
• токовая селективность, которая предполагает смещение или разнесение время-токовых характеристик последовательно расположенных защит по оси тока;
• зонная или логическая селективность – реализуется между двумя аппаратами защиты, объединенными специальным каналом связи. Когда расположенный ниже аппарат обнаруживает повреждение, он посылает сигнал вышестоящему выключателю, который начинает отсчет выдержки времени. Если за это время расположенный ниже выключатель не в состоянии отключить возникшее повреждение, то срабатывает выключатель, расположенный выше.
Селективность по току обеспечивается путем задания различных уставок автоматических выключателей (максимальной токовой отсечки). Более высокие уставки имеют автоматические выключатели на стороне питания. Эти решения приемлемы для уровней А (ГРЩ) и уровня Б (вторичное распределение) системы электроснабжения, т. е. для больших автоматов, расцепители которых всегда можно подстроить. При конечном распределении электроэнергии (уровень В), где главным образом используются модульные токоограничивающие автоматы (бюджетные серии), селективность не обеспечивается или возможна только частичная селективность.
Например, в бытовом жилом секторе токи КЗ на вводе в дом и у самого удаленного потребителя будут отличаться незначительно (сети, как правило, короткие). При токах КЗ от 1000 до 3000 А, характерных для таких сетей, модульные автоматические выключатели в аварийной групповой сети и на вводе будут срабатывать практически одновременно. Чтобы этого не происходило, можно установить на вводе вместо вводного автомата выключатель нагрузки. Сделать это несложно, поскольку малогабаритных разъединителей нагрузки с установкой на дин-рейку на рынке предостаточно. В этом случае при КЗ будет отключаться только аварийная групповая линия.
При перегрузках селективную работу автоматических выключателей обеспечить просто. Для этого достаточно, чтобы номинальный ток автомата со стороны питания был больше номинального тока автоматического выключателя со стороны потребителей.
Источник: http://vgs-design-el.blogspot.com/2013/08/blog-post.html
Расчет автоматических выключателей
Перед приобретением автоматического выключателя необходимо выполнить расчет его параметров.
Расчет подразумевает определения номинального электротока автоматического устройства и время-токовые параметры. При этом количество полюсов выключателя не зависит от полученных показателей, во внимание берется схема подключения питания.
Автоматический выключатель – это устройство для защиты линии электропитания от разрушений электротоком, значение которого превышает возможности конкретной проводки. Таким образом, при расчете нужно учитывать не только мощность включенных в сеть нагрузок, но и допустимый для линии питания рабочий электроток, возникающий при включении потребителей (пусковые токи).
При расчете номинального значения выключателя берется во внимание рабочий ток электрической проводки и используются специальные расчетные таблицы, в которых приведено соответствие материала и сечения провода определенных характеристикам тока. Также не следует забывать и о пусковых токах подключаемых устройств.
Расчет тока автоматического выключателя
Как уже было оговорено выше, в расчет показателя защитного автомата берется сила тока, допускаемая для безопасного и нормального функционирования конкретной линии электропитания.
То есть, чтобы определить номинал автоматического выключателя необходимо определить максимальный рабочий электроток линии питания, но не силу и мощность тока подключенного оборудования.
Иными словами, расчет мощности нагрузки выполнятся лишь в случаях, когда электрическая проводка соответствует мощностям нагрузки.
Во многих случаях, используемый расчет выключателя по суммарной мощности нагрузок не учитывает тот факт, что это устройство в первую очередь используется для защиты электрических линий, а не самой нагрузки.
В документации на электрическую проводку обычно не указывается номинальный рабочий электроток, поэтому определять этот показатель приходится только по сечению токопроводящей жилы кабеля.
Величина электротока, который способен выдержать провод без нагрева, зависит от материала его исполнения (алюминия или меди), площади сечений и способа монтажа проводки (скрытая, открытая, в трубе, в земле, в лотке).
Сечение провода напрямую зависит от диаметра проводника, который можно измерить с помощью штангельциркуля или микрометра. Рассчитывается сечение проводника по следующей формуле:
S≈0,785*D2 ,
Где:
- S– это площадь сечения, квадратные миллиметры;
- D– это диаметр проводника, миллиметры.
Зная диаметр токопроводящей жилы и таблицы зависимости от материала (первая – для медных, вторая – для алюминиевых жил), устанавливаем допустимые показатели для электропроводки.
Отметим, что допустимая величина электротока электрической проводки, указанная в таблицах, справедлива для скрытого типа проводки. Кроме того, по таблице видно, что допустимый ток для проводки с одним двухжильным проводом немного выше, чем с трехжильным.
Это объясняется тем, что рабочий электроток ограничен температурой, до которой нагреваются провода при прохождении по ним тока. При использовании трехжильного кабеля, теплоотдача в сравнении с двухжильным, снижается, следовательно, уменьшается и величина допустимого электротока.
В свою очередь при применении одножильного провода, допустимый ток проводки выше, чем у двухжильного.
После того, как установлен рабочий электроток, можно выбирать номинал автоматического выключателя, который будет эту электропроводку защищать. Обычно номинал автомата выбирается равным или немного меньшим от рабочего значения. В некоторых случаях возможно установка автомата с номиналом немного выше рабочего электротока.
Выбор характеристической кривой
Кроме номинала выключателя, необходимо выбрать и время-токовую характеристику,- кривая автомата, зависящая от пусковых электротоков.
В приведенной ниже таблице указана кратность пусковых токов и их продолжительность для некоторых электрических приборов.
Зная кратность пускового электротока и тока электрических приборов можно установить силу тока и время действия повышенного электротока при включении прибора в сеть. Например, мощность электрической мясорубки составляет 1,5 киловатт, рабочий ток – 6,81 ампер. С учетом кратности пускового тока для этого прибора – получаем 48 ампер.
Такой ток может протекать по электрической цепи в течение 3 секунд. Если использовать выключатель B16 для защиты линии, которая питает эту мясорубку, то посмотрев на время-токовую характеристику можно увидеть, что при перегрузка в момент ее включения в три раза превышает номинал выключателя.
В связи с этим для защиты линии лучше использовать выключатель С16, у которого срабатывание при кратковременном повышении тока, составляет 80 ампер.
В таблице приведена и большая кратность электротоков, например, у блоков питания, где электролитические конденсаторы создают пусковые токи с 10 разовой кратность. Обычно мощность таких токов незначительна, а продолжительно такого тока невелика, поэтому они не создают угроз для пускового срабатывания автомата.
Источник: https://electrikagid.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/raschet-avtomaticheskikh-vyklyuchateley.html
Загрузка...
