Как рассчитать узо по мощности – советы электрика

Как рассчитать узо по мощности

Твёрдо решив с помощью УЗО обезопасить свою семью от электрического тока, а свой дом от возгораний, нужно правильно рассчитать характерные показатели защиты и потребления, для того, чтобы подобрать подходящий номинал.

Трехфазное и однофазное УЗО

Прежде всего, нужно чётко осознавать и различать как параметры самого защитного устройства, так и характеристики подключаемых потребителей электроэнергии.

Параметры УЗО и примеры

На корпусе УЗО указывают:

• Iкзmax – предельный ток короткого замыкания (КЗ) не больше 0,25с. -зависит от сечения проводников, и их длины, приблизительно равной расстоянию до питающей трансформаторной подстанции. Чем она ближе, тем большим будет Iкзmax. Данный параметр указывают в виде числа, обведённого рамкой;

Пояснение. на практике применяют: для частных жилых домов Iкзmax=4500А, для многоквартирных Iкзmax=6000А, для промышленных установок Iкзmax=10000А.

• Un – номинальное напряжение, 220В для однофазной, 380В для трёхфазной сети;
• In – номинальный (рабочий) ток. Этот параметр выбирают на одно значение больше, чем у защитного автомата. То есть, нужно предварительно рассчитать нагрузку сети, просуммировав потребляемые всеми устройствами токи.

Пояснение. если вводной автомат регламентирован техническими условиями, то считать уже не нужно, просто выбрать следующее значение из ряда: 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.
Например, если на вводе стоит автомат 25А, то УЗО следует выбрать 32А;

• IΔn – дифференциальный ток утечки, отличительный параметр, свойственный только устройствам защитного отключения и дифавтоматам (УЗО+автомат). Имеет ряд значений: 10, 30, 100, 300, 500 мА;

1. IΔn=10мА – для отдельных бытовых приборов или групп: электроплита, холодильник, стиральная машина, бойлер; электропитание в ванной, бане, подвале, – то есть, для питания электроприборов с металлическим корпусом в местах с повышенной влажностью;
2. IΔn=30мА – самый популярный параметр для установки на вводе для защиты всего дома или квартиры;
3. IΔn=100мА и больше – используется для обеспечения пожарной безопасности разветвлённых энергосетей. Порядок расчета IΔn для таких потребностей представлен ниже.

Таблица некоторых параметров УЗО

Тип дифференциального тока утечки, вызывающий срабатывание устройства, обозначается буквами или символьным обозначением:

• АС – IΔn переменный. Обозначение – синусоида. Применяется для электронагревательных приборов, систем освещения, электродвигателей;
• А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный. Предпочтительно его применение для подключения холодильников, стиральных машин, другой техники, в которой опасное постоянное напряжение может появиться на корпусе. Самый популярный в быту тип;
• В – IΔn переменный и сглаженный постоянный — используется преимущественно в промышленных установках;
• S – обеспечивает селективность (выборочность) срабатывания устройств защиты. Имеет задержку во времени 0,1-0,5 с. Применяется для установки на вводе для больших объектов с большим количеством потребителей и повышенными требованиями к электротехнической безопасности. Например, если в гостинице постоялец уронит фен в ванную, не должен отключиться весь отель или этаж, а только устройство для данного потребителя.
• G – также используется для селективной защиты с высокой устойчивостью к ложным срабатываниям, имеет задержку 0,05-0,09 с;
• Степень защиты IP20 (наиболее распространённый вариант) означает, что устройство имеет второй класс защиты от прикосновений и нулевой класс (не имеет) влагозащищённости. Если требуется работа устройств во влажных местах, нужно интересоваться второй цифрой данного параметра;
• Логотип производителя – важная характеристика, требующая особого рассмотрения, выходящего за рамки данной статьи. Следует обратить внимание на репутацию фирмы, отзывы клиентов, а также на внешний вид самого изделия – неряшливо нанесённые обозначения, некачественная сборка, неровность стыков должна насторожить покупателя. Отличительной чертой производителей является износостойкость изделия.

УЗО крупным планом. Можно рассмотреть параметры

Температурный режим. Для обычных устройств находится в диапазоне -5 +40°С, но в пост советском пространстве особую популярность снискали устройства специального исполнения: -25+40°С;

Электрическая схема. Для не специалиста она мало о чём может сказать, но обратить внимание нужно на наличие треугольника, обозначающего усилитель, что означает принадлежность УЗО к электронному типу.

Они дешевле, но менее надёжны, особенно в условиях нестабильного напряжения сети – от него питается электрическая схема усиления, склонная к выходу из строя при данных условиях. При обрыве ноля и одновременной утечке фазного напряжения эта система не сработает.

Описание параметров УЗО на корпусе

Стоит ещё раз напомнить, что УЗО применяются только совместно с автоматами защиты.

Приняв к сведению вышеописанные характеристики, зная номинал своего вводного защитного автомата, для загородного дома или квартиры можно осуществить выбор УЗО, оперируя только этими данными, не вникая сложности электротехнических расчётов.

Пример выбора УЗО без расчета

Допустим на входе автомат In=20А. Подходящим значением номинала защитного устройства будет 25А, тип А (данное требование часто встречаемое на многих бытовых электроприборах). Для входного устройства IΔn=30 мА, для отдельных электроприборов IΔn=10 мА. (в этом случае также обязательно ставить последовательно защитный автомат, In которого выбирается соответственно нагрузке).

Значение In УЗО также должно быть выше на одно значение.
Для того чтобы выбрать подходящий УЗО противопожарной защиты для больших разветвлённых сетей, для начала нужно узнать суммарный потребляемый ток IΣ всеми устройствами.

IΣ = IP1+ IP2+ IP3+…IPn

В случае расчета по мощности, вычислить IΣ можно исходя из формулы:

где PΣ – суммарная мощность.

Потом следует вычислить суммарный ток утечки IΔΣ. Согласно требованию ПУЭ 7.1.83, при невозможности узнать ток утечки IΔP у конкретного электроприемника, его выбирают равным 0,4 мА на каждый Ампер нагрузки, а для проводника принимается значение IΔL = 10мкА=0,01мА на каждый метр длины L фазного провода.

Конечная формула расчета приобретает вид:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3* IΔΣ

Конкретный пример с расчетом

Допустим, требуется рассчитать УЗО для обеспечения надёжной пожарной безопасности большого деревянного трёхэтажного дома, используемого в качестве гостиного двора на горнолыжном курорте.

Подразумеваем низкие температуры (специальное температурное исполнение, -25°С), отсутствие газа (отопление и приготовление пищи только благодаря электроприборам), наличие холодильников, стиральных машин, бойлеров, различной бытовой аппаратуры. Допускаем, что расчёты для отдельных групп пользователей уже произведены, требуется рассчитать общее вводное устройство защиты (тип S).

Узнать ток потребления для каждого устройства можно из паспорта электроприбора, с помощью калькулятора произвести расчёты. Принимаем условное расчётное значение IΣ = 52А. Ближайшее значение защитного автомата – 63А, соответственно In УЗО будет 80А. С помощью линейки, рулетки измерить длину всего кабеля находящегося под напряжением, в независимости от подключения к нему нагрузки.

Примем, что длина проводов в сумме 280 м. Подставляем данные в формулу: IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3*(0,4* 52 +0,01*280)= 70,8 (мА).

Ближайшее значение IΔn=100мА будет достаточным для обеспечения надежной защиты без ложных срабатываний.

Итоговый УЗО:
80А, тип S, IΔn=100мА, t -25°С.

Источник: http://electricremont.ru/kak-rasschitat-uzo-po-moshhnosti.html

Как правильно выбрать УЗО по мощности: разновидности аппаратов + как подобрать

Рост количества бытовой техники повышает риски получения электротравмы при ее эксплуатации. Поэтому в помещениях рекомендуется устанавливать защитные системы, предупреждающие утечки тока.

Важно понимать, как выбрать УЗО, чтобы бытовая техника была безопасной, а ее работа стабильной.

Принцип работы УЗО

Для предупреждения случайного удара током при контакте с бытовыми и промышленными электроприборами было изобретено устройство защитного отключения.

В его основе лежит трансформатор с тороидальным сердечником, который мониторит силу тока на «фазе» и «нуле». Если ее уровни расходятся, то происходит срабатывание реле и отключение силовых контактов.

Проверить УЗО можно нажатием специальной кнопки «ТЕСТ». В результате имитируется утечка тока, и прибор должен отключить силовые контакты

В норме любой электрический прибор имеет утечку тока. Но ее уровень настолько мал, что безопасен для человеческого организма.

Например, при всовывании ребенком в розетку оголенного металлического штыря произойдет утечка электричества через тело, и УЗО отключит свет в квартире.

Скорость срабатывания устройства такова, что организм вообще не испытает никаких негативных ощущений.

УЗО-адаптер удобен возможностью быстрого перемещения между розетками. Он подойдет людям, не желающим заниматься монтажом стационарных защитных устройств

В зависимости от мощности подключенной техники, наличия промежуточных защитных устройств и длины электропроводки применяют УЗО с различным предельным значением дифференциальных токов.

Наиболее распространены в быту защитные аппараты с пороговым уровнем 10 мА, 30 мА и 100 мА. Этих приборов достаточно для защиты большинства жилых и офисных помещений.

Следует помнить, что классический УЗО не предохраняет электропроводку от короткого замыкания и не отключает силовые контакты при перегрузке сети. Поэтому желательно использовать эти приборы в комплексе с другими механизмами электрозащиты.

Классификация защитных устройств

Несмотря на простоту внутреннего устройства, выбор моделей УЗО на рынке довольно велик. Каждый прибор имеет определенный набор технических параметров, которые невозможно настроить в процессе эксплуатации.

Производитель и размеры УЗО не влияют на возможность совместного использования в рамках одной схемы. Их можно монтировать в любой комбинации

Для облегчения выбора УЗО следует рассмотреть варианты классификации этих устройств.

1. По скорости срабатывания механизма УЗО разделяются на обычные и селективные. Первые отключают силовые контакты практически мгновенно, а вторые – с задержкой. Селективные УЗО применяют в многоуровневых системах, где важна последовательность срабатывания.
2. По виду реле УЗО разделяют на электромеханические, разрывающие контакт механическим способом, и электронные, предотвращающие подачу тока с помощью полупроводниковой схемы.
3. По виду тока. УЗО типа AC отключается от утечки переменного тока, типа A – от переменного и постоянного.
4. По дополнительным функциям: без защиты от перегрузок сети и с таковой. УЗО с механизмом срабатывания от короткого замыкания или высокого тока обычно называют дифавтоматами.
5. По конструкционному исполнению. Существуют УЗО, прикрепляемые на DIN-рейку, на стену, а также приборы в виде розетки, переносного устройства, адаптера.
6. По рабочему напряжению: для 220В, 380В, комбинированные.
7. По энергозависимости. Есть модели УЗО, способные и неспособные отключать силовую нагрузку при отсутствии рабочего напряжения.
8. По количеству подключенных полюсов: двухполюсные и четырехполюсные.

Для правильного выбора УЗО мало знать его технические характеристики. Чтобы устройство эффективно выполняло свою защитную функцию, нужно учитывать при его покупке длину домашней электропроводки, мощность подключаемых приборов и некоторые другие параметры.

Правила выбора защитных аппаратов

Перед покупкой УЗО можно посетить форумы электриков для поиска совета о надежности того или иного производителя.

Однако подбирать максимальный и пороговый ток, количество полюсов, схему крепления и другие технические параметры необходимо строго индивидуально, исходя из особенностей помещения и электрической разводки.

Выбор прибора по мощности

Устройство защитного отключения не контролирует энергопотребление подключенных приборов, но имеет ограничения по максимально пропускаемому току.

Поэтому важно знать, как выбрать УЗО по максимальной мощности, чтобы при монтаже схемы разводки правильно учесть энергопотребление каждой группы помещений. Ведь при превышении номинальным током порогового для прибора значения он может перегореть.

В квартирах и частных домах обычно используют одноуровневую или двухуровневую систему УЗО. Каждая из них имеет свои особенности.

Схема с единственным УЗО предохранит помещение от пожара, а человека – от большинства потенциальных электротравм.

Её минусом является необходимость покупки прибора с высоким порогом дифференциального тока

Например, при энергопотреблении стиральной машинки 2,4 кВт, освещения 1,1 кВт и других приборов 2,8 кВт, УЗО должно пропускать (2400+1100+2800)/220=28 А.

В этом случае, при номинальном токе устройства защитного отключения 30 А, оно не перегорит даже при одновременной работе всей бытовой техники и освещения.

Одноуровневая схема распространена в частных домах, где УЗО устанавливаются отдельно в каждой хозяйственной постройке: гараже, теплице, мастерской

Существует вариант разветвленной одноуровневой схемы установки УЗО. В такой ситуации провода от счетчика с помощью специальной шины разветвляются на несколько групп, каждая из которых контролируется отдельным защитным аппаратом.

Расчет номинального тока для каждого УЗО при разветвленной одноуровневой системе осуществляется отдельно. При этом учитывается максимальная мощность потенциально подключаемых к устройству приборов.

Например, при подключении к УЗО исключительно стиральной машины с энергопотреблением 2,4 кВт, его номинальный ток должен будет составлять не менее 2400/220=10,9 А.

Двухуровневая схема обычно монтируется в рамках одного электрощита и не имеет других минусов, кроме повышенных затрат на покупку УЗО

Оптимальной, с точки зрения безопасности и ремонтопригодности, является двухуровневая система УЗО.

Первый ее уровень устанавливается на входе в квартиру и обеспечивает противопожарную безопасность. Номинальный ток этого защитного устройства обязан быть не ниже максимальных возможностей прибора учета электроэнергии.

Второй уровень энергозащиты ставится на отдельные группы потребителей. Это могут быть комнаты, этажи, пристройки, уличное освещение, единичные розетки.

Устройства второго уровня обычно стоят дешевле и имеют меньший номинальный ток. Сумма его значений у всех устанавливаемых приборов должна быть меньше, чем у базового УЗО на входе в помещение.

Преимуществом двухуровневой системы является возможность отключения отдельных групп электроприборов при наличии утечки тока. Это позволяет отремонтировать технику или найти проблемы с изоляцией в стене без обесточивания всей квартиры.

Расчет необходимого дифференциального тока

Каждая модель УЗО срабатывает при определенном уровне дифференциального тока, возникающего между двумя жилами электрокабеля. Поэтому важно знать, как подобрать для дома УЗО с безопасными характеристиками.

Электрическая энергия в минимальных количествах способна просачиваться и сквозь нормальную изоляцию проводов, которая соответствует нормам по элекробезопасности

При расчете порогового дифференциального тока УЗО учитывают сразу несколько параметров:

• длину провода до потребляющего электроэнергию прибора;
• естественную утечку тока в технике;
• мощности приборов.

Общая формула определения дифтока следующая:

IΔ=(0,4Iрасч(A)+0,01Lпровода(м))/1000

Для примера, возьмем вышеописанную схему электроприборов и их мощности. Пусть длина кабеля к каждой группе бытовых устройств будет равна 12 м.

Расчет параметров УЗО для вышеприведенной схемы будет следующим:

• IΔмаш=(0,4*2800/220)+0,01*12=5,21 мА;
• IΔосв=(0,4*1100/220)+0,01*12=2,12 мА;
• IΔроз=(0,4*2400/220)+0,01*12=4,48 мА.

Согласно рекомендациям, пороговый ток аппарата должен быть в три раза больше рассчитанного дифференциального. Что связано с повышенной электронагрузкой в первую секунду включения бытовой техники.

Если не соблюсти это правило, то возможны частые ложные срабатывания УЗО, что будет создавать проблемы для потребителей.

Пороговый дифференциальный ток всегда указывается на передней панели УЗО, потому что является ключевой характеристикой, влияющей на схему его монтажа

Поэтому для каждой рассматриваемой группы электроприборов минимальное значение порогового дифференциального тока будет следующим:

• 5,21 мА*3=15,63;
• 2,12 мА*3=6,36;
• 4,48 мА*3=13,45.

То есть для стиральной машины и группы розеток понадобится УЗО с дифтоком 30 мА, а для группы освещения будет достаточно устройства на 10 мА.

Такие характеристики приборов обеспечат нормальное функционирование техники и обезопасят людей от электроудара. Не рекомендуется для этих целей устанавливать УЗО с параметром выше 30 мА.

При двухуровневой схеме ток утечки основного защитного устройства, расположенного на входе в помещение, выбирается в пределах 100-300 мА.

Эти УЗО срабатывают при пробое старой или поврежденной изоляции внутри стен. Таким образом, обеспечивается защита помещения от пожара при скрытых дефектах электропроводки.

Время срабатывания УЗО

В двухуровневой системе появление значительной утечки тока может привести к срабатыванию защитного аппарата на обоих уровнях.

Чтобы исключить такую ситуацию, в качестве базового можно установить селективное защитное устройство. Его время срабатывания составляет 150-500 мс, что в разы больше, чем у стандартного УЗО (20-40 мс).

Время срабатывания УЗО зависит от уровня дифференциального тока: чем он выше и опаснее, тем быстрее отключаются силовые контакты

При таком подборе аппаратов отключаться будет только электропитание на втором уровне, что не приведет к исчезновению электричества во всей квартире.

Что касается обычных УЗО, то чем меньше время их реакции, тем они безопаснее. Этот факт необходимо учитывать при их покупке.

Выбор надежного производителя

Непосредственно защитная функция УЗО мало зависит от его производителя. Прибор любой фирмы, за исключением явно бракованных моделей, будет отключать электропитание при превышении дифференциальным током порогового значения.

Минусы защитных устройств могут состоять в следующем:

• ложные срабатывания;
• повышенное гудение;
• нагрев во время работы;
• хлипкость корпуса, что может привести к его повреждению при монтаже;
• малый гарантийный срок.

Чем надежнее и авторитетнее производитель УЗО, тем меньше перечисленных недостатков будет иметь его оборудование.

По надежности УЗО известных отечественных компаний не уступают европейским производителям, поэтому стоит присмотреться к их модельному ряду тщательнее

Однако с ростом качества будет расти и цена. Наиболее надежными производителями защитных устройств являются:

1. Legrand;
2. ABB;
3. AEG;
4. КЭАЗ;
5. Schneider Electric;
6. Siemens;
7. DEKraft;
8. General Electric.

При покупке УЗО следует помнить, что это устройство устанавливается не ради соблюдения строительных норм, а для сохранения здоровья и жизни близких людей.

Поэтому не стоит покупать изделия сомнительных производителей. Они могут не только не сработать, но и сами привести к пожароопасной ситуации.

Существуют и другие критерии выбора устройств защитного отключения, но они имеют гораздо меньшее значение для безопасности потребителей.

Общие правила выбора и монтажа

Помимо критериев выбора УЗО, существуют общие полезные рекомендации при покупке и установке этого оборудования.

Они помогут не ошибиться и сразу приобрести подходящую для конкретной квартиры или дома модель.

Игнорирование правил монтажа проводки и отсутствие УЗО в схеме электроснабжения может привести к пожару во всем доме

Советы по выбору следующие:

1. Рекомендуется брать УЗО, которые при срабатывании отключают не только фазу, но и «ноль».
2. В рамках контролируемого аппаратом контура не должно быть заземленных электроприборов.
3. Прибор должен срабатывать при краткосрочных падениях напряжения на 50% от номинального, которые могут произойти в первые мгновения короткого замыкания.
4. Клеммы УЗО должны быть выполнены из слабо окисляемого материала и снабжены надежной системой фиксации проводов.
5. Преимущество при покупке следует отдавать аппаратам с функцией защиты от короткого замыкания и перегрузки.
6. УЗО второго уровня можно не устанавливать на безопасные группы оборудования, например, на потолочные источники освещения.
7. На душевые кабинки и джакузи рекомендуется устанавливать приборы с пороговым дифтоком 10 мА.
8. Следует обращать внимание на возможность подключения к аппарату алюминиевых проводов. Некоторые устройства работают с ними некорректно.

Установить правильно выбранное УЗО можно и самостоятельно. Этот процесс мало отличается от монтажа розетки или выключателя.

Важно внимательно рассмотреть схему подключения проводов и сделать так, как на ней указано.

Выводы и полезное видео по теме

Выбор УЗО с рассмотрением вариантов, а также пояснения особенностей различных схем их подключения:

Правила выбора УЗО, часть 1:

Правила выбора УЗО, часть 2:

Выбор подходящего УЗО, особенно при монтаже двухуровневых систем, лучше доверить профессионалам. Проще один раз пригласить в дом опытного электрика и проконсультироваться у него, чем менять неподошедший товар в магазине. Ведь на кону стоит здоровье и жизни близких людей, которые будут пользоваться домашними электроприборами.

Источник: http://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/kak-vybrat-uzo.html

Как рассчитать мощность УЗО

Для обеспечения электробезопасности очень широко используются различные устройства защитного отключения (УЗО). Они относятся к категории так называемых умных выключателей, обеспечивающих быстрое отключение опасного прибора. Для того, чтобы наиболее эффективно использовать данное средство защиты, прежде всего, необходимо решить вопрос, как рассчитать мощность УЗО.

Расчет УЗО: общие правила

Для того, чтобы точно и правильно рассчитать любое устройство защитногоотключения, необходимо знать его цели и область применения.

УЗО применяются в следующих областях:

• Обеспечение защиты от пожара.
• Общая защита при возможных токах утечки, в том числе и от поражения электротоком.
• Защита только от поражения электротоком.

В самом начале расчетов, необходимо определить основные характеристики УЗО, связанные с номинальным отключающим дифференциальным током и номинальным током нагрузки. Значения этих показателей должны быть достаточными для обеспечения защиты людей и проводки.

Номинальный дифференциальный ток отключения УЗО не должен превышать 33-х процентов от общей суммы всех подключаемых потребителей и токов утечки. Такое ограничение связано со свойством УЗО срабатывать в диапазоне 50-100% от номинального тока.

Кроме того, можно исходить из тока утечки сети в количестве 10 микроампер на 1 м провода фазы.

Пример расчета УЗО на практике

В качестве примера для расчета УЗО можно взять электрическую плиту, являющуюся непременным и обязательным прибором многих современных кухонь. Ее средняя мощность составляет, примерно, 5 киловатт.

Расстояние кабеля от электрического щитка до места подключения в кухне в среднем равняется 11-ти метрам. В соответствии с этим, расчетный токутечки электропровода будет равен 0,11 миллиампер.

При включении на полную мощность, потребление энергии электроплитой составит, приблизительно, около 22,7-х ампер. Значит, расчетный ток утечки будет иметь значение в 9,1 миллиампер.

Таким образом, при решении вопроса, как рассчитать мощность УЗО для данного электроприбора, получится значение 27,63 миллиампера. При округлении этого значения до рабочего номинала, получится устройство защитного отключения на 30 миллиампер.

Как правильно подключить УЗО

Источник: https://electric-220.ru/news/kak_rasschitat_moshhnost_uzo/2014-03-02-538

Как рассчитать УЗО для дома и квартиры

Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные.

Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека.

Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.

Ток утечки

Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.

Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах.

Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах. Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО.

Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L

Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.

Соответственно, номинальный отключающий ток равен:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где

IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,

L – длина фазного провода в метрах.

Выбор для квартиры

Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.

Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки. Есть даже розетки со своими устройствами УЗО.

На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.

В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.

Рабочий ток для стиральной машинки равен:

Iр=Р/U=1600/220=7,3 А.

Длина фазного провода до нее составляет 20 м.

Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.

Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.

Несколько групп

Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.

Произведем расчеты по группам.

Расчет для первой осветительной:

Ip=P/U=300/220=1,4 A,

P – мощность осветительных приборов,

U – напряжение сети.

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х1,4+0,01х50)=3,18 mA.

Расчет для второй осветительной:

Ip=P/U=600/220=2,8 A,

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.

Расчет для первой розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.

Расчет для второй розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.

Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.

По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:

IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.

Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.

Номинальный ток

УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.

Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится.

Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз.

Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.

Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер.

Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.

Дополнительные характеристики

Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:

• АС означает, что он переменный;
• А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
• В – IΔn переменный и постоянный;
• S – селективный, отключается с задержкой.

УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.

Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.

Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.

Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.

При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.

Источник: https://EvoSnab.ru/oborudovanie/avtomatika/raschet-uzo

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

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.

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:

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

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.

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.

Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети

Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Как правильно выбрать УЗО: расчет тока срабатывания и мощность автомата

Несмотря на все плюсы, которыми обладает электрическая энергия, она имеет и минусы. Основной из них – опасность поражения электрическим током.

Для защиты людей от действия электричества создано множество приборов, и один из них носит название УЗО – Устройство Защитного отключения.

Но для организации эффективной защиты при помощи этих устройств необходимо хорошо представлять, как выбрать УЗО и каким образом его подключить.

Устройство представляет собой автоматический прибор, отключающий напряжение при возникновении дифференциального тока (дифтока, тока утечки).

Стиральная машинка стирает, компьютер обсчитывает задачу, бойлер прилежно греет воду. Но стоит человеку коснуться кожуха такого прибора или встать под душ, как произойдет непоправимое.

Принцип работы защиты

Электрооборудование, как известно, получает энергию по проводам. Бытовые приборы при этом используют два проводника – фазу и ноль. Если оборудование промышленное или просто мощное, то оно может использовать три фазы, но суть проблемы это не меняет.

Итак, грубо говоря, ток бежит по фазе (фазам), приводит в действие электрооборудование и убегает через ноль*. При этом входящее и выходящее значения токов всегда равны – сколько энергии в прибор вошло по фазному проводу, столько же и вышло через нулевой.

Предположим, произошла нештатная ситуация – потек сальник в стиральной машине и залило плату управления, внутрь электромясорубки попала вода, перетерлась изоляция провода из-за вибрации, или случился тепловой пробой электромотора. По этой причине на металлических частях агрегата появилось напряжение.

Если прибор заземлен, то это напряжение с шасси или кожуха стекает в контур заземления, вызывая дифток. В незаземленном оборудовании утечки не будет, но она появится, если человек, стоящий на токопроводящей поверхности (бетонный пол, металлический или деревянный, но мокрый настил и т.п.), коснется кожуха.

Возникновение дифтока через заземляющий контур или тело человека

В этой ситуации входящий по фазному проводнику ток уже не будет равен выходящему по нулевому. К нему добавится значение утечки, стекающей в землю: Iфазный = Iнулевой + Iутечки.

Задача УЗО как раз и заключается в определении этого расбаланса. В процессе работы устройство постоянно сравнивает значение токов, проходящих по фазе и нулю. Пока они равны, все в порядке. Как только фазный ток превысит нулевой, устройство аварийно отключит напряжение.

Характеристики устройства защитного отключения

От того, насколько правильно вы выберете устройство защиты, будет зависеть ваше здоровье, а, возможно, и жизнь. Именно поэтому к данному вопросу нужно подойти со всей ответственностью. Чем же характеризуются УЗО, которые имеют и еще одно название – дифференциальные выключатели (не путать с автоматами)?

• Дифференциальный ток. Основной параметр прибора. По сути, это чувствительность системы защиты. К примеру, дифференциальный выключатель, изображенный ниже, сработает при утечке в 30 мА (позиция 3 на фото).
• Рабочий ток или мощность. Токовая нагрузка в амперах, которую прибор может долговременно выдерживать без повреждения и перегрева (позиция 1).
• Рабочее напряжение. Максимальное напряжение сети, в которую будет встраиваться УЗО (позиция 2).
• Род напряжения. Род напряжения сети, в которую будет встраиваться прибор защиты. Может быть переменным, постоянным или переменным + постоянным (позиция 5).

Как выбрать УЗО

Очевидно, что каждый из вышеприведенных параметров является одинаково важным при выборе УЗО. Прибор с низкими рабочими напряжением и мощностью просто сгорит, а неправильный выбор значения дифтока и рода напряжения делают устройство абсолютно бесполезным – оно либо будет ложно срабатывать, либо не сработает вовсе.

Выбор по дифтоку

Это главный и самый ответственный критерий выбора. Посмотрим, как рассчитать УЗО для конкретного объекта. Согласно ПЭУ допустимое значение утечки в электрических установках берется из расчета 0.4 мА на 1 А тока нагрузки.

Дополнительно необходимо знать длину электрической цепи и добавить к полученному результату еще по 0.01 мА на каждый метр питающего провода. Согласитесь, такой расчет УЗО для, скажем, домовой проводки, достаточно сложен и трудоемок.

Но можно сделать все гораздо проще, причем уровень защиты при этом не пострадает.

Если прибор планируется устанавливать не в целях пожарной безопасности, а для защиты людей (обычно это и есть основная задача в домовых сетях), то он должен уверенно реагировать на утечку не более 50-80 мА.

Именно такое значение считается предельно допустимым для человеческого организма.

С другой стороны, если домовая сеть очень протяженная и разветвленная, да еще и с сырыми помещениями (та же ванная комната), то величина естественной утечки, распределенной по всей линии, может оказаться выше тех же 50 мА.

Выход из ситуации – не выбор более грубого УЗО, а установка нескольких чувствительных приборов, каждый из которых будет следить за отдельным участком цепи. К примеру, одно устройство на ванную и кухню, другое на розетки, третье – на освещение.

Мощность и напряжение

По этим критериям делать выбор УЗО намного проще. Величина напряжения в сетях вам известна: при однофазной линии это 220 В, трехфазной – 380 или 660 В. Род напряжения в обоих случаях переменный. Если ваша сеть однофазная, то и прибор можно выбрать однофазный. Если фаз три, то и дифвыключатель понадобится трехфазный.

Однофазный и трехфазный дифференциальные выключатели

Теперь о том, как подобрать УЗО и автомат по мощности. Почему и автомат? Дело в том, что дифференциальный выключатель не срабатывает от перегрузки или короткого замыкания, а реагирует только на дифференциальный ток. Случись в доме КЗ, дифавтомат благополучно сгорит от перегрузки вместе с проводкой. Поэтому установка УЗО в паре с автоматом обязательна.

Что касается рабочего тока дифференциального выключателя, то он должен быть не меньше того, на который рассчитан вводной автомат. Если автоматический выключатель у вас уже стоит, просто посмотрите, на какой ток он рассчитан. Если не стоит, то его придется поставить.

Здесь следует заметить, что напряжение и номинальный ток, указанные на корпусе выключателя и автомата, могут быть больше, чем необходимо, но никогда не меньше.

Как подключить УЗО

Для того, чтобы дифференциальный выключатель долго и надежно работал, его необходимо правильно установить в домовую схему. Вот несколько обязательных условий, которые необходимо выполнить при установке УЗО:

1. Правильная фазировка. Чтобы дифвыключатель мог контролировать разность фазного и нулевого токов, он должен уметь их различать. Поэтому фазный и нулевой провода нужно подключать к строго определенным клеммам, обозначенным соответствующим образом на корпусе прибора. Если вы спутаете ноль и фазу, то прибор либо будет постоянно срабатывать, либо вообще не включит защиту, что еще хуже. В многофазных устройствах очередность фаз можно не учитывать, но ноль должен быть строго на своем месте.
2. Обязательная защита от КЗ. Как было сказано выше, УЗО не имеет собственной защиты от короткого замыкания, поэтому должен устанавливаться последовательно с автоматом. Где будет стоять автомат – до или после УЗО, – роли не играет. Допускается установка одного автомата на несколько УЗО и наоборот – выход дифференциального выключателя может быть нагружен на несколько автоматов, обслуживающих разные линии.
3. Защита от внешних воздействий. Практически все УЗО не имеют защиты от влаги, поэтому размещать их нужно в сухих помещениях или в специальных закрытых шкафах. В противном случае устройство может отказать в самый неподходящий момент со всеми вытекающими последствиями.

Вариант подключения УЗО в домовую сеть

Проверка правильности подключения

После того, как устройство защиты установлено, необходимо обязательно проверить правильность его работы, чтобы не узнать о проблемах в подключении постфактум – попав под напряжение.

Проверка проводится двумя методами – тестовой кнопкой и искусственным созданием тока утечки. Первый исключительно прост – нажмите на кнопку, расположенную на корпусе УЗО и подписанную соответствующим образом.

Встроенная в прибор схема создаст имитацию тока утечки, и защита сработает, обесточив линию.

Схема проверки правильности работы дифференциального выключателя

УЗО сразу же заметит утечку и тут же отключит цепь. Все в порядке. Если ваши розетки не подключены к заземляющему контуру, что очень и очень плохо, то в качестве заземляющего контакта можно использовать полуметровый штырь, воткнутый в землю. Это, конечно, не полноценное заземление, но тока через него более чем достаточно для того, чтобы УЗО зафиксировало утечку.

Дифавтомат как вариант двойной защиты

Существует еще одно устройство, способное срабатывать от тока утечки. Называется оно дифференциальный автомат.

Отличие же его от обычного УЗО состоит в том, что прибор дополнительно имеет в своем составе автоматический выключатель, реагирующий на короткое замыкание.

Установка дифавтомата имеет смысл в том случае, если вы делаете монтаж с нуля или ваша проводка вообще не имеет автомата. Покупая дифавтомат, вы получаете в одном корпусе сразу два устройства – УЗО и автомат. Это и дешевле, и проще в установке.

Дифавтомат внешне похож на устройство защитного отключения, но имеет встроенный автомат

Выбор дифференциального автомата производится по критериям:

1. Дифференциальный ток.
2. Номинальный ток.
3. Рабочее напряжение.
4. Род тока.
5. Ток отсечки.

Почти весь этот список вам наверняка знаком – по нему вы выбирали УЗО. Подходит он и для выбора дифавтомата. Дополнительным критерием является лишь ток отсечки – ток, при котором срабатывает встроенный в устройство автомат. Обычно он равняется тройному рабочему току, поэтому если вы правильно выбрали рабочий ток, то оптимальным окажется и ток отсечки.

Источник: https://220v.guru/bytovaya-tehnika/kak-vybrat/kak-pravilno-vybrat-uzo-i-rasschitat-neobhodimuyu-moschnost-avtomata.html