Правильный расчёт номинала для автомата по мощности тока

Правильный расчёт номинала для автомата по мощности тока

Для того, чтобы установить в сеть выключатели автоматического типа, способные обеспечить надёжную защиту, необходимо правильно рассчитать номиналы автоматов. Такие вычисления проводятся не только на этапе проектирования новых сетей. Они могут понадобиться и при создании дополнительных линий или коммутации мощных приборов. Разберёмся более подробно, как все правильно сделать.

Работа и сферы использования автоматов

Достаточно часто, пользователи игнорируют выбор автомата по мощности нагрузки и приобретают устройства защиты руководствуясь одним из следующих критериев:

  • дешевизна устройства;
  • изрядная мощность.

Этот подход обуславливается нежеланием произвести расчёт автомата по мощности устройств, входящих в состав коммуникаций, в конечном итоге, приводит к авариям. Приходят в негодность дорогостоящие бытовые приборы, в сети происходят замыкания или возникает пожароопасная обстановка.

Современные выключатели для отключения питания в автоматическом режиме, защищают электрическую сеть с двух направлений:

  • теплового воздействия;
  • электромагнитного скача.

Такое техническое решение предохраняет силовые линии и подключённые приборы от длительного воздействия тока, выходящего за рамки номинальных значений. Также, автоматы защищают электрические коммуникации и устройства от замыканий.

Для защиты от тока критической мощности и высокой температуры, в автоматы устанавливаются специальные пластины биметаллического типа, изготавливаемые из двух различных металлов. Если на элемент оказывается воздействие током мощностью выше расчётного номинала, то пластина становится гибкой. За счёт этого осуществляется давление на контур отключения, и происходит срабатывание автомата.

Электромагнитная защита в таких выключателях реализована на основе соленоида, имеющего сердечник, сдвигающегося в сторону отключения при пропускании через него сверх токов, возникающих при замыканиях. Это обеспечивает быстрое срабатывание автоматики при критических скачках напряжения в коммуникациях и гарантировать сохранность подключённой периферии.

Такие выключатели широко распространены и применяются в бытовых сетях, а также на производстве. Везде где есть электрические коммуникации, установка этих устройств необходима, поскольку их основное назначение – обеспечение безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.

Опасность несоответствия проводников сетевой нагрузке

Грамотный выбор автомата по мощности является важной задачей при создании, ремонте и расширении сети электрических коммуникаций. Ошибки при выборе устройства защиты делают схему уязвимой для резких скачков напряжения.

Однако наряду с выбором оптимально подходящего автоматического выключателя, не менее важен верный расчёт сечения проводника. Если электропроводка имеет недостаточную пропускную способность, при повышении нагрузки и выхода её за номинальные показатели, коммуникации начинают ощутимо нагреваться. Критическое повышение температуры провоцирует плавление изоляционного слоя и возникновение пожара.

Для наглядности, приведём пример показывающий опасность, которая возникает, когда сечение проводника не соответствует мощности потребления приборов, подключённых в сеть. Предположим, что была приобретена квартира в доме старой постройки и к электрическим коммуникациям были подключены бытовые приборы современного образца, с высоким потреблением энергии.

Посчитав суммарную мощность, хозяева получили 5 киловатт общей нагрузки. Этот показатель примерно равен 23 амперам. Логичной кажется монтаж автоматического выключателя на 25 ампер. Вроде бы, подбор автомата по мощности выполнен верно и коммуникации готовы к безопасному использованию.

Однако в момент подключения всех устройств, через непродолжительное время в квартире наблюдается запах горелого изоляционного слоя и задымление. Если срочно не обесточить сеть, неизбежно возгорание проводки. При этом защитный автомат бездействует, поскольку номинальная мощность, на которую он рассчитан, не превышена.

При возгорании изоляционного слоя возникает короткое замыкание, на которое автомат среагирует и отключит питание. Но будет уже поздно, поскольку пламя уже возникло и начало распространяться по квартире.

Если разобраться в причинах, то выясниться, что старая проводка имела поперечное сечение в полтора квадратных миллиметров. Такой кабель рассчитан на максимальный ток в 19 ампер, соответственно он не способен выдерживать нагрузку современных бытовых приборов.

Для облегчения вычислений мы приводим таблицу типовых значений для проводников из меди и алюминия. В таблице также учитываются и способы прокладки проводки, от них во многом зависит окончательное сечение проводников.

Выбор автоматического выключателя — по току, мощности и сечению кабеля

Предназначение автоматического выключателя (далее АВ) – это защита электропроводки, электрооборудования от короткого замыкания (далее КЗ) и перегруза. Если не использовать такие выключатели в сети, то со временем может произойти авария, то есть замыкание электропроводки, электроприборов или электроинструментов. Если не замыкание, то перегрузка в работе электрооборудования.

В первом и втором случаи, произойдет нагрев провода или кабеля, а значит изоляция расплавится. Провода замкнутся, произойдет КЗ, а значит огонь, искры и в итоге пожар.

Чтобы этого не произошло и применяют АВ, как защиту от возможных не приятных последствий.

Как же АВ защищает электропроводку и электрические приборы, инструменты? Если, попросту говоря, внутри этого выключателя есть специальное устройство, которое обеспечивает моментальное отключение подачи напряжения если есть проблема КЗ или перегруза.

Классификация автоматических выключателей

  • однополюсные, к нему подключается только одна фаза, применяется там, где потребитель электроэнергии на 220 В;
  • двухполюсные, к нему подключаются две разноименные фазы или фаза и нуль. Как только на одной из фаз возникает какая-нибудь проблема (превышение значения по току), отключаются сразу два автомата. В быту такие автоматы не используются;
  • трехполюсные, применяются там, где есть трехфазная система электропередачи. Например, при вводе в коттедж, многоквартирных домах;
  • четырехполюсные, применяются в распределительных устройствах (РУ), для разрыва 3-х фаз и нуля, в быту не применяются.
Читайте также:  Узо до или после автомата

Выбор автоматического выключателя по току

По номинальному току АВ

Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматических выключателей по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.

При покупке АВ нужно выбирать такой номинал, чтобы он срабатывал до того момента, когда ток не превышал бы возможности электропроводки.

Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.

Номинальный ток автоматического выключателя, А Нагрузка электрической цепи, 220 В
10 Освещение, сигнализация
16 Розетки общего назначения
25 Кондиционеры, водонагреватели
32 Электрические плиты, духовые шкафы
40; 50 Общий ввод

Выбор АВ по току короткого замыкания

Вы можете приобрести АВ с номиналом короткого замыкания: 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 Ампер. Выбор АВ с нужным номиналом зависит от длины кабельной или воздушной линии от ТП (Трансформаторной подстанции) до вашего дома, квартиры или коттеджа.

Если ТП располагается рядом, то токи КЗ очень велики, поэтому нужно приобретать автомат с отсечкой 10 000 А. В частном секторе домовладений большая протяженность воздушных линий электропередач, поэтому нужно использовать автоматический выключатель с током КЗ – 4 500 А. В других случаях усредненную величину – 6 000 А.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель – это такая деталь внутри АВ, которая при коротком замыкании (КЗ) размыкает электрическую цепь. Расцепители делятся на категории. Мы рассмотрим те категории, которые используются чаще всего:

В – происходит размыкание цепи, когда номинальный ток превышается в 3 – 5 раз;

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Выбор автоматического выключателя по мощности: таблица

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора автоматического включателя

Для начала нужно подсчитать сумму всех мощностей для которой нужно подобрать АВ. К автоматическому выключателю в квартирном щитке подключен провод, который идет на кухню, где через розетки подключаются чайник мощностью 2,2 кВт, микроволновая печь – 700 Вт, хлебопечь – 720 Вт. Суммарная мощность потребителей электроэнергии 3 620 Вт = 3,62 кВт. Расчет тока будем производить по формуле:

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Чтобы определить более точную нагрузку, нужно заглянуть в паспорт или взять данные с шильдика, который есть на всех электроприборах.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Тип подключения Однофазное 220 В, Трехфазное (треугольник), 380 В Трехфазное (звезда), 220 В
Номинал автомата, А
1 200 Вт 1 100 Вт 700 Вт
2 400 Вт 2 300 Вт 1 300 Вт
3 700 Вт 3 400 Вт 2 000 Вт
6 1 300 Вт 6 800 Вт 4 000Вт
10 2 200 Вт 11 400 Вт 6 600 Вт
16 3 500 Вт 18 200 Вт 10 600 Вт
20 4 400 Вт 22 800 Вт 13 200 Вт
25 5 500 Вт 28 500 Вт 16 500 Вт
32 7 000 Вт 36 500 Вт 21 100 Вт
40 8 800 Вт 45 600 Вт 26 400 Вт
50 11 000 Вт 57 000 Вт 33 000 Вт
63 13 900 Вт 71 800 Вт 41 600 Вт

Выбор автомата по сечению кабеля — таблица

Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью определенного сечения так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в сечении определенного провода или кабеля, то это дело можно вычислить с помощью формулы .

Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).

Ток автомата, А Сечение провода, мм² Мощность, кВт
Медь Алюминий 220 В 380 В (cos φ = 0,8)
5 1 2,5 1,1 2,6
6 1 2,5 1,3 3,2
10 1,5 2,5 2,2 5,3
16 1,5 2,5 3,5 8,4
20 2,5 4 4,4 10,5
25 4 6 5,5 13,2
32 6 10 7 16,8
40 10 16 8,8 21,1
50 10 16 11 26,3
63 16 25 13,9 33,2

Главное в подборе АВ и сечение провода (кабеля), чтобы ток автоматического включателя был меньше, чем допустимый ток проводника.

Не забудьте, что прежде чем выбирать провод (кабель), нужно знать суммарную мощность потребителя электроэнергии и только в последнюю очередь АВ.

Заключение

Как правильно выбирать АВ вы узнали из этой статьи. Перед покупкой автоматических включателей вы уже должны знать, какие производители изготавливают качественный товар. Выбирайте только проверенные фирмы.

Читайте также:  Автоматический выключатель дифференциального тока

Номиналы автоматических выключателей

В последние десятилетия бытовые и промышленные низковольтные сети претерпели серьезные изменения в части отказа от устаревших пробок в пользу более современных и эффективных автоматов. В них больше не требуется заменять перегоревшие предохранители и производить длительные манипуляции, теперь достаточно устранить причину срабатывания и перевести ручку во включенное положение. Однако начинающие электрики и обыватели часто испытывают сложность с выбором конкретной модели под конкретные условия работы. Поэтому в данной статье мы рассмотрим основные номиналы автоматических выключателей и принципы их применения на практике.

Шкала номинальных токов

В соответствии с положениями п.5.3.2 ГОСТ Р 50345-2010 устанавливается предпочтительный ряд номинального тока, на который должен производиться тот или иной автоматический выключатель: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А. Эти значения являются обязательными для производителей отключающих агрегатов, поэтому какую бы фирму вы не выбрали, номинал будет соответствовать. Хотя некоторые компании охватывают не весь ряд или вносят некоторые коррективы.

Рисунок 1: обозначение номинала автомата

Вышеприведенная шкала стандартна для бытовых потребителей, но в промышленности могут использоваться и другие автоматические выключатели, номинал которых значительно больше. Так, в соответствии с п. 5.3.4.1 и 5.3.4.2 ГОСТ Р 50345-2010 выделяют следующие номиналы для силовых цепей:

  • 1500, 3000, 4500, 6000 и 10000 А – как стандартные величины международного образца;
  • 1000, 2000, 2500, 5000, 7500 и 9000 А – номиналы, применяемые в ограниченном круге государств;
  • 20 000 А для линий с ограничением по прочности до 25 000 А.

Рис. 2. Силовые автоматы

Данная величина показывает, какой номинал тока способен пропускать автоматический выключатель длительно в рабочем режиме, без перегрева или разрушения контактов. Номинал тока указывается на корпусе автомата в цифровом обозначении конкретного ампеража.

Однако следует отметить, что для автоматических выключателей в соответствии с требованиями п. 5.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 номинальный ток стандартизируется при температуре окружающей среды в + 30°С. Поэтому на этапе монтажа необходимо учитывать данный фактор. В большинстве случаев автомат располагается в шкафу или щитке на DIN рейку, где температура может существенно отличаться от погодных условий на открытой части.

Время-токовая характеристика

Все автоматические выключатели имеют определенную зависимость времени, в течении которого он будет отключен от величины протекающего через него тока. Такая зависимость получила название время-токовой характеристики, на которой в соответствии с п.4.8 ГОСТ Р 50345-2010 по оси абсцисс откладывается величина тока кратного номиналу, а по оси ординат время, что указывается в паспорте изделия.

Замечали ли вы, что номинал автоматического выключателя не показывает то значение, при котором защита отключит питание электрической сети. Все дело в том, что отключающие функции в автомате возложены на тепловой и электромагнитный расцепитель. Первый из которых реагирует на токи перегрузки, которые долго нагревают элемент, второй срабатывает при токах короткого замыкания. Это обусловлено необходимостью пропускать кратковременные перегрузки в виде пусковых токов, которые не несут существенной угрозы электрической проводке. Поэтому автомат с номиналом в 16 А не отключит нагрузку в 17 А, а продолжит работу в том же режиме, что детально отображается на время-токовой характеристике.

Рис. 3. Время-токовые характеристики B C D

Как видите, кривая не приближается к оси ординат, поэтому отключение возможно только при значении нагрузки от 1,13 номинала автоматического выключателя, то есть для номинала в 16 А это значение составит 18,08 А, да и то отключение произойдет только через час. В соответствии с п.4.5 ГОСТ Р 50345-2010 выделяют три основных категории автоматических выключателей с время-токовой характеристикой B, C и D, приведенные на рисунке выше. Именно они являются наиболее актуальными в бытовых цепях. Как видите на изображении, все три категории отличаются зоной срабатывания, поэтому они применимы в таких ситуациях:

  • B – при кратности в 3 – 5 раз, для бытовых цепей с классической линейной нагрузкой;
  • C – при кратности в 5 – 10 раз, в сетях с плавным пуском электродвигателя, где присутствуют некоторые скачки тока;
  • D – при кратности в 10 – 20 раз, для электроустановок с большим коэффициентом перегрузки, с асинхронными короткозамкнутыми электрическими машинами, мощными трансформаторами и т.д.

Помимо этого на практике вы можете встретить автоматические выключатели с характеристиками A, K и Z. Но на рынке они скорее редкость, чем постоянный товар. Такие время-токовые характеристики являются специфическими и используются только в узкоспециализированных отраслях. Принципиальное отличие номиналов приведено на рисунке ниже.

Рис. 4. Сравнение характеристик

Номиналы автоматов (подбор по таблице)

При выборе конкретного номинала автоматического выключателя для дома или производственного цеха можно руководствоваться допустимыми токовыми ограничениями. К примеру, для конкретного типа электрического провода или кабеля, использованного в качестве проводки или питающей линии. Чтобы предотвратить перегрев с возможной утратой диэлектрических свойств в дальнейшем, номинал автоматического выключателя выбирается с запасом по электрической прочности. Достаточно удобным способом подбора является таблица:

Читайте также:  Тепловая защита автоматического выключателя

Таблица: выбор номинала выключателя по току

Сила тока (А) Мощность сети с 1 фазой (кВт) Мощность 3- фазной сети (кВт) Cечения медных проводов (мм 2 ) Сечения алюминиевых проводов (мм 2 )
1 0,2 0,5 1 2,5
2 0,4 1,1 1 2,5
3 0,7 1,6 1 2,5
4 0,9 2,1 1 2,5
5 1,1 2,6 1 2,5
6 1,3 3,2 1 2,5
8 1,7 5,1 1,5 2,5
10 2,2 5,3 1,5 2,5
16 3,5 8,4 1,5 2,5
20 4,4 10,5 2,5 4
25 5,5 13,2 4 6
32 7 16,8 6 10
40 8,8 21,1 10 16
50 11 26,3 10 16
63 13,9 33,2 16 25
80 17,6 52,5 25 35
100 22 65,7 35 50

К примеру, для проводки с медными жилами сечением в 2,5 мм 2 подойдет автоматический выключатель номиналом в 20А. Помимо этого в таблице приведена графа с указанием мощности, помимо токового значения можно воспользоваться и ею, но для этого вам потребуется перевести амперы в ватты.

Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?

Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:

  • P – значение мощности;
  • U – номинал питающего напряжения;
  • I – величина тока.

В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:

Ряд автоматических выключателей

Время на чтение:

Чтобы понимать основы электродинамики, сделать дома качественную, пожаробезопасную электрическую разводку, нужны минимальные знания в этой области. Не последнюю роль в этом играют номиналы автоматических выключателей по току. О том, какие они бывают и в чем заключается принцип их работы, рассказано в этой статье.

Номиналы автоматических выключателей по току

Автоматическими выключателями называются устройства, которые защищают электрические сети от перегруза, блуждающих токов, короткого замыкания. Поскольку они надежны и просты в использовании, их используют повсеместно в бытовой электросети.

Что такое номиналы

Поскольку все электрические приборы потребляют разную мощность, то их рабочий ток неодинаковый. Поэтому автоматический защитный выключатель подбирается под номинал.

Автоматические выключатели нужны в каждой сети

Обратите внимание! Мощные промышленные оборудования потребляют множество ампер, поэтому для них есть свои показатели.

Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току

По ПУЭ в каждом аппарате есть надпись, которая указывает на номинальное значение электрической энергии. Чтобы получить такую информацию, нужно просто рассмотреть корпус устройства. На нем есть буква и число. Всего для маркировки используются обычно три буквы — В, С и D. Числа обозначают количество заряда. Буква показывает временную характеристику или период, за который срабатывает прибор.

Маркировка оборудования

Для дома используются аппараты с первыми двумя буквами. В промышленности нужны защитные устройства D. Также применяются более мощные агрегаты, обозначенные буквами L, Z и K. У них номинальные значения выше, чем в бытовых, квартирных устройствах.

Стандартная линейка включает в себя мини-автоматы, воздушные автоматы, закрытые выключатели, устройства защитного отключения и дифференциальные автоматы.

Обратите внимание! В маркировке указываются также серия, рабочее напряжение, полюса и отключающая способность.

Показатели номинального тока на автоматических выключателям

В мини-моделях стандартные номиналы автоматов 25-32 А, поскольку они имеют минимальный функционал работы. Они оцениваются в низкую стоимость и не могут быть настроены вручную. Воздушные автоматы обладают большими размерами, открытым негерметичным корпусом и повышенной номинальной мощностью от 400 А. Закрытые выключатели используются для силовых потребителей. У них закрытый герметичный корпус, сравнительно небольшие габариты. Они работают с сетями до 3,2 кА. Их можно использовать в экстремальном влажном климате.

К сведению! УЗО — самые популярные защитники бытовых электрических сетей. Они защищают квартирную электропроводку и жильцов от удара током. Они имеют номинальный ток от 10 А. Как и ряд других устройств, УЗО бывает однофазным, двухфазным и трехфазным.

Дифавтомат — гибридный аппарат, имеющий свойства УЗО. Им защищается проводка и обеспечивается защита от перегрузки. Его номинальное токовое значение 6-63 А.

Таблица номиналов автоматических выключателей

Главным критерием выбора электропроводки и защитного выключателя — номинальное и предельно допустимое значение тока в линии. Его можно определить как по конструкции оборудования, так и по таблице.

Таблица номиналов

Номиналы автоматических выключателей по току более 100 А или менее указанного значения — это допустимые показатели коммутационных электронных аппаратов, способных включать, проводить и отключать электричество при нормальном условии в цепи. Согласно таблице, значения отличаются в зависимости от устройств, параметров сети. На них нужно обязательно опираться при покупке автоматов, чтобы надежно обезопасить сеть.