Чтобы обеспечить бесперебойное электричество в доме, следует разделить проводку на отдельные линии. Каждую линию нужно защитить устройством, которое предотвращает перегрев изоляции кабеля. Но не каждый знает, какое именно устройство выбрать.
В статье подробно рассказано о выборе автоматов по мощности нагрузки.
Будет понятно, как определить номинал для поиска выключателя нужного класса. Прислушавшись к нашим рекомендациям, вы гарантированно купите необходимые устройства, которые исключат опасные ситуации при использовании проводки.
Автоматические выключатели для бытовых сетей
Компании, которые отвечают за электроснабжение, подключают дома и квартиры, прокладывая кабель до распределительного щитка. Владельцы помещений или приглашенные специалисты производят установку внутренней проводки.
Для выбора автоматических выключателей по защите каждой цепи нужно учитывать номинал, класс и другие параметры.
Основные параметры и классификация
Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и решают следующие задачи:
- Включение или отключение электрической цепи вручную или с помощью электронного устройства.
- Защита цепи включает автоматическое отключение питания при несильной, но продолжительной нагрузке.
- Защита электрической цепи предусматривает немедленное прерывание тока при возникновении короткого замыкания.
Каждая деталь данного устройства обладает показателем тока, измеряемым в амперах. номинальная сила тока (In) или «номинал».
Понять смысл данного значения помогает коэффициент превышения номинала.
K = I / In,
где I – реальная сила тока.
- Если величина К меньше 1,13, то размыкание не произойдёт в течение одного часа.
- K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.
Эти параметры указаны в пункте 8.6.2 ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать время отключения при K>1.45, следует использовать график, показывающий времятоковую характеристику данной модели автомата.
Каждый тип автоматического выключателя имеет заданный интервал токов ( Ia…при срабатывании которого происходит мгновенное расцепление:
- класс «B»: Ia = (3 * In .. 5 * In];
- класс «C»: Ia = (5 * In .. 10 * In];
- класс «D»: Ia = (10 * In .. 20 * In].
Устройства типа «B» применяют в основном для линий большой протяженности. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса «С», а приборы с маркировкой «D» защищают цепи с оборудованием, имеющим большой пусковой коэффициент тока.
Типовая линейка бытовых автоматических выключателей представлена моделями с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 ампера.
Конструктивное устройство расцепителей
В современном автоматическом выключателе Существуют два типа расцепителей: тепловой и электромагнитный.
Биметаллический расцепитель — пластина из двух разнородных по тепловому расширению металлов. При перегрузке деталь нагревается, изогнувшись, и задействует механизм разрыва электрической цепи.
Регулировочный винт на некоторых автоматах позволяет изменять параметр тока, при котором срабатывает отключение. Раньше этим способом часто добивались точной настройки устройства, но процедура нуждалась в глубоких специализированных знаниях и проведении нескольких тестов.
На рынке представлено множество моделей стандартных номиналов от разных производителей. Временные характеристики у них немного различаются (но соответствуют нормативным требованиям). По этой причине можно выбрать автомат с необходимыми заводскими настройками, что исключает риск неверной калибровки.
Электромагнитный расцепитель защищает линию от перегрева при коротком замыкании. Реагирование происходит практически мгновенно, но ток должен существенно превышать номинал. Внутри этой детали находится соленоид. Избыточный ток создает магнитное поле, которое перемещает сердечник и разрывает цепь.
Соблюдение принципов селективности
В разветвлённой электрической сети защищают так, что при коротком замыкании срабатывает только та часть, где произошёл сбой. Для этого используют принцип селективности выключателей.
Для выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенным отключением, размыкающие цепь через 0,02–0,2 секунды. Выключатель на вышестоящей ступени либо имеет выдержку по срабатыванию в 0,25–0,6 секунды, либо выполнен по специальной «селективной» схеме согласно стандарту DIN VDE 0641-21.
Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов Рекомендуется применять автоматику одного производителя. Для выключателей одной серии созданы таблицы селективности с указанием допустимых сочетаний.
Простейшие правила установки
Защищаемый выключателем участок цепи может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль и провод PE («земля»). Потому автоматы имеют от одного до четырех полюсов, к которым подключают жилы с током. При размыкании контакты отключаются одновременно.
Автоматы устанавливают следующим образом:
- однополюсные на фазу;
- двухполюсные на фазу и нейтраль;
- трехполюсные на 3 фазы;
- четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.
При этом запрещено делать следующее:
- устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
- заводить в автомат провод PE;
- В случае подключения хотя бы одного трёхфазного потребителя устанавливать три однополюсных автомата вместо одного трёхполюсного.
Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.
В каждом доме или помещении с электричеством устанавливают вводной автомат. Поставщик устанавливает его номинал, указанный в договоре подключения. Выключатель защищает участок от трансформатора до потребителя.
К линии после вводного автомата присоединяют счетчик (одно- или трехфазный). устройство защитного отключенияФункции этого устройства различаются с работой автоматического и дифференциального выключателей.
При разводке по нескольким контурам помещение защищает отдельный автомат для каждого из контуров. указана в маркировкеНоминалы и классы устанавливает владелец помещения, учитывая имеющуюся проводку или мощность подключенных приборов.
При выборе места для размещения распределительного щита Важно учитывать влияние температуры воздуха на свойства теплового расцепителя. Рекомендуется устанавливать рейку с автоматиками в помещении.
Расчет необходимого номинала
Автоматический выключатель в первую очередь защищает проводку, поэтому выбор его номинала происходит исходя из сечения кабеля. Вся цепь должна гарантировать нормальную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы не сложен, но требует учета множества нюансов для предотвращения ошибок и проблем.
Определение суммарной мощности потребителей
Главный параметр электрического контура — максимальная мощность подключаемых к нему потребителей энергии. Для расчета этого показателя не следует суммировать паспортные данные устройств.
Активная и номинальная компонента
Для каждого электроприбора изготовитель обязан указывать активную мощность. PЭта величина показывает, сколько энергии аппарат навсегда преобразует при работе, и за это потребитель заплатит по счетчику.
Для устройств с конденсаторами или катушками индуктивности существует ещё одна составляющая мощности, имеющая не нулевое значение, называемая реактивной. QОна подходит к устройству и почти сразу же уходит.
Реактивная составляющая не учитывается при расчёте потреблённой электроэнергии, но вместе с активной образует полную, или номинальную, мощность. S), которая дает нагрузку на цепь.
Для определения нагрузки, которую создает одно устройство, нужно учитывать полную мощность данного устройства. S = P / cos(f).
Повышенные стартовые токи
Некоторые типы бытовой техники оснащены трансформаторами, электродвигателями или компрессорами. Это оборудование в момент запуска расходует повышенный ток.
Значение может быть в несколько раз выше нормы, но работа на повышенной мощности длится недолго — от 0.1 до 3 секунд. Такой короткий всплеск не активирует тепловой расцепитель, зато электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может отреагировать.
Данная ситуация особенно важна для отдельных линий, к которым присоединяют оборудование, например, деревообрабатывающие станки. При этом необходимо определить потребляемый ток, а применение автоматического выключателя класса «D» может быть оправданным.
Учет коэффициента спроса
Для цепей с большим количеством подключённого оборудования и отсутствием устройства с максимальным током используется коэффициент спроса. ksПрименение этого метода обосновано тем, что аппараты функционируют не синхронно, вследствие чего суммирование паспортных мощностей выдаст завышенный результат.
Этот показатель не превышает единицы. Вычисление расчетной мощности ( ) Pr) каждого прибора происходит по формуле:
Pr = ks * S
Рассчитывают параметры цепи по суммарной расчетной мощности всех приборов.
Для офисов и малых торговых точек с множеством компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, работающей от одного контура, коэффициент спроса оказывается полезным.
Для линий с небольшим числом потребителей данный коэффициент не используют отдельно. При расчёте мощности исключают устройства, которые одновременно с энергоёмкими приборами включаются редко.
В жилых комнатах одновременно использовать утюг и пылесос затруднительно. В мастерских с небольшой численностью работников выбирают лишь 2-4 самых мощных инструмента.
Вычисление силы тока
При выборе автомата ориентируются на максимально допустимое значение силы тока для участка электрической цепи. Для определения этого значения требуется знать общую мощность электропотребляющих устройств и напряжение в сети.
С октября 2015 года по ГОСТ 29322-2014 напряжение должно составлять 230 В в обыкновенной сети и 400 В – в трехфазной. Чаще всего используются устаревшие параметры: 220 В и 380 В соответственно. Для точных расчетов требуется измерить напряжение с помощью вольтметра.
Еще одной проблемой, особенно актуальной для электропроводки в частном сектореНедовольство потребителей выражается в подаче электроэнергии с низким напряжением. Измерения на таких объектах могут превышать допустимые ГОСТом границы.
В зависимости от расхода электроэнергии соседями, напряжение может значительно колебаться в короткий промежуток времени.
Это представляет трудности не только для работы устройств, но и для… расчета силы токаПри снижении напряжения часть устройств уменьшает производительность, а другие с входным стабилизатором повышают энергопотребление.
Сделать точные расчеты параметров цепи в данных условиях трудно. Тогда нужно будет проложить кабели большего сечения (это затратно) или решить задачу, установив входной стабилизатор или подключившись к другой линии.
По завершении расчета общей мощности электроприборов… S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (IРасчёты осуществляются по формулам, вытекающим из закона Ома.
If = S / Uf для однофазной сети
Il = S / (1.73 * Ul) для трехфазной сети
Здесь индекс «f» означает фазные параметры, а «l» – линейные.
Большинство трёхфазных установок подключены по схеме «звезда». Трансформатор, подающий ток потребителю, работает именно по этой схеме. При симметричном распределении нагрузки линейный и фазовый силы совпадут. Il = If), а напряжение рассчитывают по формуле:
Ul = 1.73 * Uf
Нюансы подбора сечения кабеля
Стандарт ГОСТ 31996-2012 определяет качество и параметры проводов и кабелей. Для выпускаемой продукции разрабатывают технические условия, которые допускают некоторый диапазон значений базовых характеристик. Производитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.
При выборе кабеля нужно убедиться, что ток проходит безопасно и соответствует общей мощности подключенных электроприборов. расчетное сечение проводовТолщина стенок труб, применяемых в жилых домах, должна составлять не меньше 1,5 миллиметров. 2.
Размеры стандарта составляют 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 миллиметров. 2.
Иногда целесообразно применять провода большей площади поперечного сечения, чем минимально необходимое. Это позволяет подключать дополнительные устройства или заменять имеющиеся на более мощные, минуя затратные и продолжительные работы по прокладке новых кабелей.
Расчет параметров автомата
Каждой цепи необходимо удовлетворять данное неравенство.
In <= Ip / 1.45
Здесь In – номинальный ток автомата, а Ip – это предельный ток, который пропускная способность проводов может выдержать. Данное правило обеспечивает надежное отключение при продолжительном перегрузке.
Можно определить номинал автомата, опираясь на общую нагрузку или сечение жил существующей проводки.
В данном случае действия следует производить в такой последовательности:
- Расчет общего тока, потребляемого всеми приборами, подключенными к электросети.
- Определите значение номинала автомата как минимум равным рассчитанной сумме.
- Выбор сечения провода по мощности выключателя.
Пример:
- S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
- In = 20 A;
- Ip >= In * 1.45 = 29 A; D = 4 мм2.
Если электрические провода уже уложены, выполняется иной порядок действий:
- Определяем максимально допустимый ток, зная сечение провода и способ его укладки, с помощью таблицы от производителя.
- Подбор автоматического выключателя.
- Расчет мощности подключенных устройств. Составление группы приборов для обеспечения общей нагрузки на цепь ниже ее номинальной величины.
Два одножильных кабеля диаметром 6 мм проложены открытым способом. 2, тогда:
- Ip = 46 A;
- In <= Ip / 1.45 = 32 A;
- S = In * 220 = 7.0 кВт.
В пункте 2 последнего примера допускается небольшая погрешность. Точное значение I… n = Ip / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.
Выбор между несколькими номиналами
В некоторых случаях можно подобрать несколько автоматов разных номиналов для защиты участка. К примеру, при общей мощности бытовой техники в 4 кВт (18 А) провода с медными жилами сечением 4 мм были выбраны с запасом. 2Для этой комбинации подойдут выключатели на 20 и 25 ампер.
Выбирая выключатель с наибольшим номиналом, можно подключать дополнительные приборы без модификации схемы.
Автомат с меньшим номиналом лучше потому что его тепловой расцепитель быстрее откликнется на увеличение силы тока. Некоторые устройства могут выйти из строя и увеличивать потребление энергии без достижения короткого замыкания.
Неисправность подшипника двигателя стиральной машины вызовет скачок тока в обмотке. Быстрое реагирование устройства на превышение допустимых значений и его отключение защитят двигатель от перегрева.
Выводы и полезное видео по теме
Автоматический выключатель: устройство и классификация. Понятие временитоковой характеристики и выбор номинала по кабельному сечению.
Расчёт мощности устройств и подбор автоматического выключателя согласно требованиям Правил устройства электроустановок.
Выбор автоматического выключателя важен для безопасной работы электрической системы в доме. При большом количестве параметров и тонкостей расчетов не следует забывать, что его главная задача – защита проводов.
Оставьте комментарии, задавайте вопросы и публикуйте фото по теме статьи ниже. Поделитесь полезной информацией, которая может быть полезна посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте при выборе автоматических выключателей для защиты электрической проводки на даче или дома.