Нет, дорогой читатель, речь сегодня пойдет не о выборе производителя, хотя, не скрою, к этой троице, что на фотке, я неравнодушен. Сегодня я попытаюсь рассказать, как надо выбирать параметры автоматов исходя из условий их применения. К выбору автоматических выключателей надо подходить максимально ответственно, поскольку именно эти скромные труженики электросетей принимают на себя главный удар в большинстве аварийных ситуаций.
Любой серьезный производитель (ну или тот, кто хочет казаться серьезным) указывает на лицевой стороне корпуса автомата несколько малопонятных, но очень важных обозначений. Посмотрим на фотки:
Цифрами 1,2,3 помечены однотипные обозначения на автоматах разных производителей. О чем же они говорят? Давайте разбираться по порядку. Если какие-то слова и аббревиатуры будут непонятны, загляните в . И наберитесь терпения, дорогой читатель, статья будет длинной. Итак:
ЦИФРА 1
На фотографиях цифра 1 указывает на номинальный ток автомата, измеряемый в амперах. Это важнейший параметр автоматического выключателя. На букву слева от номинального тока пока не обращаем внимания, о ней позже.
Для чего, собственно, нужен автоматический выключатель? Правильно, для защиты, но защиты чего? Может быть, бытовой техники? Нет. Бытовую технику он защищать не обязан. Автомат защищает проводку. И именно тот участок проводки, который подключен ПОСЛЕ автомата, а не ПЕРЕД ним. Проводка может быть выполнена кабелем разного сечения, соответственно и длительный ток может выдерживать разный. Задача автомата – не допустить длительного протекания тока, превышающего допустимую для данного кабеля величину. Что же по этому поводу говорят ПУЭ?
Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами| Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А, для проводов, проложенных | |||||
| открыто | в одной трубе | |||||
| двух одно жильных | трех одно жильных | четырех одно жильных | одного двух жильного | одного трех жильного | ||
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
Я подредактировал таблицу, убрав из нее сечения, которые не применяются в быту. Условия охлаждения кабеля, проложенного в штробе практически те же, что и при прокладке в трубе. Трехжильный кабель с защитным PE-проводником здесь надо рассматривать как двухжильный, поскольку в нормальном режиме по защитному проводнику ток не протекает. Поэтому нас интересует предпоследний столбец таблицы (выделен красным), в котором указаны допустимые длительные токи для двухжильного кабеля, проложенного в трубе. Вроде все понятно; кабель с сечением жил 1.5 квадрата защищаем автоматом 16А (ближайший в меньшую сторону стандартный номинал от 18А), 2.5 квадрата – 25А и так далее…
Но не тут-то было! Это в СССР можно было купить кабель с заявленным производителем сечением жил в 2.5 квадрата и быть на 100% уверенным, что так оно и есть. Сейчас же «эффективные менеджеры» готовы на все ради извлечения дополнительной выгоды. И подавляющее большинство кабельной продукции идет с заниженным сечением жил. Скажем, купили вы кабель с сечением 2.5 квадрата, померяли микрометром диаметр жилы, посчитали площадь круга и поняли, что вас, мягко говоря, обманули. Реальное сечение жилы оказалось, к примеру, 2.1 квадрата.
Но это еще не все. Кабель-то вам продали как медный? Электротехническая медь должна быть красноватого оттенка, легко гнуться и при этом не пружинить. Теперь посмотрите, что у вас в руках. Жилы имеют желтоватый оттенок, гнутся с усилием и явно пружинят? Поздравляю, вас . Производитель сэкономил еще и на химическом составе жил. Это уже не медь, а скорее латунь. А электропроводность латуни ниже, чем меди.
Что же делать? Ну, во-первых, не все производители жульничают. Есть, например, «Рыбинскэлектрокабель» или кольчугинский «Электрокабель» , выпускающие честную ГОСТовскую продукцию. Правда, она подороже будет. И купить ее в Ярославле с наскока не получится, надо заказывать. Если надо – сделаем, у меня и скидочка есть. Если надо подешевле – можно закупиться в специализированных магазинах, кабель там тоже вполне приемлемого качества, откровенного левака не бывает. Главное – не покупать кабель в овощном магазине магазинах, торгующих всем подряд, от цветочных горшков до автомобилей.
Но вернемся к теме нашего разговора. Допустим, приобретенный вами кабель, так скажем, не совсем честный. Ничего страшного в этом нет. Надо всего лишь снизить номинал автомата на одну ступень. Например, если по таблице 1.3.4 для кабеля с сечением жил 2.5 квадрата допустимый ток 25А, то мы поставим автомат с номиналом 16А. Для кабеля с жилами в 6 квадратов таблица допускает 40А, но мы установим автомат 32А. Короче, лучше немного перестраховаться. Но дело тут не только в перестраховке. Для снижения номинала автомата на одну ступень от табличного значения есть еще одна веская причина. О ней позже.
Кратко подведем итог этой части статьи, приведя в соответствие сечение жил кабеля и номинал автоматического выключателя с учетом разумной перестраховки и области применения:
Продолжаем разговор о цифре 1 на фотках. Теперь поговорим о букве слева от обозначения номинального тока автомата:
Эта буква указывает на характеристику электромагнитного (мгновенного) расцепителя. Кто не знаком с устройством автоматического выключателя и не знает, что такое электромагнитный расцепитель (ЭмР), прошу . ЭмР срабатывает при возникновении тока короткого замыкания (ТКЗ). Но автомат должен уметь отличать коротыш от перегрузки. Например, через автомат номиналом 16А пошел ток 25А. Это перегрузка, но не ток короткого замыкания. Биметаллическая пластина теплового расцепителя (ТР) нагревается и заставляет автомат отключиться. Но на это нужно время, ТР не умеет срабатывать мгновенно. А если ток будет не 25, а 200А? Вот это уже похоже на коротыш. Пока ТР сработает, может и пожар начаться! Здесь в дело вступает ЭмР, который заставит автомат отключиться немедленно.
Где же проходит граница, за которой ЭмР должен расценить перегрузку как короткое замыкание и мгновенно отключить автомат? На эту границу и указывает буква слева от обозначения номинального тока автомата. Называется она характеристикой электромагнитного расцепителя. Эта буква обозначает кратность тока отсечки ЭмР (Iотс ) по отношению к номинальному току автомата (Iн ). То есть, отношение Iотс/Iн . Буквы эти могут быть разные, но самых ходовых три:
Буква «B». Iотс=3…5Iн
Буква «C». Iотс=5…10Iн
Буква «D». Iотс=10…20Iн
Разберем два примера:
Пример первый. Через автоматический выключатель с номинальным током 16А и характеристикой «C» (C16) пошел ток 100А. Сработает ли отсечка (ЭмР) или автомату потребуется время на сработку ТР? Умножаем номинальный ток автомата на коэффициент кратности, соответствующий характеристике «C» (в расчетах для надежности следует пользоваться наибольшим значением коэффициента кратности из диапазона для соответствующей характеристики; если для характеристики «C» диапазон составляет 5…10, в расчетах принимаем значение коэффициента равным 10):
16х10=160А
Электромагнитный (мгновенный) расцепитель автомата С16 сработает при токе не меньшем, чем 160А. Но у нас ток через автомат составляет 100А. Значит что? Правильно, ЭмР в этом примере не сработает и надеяться остается только на ТР.
Пример второй. Условия те же, что и в предыдущем примере, но характеристика ЭмР уже не «C», а «B» (автомат B16):
16х5=80А
Минимальный ток срабатывания ЭмР в этом случае 80А. А у нас протекает 100А. Поэтому мы имеем запас в 20А и отсечка уверенно сработает; автомат отключится мгновенно.
Для наглядности я стырил в Инете вот такую картинку:
Картинка называется «Время-токовая характеристика автоматического выключателя». Зная, во сколько раз ток через автомат больше его номинала, по ней можно определить время срабатывания. На картинке светло-серым цветом обозначена область срабатывания электромагнитного расцепителя, а над ней – теплового, цветом потемнее. Опять несколько примеров:
1. Ток через автомат вдвое больше его номинала. Из картинки следует, что автомат с любой характеристикой отключится в интервале времени от 10 до 50 секунд.
2. Ток через автомат в восемь раз превышает номинальный. Автомат с характеристикой «B» отключится за время 0,01 секунды, сработает ЭмР. А автомат с характеристикой «С» сработает в интервале времени 0,01…3 секунды. Помните интервал кратности тока отсечки 5…10Iн для характеристики «С»? У нас в примере восьмикратная перегрузка, лежащая внутри этого интервала. Поэтому время срабатывания будет зависеть от конкретного экземпляра автомата. У одного автомата ЭмР сработает (0,01 секунды), у другого – нет, и автомат придется отключать тепловому расцепителю за 3 секунды.
3. Ток через автомат в 15 раз превышает номинальный. Здесь автоматы с характеристиками «В» и «С» сработают мгновенно, а автомат с характеристикой «D» (интервал кратности тока отсечки 10…20Iн) может сработать мгновенно, а может и подумать 2 секунды. Опять же, это будет зависеть от конкретного экземпляра.
4. Тридцатикратное превышение номинального тока. Конкретный коротыш! В этом случае все три автомата («В», «С» и «D») «клацнут» немедленно.
Но это еще не все «интересности» данной картинки. Видите в верхнем левом углу две линии, уходящие вверх и рядом с ними два числа – 1,13 и 1,45? Это очень интересные числа. Это коэффициенты кратности перегрузки, при которых автомат срабатывает за время больше часа (1,13) и меньше часа (1,45). Другими словами, если перегрузка меньше, чем в 1,13, то автомат вообще не сработает. Если в интервале от 1,13 до 1,45, то сработает за время больше часа. А если кратность перегрузки больше 1.45, например, 1.6, то автомат сработает за время меньше часа.
Давайте вернемся чуть назад, к выбору номинального тока автомата. Помните таблицу 1.3.4? Давайте посчитаем, что будет, если слепо пользоваться этой таблицей и не думать головой. Для кабеля с жилами 2,5кв при прокладке в штробе таблица допускает длительный ток 25А. ВЫКЛючаем мозги и тупо ставим на эту линию автомат 25А. А затем устраиваем перегрузку; скажем в 1,4 раза. 25х1,4=35А! А время-токовая характеристика говорит нам, что автомату на сработку при такой перегрузке потребуется больше часа. То есть, больше часа по кабелю будет протекать ток почти в полтора раза превышающий предельно допустимый! А если вдобавок кабель проложен так, что условия охлаждения у него неважные, например в гофре или в слое утеплителя или то и другое одновременно? Про то, что кабель, возможно, с заниженным сечением жил тоже не забываем. Что же получится в итоге? Да поджарим мы кабель! Возгорания, скорее всего, не случится, но неизбежно произойдет деградация изоляции, которая даст о себе знать через несколько лет. А если такие перегрузы будут происходить регулярно, то гораздо раньше. Вот это и есть еще одна причина для снижения номинала автомата на одну ступень от табличного значения. Привет вам, джамшуты, лепящие автоматы 25А на розеточные линии! Специально для вас повторяю:
1.5 кв.мм. – 10А. Линии освещения.
2.5 кв.мм. – 16А. Линии розеток.
4 кв.мм. – 25А. Линии проточных водонагревателей умеренной (до 5кВт) мощности.
6 кв.мм. – 32А Линии электроплит или проточных водонагревателей большой мощности; ввод в квартиры с газовыми плитами.
10 кв.мм. – 50А. Ввод в квартиры с электроплитами.
Кстати, есть еще один нюанс. Большинство обычных бытовых розеток предназначены для подключения к ним жил с сечением в 2,5 квадрата. А вот допустимый ток, указанный на розетке – 16А. Поэтому и автомат должен иметь номинал не более 16А, несмотря на то, что таблица 1.3.4 допускает для кабеля с жилами 2.5 квадрата длительный ток 25А. Бытовые приборы, имеющие обычную вилку, предназначенную для включения в обычную розетку никогда не имеют мощность больше 3,5кВт, а значит, в лимит 16А легко вписываются.
Но вернемся к характеристике электромагнитного расцепителя. Как же правильно выбрать эту самую буковку слева от номинального тока автомата? Ясно, что нужно стремиться к тому, чтобы ЭмР автомата уверенно срабатывал при возникновении ТКЗ. Другими словами, произведение номинального тока автомата на коэффициент кратности должно быть заведомо меньше ТКЗ, который может возникнуть в защищаемом участке сети. И чем выше будет ТКЗ, тем уверенней сработает автомат. Но от чего зависит ожидаемый ТКЗ? Всего от трех факторов:
1. Протяженность сети. Чем больше расстояние от трансформаторной подстанции до вашего дома, чем дальше ваш подъезд от домового ВРУ и чем выше ваш этаж, тем меньше будет ожидаемый ТКЗ.
2. Сечение проводников. Если стояки вашего дома проложены алюминиевыми проводами с сечением всего 6 квадратов, а в квартире «лапша» АППВ сечением 2.5 квадрата, на большой ТКЗ рассчитывать не стоит.
3. Состояние соединений. Куча «сопливых» скруток в этажных щитах также снизит ожидаемый ТКЗ.
Существуют специальные приборы для измерения ожидаемого ТКЗ. Ценник у них негуманный, поэтому большинству домашних мастеров они недоступны. Но при выборе характеристики электромагнитного расцепителя можно руководствоваться несколькими простыми правилами:
Характеристика «B». Предпочтительна в старом жилом фонде, где не проводилась реконструкция внутридомовых электросетей. Также, в сельских и дачных домах, получающих питание от воздушных линий, имеющих большую протяженность. Здесь надо отметить, что цена автоматов с характеристикой «В» немного выше, чем с характеристикой «С» и в свободной продаже их нет, заказная позиция. Но опять же, дорогой читатель, если надо – сделаем.
Характеристика «C». Автоматы с этой характеристикой наиболее распространены и доступны в продаже. Их можно применять в электросетях, находящихся в удовлетворительном состоянии.
Характеристика «D». Такие автоматы из-за большой кратности тока отсечки (10…20Iн) в промышленности используются для защиты линий с большими пусковыми токами, возникающими, например, при пуске мощных электродвигателей. А в быту им не место! Вот что говорит ГОСТ 32395-2013 «Щитки распределительные для жилых зданий»:
«6.6.5 Автоматические выключатели ….. должны иметь расцепители токов короткого замыкания (электромагнитные, типов В, С )»
Как видим, характеристика «D» в жилых домах недопустима.
Ну вот, дорогой читатель, с номинальным током автоматического выключателя и с характеристикой электромагнитного расцепителя мы разобрались. Теперь переходим к цифре 2 на фотках.
ЦИФРА 2
На фотографиях цифра 2 указывает на отключающую способность автомата (ОС), измеряемую в амперах. Это максимальный ток КЗ, который автомат способен отключить, сохранив свою работоспособность. Выше я говорил о том, что в старом жилом фонде, в сельской местности и в дачных поселках ожидаемый ТКЗ не достигает больших величин и для обеспечения защиты приходится применять автоматы с характеристикой «В», то есть, с более чувствительными ЭмР, способными отреагировать на сравнительно малый ток короткого замыкания.
Но ситуация может быть и прямо противоположной. Если у вас квартира-новостройка, стояки в подъезде большого сечения, а подстанция расположена прямо во дворе, ожидаемый ТКЗ может достигать очень больших величин, до 2000…3000А! Автомат конечно же сработает, но когда его контакты разойдутся, между ними возникнет мощная дуга, которую надо будет немедленно погасить. Вот на способность автомата погасить дугу, вызванную коротким замыканием и указывает его отключающая способность.
Отключающая способность может быть 3000, 4500, 6000 и 10000А. К слову сказать, автоматы с ОС 3000 и 4500А в странах Евросоюза запрещены к применению. Автоматы с ОС 3000А европейские фирмы уже не производят; 4500-амперники производят, но продают только на просторах СНГ. Собственно, криминала в этом нет; автомат с отключающей способностью 4500А пригоден для применения в жилом фонде. Вот автомат от ABB модели SH201L с ОС 4500А:
Эта серия у ABB называется «Compact Home», то есть, она предназначена для применения в жилищном строительстве.
Но я все же предпочитаю применять автоматы с отключающей способностью 6000А. Дело в том, что чем выше отключающая способность автомата, тем больше его ресурс. А учитывая то, что разница в цене автоматов с ОС 4500 и 6000А всего около 20 рублей, мизерная экономия на собственной безопасности неуместна.
Ну и наконец, дорогой читатель, мы добрались до цифры 3 на фотках.
ЦИФРА 3
Цифра 3 на фотках указывает на класс токоограничения. Что же это такое?
Давайте представим, как срабатывает автомат при возникновении короткого замыкания:
1. Ток короткого замыкания вызывает увеличение магнитного потока в катушке электромагнитного расцепителя.
2. Сердечник катушки перемещается под воздействием ее магнитного поля и страгивает (провоцирует) механизм расцепления контактной группы.
3. Механизм расцепления срабатывает и размыкает контакты.
4. Возникшая между контактами дуга гасится дугогасительной камерой.
Ясно, что каждый из этих четырех этапов занимает какое-то время. Но ведь у нас коротыш и в аварийной линии протекает огромный ток! Значит, время срабатывания автомата должно быть как можно меньше; чем меньше будет это время, тем меньше бед успеет натворить ток коротыша. И очень желательно, чтобы автомат сработал до того, как ток КЗ достигнет своего максимального значения.
Автомат с классом токоограничения 2 срабатывает за время не более, чем 1/2 полупериода. А автомат с классом 3 срабатывает быстрее, не более чем за 1/3 полупериода и, разумеется, является более предпочтительным. Заметьте, во втором случае (класс 3) автомат сработает раньше, чем ток КЗ достигнет своего максимума.
Для увеличения безопасности, электропроводку в квартире нужно делить на несколько линий. Это отдельные автоматы для освещения, розеток кухни, остальных розеток. Бытовые приборы большой мощности с повышенной опасностью (электроводонагреватели, стиральные машины, электрические плиты), нужно включать через УЗО.
Удобный монтаж автоматов в щитке
УЗО вовремя среагирует на утечку тока и отключит нагрузку. Для правильного важно учесть три основных параметра; — номинальный ток, коммутационную способность отключения тока короткого замыкания и класс автоматов.
Расчетный номинальный ток автомата — это максимальный ток, который рассчитан на длительную работу автомата. При токе выше номинального, происходит отключение контактов автомата. Класс автоматов означает кратковременную величину пускового тока, когда автомат еще не срабатывает.
Пусковой ток многократно превосходит номинальное значение тока. Все классы автоматов имеют разные превышения пускового тока. Всего имеется 3 класса для автоматов различных марок:
— класс В, где пусковой ток может быть больше номинального от 3 до 5 раз;
— класс С имеет превышение тока номинала в 5 — 10 крат;
— класс D с возможным превышением тока номинального значения от 10 до 50 раз.
Маркировка автоматического выключателя
В домах, квартирах используют класс С. Коммутационная способность определяет величину тока короткого замыкания при мгновенном отключении автомата. У нас используются автоматы с коммутационной способностью 4500 ампер, зарубежные автоматы имеет ток к. з. 6000 ампер. Можно использовать оба типа автоматов, российские и зарубежные.
Расчет автоматического выключателя
Выбирать автоматы можно с расчетом по току нагрузки или сечению электропроводки.
Расчет автомата по току
Подсчитываем всю мощность нагрузок на автомат. Плюсуем мощности всех потребителей электричества, и по следующей формуле:
получаем расчетный ток автомата.
P- суммарная мощность всех потребителей электричества
U – напряжение сети
Округляем расчетную величину полученного тока в большую сторону.
Расчет автомата по сечению электропроводки
Чтобы выбрать автомат можно воспользоваться таблицей 1. Выбранный по ток, уменьшают до нижней величины тока автомата, для снижения нагрузки электропроводки.
Выбор номинального тока по сечению кабеля. Таблица №1
Для розеток автоматы берут на ток 16 ампер, так как розетки рассчитаны на ток 16 ампер, для освещения оптимальный вариант автомата 10 ампер. Если вы не знаете сечение электропроводки, тогда его нетрудно рассчитать по формуле:
S – сечение провода в мм²
D – диаметр провода без изоляции в мм
Второй метод расчета автоматического выключателя является более предпочтительным, так как он защищает схему электропроводки в помещении.
Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.
При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.
Типы автоматов
Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель - это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.
- Электромагнитные расцепители - моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
- Тепловые биметаллические расцепители - разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
- Полупроводниковые расцепители - используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора
Характеристики чувствительности к перегрузкам
Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:
- Характеристика А - для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
- Характеристика В - для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
- Характеристика С - для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках - увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
- Характеристика D - для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения
Выбор автомата по количеству полюсов
В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:
- Однополюсный - для защиты освещения и розеток
- Двухполюсный - для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
- Трехполюсный - для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
- Четырехполюсный - для защиты четырехпроводной сети
Выбор автомата по мощности
Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:
Где: I - это величина тока
P - мощность всех электроприборов в Вт
U - напряжение в сети в В (обычно 220В)
Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.
В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:
- Для алюминиевых проводов - до 6А на 1 квадратный миллиметр
- Для медных проводов - до 10А на 1 квадратный миллиметр
При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:
- Количество потребителей 2 -0,8
- Количество потребителей 3 - 0,75
- Больше 5 потребителей - 0,7
Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 - для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 - если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.
После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:
Основные правила выбора автоматов
- Покупать автомат нужно в специализированных магазинах
- При выборе производителя отдавать предпочтение наиболее известному и надежному
- Нельзя приобретать автоматы с поврежденным корпусом
- Выбор автомата должен соответствовать параметрам электропроводки после расчета мощности
- Для старой электропроводки, в которой были использованы алюминиевые провода, можно использовать автомат не больше 16А, либо два по 16А при наличии двух отходящих проводов. Включать одновременно несколько видов бытовой техники нельзя
Современные системы защиты электропроводки от перегорания и воспламенения подразумевают использование автоматических выключателей и разделяются по типу сети на однофазные и трёхфазные. В частном секторе в большинстве случаев используются приборы второго типа, поэтому актуальным становится правильный расчёт автомата по мощности для 380 вольт, обеспечивающий надёжность и долговечность использования электрической сети.
Назначение и работа
Первое автоматическое устройство, предназначенное для защиты электрической цепи от сверхтоков, было изобретено американским учёным, изучающим электромагнетизм, Чарльзом Графтоном Пэджем в 1836 году. Но лишь через 40 лет подобная конструкция была описана Эдисоном. Современный же тип защитных устройств был запатентован в 1924 году корпорацией Brown, Boveri & Cie из Швейцарии.
Новаторством конструкции стала многоразовость использования благодаря возможности включения модуля при его срабатывании нажатием одной кнопки. Преимущества по сравнению с плавкими предохранителями были неоспоримыми, при этом и точность работы автомата была намного лучше. При использовании устройства в сети, рассчитанной на 380 вольт, происходит отключение сразу всех фаз. Такой подход позволяет избежать перекоса уровней сигналов и возникновения перенапряжений.
Прямое назначение трёхфазного автоматического выключателя состоит в отключении линии при возникновении в ней короткого замыкания или превышения потребляемой мощности приборами. Модули защиты относятся к группе коммутационного оборудования и благодаря простым конструкциям, удобству использования и надёжности они широко применяются как в бытовых, так и в промышленных энергетических сетях. Обычно устройство предполагает ручное управление
, но некоторые типы комплектуются электромагнитным или электродвигательным приводом, дающим возможность управлять ими дистанционно.
Некоторые пользователи ошибочно предполагают, что автомат защищает подключённые к нему приборы, но на самом деле это не так. Он никак не реагирует на виды и типы приборов, подключаемых к нему, а единственной причиной его срабатывания является перегрузка и появление сверхтока. При этом, если автомат не отключит линию, электропроводка начнёт нагреваться, что приведёт к её повреждению или даже воспламенению.
Выбор автоматического модуля защиты связан с возможностями электрической линии выдерживать ток определённой величины, что напрямую связано с материалом кабеля и его сечением. Иными словами, при выборе модуля главным параметром является мощность или максимальный ток, который приводит к срабатыванию автомата.
Конструкция защитного модуля
Несмотря на широкий ассортимент продукции, предлагаемый различными производителями, конструкции автоматических выключателей подобны друг другу. Корпус прибора выполняется из диэлектрика, устойчивого к температурам, и не поддерживает горение. На передней панели располагается рычажок ручного управления, а также наносятся основные технические характеристики.
Конструктивно корпус состоит из двух половинок, скрученных между собой болтами. В середине его находятся следующие элементы:
Именно конструкции расцепителей обеспечивают почти моментальное срабатывание автоматического выключателя. Электромеханический контакт реагирует на возникновение в защищаемой им цепи тока, параметры которого превышают номинальное значение. В конструкцию расцепителя входит катушка индуктивности с сердечником, положение которой фиксируется пружиной, а уже она связана с подвижным силовым контактом. Обмотки соленоида включаются последовательно нагрузке. Тепловой расцепитель представляет собой спрессованную полоску из двух металлов с разной теплопроводностью (биметаллическая пластина).
Принцип действия
После подключения к трёхфазному автомату силовой и нагрузочной электрических линий его включают с помощью перевода рычажка в верхнее положение. В результате происходит зацепление рычага через защёлку с включающим контактом. Образованное соединение обеспечивается за счёт смещения подвижной контактной группы относительно их держателя.
При нормальной ситуации ток проходит через соприкосновение силового и подвижного контакта. Затем поступает на биметаллическую пластину и обмотку соленоида, а с неё уже попадает на клемму и подключённую к автомату нагрузку.
Если через выключатель начинает протекать ток со значением, превышающим допустимое, то биметаллическая пластина начинает нагреваться. Из-за разного теплового расширения металлов она изгибается, разрывая в итоге контакт. Сила тока, при котором происходит разрыв соединения, зависит от толщины пластины. Термомагнитный расцепитель характеризуется медленной работой, хотя и может фиксировать даже небольшие изменения величины тока. Его настройка осуществляется на заводе с помощью изменения расстояния между пластиной и подвижным контактом. Для этого используется регулировочный винт.
Но для тока, который мгновенно увеличивает своё значение, скорость реакции биметаллической пластины будет крайне низкой, поэтому вместе с ней используется и соленоид. В нормальном состоянии сердечник выталкивается пружиной и замыкает контакт автомата. При аномальном значении сигнала в витках катушки стремительно увеличивается магнитное поле, потоки которого втягивают сердечник внутрь, преодолевая действие пружины, а это приводит к разрыву цепи.
Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит за доли секунды, при этом на токи, незначительно превышающие номинальные, он не реагирует. Одновременно с разъединением всей трёхфазной линии опускается и рычажок, который опять понадобится перевести в верхнее положение для подключения нагрузки к сети.
Характеристики устройства
Правильный подбор 3-фазного автомата заключается не только в определении условий его эксплуатации, но и по мощности и типу нагрузки, которая будет к нему подключаться. Неверно подобранная мощность модуля приводит к ухудшению защиты электропровода , при этом такое устройство и само может стать источником аварийной ситуации.
Но всё же, как бы ни было важно правильно подобрать мощность, автоматические приборы характеризуются и другими техническими параметрами, влияющими на их работу. К основным из них относят:
Кроме технических параметров, автоматические приборы характеризуются и качественными показателями. К наиболее распространённым относят тип привода, способ присоединения внешних проводников, исполнение отсечки и другие.
Подбор мощности
Существует два способа определения необходимой мощности для 3-фазного автомата. При этом один дополняет другой, а не исключает его. Первый метод связан с нахождением суммарного значения потребляемой энергии и нагрузкой, а второй - с сечением электропроводки.
Исходя из определения, что автомат защищает не оборудование, а электропроводку, подбирать мощность нужно, ориентируясь на параметры последней. Это верно, но лишь до того момента, пока не будет запланирована модернизация сети. Например, существующая проводка в доме рассчитана на 1,5 квадрата. Согласно техническим характеристикам медная проводка такого диаметра сможет выдержать долговременный ток не более 10 ампер. Соответственно, наибольшее одновременное потребление энергии приборами, подключёнными к выходу автомата, не должно превышать 3,8 кВт. Это значение получается из простой формулы для нахождения мощности - P = U*I, где:
- P - наибольшая допустимая мощность потребления, Вт;
- U - напряжение трёхфазной сети, 380 вольт;
- I - максимальный ток, выдерживаемый проводкой, А.
Полученное число говорит о том, что одновременно суммарно подключённая в линию нагрузка не должна превышать это значение, т. е. при включении бойлера на 2 кВт ничего страшного не произойдёт. Но если же к этой линии подключить электропечь в 3 кВт, то проводка не выдержит и загорится, поэтому для предотвращения аварии необходимо установить автомат на 10 А, позволяющий нагрузить линию всего до 2,2 кВт.
Преимущество использования трёхфазного автомата в том, что к нему одновременно можно подключить три линии, при этом величина номинального тока будет определяться суммированием мощностей всех фаз. Таким образом, для автомата на 380 вольт она составит 6,6 кВт, а в случае подключения нагрузки типа «треугольник» - 11,4 кВт. То есть для приведённого примера, если нет возможности развести линию на разные фазовые выходы устройства защиты, понадобится приобрести автомат на 6 А.
Если же планируется модернизация проводки или используется кабель толстого сечения, то расчёт можно произвести исходя из потребляемой мощности нагрузки. Например, если нагрузка каждой фазы не будет превышать 4 кВт, то номинальный ток рассчитывается как сумма мощностей плюс 15–20% запаса (I = 4*3 = 12 А + запас = 14 А), поэтому наиболее подходящим устройством в данном случае будет автомат на 16 А.
Нюансы при расчёте
Для упрощения нахождения мощности в качестве запаса принято использовать не процентное содержание, а умножение на коэффициент. Это дополнительное число принято считать равным 1,52.
На практике же редко получается нагрузить все три фазы одинаково, поэтому, когда одна из линий потребляет большую энергию, расчёт номинала автоматического выключателя выполняется по мощностям именно этой фазы. В таком случае берётся во внимание наибольшее значение потребляемой энергии и умножается на коэффициент 4,55, и тогда можно будет обойтись без использования таблиц.
Таким образом, при расчёте мощности в первую очередь учитываются параметры электропроводки, а затем и энергия, потребляемая защищаемым автоматом электрооборудования. Здесь берётся во внимание и верное замечание из правил устройства электроустановок (ПУЭ), указывающее, что установленный автоматический выключатель должен обеспечить защиту самого слабого участка цепи.
Автоматический выключатель, он же коммутационный защитный аппарат, представляет собой устройство, защищающее здание (в частности, электронику в нем) от поражения электротоком.
При обычных рабочих условиях, когда все оборудования и проводка функционируют в нормальном режиме, ток беспрепятственно проходит через выключатель. Но как только сила тока превышает критическую отметку (увеличилась нагрузка в результате неполадок в работе приборов либо электроцепей и произошло короткое замыкание), в выключателе активизируются расцепители и сеть размыкается.
Как правило, описываемые устройства оснащаются расцепителями двух типов:
В отсутствие выключателя аварийная ситуация может привести к тому, что по сети пойдет сверхток, изоляционный материал расплавится, а сама проводка, скорее всего, загорится. Последствия могут быть самыми плачевными – от возникновения пожара (в особенности это касается деревянных сооружений, таких как баня) до поражения электрическим током. В сегодняшней статье речь пойдет о том, как выбрать автоматический выключатель в зависимости от сечения проводки, тока и других параметров.
Обратите внимание! Если речь идее о замене старого прибора, то нужно просто изучить его маркировку и при выборе ориентироваться на нее. Но если планируется установка выключателя, к примеру, в недавно построенном здании, то все параметры следует подбирать самостоятельно.
Подбор и монтаж автоматов регламентируется Правилами установки электроустановок (ПУЭ).
ПУЭ, раздел 7. «Электрооборудование специальных установок». Глава 7.1. Файл для скачивания
автоматический выключатель
Чтобы выбрать устройство, подходящее как по техническим характеристикам, так и по стоимости (хотя второй показатель и не критичен, т. к. цена на такое оборудование незначительна), необходимо пройти несколько простых шагов.
Обратите внимание! Стоимость однополюсного автомата (а есть еще трехполюсные) варьируется в пределах 50-200 рублей. Для бани средних размеров может потребоваться порядка 5-7 полюсов, следовательно, сама защита обойдется где-то в 250-1500 рублей. Согласитесь, не такая уж большая сумма за электробезопасность в течение 15 лет.
Шаг первый. Место покупки
Вначале следует позаботиться о том, чтобы само устройство было безопасным. Желательно покупать выключатель в специализированном магазине, а не на рынке или в сомнительной торговой точке. Также следует осведомиться у продавца по поводу изготовителя и происхождения устройства, попросить предъявить соответствующие документы. Как известно, дешевая продукция из Китая зачастую не просто бесполезна, но даже опасна.
Да, это стоит дороже, но и качество при этом будет высоким, поскольку большие корпорации вряд ли будут рисковать своей репутацией. Теперь – непосредственно к конкретным параметрам.
Шаг второй. Сечение кабеля
Стоит помнить, что, по сути, выключатель защищает не электротехнику, подключенную к сети, а проводку. Подбор по сечению нужно проводить, если проводку проложили уже достаточно давно. В подобных случаях необходимо всего лишь подстроиться под конкретные условия.
Вначале измеряется и определяется сечение провода. Для дальнейших действий можно воспользоваться соответствующей таблицей.
Таблица. Зависимость предельной величины тока от сечения
| Сечение, в мм.кв. | Медная жила | Алюминиевая жила |
|---|---|---|
| 1 | 17 | - |
| 1,5 | 22 | - |
| 2 | 26 | 21 |
| 2,5 | 30 | 23 |
| 3 | 33 | 27 |
| 4 | 40 | 32 |
| 6 | 51 | 40 |
| 10 | 80 | 56 |
Когда будет определена величина тока, по ней нужно подобрать тип автоматического выключателя. Стоит заметить, что параллельно рекомендуется определить и предельную мощность приборов, которые подключены к сети. Дело в том, что, к примеру, подключение одного теплогенератора проводка может выдержать, а если их будет сразу несколько, то кабели начнут греться, что рано или поздно вызовет короткое замыкание.
Именно от пропускной способности проводки и суммарной мощности подключенного оборудования будет зависеть первый показатель – рабочий ток выключателя (его еще называют номинальным током).
Шаг третий. Полюса
Современные выключатели могут быть одно- и трехполюсными, ознакомимся с каждой из разновидностей.
Шаг четвертый. Перегрузочный ток
Очень важен и ток перегрузки прибора. Если речь идет об однофазной сети, то при выборе выключателя следует руководствоваться следующими расчетами: припустим, на помещение выделяется 10 киловатт, следовательно, нужно 10 000 ватт разделить на 220 вольт (напряжение). Результат – 45,5 – округляется до меньшего значения, в данном случае это 40 ампер.
При трехфазной сети проводятся несколько другие расчеты. Формула, которая будет использоваться, выглядит следующим образом:
Р/U х 1,7 = І
В данном случае Р – это 3 000 ватт, U – 380 вольт, 1,7 – корень из трех, а І, соответственно, требуемая сила тока. Если произвести расчеты по этой формуле для помещения, приведенного в качестве примера, то получится, что потребуется такой же прибор на 40 ампер, но уже трехполюсный.
Трехполюсный автоматический выключатель ВА47-100 ТМ UNIVEC
На основе этих расчетов выбирается один из нескольких возможных типов (все зависит от цели применения):
- В 3,4 или 5 – используется для активных нагрузок с заземлением (таких как розетки, освещение);
- Z 2-3 – подходит для электроники;
- С 5-10 – требуется для защиты электроцепей низкоимпульсного тока (сюда относятся и жилые здания, и офисы);
- К 8-15 – подходят для мощных трансформаторов и электрических двигателей;
- D 10-20 – целесообразен для условий высоких импульсов и тока включения (подъемные устройства, насосы, трансформаторы и проч.).
Шаг пятый. Короткое замыкание (КЗ)
При выборе модели по току КЗ нужно помнить об одном важном условии: в соответствии с упомянутыми выше правилами ПУЭ запрещено использование автоматов мощностью менее 6 кА. Сегодня защитные приборы могут иметь следующие номиналы (кА):
Обратите внимание! Если помещение, в котором планируется установка выключателя, расположено неподалеку от трансформаторной подстанции, то следует подбирать прибор, срабатывающий при максимальном КЗ в 10 кА. Во всех остальных случаях достаточно автомата на 6 кА.
Стоит заметить, что согласно этому документу для освещения и розеточных групп приемлемо использование и менее мощных выключателей – на 4,5 кА, хотя в Европе приборы такого типа запрещены к использованию.
Шаг шестой. Селективность
Под этим термином подразумевается отключение в случае непредвиденной ситуации лишь конкретного участка, а не всего электричества в здании. Здесь номиналы автоматов следует подбирать в соответствии с обслуживающей цепью. Так, на вершине разветвления устанавливается вводный аппарат номиналом, соответствующим предельно допустимой нагрузке на цепь (исходить следует из сечения кабелей). Важно, чтобы рабочий ток этого автомата превышал аналогичный показатель других выключателей, располагающихся в щитке ниже. Ниже приведены основные нормативы:
- для среднестатистического загородного дома требуется прибор на 40 ампер (о чем уже упоминалось);
- для освещения – на 10 ампер;
- для электрической плиты – на 32 ампера;
- для розетки – на 16 ампер;
- для электрических приборов мощностью до 5 киловатт – на 25 ампер.
Такая технология сборки полностью удовлетворит условие селективности.
Шаг седьмой. Количество выключателей
Необходимо определить и требуемое кол-во коммутационных аппаратов. Вот основные требования:
- один вводный выключатель должен быть на щитке;
- один – на линии освещения;
- один – на розеточной линии;
- по одному – на каждый мощный прибор (водонагреватель и проч.).
В таком случае можно быть уверенным в том, что никакого перенапряжения не случится.
Видео – Особенности выбора коммутационного аппарата
Маркировка
При выборе автомата следует также изучить условные обозначения, имеющиеся на передней части. Там вкратце приведены основные характеристики модели, главным из которых является максимально допустимый рабочий ток.
Все модели условно делятся на три категории, обозначаемые буквами В, С и D.
- Буква В указывает на то, что прибор срабатывает в течение пяти секунд после того, как ток нагрузки троекратно превысит допустимое значение.
- Модели группы С срабатывают за две секунды после пятикратного превышения.
- Наконец, выключатели, обозначенные буквой D , срабатывают за одну-две секунды после десятикратного превышения нагрузки.
Видео – Как срабатывает автоматический выключатель
Распространенные ошибки при выборе автомата
Приведенные ниже ошибки зачастую совершаются электриками-новичками. Во избежание «промаха» с номиналом рекомендуется с этими ошибками ознакомиться.
- Ориентироваться, в первую очередь, следует не на мощность электрооборудования, а на проводку. Если последняя уже старая, то нужно быть особенно внимательным. К примеру, для розетки требуется прибор на 16 ампер, в то время как старый алюминиевый провод способен выдерживать всего 10 ампер и быстро расплавится после установки такой мощной модели. В таких случаях не остается ничего, кроме как заменить проводку.
- В идеале вся приобретенная автоматика должна быть от одного производителя. Здесь вероятность несоответствия будет минимальной.
- Если при расчете был получен средний показатель (например, 13,9 ампер, т. е. и не 16, и не 10), то предпочтение лучше отдавать большему показателю, но лишь при условии, что проводка способна выдержать 16 ампер.
- Для дачи рекомендуется устанавливать автоматы большей мощности, чем требуется согласно расчетам. Дело в том, что здесь могут использоваться такие мощные приборы, как сварочный аппарат, двигатель асинхронного типа, погружной насос и проч. Как уже отмечалось, для бытового использования вполне достаточно 40 ампер.
И последнее: автоматические выключатели рассчитаны на то или иное число срабатываний в зависимости от фирмы-изготовителя и качества продукции. Поэтому перед покупкой следует выяснить и этот показатель.
