Расчет мощности автомата с учетом нагрузки на проводку

Расчет мощности автомата с учетом нагрузки на проводку

Во многих жилых домах, построенных более 20 лет назад, имеются проблемы с электрической проводкой, так как добавляется все новая и новая бытовая техника, с высокими требованиями к качеству сети и с иными показателями мощности. Одна из проблем – несоответствие силы тока сечению проводки. Всем знакомо короткое замыкание или прострел витка.

Чтобы избежать подобного, одной замены кабелей вовсе не достаточно, нужно устанавливать защитные автоматы, позволяющие избежать утечки напряжения. Полезно будет узнать, как подобрать дифференциальный автомат или обычный автомат (автоматический выключатель) в свою квартиру в зависимости от нагрузки.

Немного теории

Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:

где W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:

В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:

Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

Как работает автомат и от чего он защищает

Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно. Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке.

Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:

• Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
• Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
• Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.

В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.

Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.

Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.

Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО). Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.

Расчет количества автоматов

Как рассчитать автомат на одну линию, было рассмотрено выше. Произведем расчет автоматических выключателей на 1 комнатную квартиру.

На ниже приведенном рисунке представлена типовая схема защиты электропроводки однокомнатной квартиры:

Из нее следует, что используется индивидуальная защита линий, которые питают конечных потребителей:

• Установлены два АВ, которые защищают линии освещения в коридоре и комнате, а второе обеспечивает отключение освещения в туалете, ванной и на кухне при аварийной ситуации.
• Розетки защищены не только АВ, но и дополнительной защитой на УЗО. Она предохраняет человека от случайного прикосновения к токоведущим частям электропроводки.
• Аналогично построена защита розеток и стиральной машины.
• Выделен отдельный автомат для отключения для электрической плиты.

Все приборы смонтированы в электрощите. Часто его монтируют в прихожей, а на площадке устанавливается электросчетчик и вводной АВ.

На 2 комнатную квартиру требуется большее количество автоматов. Что видно из схемы, которая приведена ниже.

В щите монтируются шесть автоматов, обеспечивающих отключения линий при коротком замыкании или перегрузках:

• один АВ предохраняет линию освещения коридора и обеих комнат;
• второй установлен на освещение кухни, туалета и ванной;
• отдельно защищается линия, которая питает бойлер;
• следующий автомат обеспечивает защиту розеток коридора, комнаты 1, комнаты 2, туалета и кухни.

Таким образом, если произойдет неисправность на одной из линий, ее легко можно будет локализовать и произвести ремонт.

Аналогичным образом производится расчет количества автоматов защиты на 3-х комнатную квартиру или на 4 комнаты. При этом следует подбирать электрощит, учитывая количество модулей в боксе.

На рисунке вверху приведен монтаж автоматов защиты в электрощите современной квартиры.

Перед автоматами защиты монтируется вводной автомат. Он предохраняет электропроводку всего дома. Как правило, номинал вводного автомата указан в договоре на электроснабжение и менять на больший номинал без соответствующего разрешения нельзя (в любом случае он опломбирован). Вводной автоматический выключатель должен монтироваться до счетчика, т.е. защищать не только электропроводку всего дома или квартиры, но и прибор учета.

Пример показан на нижеприведенном рисунке:

Проектируя электропроводку на двухэтажный дом, предполагают установку щитков на каждом этаже. При этом по ПУЭ (глава 1.2. п. 1.2. 11) рекомендуется устанавливать резервные защитные АВ и закладывать возможность развития энергосистем.

Однако, количество резервных автоматов или автоматов в электрощите в целом никаким документом не регламентируется. Но при проектировании рекомендуется устанавливать дополнительные автоматы в количестве 10%.

Также, если в щите по норме установлено менее 10 автоматов, то монтируется дополнительно один резервный.

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U

P — общая мощность

U — напряжение в сети Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по

Здравствуйте . Рад приветствовать вас на своем сайте , не знаю что вас сюда привело простое любопытство или неприятность связанная с электричеством , а может желание что либо изменить:

Что обеспечивает организм человека жизненной энергией ? Конечно , кровеносная система . Так вот , подобно человеческому организму , наш дом тоже имеет систему , которая снабжает привычные вещи вокруг нас необходимой энергией , таким образом , вдыхая « жизнь » в эти вещи . Да , это система электропитания жилища , по — простому электропроводка . Вроде бы совершенная обыденность , но фактически , довольно сложная система , требующая грамотного подхода при обращении , установке и настройке

Полную замену электропроводки можно проводить при капитальном ремонте . Такие работы возможны и в новых домах , когда есть недоверие к подрядчикам , сэкономившим на проводах . Но существуют исключительные случаи , при которых откладывать замену электропроводки просто невозможно .

Современные перегрузки электросети колоссальны. Количество электрических приборов в наших домах переходит все разумные пределы.

Подключение любого электрического оборудования требует специальных навыков, как минимум в рамках средней образовательной школы

Как строится электроснабжение коттеджа или квартиры?

В деревянных домах проводку лучше всего делать в коробах зависимости от того, какой провод вы будете использовать

С каждым годом уровень потребления электроэнергии на территории городов только возрастает.

На сегодняшний момент услуги электрика в Красноярске пользуются повышенным спросом.

Во многих квартирах и офисах Красноярска электропроводка находится в плачевном состоянии, строительные компании стали использовать медные провода только после 2000 года