Rkrem.ru

Большая стройка
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подбор автоматического выключателя по мощности

Подбор автоматического выключателя по мощности

Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.

Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.

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.

Важность время-токовой характеристики

Некоторые электрические приборы имеют высокий пусковой ток при включении. Его значение бывает выше номинального тока автомата, но действует он краткое время. Для электрического кабеля такой ток не представляет опасности (если его величина в разумных пределах соотносится с типом кабеля), но автомат может срабатывать при пусковом токе, воспринимая это как перегрузку.

Для того чтобы не происходило постоянных отключений из-за запуска устройств с высокими пусковыми токами, автоматы имеют разделение на типы по время-токовой характеристике.

Конструктивно автоматический выключатель состоит из двух расцепителей: электромагнитного и теплового.

Электромагнитный расцепитель предназначен для отключения устройства при коротком замыкании. Для работы такого механизма отключения в автомате используется электромагнитная катушка и соленоид. При многократном превышении значения электрического тока появляется магнитное поле в катушке, та задействует соленоид и он отключает автомат.

Автоматические выключатели имеют характеристику по току короткого замыкания (предельный ток отключения), которая по номиналу бывает в 3, 4,5, 6 и 10кА. Для бытовых целей при устройстве защиты в квартире или доме чаще всего применяют автоматы с номиналом тока КЗ 6кА.

Тепловой расцепитель – это пластина, состоящая из двух различных металлов. При длительной нагрузке, превышающей номинальный ток, эта пластина нагревается, выгибается, воздействует на рычаг расцепителя и устройство отключается. Главная задача такого механизма – защищать линию от долговременных перегрузок выше номинального тока автомата.

Чтобы не думать о том, какую нагрузку включить в розетку, не рассчитывать постоянно суммарную мощность приборов и не думать о пусковых токах была придумана характеристика по времени-току.

Читать еще:  Как собрать щиток с автоматами в квартире

Данная характеристика показывает время и ток, которые влияют на отключение аппарата. На автоматах она указывается буквой В, С или D.

Автоматические выключатели с одинаковыми номиналами и различной время–токовой характеристикой будут отключаться в разное время и с разным током превышения.

Такое разделение автоматов является очень удобным и позволяет уменьшить количество ложных отключений.

В соответствии с ГОСТ Р 50345-2010 существует три стандарта время-токовых характеристик:

  1. B – превышение в 3 — 5 раз от номинального тока , самые чувствительные автоматы имеют такую характеристику и применяются в сетях с приборами не имеющими больших пусковых токов.
  2. C – превышение в 5 — 10 раз от номинального тока , самая популярные автоматы с такой характеристикой, они используются в квартирах и частных домах.
  3. D – превышение в 10 — 20 раз от номинального тока , используется для защиты сетей с оборудованием имеющим высокие пусковые токи и кратковременные перегрузки.

Наиболее часто допускаемыми ошибками при выборе автовыключателя, являются следующие:

  • приобретение сомнительного качества китайских моделей, продающихся за копейки целыми «пачками»;
  • неправильный подбор устройства по сечению жил имеющейся проводки;
  • установка однополюсного автомата в трехфазную сеть;
  • при подборе по току выбор автомата мощностью менее 6 кА;
  • монтаж вводного автомата на вершине разветвления с величиной рабочего тока, меньшим, чем номинальное значение тока устройств, расположенных ниже в щитке.

Нет смысла отдельно защищать каждую розетку

Во-первых, это дорого, а во-вторых — нецелесообразно. Общие розетки рассчитаны на разную мелкую бытовую технику, их лучше объединять в группы, защищаемые единственным автоматом.

Если вдруг сломается какая-либо техника, Вы сразу это увидите. Например, если коротит электрочайник, то при нажатии на кнопку пропадет напряжение и сразу будет понятно в чем причина.

Согласно требованиям РЭС, в частном доме или квартире должен стоять по крайней мере один автомат. Но для большей безопасности лучше воспользуйтесь селективным методом и поставьте многоуровневую защиту:

  • I уровень: розеточные группы, освещение, отдельные потребители;
  • II уровень: вводный АВ.

Соблюдать селективность нужно не только по номиналам, но и времени отключения. Например, если в розеточной группе стоит хоть один класс «С», то вводной автомат должен быть не меньшего класса («С» или «D»), иначе он первым выбьет при КЗ.

«Специальные» розетки чаще всего подключают к общим группам. Тогда будет три уровня селективности:

  • I уровень: потребитель (бойлер, плита и пр.);
  • II уровень: розеточная группа;
  • III уровень: ввод.

Разница только в том, что на розеточную группу придется брать больше номинал, так как вырастит энергопотребление в пике.

Благодаря селективному методу Вы сделаете домашнюю сеть эффективной и гибкой в эксплуатации.

Кроме автомата сеть обязательно должна быть защищена от утечек, как минимум одним УЗО. Почему бы в таком случае на индивидуальные розетки не купить и поставить дифференциальный автомат (совмещающий в себе УЗО и автоматический выключатель).

Выбор выключателя по месту использования

Прежде всего, необходимо отметить, что вне зависимости от назначения АВ и вида цепи, которую он будет предохранять, основными критериями будут являться:

  • марка производителя (от этого может напрямую зависеть качество продукции);
  • продавец (лучше не стоит покупать такой важный аппарат с рук или у непроверенного, нелицензированного продавца);
  • сечение провода, чем оно выше, тем больше пропускная способность тока;
  • напряжение, мощность тока в сети.

Для обычной жилой квартиры или дома чаще всего используют выключатели серии ВА. Они имеют две ступени защиты – от превышения номинального значения тока и от сверхтока (следствие короткого замыкания). Первая представляет собой биметаллическую пластину, которая изгибается от напряжения и выключает АВ (тепловая защита). Вторая имеет электромагнит, который отключает цепь в случае замыкания (электромагнитная защита).

Для применения в трансформаторах, электрических двигателях и иных высокомощных агрегатах требуется и соответствующий автомат. При расчете силы тока АВ используются особые формулы, о которых речь пойдет чуть ниже. Исходя из них, для мощных структур подойдут выключатели из серии К 8-15 или D 10-20.

Некоторая сложность возникает при расчете требуемой силы тока для асинхронного двигателя. Например, если для лампочек накаливания формула расчета будет следующая: суммарная мощность тока/напряжение = 200 Вт/220 В = 0,91 А, то для двигателя в формулу вмешается «косинус фи». Обычно его значение указывается на табличке, но если такового нет, можно брать цифру 0,7 или 0,6. Для асинхронного двигателя мощность 2000 Вт расчет будет следующий: мощность/напряжение/косинус фи = 2000 Вт/220 В/0,7 = 13 А.

Читать еще:  Линейка автоматов по току

Выбор автоматического выключателя по силе тока

Сила тока – самая важная характеристика для АВ. Именно по значению рабочей силы сети выбирается выключатель. Защитная функция как раз и состоит в том, чтобы показатель в амперах, проводимый по цепи не превышал показателя, на который рассчитан АВ, иначе произойдет отключение.

Ниже представлена таблица АВ по значению силы тока и их «рабочее пространство»:

Автоматический выключательРабочее пространство (сила тока цепи, при которой предпочтительна именно эта модель)Холостое пространство (сила тока, при которой АВ будет защищать лишь от коротких замыканий, предпочтительна более слабая модель)
0-1Анет
1-2А0-1А
2-3А0-2А
3-6А0-3А
10А6-10А0-6А
16А10-16А0-10А
20А16-20А0-16А
25А20-25А0-20А
32А25-32А0-25А
40А32-40А0-32А
50А40-50А0-40А
63А50-63А0-50А

Важно, чтобы сила тока попадала именно в рабочее пространство, тогда у выключателя будет достигнута максимальная эффективность. Например, по примерам из предыдущего раздела: для двух лампочек накаливания (I = 0,91А) лучше всего использовать самые слабые АВ с силой 1А. Сила тока асинхронного двигателя (I=13А) попадает в диапазон автомата с 16А.

Как выбрать АВ по мощности

Самый распространенный критерий выбора автомата – мощность электросети. Впрочем, важно не забывать, что немалую роль играет и сечение провода и даже возраст проводки. Помимо этого, значения могут разниться в зависимости от напряжения (220 или 380 вольт) и количества фаз.

Простой пример поможет лучше разобраться в выборе. Есть необходимость установить выключатель на сеть, обеспечивающую электричеством жилую комнату. Возьмем для наглядности следующие показатели:

  • сечение провода не менее 2,5 мм, проводка медная и в хорошем состоянии;
  • напряжение – 220 вольт, подключение – однофазное;
  • мощность электрического тока – 3000 Ватт.

Сила измеряется по вышеуказанной формуле: мощность/напряжение и составит 13,6 А. Смотрим таблицу значений. Наиболее подходящий вариант – автомат 16А.

Для определения необходимого АВ, можно свериться со следующими усредненными параметрами для однофазной цепи с мощность 220В:

  1. АВ 1А (автоматический выключатель 1А) – до 0,2 кВт.
  2. АВ 2А – до 0,4 кВт.
  3. АВ 3А – до 0,7 кВт.
  4. АВ 6А – до 1,3 кВт.
  5. АВ 10А – до 2,2 кВт.
  6. АВ 16А – до 3,5 кВт.
  7. АВ 20А – до 4,4 кВт.
  8. АВ 25А – до 5,5 кВт.
  9. АВ 32А – до 7 кВт.
  10. АВ 40А – до 8,8 кВт.
  11. АВ 50А – до 11 кВт.
  12. АВ 63А – до 13,9 кВт.

При выборе выключателя для трехфазной сети мощностью 380В, по сути, ничего не меняется. Единственным различием будет учет упомянутого ранее косинуса фи (или угла сдвига).

Пример: необходимо установить на такую сеть АВ. Косинус фи по документации равен 0,6, напряжение – 380В, общая мощность – 7000 Вт. Формула – 7000/380/0,6 = 30,07. На одну фазу (полюс) придется напряжение, близкое к характеристикам 10А. По аналогии с прошлым сравнительным списком, ниже приведены характеристики для такой сети.

  1. АВ 1А – до 1,1 кВт.
  2. АВ 2А – до 2,3 кВт.
  3. АВ 3А – до 3,4 кВт.
  4. АВ 6А – до 6,8 кВт.
  5. АВ 10А – до 11,4 кВт.
  6. АВ 16А – до 18,2 кВт.
  7. АВ 20А – до 22,8 кВт.
  8. АВ 25А – до 28,5 кВт.
  9. АВ 32А – до 36,5 кВт.
  10. АВ 40А – до 45,6 кВт.
  11. АВ 50А – до 57 кВт.
  12. АВ 63А – до 71,8 кВт.

При выборе автоматического выключателя будьте предельно внимательны и обращайте внимание на все показатели самого АВ (марка, производитель, продавец, сила тока) и сети (косинус, мощность, напряжение, сечение, фазы и т.д.)

Автоматический выключатель: подбор мощности

Один из параметров электрической цепи, опираясь на который удаётся корректно подобрать автоматический выключатель — мощность нагрузки. Здесь под исполнение корректного подбора выключателя-автомата требуется:

  • определить сумму нагрузки от приборов электросети, подключенных на постоянной основе;
  • увеличить полученное значение на верхний коэффициент, определив тем самым возможное временное увеличение нагрузки (например, за счёт включения неучтённых дополнительных приборов).

Автоматический выключатель: пример расчёта под бытовую нагрузку

Для современной бытовой хозяйственной сферы обыденным явлением видится оснащение по максимуму электрическими приборами. Причём обычно большая часть электроприборов приходится на кухонное помещение.

Оснащение современной кухни выстраивается большим количеством электрической техники и каждый прибор нуждается в защите по питанию

Постоянно действующей нагрузкой (в скобках указаны средние значения) на кухонную электропроводку традиционно выступают:

  • холодильный шкаф бытовой (0,5 кВт);
  • микроволновая установка (1 кВт);
  • чайник с электро-нагревателем (1,5 кВт);
  • вытяжная система (0,2 кВт).
Читать еще:  Унитаз с автоматическим спуском воды

Здесь, судя по совокупной имеющейся нагрузки, значение мощности для кухонной электрической цепи составит – 3,2 кВт. Исходя из полученного значения потребительской нагрузки, корректным следует считать выбор автоматического выключателя мощностью 3,5 кВт (номинал) на рабочий ток 16А.

Допустим, под эту же схему домовладельцы решили пристроить дополнительный электроприбор – кофеварку. Мощность этого устройства составляет в среднем — 1,5 кВт. В результате суммарное потребление электроэнергии кухонной техники возрастёт по мощности до 4,7 кВт.

Если автоматический выключатель фиксирует перегрузку по току, срабатывает защитный механизм на отключение. Подача электричества в цепь нагрузки прекращается

С таким уровнем нагрузки выбранный автоматический выключатель уже не справится (превышено граничное значение мощности). Соответственно, будет срабатывать защитный механизм прибора. Подача электричества в дом прекратится. Именно для исключения подобных ситуаций требуется учитывать коэффициент верхнего энергопотребления.

Как правило, значение коэффициента на временное дополнительное потребление берётся не выше 1,5. Иначе утрачивается эффективность контроля постоянной нагрузки. К тому же, применяя коэффициент верхнего потребления, нельзя забывать о сечении электропроводки, значение которого должно соответствовать передаваемой мощности.

Автоматический выключатель и номинальная нагрузка

Мощностью номинального режима считается значение отсечки, не приводящее к срабатыванию механизма защиты. Это значение рассчитывают по известной формуле.

Механизм автоматического выключателя имеет сложную структуру и очень чувствительные элементы. От чувствительности элементов зависит точность отсечки по времени

Классическая формула расчёта потребляемой мощности из курса физики:

P=U*I

где: U – напряжение, I – ток нагрузки.

Выше в примере подбора мощность автоматического выключателя была уже подсчитана совокупностью потребления всеми бытовыми приборами. Поэтому, пользуясь обозначенной формулой, достаточно просто вычислить требуемый ток автоматического выключателя, несколько изменив расклад формулы:

I= P/U (3500/220=14,9А)

Результат представленного расчёта соответствует стандарту для автоматических выключателей номинального тока — 16А.

Если требуется выбор автоматического выключателя на электрический двигатель под эксплуатацию, например, в трёхфазной сети, используют ту же формулу для расчётов. Правда дополнительно к этой формуле следует применить параметр — cos φ. Тогда получится следующий расклад:

I= P/U * cos φ

Подбор автоматического выключателя по току

Когда имеются в наличии расчётные сведения по значению максимально возможного тока эксплуатируемой электрической цепи, автомат несложно подобрать, используя технический параметра тока, установленный для прибора.

В таком случае подбор автоматического выключателя — устройства защиты электропроводки и подключенных приборов, выполняется по номинальному значению ампер, указанному на корпусе автомата.

Значения тока, на которое следует обращать внимание при выборе устройства защиты электрических цепей, обозначено (в амперах) непосредственно на фронтальной панели корпусе прибора

Особых сложностей выбора для лица, приобретающего автомат под бытовое применение не предвидится. Любой автоматический выключатель всегда имеет принятое стандартом обозначение рабочего тока.

Номинальная величина указывается непосредственно на корпусе прибора. В крайнем случае, оригинальное устройство всегда сопровождает инструкция, где представлены необходимые сведения по техническим и эксплуатационным параметрам.

Однако существует такое понятие как рабочая область токов — по умолчанию характерный параметр для всех существующих конструкций автоматических выключателей. И чем больше токовый номинал прибора, тем более расширенным является диапазон токовой рабочей области.

К примеру, автоматический выключатель значением на 10А имеет рабочую токовую область в диапазоне от 6А до 10А, тогда как прибор номинальным значением 63А охватывает диапазон рабочих токов от 50А до 63А.

Характеристика защиты автоматического выключателя

Характеристика защиты – ещё один важный момент (технический параметр), на который следует обращать внимание при выборе автомата-выключателя под эксплуатацию в бытовой сфере.

Перед цифрой, указывающей номинальный ток, всегда находится аббревиатура временной характеристики. Это один из критериев выбора для потенциального покупателя прибора

Характеристика функционала защиты электроприбора определяет скорость действия механизма защиты в зависимости от номинального значения тока автомата и тока подключенной нагрузки.

Для бытовых целей, как правило, используются приборы с характеристикой функционала защиты класса «В» или «С». Первые устройства срабатывают на отключение по факту 3-5 кратного превышения значения тока нагрузки. Вторые устройства обладают 5-10 кратным запасом.

Между тем независимо от имеющегося запаса, момент срабатывания защиты определяется ещё и временем (долями секунды), в течение которого допускается превышение установленного защитного параметра.

Подбор автоматических выключателей на видео

Видеоролик ниже — своего рода практическое пособие в деле подбора рассмотренных электрических устройств защиты цепей. Не следует отказываться от просмотра материала, тем более людям слабо информированным в этом вопросе:

Реверс твердотельными реле + схема коммутации электродвигателей

Тест (проверка) высоковольтных силовых трансформаторов

Асинхронный двигатель: виды и детали конструкции

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector