Таблиця вибору автомата за потужністю

Захисний автомат – важливий елемент будь-якої електропроводки у побутовому чи виробничому приміщенні. Інша назва – автоматичний захисний вимикач, АЗВ. Він оберігає електричні ланцюги від струмів перевантажень та короткого замикання, попереджає температурний перегрів електропроводки, виконує оперативне відключення у разі аварійних режимів. Для того, щоб правильно підібрати необхідний тип захисного автомата та уникнути можливих спалахів електропроводки через неправильний монтаж, слід вміти вибирати необхідну модифікацію виходячи з перерізу проводів, максимального навантаження споживачів та часу спрацьовування.

Види автоматів

Сучасні захисні автомати розрізняються за багатьма параметрами. Для того, щоб правильно підібрати необхідний електротехнічний пристрій, необхідно знати основні характеристики та принцип дії.

Швидкість вимкнення

Показник першорядної ваги. Саме від оперативності знеструмлення електричного ланцюга залежить його збереження та протипожежна безпека будівлі. У разі виникнення струмів короткого замикання захисний автомат повинен знеструмити ланцюг у межах 0,03-0,05 сек. За цим критерієм пристрої поділяють на:

• захисні автомати зі уставкою 4500 ампер. Вони використовуються для захисту великої виробничої будівлі або кількох житлових комплексів;
• автомати з межею спрацьовування 10000 ампер. Їх використовують у промисловості для захисту тягових трансформаторів та дроселів від перенапруг;
• автомати до 30 ампер використовують у побутових цілях: приватних житлових будинках, квартирах, господарських спорудах.

Потужні автомати можуть обладнатися масляною ванною, в якій відбувається розмикання сіових контактів. Вона призначена для гасіння електричної дуги

Число силових контактів – "полюсів"

За цим критерієм автомати класифікуються на одно-, дво-, три-і рідше чотириполюсні. Для побутової електромережі достатньо двополюсного автомата. Промислові об'єкти використовують потужні триполюсні або чотириполюсні захисні пристрої.

Однополюсні АЗВ мають найпростішу конструкцію та застосовуються в окремих ділянках електричного ланцюга. До такого пристрою зазвичай підключається всього два дроти – вхід і вихід, що є провідником однієї фази. Такі автомати призначені для захисту від короткочасних навантажень, відрізняються оперативністю спрацьовування та надійністю в роботі.

Двополюсні автомати підключають до загального електричного ланцюга. У разі аварійних режимів вони одночасно переривають ланцюг фазного і нульового проводу. Це більш досконалий технічний пристрій. Воно здатне захистити повністю окреме приміщення від струмів короткого замикання, температурних навантажень та резонансної напруги.

Струмкова характеристика

Кожен захисний пристрій має індивідуальні струмові показники. При нормальній синусоїді струму, що протікає, спрацьовування захисту не відбувається. Коли коливання піків напруги в електричній мережі перевищать допустимі межі, автомат виконає оперативне відключення. Це і називається тимчасово-струмової характеристикою. Вона показує різницю між поточним струмовим навантаженням та номінальними граничними значеннями.

Маркування

Номінали автоматів струмом прийнято маркувати буквами латинського алфавіту. Вони поділяються на три загальноприйняті класи:

• "В" – відключаються в межах проміжку часу від 5 до 20 секунд. Значення струму відключення становить 300-500% номінального режиму. За цей час автомат нагрівається, і термопара робить розрив ланцюга. Для повторного увімкнення необхідна пауза для остигання контактів. За принципом дії пристрій схожий на стандартні побутові "пробки";
• "С" – мають швидкодіючий захист, відключаються за час, що не перевищує 10 секунд. Здатні витримувати десятикратне навантаження та застосовуються для захисту потужних електроланцюгів невеликої виробничої ділянки або просторого приватного будинку;
• "D" – пристрої промислового призначення, що мають трьох-або чотириполюсну конструкцію. Їх встановлюють у ланцюзі електродвигунів, трансформаторів та реакторів загальнопромислового призначення, що згладжують. Сила струму, що відключає автомат, може становити 10-15-кратну величину від номінальної, час відключення не перевищує, як правило, 5-7 секунд.

Слід запитати: «Як розрахувати скільки ампер потрібен автомат?».

Підбір автомата за потужністю, перерізом дроту та навантаженням

Чим більший переріз кабелю, тим вище номінальний струм спрацьовування. Це головне правило. Проводи та токонесучі кабелі великого перерізу здатні пропускати струми високого номіналу через низьку опірність провідника. Від вибраного струму уставки залежить температурний режим роботи проводки. Коли гранична величина спрацьовування підібрана некоректно, захист не відключатиме ланцюг навіть при перебігу підвищених струмів. Це призведе до перегріву електропроводки.

Максимальний номінальний струм вимикача залежить від:

• кількості жил проводки чи кабелю;
• типу електричного ланцюга: одно- чи трифазна.

Знаючи переріз кабелю, що вимірюється в мм2, тип кабелю: одно- або багатожильний, можна вибрати тип уставки та номінальний струм вимикача. Вони поділяються на класи: A, B, C, D, E, F. Клас F має найвищу межу спрацьовування – 125 ампер. Для зручності вибору автомата перерізу кабелю застосовується розрахункова таблиця.

Вибір автомата за потужністю навантаження

Для різних електроприладів та обладнання існують диференційовані час-струмові характеристики. Наприклад, теплонагрівачі мають виключно активне навантаження. Їх необхідно робити розрахунок автомата класу " У " . Електродвигуни побутового та промислового призначення мають активне та індуктивне навантаження. Для них підбирають захист "С"-класу. Потужні двигуни з окремим пускачем вимагають встановлення автоматів класу "D".

При розрахунку автомата за потужністю навантаження керуються заявленою виробником потужністю, що вимірюється в кВт і кривою відключення, що визначається за струмовими характеристиками приладу або обладнання.

Для вибору захисного автомата за потужністю необхідно знати струм навантаження або здійснити його розрахунок за характеристиками споживачів. Знаючи номінальний струм, можна вибрати АЗВ більше або дорівнює отриманому значенню. Як правило, сила струму однофазної мережі напругою 220В перевищує потужність споживача в 5 разів. Якщо потужність праски дорівнює 2 кВт, то струм, що протікає в ланцюгу, буде наближатися до значення 10 ампер. Для трифазних мереж потужність струму вдвічі перевищує потужність споживача.

Струм розраховується за формулою:

Для достовірного та повного розрахунку користуються поняттям "коефіцієнта потужності" – Cos φ. Його значення беруть із довідника з монтажу електроустановок споживачів.Коефіцієнт потужності показує виправлення на коефіцієнт корисної дії приладу або обладнання. Наприклад, для побутової праски вона не перевищує 75%. Це означає, що 3/4 споживаної енергії йде корисну роботу, а 1/4 становить втрати. Тоді формула матиме вигляд:

Якщо кінцеве значення отримано цілим числом, а, припустимо, 4,83, то автомат вибирають, округляючи показання струму у велику сторону.

Вибір автомата по струму КЗ

Виникнення струмів короткого замикання, що призводять до найбільш згубних наслідків електричного ланцюга, так і приміщення – поширене явище. Вони можуть виникнути через несправність побутового електроприладу, поломку споживача, неправильно змонтовану проводку. Вибір автоматів струму короткого замикання визначається емпіричним шляхом виходячи з даних із сумарної потужності.

Підбір автомата по струму КЗ виконується виходячи з розрахункового показника кінцевої точки лінії. Розрахунок потужності автомата складний простого обивателя. Він враховує коефіцієнт трансформації підстанції енергопостачання, переріз, довжину та хімічний склад провідника.

Для простоти розрахунків зазвичай використовують сумарну довжину всієї електричної лінії. Її вимірюють від виходу електрощитка до точки підключення споживача. І так по всіх ділянках приміщення, квартири, будинки.

У приватних будинках і стандартних квартирах такою довжиною нехтують, тому що вона мала і не істотно впливає на вибір автомата за потужністю навантаження. Зазвичай набувають автоматичні вимикачі категорії "С". Рідше купують категорію "В", але вона підходить лише для систем освітлення, що не має високих пускових струмів.Якщо застосовується пральна машина, компактні верстати, пускові електродвигуни, циркуляційні насоси, обов'язкове встановлення автомата з маркуванням "С".

Особливості роботи

Існують певні особливості роботи захисного автомата. Наприклад, в будинку встановлена ​​пральна машина потужністю 5 кВт, включена праска потужністю 1,5 кВт і працює все освітлення загальною потужністю 4 кВт. Сумарна споживана потужність сягає 10,5 кВт. Використовуючи формулу, P=I/U, ми отримуємо поточний струм, що дорівнює 10500/220=47,7 ампера. То автомат на 16 ампер при цьому не вимикається. Специфіка полягає у тимчасовій струмовій амплітуді. На корпусі АЗВ завдано маркування "С16". Вона означає, що тимчасовий струм повинен досягти, як мінімум, десятикратного навантаження, тобто. 470 ампер. Таке можливе лише при короткочасному замиканні електропроводки в ланцюзі споживача. Тривалий струм не перевищує 16 ампер, тому автомат залишається у зведеному стані та працює стійко.

Якісний виріб завжди має технічний паспорт, в якому зображено вольт-амперну тимчасову струмову характеристику. Професіонали користуються нею для оцінки рівня відповідності захисного пристрою параметрам електричного кола. Розрахунок автоматичного вимикача – відповідальний та важливий етап проектування електричного кола.

Перекладні формули

Часто постає питання: «як перевести номінальні ампери автоматичного вимикача на потужність?». Для цього потрібно знати номінальну напругу мережі. Найчастіше зустрічається однофазна мережа напругою 220В. Для визначення потужності при тривалій величині струму один ампер потрібно помножити одиницю вимірювання на вольтаж. Таким чином, при множенні 220 вольт на 1 ампер виходить 220 Ватт.Для трифазної мережі застосовуються поправочні коефіцієнти. Вони показують коефіцієнт корисного енергоспоживання і можуть бути в діапазоні від 0,67 до 0,95.

Приклади помилок

Помилки під час вибору автоматичних вимикачів поширені серед електриків, які не знають елементарних правил підбору.

Для того, щоб захист був змонтований професійно і не став причиною потенційної небезпеки, варто знати:

• кількість ділянок силового ланцюга, які необхідно обладнати АЗВ;
• номінальна робоча напруга та кількість фаз;
• полюсність автомата;
• допустимий номінальний струм електропроводки;
• величину допустимого тривалого струму в джгуті дротів.

Часто на введенні електрики в житлове приміщення встановлюють однополюсні автомати, що є неприпустимим. На вході повинен встановлюватися лише двополюсний струмовий захист. Багато хто намагається змонтувати двополюсний вимикач лише у дві фази трифазного ланцюга, що також є критичною помилкою. вибір автомата по перерізу кабелю для 220 і 380 вольт повинен виконуватися у суворій відповідності з таблицею.

Не слід включати у високонавантажену мережу промислового обладнання автомати класів "С" та "В". І тому існує клас " D " . Якщо є сумніви щодо загальної потужності ланцюга, слід вибрати автомат із "запасом" та встановити захист номіналом вище. Правильно підібрані номінали автоматів за струмом – гарантія безпечної експлуатації будівлі, запобігання ризикам займання та виникнення струмів перевантажень.

Найбільш поширена помилка багатьох електриків, у тому числі й тих, хто має досвід роботи, – неправильний розрахунок номінального струму електромережі.Це відбувається через те, що не враховується переріз електропроводки, сумарна потужність споживачів, які можуть працювати одночасно, помилкові характеристики потужності приладів. У жодному разі не можна встановлювати автомат великої потужності, якщо за включенні єдиного споживача, наприклад, праски, відбулося спрацьовування захисту. Це вказує на те, що в проекті електропроводки допущено прорахунок або неправильний монтаж проводів. Встановлення автомата підвищеного номіналу призведе до теплових навантажень у мережі і, можливо, стане причиною займання ізоляції.

Електрикам-початківцям у такому випадку підійде онлайн розрахунок автомата за потужністю. Для цього достатньо відкрити одну з версій популярної програми, ввести технічні дані та отримати потрібне значення струму уставки.

Таблиця автоматичних вимикачів також служить гарною "шпаргалкою" при утрудненні у правильному доборі АЗВ. Знаючи перетин і тип електропроводки, потужність ланцюга, можна підібрати готовий тип автомата потрібної категорії.

Сьогодні ми з вами проведемо розрахунок домашньої електричної мережі на прикладі однокімнатної квартири, подивимося, як правильно розділити споживачів на групи, порахувати потужність та струм навантаження для кожної групи, і найголовніше – розрахувати перетин кабелю та визначити які автомати та пристрої захисту нам будуть для цього необхідні.

Такий розрахунок складається з кількох етапів.

На першому етапі ми повинні поділити всіх споживачів електроенергії на групи.

На другому етапі для кожної групи розраховуємо сумарну потужність та номінальний струм навантаження.

Далі, третьому етапі, з отриманого номінального струму, розраховуємо перетин кабелю кожної групи.

І на четвертому етапі, знаючи переріз жил кабелю ми зможемо підібрати необхідні пристрої захисту: автоматичні вимикачі та ПЗВ.

Давайте розглянемо кожен етап докладніше і всі подальші дії я буду заносити в таблицю, щоб було наочніше і в кінці побачити повну картину нашої електричної мережі.

Отже, перший етап. Після того, як на схемі квартири розміщені всі розетки, світильники та інші електричні прилади, нам потрібно розділити всі споживачі на групи. Група – це кілька електричних приладів, підключених до одного дроту живлення, що йде від розподільного щита.

Споживачів по групах розподілимо за такими принципами:

1. Розетки приміщень з підвищеною вологістю (ванна та кухня)

2. Розетки житлових кімнат

3. Висвітлення житлових приміщень

4. Освітлення ванної, туалету та кухні

5. Потужні споживачі (духовка, електроплита, посудомийка, пральна машина тощо)

Додам, що кожен електрик чи проектувальник використовує свої принципи поділу на групи, з власного досвіду чи технічних умов.

На кожну групу в розподільчому щиті встановлюється автоматичний вимикач, а якщо необхідно, то додається пристрій захисту відключення (ПЗВ).

У таблиці заносимо сформовані групи споживачів:

На другому етапі ми визначаємо сумарну потужність кожної групи споживачів. Це дозволить визначити номінальний струм навантаження, який протікатиме в ланцюзі цієї групи.

Для того, щоб визначити сумарну потужність кожної групи споживачів, ми складаємо споживані потужності всіх споживачів.

Якщо це розетки кухні, то порахуємо потужності всіх електричних приладів, які включатимуться в ці розетки: електричний чайник – 1500 Вт, холодильник – 150 Вт, мікрохвильова піч – 1700 Вт, тостер – 900 Вт. Витяжка – 150 Вт. Сумарна потужність вийшла – 4400 Вт.

При розрахунку номінальної потужності та номінального струму використовують коефіцієнт попиту, що характеризує ймовірність одночасного включення всіх споживачів групи. Для різних типів групи та кількості споживачів цей коефіцієнт попиту може бути різним. Для нашої кухонної групи з 5-ти споживачів – такий коефіцієнт дорівнюватиме 0,7. Тому, номінальна потужність групи виходить 4400 Вт* 0,7 = 3080 вт.

Значення струмів легко визначити за такою формулою: I = Р/220. Отже, отримуємо значення номінального струму нашої групи I=3080/220=14А. Це значення вносимо в таблицю для цієї групи.

Такі розрахунки номінального струму необхідно зробити й інших груп споживачів і отримані значення внести до таблиці, округляючи значень велику сторону.

На третьому етапі розраховуємо переріз кабелю.

Для проведення в житлових приміщеннях найкраще підходять мідні кабелі ВВГНГ та НУМ. Перерізи цих кабелів стандартні: 1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16 кв. мм. з кількістю жил від 2 до 5. Ці кабелі практичні та довговічні з гарною подвійною ізоляцією та надійною пожежною безпекою. Мають термін служби до 30 років.

Тепер давайте порахуємо потрібний перетин кабелю наших груп споживачів.

1 кв.мм. мідного дроту здатний пропустити через себе протягом тривалого часу, нагріваючись до допустимих меж 10 ампер струму.Відповідно, якщо наша кухонна група розеток споживає потужність 3080 ват і як ми порахували, при напрузі 220 вольт сила струму дорівнюватиме 3080/220=14 ампер, то для живлення цієї групи необхідно підвести до неї кабель перетином 14А/10=1,4 кв .мм. Слід взяти запас із перерізом не менше 15%. Отримаємо 1,61 квадрата. І тепер підберемо найближчий провід стандартного перерізу. Це 2,5 кв. Тобто. до цієї групи споживачів ми повинні підвести мідний дріт перетином 2,5 квадратних міліметрів.

Такі розрахунки перерізу дроту необхідно зробити й інших груп споживачів і отримані значення внести до таблиці.

Тепер ми підходимо до останнього етапу та можемо підібрати пристрої захисту.

Це важливий момент, т.к. Вибір номінальних значень автоматичних вимикачів часом визначається неправильним розумінням функцій цих пристроїв.

У мене є окреме відео з цього питання, де детально розуміється принцип дії автоматичних вимикачів. Його ви зможете знайти за посиланням під цим відео.

Т.к. автоматичний вимикач захищає передусім кабель від перегріву при КЗ та перевантаженнях, а не електро-прилади, то при підборі автоматів потрібно виходити з розрахунку того, що вони захищатимуть лише кабель від руйнування при критичних граничних навантаженнях. Тому не можна застосовувати автомати, як кажуть, «із запасом» за номіналом, щоб їх не «вибивало» і ця ділянка кабелю могла витримувати більше навантаження.

Т.к. тепловий розчіплювач автомата спрацьовує при значенні в діапазоні 1,13..1,45 від номінального значення, це означає, що автомат зі значенням 16А захистить провід при проходженні через нього струму до 23.2 А. А це провід перетином 2,5 кв.мм .Тому при використанні дроту перерізом 2,5 кв.мм. необхідно використовувати автомат трохи більше 16А.

Якщо при перерізі кабелю 2,5 кв. використовувати автомат номіналом 25А, то при перевищенні струму у дроті на 13% (тобто 25А+13%=28.25А) він відключиться тільки не раніше, ніж через 1 годину, і весь цей час працюватиме, а провід грітиметься, а якщо струм у дроті перевищить 45% від номіналу (тобто 25А+45%=36.25А), то автомат відключиться протягом 1 години, а весь цей час працюватиме і провід може вже почати плавитися.

Тобто автоматичний вимикач номіналом 25А може працювати і не відключитися при значеннях струмів в кабелі від 28.25 до 36.25А.

А як ми бачили раніше, що провід перетином 2,5 кв. здатний пропустити через себе протягом багато часу лише 2,5*10=25А струму, але це відповідає можливості автомата 16А (16А*1,13=18.08 … 16А*23.2А).

Так само ми розраховуємо оптимальні значення номіналів автоматичних вимикачів для кожної групи споживачів і дані вносимо до нашої таблиці.

Крім автоматичних вимикачів, у деяких групах споживачів повинні бути присутні Пристрої Захисного відключення (ПЗВ). Вони ефективно захищають від ураження електричним струмом, а також виникнення пожежі при руйнуванні проводки.

ПЗВ встановлюються до групи розеток, а також до групи споживачів у приміщеннях з підвищеною вологістю (ванна та кухня), а також для електроприладів з металевими корпусами (пральна, посудомийна машини, водонагрівачі тощо).

ПЗВ встановлюється після автоматичного вимикача.При цьому номінальний струм ПЗВ повинен бути на 1 ступінь вищим, ніж у автомата, що дозволить йому деякий час, до того, як спрацює автомат, працювати в режимі навантаження без виходу з ладу.

І друга важлива характеристика ПЗВ – це струм витоку. Для побутової мережі це від 10 до 30мА. Для вхідного автомата можна встановити ПЗВ зі струмом витоку 300 мА, щоб забезпечити пожежобезпечність усієї мережі.

Для нашої групи розеток кухні ми беремо автомат на 16А, а ПЗВ підбираємо на 25А.

Також підбираємо ПЗВ та для всіх інших груп споживачів, де необхідно встановити ПЗВ та вносимо дані до таблиці.

Таким чином, ми розрахували нашу електричну мережу, сформували групи споживачів, порахували сумарні потужності та струми для кожної групи, розрахували якого перетину кабелі нам потрібно використовувати та визначили які автомати та пристрої захисного відключення нам будуть необхідні.

Також Ви зможете переглянути відео на цю тему: