Условия выбора автоматических выключателей

Условия выбора автоматических выключателей

Основные критерии выбора

Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.

  1. Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
  2. Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:

Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:

Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!

Недопустимые ошибки при покупке

Существует несколько ошибок, которые могут допустить электрики-новички при выборе автоматического выключателя по силе тока и нагрузке. Если Вы неправильно выберите защитную автоматику, даже немного «промахнувшись» с номиналом, это может повлечь за собой множество неблагоприятных последствий: срабатывание автомата при включении электроприбора, электропроводка не выдержит токовые нагрузки, срок службы выключателя быстро сократиться и т.д.

  • Первое и самое важное, что вы должны знать — во время заключения договора новые абоненты заказывают энергетическую мощность своего присоединения. От этого технический отдел производит расчет и выбирает в каком месте будет происходить подключение и сможет ли оборудование, линии, ТП выдержать нагрузку. Также по заявленной мощности рассчитывается сечение кабеля и номинал защитного автомата. Для квартирных абонентов недопустимо самовольное увеличение нагрузки на ввод без его модернизации, поскольку по проекту уже заявлена мощность и проложен питающей кабель. В общем номинал вводного автомата выбираете не вы, а технический отдел. Если в итоге вы захотите выбрать более мощный автоматический выключатель, все должно согласовываться.
  • Всегда ориентируйтесь не на мощность бытовой техники, а на электропроводку. Не стоит осуществлять выбор автомата только по характеристикам электроприборов, если проводка старая. Опасность в том, что если, к примеру, для защиты электроплиты Вы выберите модель на 32А, а сечение старого алюминиевого кабеля способно выдержать только ток в 10А, то Ваша проводка не выдержит и быстро расплавиться, что станет причиной короткого замыкания в сети. Если же Вам нужно выбрать мощный коммутационный аппарат для защиты, первым делом замените электропроводку в квартире на новую, более мощную.
  • Если, к примеру, при расчете подходящего номинала автомата по рабочему току у Вас вышло среднее значение между двумя характеристиками – 13,9А (не 10 и не 16А), отдавайте предпочтение большему значению только в том случае, если Вы знаете, что проводка выдержит токовую нагрузку в 16А.
  • Для дачи и гаража лучше выбрать автоматический выключатель помощнее, т.к. здесь могут использоваться сварочный аппарат, мощный погружной насос, асинхронный двигатель и т.д. Лучше заранее предусмотреть подключение мощных потребителей, чтобы потом не переплачивать на покупке коммутационного аппарата большего номинала. Как правило, 40А вполне хватает для защиты линии в бытовых условиях применения.
  • Желательно подобрать всю автоматику от одного, качественного производителя. В этом случае вероятность какого-либо несоответствия сводится к минимуму.
  • Покупайте товар только в специализированных магазинах, а еще лучше – у официального дистрибьютора. В этом случае Вы вряд ли выберите подделку и к тому же, стоимость изделий у прямого поставщика, как правило, немного ниже, чем у посредников.

Вот и вся методика правильного выбора автомата для собственного дома, квартиры и дачи! Надеемся, что теперь Вы знаете, как выбрать автоматический выключатель по току, нагрузке и остальным, не менее важным характеристикам, а также какие ошибки не следует допускать при покупке!

Рекомендуем прочитать:

Автоматический выключатель выбирается исходя из следующих условий:

1. Соответствие номинального напряжения выключателя Uн к номинальному напряжению сети Uс: Uн, Uс. (6.1)


2. Соответствие номинального тока расцепителя Iн.расц номинальному току нагрузки Iдн: Iн.расц , Iдн. (6.2)
3. Соответствие номинального тока расцепителя Iн.расц максимальному рабочему току Iраб.макс группы электроприемников (для вводных выключателей питания сборок и щитов) в длительном режиме: Iн.расц , Iраб.макс. (6.3).


4. Условие предельной коммутационной стойкости (ПКС): каталожное значение ПКС должно быть не менее максимального значения тока короткого замыкания (Iкз.макс), протекающего в цепи в момент расхождения контактов выключателя: ПКС > Iкз.макс. Это необходимо, чтобы автоматический выключатель смог выдержать токовые перегрузки при коротком замыкании в цепи.

Защита от перегрузки

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из условий возврата защиты после окончания пуска или самозапуска электродвигателя:
где kн – коэффициент надежности, учитывающий некоторый запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты (1,0 – для современных АВ фирмы Schneider Electric, 1,15 – для АЕ20, А3700; 1,25 – для А3100, АП-50; 1,2 , 1,35 – для ВА51);

Читайте также:  Как сделать мансардное окно на крыше

kв – коэффициент возврата защиты.

Защита считается эффективной, если:

Для выключателей с тепловым и электромагнитным (комбинированным) расцепителем условие (6.5) обеспечивается автоматически при выборе номинального тока расцепителя по условию (6.2). Наилучшая защита от перегрузки обеспечивается, если удается подобрать выключатель, имеющий Iн.расц = Iдн. В этом случае, имея в виду, что для термобиметаллических тепловых реле kв = 1, ток срабатывания защиты от перегрузки составит:

Токовая отсечка (для АВ с двухступенчатой ВТХ)

Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя, который состоит из периодической составляющей, почти неизменной в течение всего времени пуска, и апериодической составляющей, затухающей в течение нескольких периодов. Несрабатывание отсечки при пуске двигателя обеспечивается выбором токовой отсечки по выражению:


где kн.пуск = kз·kа·kр – коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока электродвигателя;

1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме может быть на 5% выше номинального напряжения электродвигателя;

kз – коэффициент запаса;

kа – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пусковом токе электродвигателя;

kр – коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки.

Мгновенная токовая отсечка (для АВ с трехступенчатой ВТХ)

Для выключателей с трехступенчатой защитной характеристикой мгновенную отсечку выключателя отстраивают от пикового значения пускового тока электродвигателя:

Кроме того, токовая отсечка должна надежно защищать электродвигатель от минимального тока КЗ при повреждении в конце кабельной линии: где (1)

к.R I – минимальный ток однофазного КЗ в конце кабеля, вычисленный с учетом токоограничивающего действия дуги в месте повреждения.

Выбор уставок автоматических выключателей питания сборок и щитов

Выбор тока срабатывания отсечки выполняется по приводимым ниже условиям, из которых принимается наибольшее полученное значение. Соответствие данным условиям позволяет обеспечить селективную работу автоматических выключателей в разных частях электрический цепи.

1) Несрабатывание при максимальном рабочем токе Iраб.макс с учетом его увеличения в kсзп раз при самозапуске электродвигателей:


где kн = kз·kа·kр – коэффициент надежности отстройки отсечки от тока самозапуска.

Ток самозапуска Iсзп = kсзп· Iраб.макс определяется из расчетов самозапуска. При этом без ущерба для точности расчетов допускается считать, что электродвигатели запускаются из состояния покоя.



При отсутствии данных расчетов самозапуска, для отдельных сборок Iсзп принимается приближенно равным сумме пусковых токов электродвигателей и другой нагрузки сборки, участвующих в самозапуске:


где kil – кратность пускового тока l-ого двигателя с номинальным током Iднl.

С другой стороны, в соответствии с источником [11]:

где Iдн – суммарный номинальный ток электродвигателей;

ki – усредненное значение кратности пусковых токов электродвигателей.

Также существует третий способ расчета Iсзп:


где kii – кратность пускового тока i-ого двигателя номинальной мощностью Рднi.

Ввиду того, что среди прочих проверок отстройка от тока самозапуска имеет, как правило, определяющее значение, предпочтение следует отдать расчетам самозапуска с помощью ЭВМ.

2) Несрабатывание при полной нагрузке щита (сборки) и пуске наиболее мощного электродвигателя:


где kн – коэффициент надежности отстройки отсечки от тока самозапуска;

раб макс i I – сумма максимальных рабочих токов электроприемников, питающихся от щита или сборки, кроме двигателя с наибольшим пусковым током Iпуск.макс.

Выбор автоматических выключателей для защиты одиночных асинхронных электродвигателей

Применение изложенной методики продемонстрируем на примере защиты асинхронных электродвигателей 0,4 кВ энергоблока 63 МВт газомазутной ТЭЦ автоматическими выключателями Compact NS с электронными расцепителями. Электродвигатели и их параметры перечислены в табл.6.1.

На основании условий (6.1), (6.2) и (6.4) подберем автоматические выключатели и расцепители, результаты представим в табл.6.1.

Так как рассматриваются автоматические выключатели зарубежного производства, для описания их параметров перейдем к обозначениям МЭК:

• номинальный ток автоматического выключателя – Iн = In;

• номинальное напряжение автоматического выключателя Uн = Un;

• номинальный ток расцепителя – Iн.расц = Ir;

• предельная коммутационная способность ПКС = Icu;

• пусковой ток электродвигателя Iпуск = Ia;

• пиковое значение пускового тока электродвигателя Iпуск.max = Iр.

Переход к другим обозначениям обусловлен спецификой наименования параметров АВ и расцепителей, ориентированной на зарубежную нормативно-техническую документацию.

Более подробно о характеристиках автоматических выключателей можно почитать в нашей статье.

В советский период времени в нашей стране для безопасной работы и защиты от перегрузки, а, следовательно, защиты от возгорания электрической проводки и короткого замыкания использовались предохранители с плавкими вставками.

Такие устройства являлись надежными, но при срабатывании неизбежно перегорал предохранитель. И главным недостатком этих устройств являлась необходимость замены предохранителя на новый.

В быту при замене плавкой вставки многие неопытные обитатели квартир совершали ошибки, так как не умели правильно рассчитать её по нагрузке. Поэтому такие устройства уже не могли должным образом защитить пользователя от пожара.

С развитием современных технологий на смену плавким предохранителям пришли эффективные и точные приборы – автоматические выключатели. Такие устройства являются надежными и хорошо защищают всю электрическую систему дома или каждую её часть по отдельности.

Главный вопрос, который возникает при монтаже электрической проводки – правильный выбор автоматического выключателя. Подробнее об этом вы узнаете из нашей статьи. Мы расскажем о том для чего нужны такие приборы и как правильно выбрать автомат по току, чем отличаются различные виды этих устройств.

Для чего нужен автоматический выключатель

Главная функция автоматического выключателя – защита электрической сети от перегрузки, короткого замыкания и, как следствие, неприятных последствий в виде возгорания электрической проводки или выхода из строя электроприборов.

Читайте также:  Мотоцикл с прицепом фото

При возникновении аварийной ситуации, например, при превышении нагрузки, если система не будет защищена, то будет превышен ток, который может выдержать электрический кабель проводки. Он нагреется, изоляция расплавится и произойдет короткое замыкание: сила тока увеличится в тысячи раз и моментально произойдет возгорание всей электрической проводки.

Результат таких происшествий вы часто можете слышать из средств массовой информации с заголовками «в результате возгорания электрической проводки произошел пожар и пострадали люди».

Для недопущения таких последствий, согласно электрической нормативно-технической документации, обязательно необходимо устанавливать автоматические выключатели соответствующего номинала для электропроводки в любом помещении.

Конструктивное устройство автомата

Современные автоматические выключатели принципиально практически ничем не отличаются и имеют в своем составе два устройства: электромагнитный и тепловой расцепители.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины, которая имеет свойство нагреваться при прохождении через нее тока. Если значение тока, проходящего длительное время через автомат, превышает номинальное пропускное значение, то пластина сильно нагревается, изгибается и воздействует на механизм, который отключает данный автомат.

Электромагнитный расцепитель (соленоид) – представляет собой катушку с намотанной на нее проволокой с сердечником и пружиной. Данный механизм защищает электрическую сеть от больших токов (например, из-за короткого замыкания) и мгновенно отключает электропитание при возникновении такой ситуации. Принцип действия прост: при возникновении сверхтока в обмотке катушке появляется наведенный магнитный поток, который перемещает сердечник, тот воздействует на механизм расцепителя и отключает автоматический выключатель.

Что такое номинальный ток автомата

Номинальный ток – это максимально допустимое значение электрического тока, который пропускает автоматический выключатель без отключения сети.

Чтобы понять и сделать выбор автомата по току, нужно исходить из двух факторов:

  1. 1. Сечение электрического кабеля – площадь поперечного сечения кабеля электропроводки, который способен без нагрева выдерживать определенную мощность нагрузки.
  2. 2. Максимальной нагрузке – мощности всех электроприборов, подключённых к данной линии на максимальном режиме работы.

При выборе автоматического выключателя нельзя ставить защитное устройство номиналом по току выше, чем может выдержать смонтированный силовой кабель. Такой автомат не защитит электропроводку и сработает уже поле перегрева линии.

В любом случае сечение электрического кабеля, номинал автомата и мощность нагрузки между собой очень сильно связаны. Силовой кабель может пропускать ограниченную его сечением величину тока.

Поэтому идеальным вариантом для устройства электрической сети будет такая последовательность: расчет мощности всех потребителей на силовой линии, расчет площади поперечного сечения, монтируемого кабеля по максимальной мощности всех устройств, расчет автоматического выключателя исходя из выбранного кабеля.

Учитывайте ток "неотключения" при выборе

При работе с автоматическими выключателями необходимо знать о таком свойстве, как ток не отключения. Ошибкой является представление о том, что если устанавливать автомат на 32А, то он сработает именно при силе тока в 32А.

Токи не отключения являются важной составляющей при выборе автомата, потому что они могут существенно повлиять на безопасную работу электрической сети.

Чтобы понять откуда берется такое свойство автомата, необходимо проанализировать характеристики автоматических выключателей по времени – току. Информацию о токе не отключения можно получить, посмотрев на горизонтальную ось отношения номинального тока к нагрузке I/In.

Автоматический выключатель может работать не отключаясь при превышении номинала на определенное количество, например, в 1,13 раза.

Поэтому обязательно учитывайте это свойство и рассчитывайте свою силовую линию с запасом.

Еще один момент, который тоже важно учесть в своих расчётах – это время работы при длительной превышающей нагрузке. Чтобы автоматический выключатель сработал при превышении нагрузки в 1,45 раза необходимо некоторое количество времени. Данное свойство регулируется п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Например, автомат может работать в горячем состоянии 50 секунд, а в холодном более часа при превышении нагрузки в 1,45 раза . Поэтому если сечение выбрано неправильно, то времени для того, чтобы расплавить изоляцию будет более чем достаточно.

Если неправильно выбрать номинал автомата?

Основные ошибки, которые совершают, когда нужно сделать выбор автомата по мощности нагрузки: выбор слишком большого номинала или, наоборот, слишком маленького номинала по току.

Если выбрать устройство с маленьким номиналом, то автоматический выключатель будет постоянно выключаться при работе электрических приборов, будет пропадать освещение и переставать работать важные механизмы. В таком случае у проложенного кабеля будет запас мощности, но автоматический выключатель не позволит пропускать через себя ток, выше его номинала (который будет меньше номинала кабеля).

Во втором случае при неправильном выборе автомата, с «запасом» по мощности – вы подвергнете себя риску возгорания электрической проводки. Так как мощность, на которую рассчитана кабельная линия будет существенно ниже пропускной способности автоматического выключателя и он просто не сработает, так как электрический кабель уже будет плавится, а у автомата еще будет запас работы.

Плюс ко всему чем выше номинал автомата, тем он дороже. При совершении такой ошибки вы переплатите деньги и подвергнете себя существенному риску, работа электрической системы будет неэффективной и небезопасной.

Очень часто возникает проблема, в том, что автомат отключается или работает неправильно, но номинал его выбран верно. Это происходит по той причине, что неправильно выбран класс устройства, который связан с характеристиками расцепителя.

Сечение проводки должно выдерживать нагрузку

Очень важный момент при расчете и монтаже электропроводки, это правильный выбор электрического кабеля по пропускной способности его площади поперечного сечения. Бывает так, что люди забывают об этом: суммируют мощность всех приборов, покупают нужный автомат, а о проводке забывают.

Через какое-то время это может привести к выходу из строя силовой линии, так как параметры кабеля не были учтены при расчете.

Читайте также:  Кот леопардовый окрас порода

Если сечение электрического кабеля 1,5 мм.кв. с максимальной пропускной способностью в 15 А, а автомат стоит номиналом 25 А. То при превышении нагрузки свыше 15 А, электропроводка будет разогреваться и плавится, но предел для отключения автомата еще не наступит. Это может привести к пожару и печальным последствиям.

Как выбрать автоматический выключатель

Часто думают, что выбор автомата по мощности нагрузки очень прост: взять мощность всех подключаемых приборов, поделить на напряжение сети и получится номинал автомата. Данное правило исходит из законов физики и в целом верно. Но для грамотного выбора защитного устройства важно учесть поперечное сечение отходящих проводников.

Итак, разберемся в вопросе «Как выбрать автоматический выключатель?».

Пример №1

Вы решили заменить электрический щиток со всеми автоматическими выключателями, но проводку решили оставить старую из советского алюминия, которая есть повсеместно в старых домах.

Вне зависимости от того, в каком состоянии у вас алюминиевая электрическая проводка в квартире, вариант у вас один: не ставить защитный автомат номиналом выше 16 А на каждую линию.

Давайте разберёмся, почему только такой вариант.

В ПУЭ таблицу 1.3.5 «Допустимый длительный ток для проводников с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами» у алюминиевых проводов сечением 2,5 мм.кв. указан допустимый ток в 19 А.

Это значит, что длительно и безопасно через данную линию может протекать ток не более 19 А. Автоматический выключатель при расчётах всегда выбирается близкий в наименьшую сторону, для того, чтобы был запас по току. Если в расчетах получается 19А, то правильный выбор автомата по мощности нагрузки будет устройство на 16А.

В такой ситуации выход только один: если у вас много приборов, то не следует их включать одновременно. Старайтесь разделить по времени работу электроприборов.

Например, сначала работает электрический чайник, после этого посудомойка моет посуду, а по завершении вы включаете стиральную машину. Тогда у вас все будет работать исправно и автомат не будет постоянно отключаться.

Если же вы хотите не думать о том, какой прибор включать и забыть о том, что нельзя включат одновременно, то лучшим решением будет заменить электропроводку.

Пример №2

Вы решили заменить электропроводку и автоматические выключатели полностью.

В ходе такого ремонта вы в любом случае будете разделять линии и ставить несколько автоматических выключателей для разных комнат и групп приборов, соответственно придется монтировать электрический щиток со множеством автоматов.

Для решения этого вопроса вам необходимо действовать по плану, указанному ранее: рассчитать максимальную мощность электрических приборов на каждую линии, выбрать сечение силового кабеля относительно мощности подключаемых приборов и защитить эту линию автоматом необходимого номинала.

Для понимания всего вышесказанного приведем дополнительный пример выбора.

Пример выбора автоматического выключателя

Вы имеете на кухне чайник 1,5кВт, микроволновую печь 1 кВт, мультиварку 1кВт телевизор в 0,4 кВт, посудомоечную машину 3 кВт, духовой шкаф 3,5 кВт, электрическую плитку или варочную панель 6кВт.

Правильное решение вопроса по количеству силовых линий и их мощности будет следующим:

На 1 линию, сечением кабеля в 2,5 кв.мм и автоматом в 16А можем подключать чайник, мультиварку, микроволновую печь и телевизор. Как посчитали:

Итого: 1500Вт + 1000 Вт + 1000Вт +400Вт = 3900Вт

По Закону Ома (I=P/U). Соответственно 3900/220 = 17,7 А – это ток, который будут потребить все приборы вместе при одновременном включении.

Выбрать сечение электрического кабеля можно из таблицы 1.3.4 из ПУЭ. Для тока 17,7 А выбираем сечение исходя из таблицы в 2,5 кв.мм для медного трехжильного кабеля проложенного закрытым способом. Из той же таблицы мы можем узнать номинальный ток, при котором не будет сильно разогреваться провод и плавится изоляция: это 21 А.

Исходя из расчетов на такую линию для ее защиты можно ставить автоматический выключатель 16А с учетом того, что все эти приборы вряд ли будут работать всегда одновременно.

Плюс при выборе автомата с наименьшим номиналом к кабелю еще в том, что очень часто продаются провода, выполненные не по ГОСТу, и имеют сечение ниже заявленного. Поэтому от таких ситуаций выбор автомата с наименьшим значением убережет вас и прекрасно защитит электропроводку.

Аналогично этим расчетам выбираем электрический кабель и автоматы для других приборов и освещения:

  • — для освещения кабель 1,5 кв.мм и автомат на 10А;
  • — для духового шкафа кабель 2,5 кв.мм и автомат 16А;
  • — для посудомоечной машины 2,5 кв.мм и автомат 16А;
  • — для электроплиты кабель 6 кв.мм и автомат на 32А.

В итоге можно понять на какой кабель ставится определенный автомат, запомнить это и использовать в быту:

  • — для кабеля 1,5 кв.мм: автомат на 10А;
  • — для кабеля 2,5 кв.мм: автомат 16А;
  • — для кабеля 4 кв.мм: автомат 25А;
  • — для кабеля 6 кв.мм: автомат на 32А.

Учитывайте температуру при выборе номинала автомата

Выбор автомата по мощности нагрузки часто сопровождается одной ошибкой: не учитывается температура помещения, в котором монтируется электрическая проводка. В ГОСТ 50345-2010 прямо указано, что характеристики устройств автоматического отключения и защиты даны для температуры окружающей среды +30 градусов Цельсия.

Из-за особенностей работы биметаллического расцепителя (он нагревается и изгибается под воздействием высокой температуры) в помещениях с минусовой температурой воздуха данный механизм будет нагреваться дольше и иметь задержку в реагировании на превышение тока.

И, соответственно, при высокой температуры среды, данный расцепитель сработает быстрее.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector