Расчет мощности автоматического выключателя: Онлайн расчет автомата по мощности

Содержание

Расчет мощности автоматических выключателей

Расчет мощности автоматических выключателей

Если вы самостоятельно делаете электропроводку в доме, то должны понимать, какой и где автомат должен стоять. Будь-то стиральная машина, водонагреватель, кондиционер, отопительный котел, нужен автоматический выключатель для его подключения.

При всем этом нельзя поставить автомат, который по номиналу будет выше или ниже, чем это положено. В первом случае автоматический выключатель просто не сработает при возникновении проблем, а во втором случае, он будет постоянно выключаться из-за перегрузок.

К тому же, при выборе автомата нужно учитывать в какой сети он будет использован: однофазной или трехфазной. В общем, о нюансах выбора автомата по мощности и будет рассказано на сайте «Электрик САМ» elektriksam.ru.

Расчет мощности автомата

Автоматический выключатель нужно выбирать таким образом, чтобы он максимально подходил по мощности к подключаемому электроприбору. Простыми словами, если вы устанавливаете электрический котел на 6 кВт, то и автомат нужно выбирать подходящей мощности.

Для этого нужно сначала узнать, а сколько же выдержит тот или иной автомат, например, на 16 или 32 Ампера. Для этого можно воспользоваться одной простой формулой и перемножить напряжение в сети на номинал автомата. Если сеть 220 Вольт, а автомат 16 Ампер, то мы умножаем 220*16 и получаем мощность, которую способен выдерживать автоматический выключатель. В данном случае это примерно 3,5 кВт.

Как видно, многое из подбора мощности автоматического выключателя связано с напряжением в сети. То есть, 220 или 380 Вольт играют очень большое значение, так как на каждую фазу нагрузка распределяется равномерно, а не на две. Для наглядности внизу будет приведена таблица, по которой можно легко рассчитать мощность автоматического выключателя.

Что важно знать при подключении электроприборов

Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.

Согласно правилам ПУЭ, подключение электрокотла мощностью более 3 кВт в обычную розетку недопустимо. Да и каждая розетка обладает своими определёнными характеристиками. Чаще всего домашние розетки идут на 16 ампер, а, следовательно, подключать к ним электроприборы допускается мощностью не более чем в 3,5 кВт.

Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.

Стоит ли брать автомат с запасом

Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.

Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.

Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.

Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: как рассчитать автоматический выключатель

Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки.  Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Содержание статьи:

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют (In) или «номинал».

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс «B»: Ia = (3 * In .. 5 * In];
  • класс «C»: Ia = (5 * In .. 10 * In];
  • класс «D»: Ia = (10 * In .. 20 * In].

Устройства типа «B» применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса «С», а приборы с маркировкой «D» защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для «точной» настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными «заводскими» настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной «селективной» схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE («земля»). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и , функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого . Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую «полную» или «номинальную» мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса «D».

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Коэффициент спроса на группы электропотребителей установлен в п. 7 СП 256.1325800.2016. На эти показатели можно опираться и при самостоятельном расчете максимальной мощности

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (Pr) каждого прибора происходит по формуле:

Pr = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Измерить напряжение в домашней сети можно с помощью вольтметра или мультиметра. Для этого достаточно воткнуть его контакты в розетку

Еще одной проблемой, особенно актуальной для , является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для . При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

Стабилизатор устанавливают рядом с распределительным щитом. Часто бывает, что это единственный способ получить нормативные значения напряжения в доме

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

If = S / Uдля однофазной сети

Il = S / (1.73 * Ul) для трехфазной сети

Здесь индекс «f» означает фазные параметры, а «l» – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения «звезда», а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (Il = If), а напряжение рассчитывают по формуле:

Ul = 1.73 * Uf

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Максимально допустимая сила тока зависит от сечения жил проводов и способа монтажа. Они могут быть проложены скрытым (в стене) или открытым (в трубе или коробе) способом

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное , используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм2.

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм2.

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

In <= Ip / 1.45

Здесь In – номинальный ток автомата, а Ip – допустимый ток для проводки. Это правило обеспечивает гарантированное расцепление при длительном превышении допустимой нагрузки.

Неравенство «In <= Ip / 1.45» является основным условием при комплектовании пары «автомат – кабель». Пренебрежение этим правилом может привести к возгоранию проводки

Рассчитать номинал автомата можно как по суммарной нагрузке, так и по сечению жил уже проложенной проводки. Допустим, что существует схема подключения электроприборов, но проводка еще не проложена.

В этом случае последовательность действий следующая:

  1. Вычисление суммарной силы тока подключенных к сети электроприборов.
  2. Выбор автомата с номиналом не меньше, чем вычисленная величина.
  3. Подбор сечения кабеля по номиналу автомата.

Пример:

  1. S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
  2. In = 20 A;
  3. Ip >= In * 1.45 = 29 A; D = 4 мм2.

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

  1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
  2. Подбор автоматического выключателя.
  3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм2, тогда:

  1. Ip = 46 A;
  2. In <= Ip / 1.45 = 32 A;
  3. S = In * 220 = 7.0 кВт.

В пункте 2 последнего примера есть незначительное допустимое приближение. Точное значение In = Ip / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.

Выбор между несколькими номиналами

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм2. Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Если схема разводки электрики предполагает наличие многоярусной защиты, то нужно выбирать автоматы так, чтобы значение номинала вышестоящего (на рисунке он справа – 25 A) было больше, чем у выключателей более низких уровней

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Без использования автоматических выключателей сегодня не создается ни одна система подачи питания в жилом доме или на промышленном объекте. Эти электромеханические устройства напрочь вытеснили морально устаревшие «предохранители-пробки» с плавкими вставками.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, выполняющее эффективную защиту электрической линии от разрушения токами недопускаемой, для конкретной проводки, величины. Следует помнить, что такие выключатели-автоматы – это устройства, которые защищают электрическую проводку от разрушений, а не бытовые приборы, подключаемые к ней. Поэтому, при выборе выключателя, в первую очередь выполняют расчет по току, а уже после выключатель может подбираться и по мощности, подключаемых к линии приборов. То есть расчет автоматов по мощности можно выполнять в тех случаях, когда провода на всех участках имеют одинаковое сечение и способны выдержать подключаемую нагрузку. Иными словами, номинальный ток электрической проводки должен быть больше, нежели номинал автомата, выбранного по нагрузке.

Для чего нужен выключатель-автомат?

Если не установить это устройство защиты или его номинал выбрать неправильно, то это чревато аварийными последствиями для проводки и даже может привести к пожару. Дело в том, что при токовой перегрузке или при коротком замыкании сила тока возрастает в десятки раз. Естественно, что проводка на такой ток не рассчитана – изначально произойдет ее быстрый нагрев, расплавление изоляционного шара, а после и повреждение самой проводки, и возгорание. Такая ситуация может случиться и если номинал автомата намного выше номинального тока, на который рассчитана проводка. Ведь в таком случае защита сможет сработать только при достижении того значения тока, на который она рассчитана, а это приведет к изначальному выходу из строя проводки.

Если же установить автоматический выключатель с намного меньшим номиналом, то он будет срабатывать постоянно, как только будет достигнуто значение тока, являющееся для него граничным, а оно может быть намного меньше того, на который рассчитана проводка и подключаемые к ней приборы. Поэтому, в таком случае попросту невозможно будет использовать некоторую бытовую технику.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Рассмотрим более детально, как происходит процесс выбора выключателя.

При определении, на какой ток нужно приобрести автоматический выключатель, берут во внимание номинальный ток, с которым может работать та или иная электрическая проводка. Номинальный ток проводки – это такая сила тока, протекающего через проводник, при которой он не нагревается. Это значение зависит от материала, из которого выполнен проводник, его сечения и способа монтажа.

Поскольку номинальная величина тока в технической документации к проводке может указываться не всегда, рассмотрим, как ее можно вычислить. Для этого потребуется знать из какого материала произведен кабель (медь, алюминий) и замерить его диаметр (сердечника), которому пропорционально поперечное сечение проводника, требуемое для вычислений. Зная диаметр проводника и материал, из которого он сделан, по специальным таблицам, можно определить величину номинального тока, которую выдерживает эта проводка.

После того, как произведены такие расчеты по электропроводке, можно выбирать и номинал выключателя-автомата. Его значение должно быть равным или немного меньше номинального значения тока проводки. Устанавливать автоматы с номиналом немного большим, чем номинальный ток проводки не рекомендуется – это может привести к оплавке изоляции кабеля.

Выбор характеристической кривой автомата

Кроме номинала по току автоматические выключатели выбираются и по время-токовым характеристикам, которые определяются величиной пускового тока, который индивидуален для каждого вида приборов. Чтобы верно определиться с автоматическим выключателем следует знать величину пускового тока и его продолжительность и уже по этим параметрам выбирать выключатель.

Пример

Если для какого-либо прибора рабочий ток составляет 6А, а кратность при запуске равна 8, то получим, что в момент включения в цепи будет протекать ток в 48 А. Такая величина в электрической цепи может поддерживаться не более 3-х секунд. Если посмотреть на временно-токовые характеристики предлагаемых автоматических выключателей (внешняя ссылка), то можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет автомат С16, который допускает кратковременное увеличение тока до 80 А.

Как выбрать автомат и тип используемой проводки?

Все конфигурации электрической проводки можно разбить на отдельные группы. Каждая из таких групп имеет свой питающий кабель с определенным сечением, по которому определяется номинальный ток и подбирается автоматический выключатель.

Чтобы верно определиться с сечением требуемого кабеля и автомата под него, нужно выполнить расчет нагрузки, которая будет работать в этой цепи. Это производится путем суммирования мощностей отдельных приборов, которые будут подключены в эту цепь. Зная общую мощность приборов можно рассчитать ток, который будет проходить в этой цепи. Это производится делением суммарной мощности на напряжение в сети, которое равно 220 В. Получив величину тока можно, по таблицам, определить для какого сечения проводника и из какого материала он будет номинальным. Именно такую проводку можно будет прокладывать к используемой группе приборов. Автоматический выключатель следует выбирать под рассчитанный ток. Важно, чтобы автомат отключался немного раньше, нежели будет достигнута максимальная величина номинального тока. Это позволит исключить расплавление изоляции проводящего кабеля.

Выбор автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Шкала номинальных токов автоматических выключателей

На корпусе автоматических выключателей производителем всегда указываются главные характеристики устройства, его модель, серийный номер и бренд.

Главной и самой важной характеристикой автомата является значение номинального тока. Она показывает максимально допустимый ток, который может долго проходить через автоматический выключатель без его нагрева и отключения. Значение тока измеряется и указывается в Амперах (А). Если номинальный ток, протекающий через устройство, будет превышен, то защитный автомат отключится и разомкнет цепь.

Модели автоматов имеют стандарт значений номинального тока и бывают 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100А. Бывают и более мощные приборы, но в быту они не используются и предназначены только для специальных задач в промышленности.

Согласно нормативно-технической документации номинальный ток для любого автоматического выключателя указывается для работы прибора при температуре окружающей среды +30 градусов Цельсия.

Устанавливают автоматы в электрощитах на дин-рейку по несколько штук в зависимости от количества защищаемых линий. При одновременном расположении нескольких устройств вплотную друг к другу они «подогревают» друг друга, это приводит к уменьшению значения тока, который они могут пропустить без отключения. В связи с этим в каталогах и инструкциях к приборам защиты производители часто указывают поправочные коэффициенты для размещения групп выключателей.

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.

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.

Почему автомат С16 не отключится при токе 16 Ампер?

Теперь давайте попробуем понять, почему при сечении электрического кабеля 2,5 кв.мм, который выдерживает ток 25А (ПУЭ таблица 1.3.6) должен защищать автоматический выключатель на 16А, а не на 25А.

Все дело в тепловом расцепителе, который нагревается со временем при воздействии нагрузки и защищает от длительного превышения тока. Длительность этого времени может занимать и 10 минут и 1 час.

Автоматические выключатели имеют такую характеристику, как «ток неотключения», он рассчитан и составляет 1,13 от номинального тока (смотри ГОСТ Р 50345-2010 п.8.6.2). Эта характеристика означает, что автомат не отключится при этом значении тока в течение часа.

Например, автомат на 16А не отключится, при протекании через него тока в 18,08 А в течение часа, это заложено в работу теплового расцепителя устройства.

Еще одной характеристикой автоматов является «условный ток отключения» и он тоже стандартен для всех защитных автоматов и равен 1,45 от номинального тока. При токе, например, 36,25А автомат на 25А обязательно отключится в течение часа. Это правило действует только при условии, что изначально автоматы были холодными.

Поэтому нужно иметь в виду, что автоматические выключатели не отключаются при достижении значения тока их номинала. Они могут работать и дольше, поэтому всегда выбирают защитное устройство с номиналом ниже, чем пропускающая способность кабеля.

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U —  I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.

Коэффициент мощности

это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»

Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Тип электроприемника cos φ
Холодильное  оборудование
предприятий торговли и
общественного питания,
насосов, вентиляторов и
кондиционеров воздуха
при мощности
электродвигателей, кВт:
до 1 0,65
от 1 до 4 0,75
свыше 4 0,85
Лифты и другое
подъемное оборудование
0,65
Вычислительные машины
(без технологического
кондиционирования воздуха)
0,65
Коэффициенты мощности
для расчета сетей освещения
следует принимать с лампами:
люминесцентными 0,92
накаливания 1,0
ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА 0,85
то же, с некомпенсированными ПРА 0,3-0,5
газосветных рекламных установок 0,35-0,4

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.


Автоматические выключатели EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший  номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

ВАЖНО!

Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.


Расчет сечения жил кабеля и провода

Напряжение 220В.

– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

Автоматический выключатель «автомат»

это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

Короткое замыкание (КЗ)

э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Ток перегрузки

– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

Длительно допустимый ток кабеля или провода

– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.


Кабели ВВГнг с медными жилами

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Сечение
токо-
проводящей
жилы, мм
Длительно допустимый
ток, А, для проводов
и кабелей с медными жилами.
Длительно допустимый
ток, А, для проводов
и кабелей с алюминиевыми жилами.
1,5 19
2,5 25 19
4 35 27
6 42 32
10 55 42
16 75 60
25 95 75
35 120 90
50 145 110

Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ

Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.

Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.

Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.


Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.


Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.


Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую “полную” или “номинальную” мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.


cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Ошибки при выборе, которые нужно учитывать

Напоследок рассмотрим самые распространенные ошибки, которые допускаются при выборе автоматического выключателя.

Ошибка 1.

Выбирая автомат, руководствуются суммарной мощностью потребителей, что является одной из самых грубых ошибок.

Автомат только защищает проводку от перегрузок, изменить ее характеристики он неспособен.

Если поставить мощный автомат на слабую проводку и подключить к ней сильный потребитель энергии, это неизбежно приведет к повреждению проводки, при этом автомат не сможет выполнить свою работу.

Поэтому всегда нужно ориентироваться по сечению провода и его пропускной способности, а не по мощности потребителей.

Ошибка 2.

Зачастую все ветки сети оснащаются одинаковыми автоматами, а затем пытаются использовать одну из ветвей в качестве сильнонагруженной.

Еще на стадии монтажа электрической сети желательно позаботиться о том, чтобы хоть одна из веток имела повышенные параметры и была оснащена автоматом, рассчитанным на значительные нагрузки.

К примеру, в гараже частного дома возможно использование приборов, создающих значительную нагрузку.

Эту ветвь лучше заранее усилить, чем потом переделывать или надеяться, что автомат или проводка «выдержат».

Ошибка 3.

При приобретении автоматических выключателей покупатели стараются минимизировать затраты. На безопасности лучше не экономить.

Покупать такие устройства следует только у хорошо зарекомендованных фирм в специализированных магазинах, а еще лучше у официального дистрибьютора.

Надеемся, что данные выше советы помогут вам правильно подобрать автоматический выключатель для своего дома.

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

Расчет автомата по сечению электропроводки

Чтобы выбрать автомат можно воспользоваться таблицей. Выбранный по сечению электропроводки ток, уменьшают до нижней величины тока автомата, для снижения нагрузки электропроводки.

Мощность нагрузки в зависимости от номинального тока
автоматического выключателя и сечения кабеля

Сечение кабеля, кв.ммНоминальный ток автомата, АМощность 1-фазной нагрузки при 220В, кВтМощность 3-фазной нагрузки при 380В, кВт

Медь Алюминий
1 2.5 6 1.3 3.2
1.5 2.5 10 2.2 5.3
1.5 2.5 16 3.5 8.4
2.5 4 20 4.4 10.5
4 6 25 5.5 13.2
6 10 32 7 16.8
10 16 40 8.8 21.1
10 16 50 11 26.3
16 25 63 13.9 33.2

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:

    где:
  • S – сечение провода в мм²;
  • D – диаметр провода без изоляции в мм.

Метод расчета автоматического выключателя по сечению является более предпочтительным, так как он защищает схему электропроводки в помещении.

Формула расчета мощности по току и напряжению

Как рассчитать мощность по току? В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. В связи с этим введено понятие полной мощности (S), которая включает в себя две составляющие: реактивную (Q) и активную (P). Графическое описание этих величин можно сделать через треугольник мощностей.

Под активной составляющей (Р) подразумевается мощность полезной нагрузки (безвозвратное преобразование электроэнергии в тепло, свет и т.д.). Измеряется данная величина в ваттах (Вт), на бытовом уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в производственной сфере – мегаваттах (мВт).

Реактивная составляющая (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи переменного тока, единица измерения этой величины Вар.

В соответствии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с применением элементарных тригонометрических тождеств, что дает возможность использовать следующие формулы:

S = √P2+Q2, – для полной мощности;
и Q = U*I*cos⁡ φ , и P = U*I*sin φ – для реактивной и активной составляющих.

Эти расчеты применимы для однофазной сети (например, бытовой 220 В), для вычисления мощности трехфазной сети (380 В) в формулы необходимо добавить множитель – √3 (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).

Для лучшего понимания процесса воздействия составляющих полной мощности давайте рассмотрим «чистое» проявление нагрузки в активном, индуктивном и емкостном виде.

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.

Чтобы такого не произошло, рекомендуем ознакомиться со следующими ошибками, что позволит в будущем правильно выбрать автоматический выключатель для своего дома либо квартиры:

  • 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:

  • Выбивает автомат — что делать
  • Как подключить стабилизатор напряжения
  • Почему срабатывает УЗО в щитке

Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?

Блиц-советы

  • Выбирая автомат, не дешевите и не экономьте на здоровье. Китайский хлам не даст вам 100%-ной гарантии, что защита сработает в нужный момент. Отдавайте предпочтение немецкой фирме Шнайдер или АББ, хоть они и дороже, но надежнее.
  • Тщательно подберите все параметры на соответствие номиналу.
  • Обеспечьте селективность, так как электрики смогут починить вашу проводку не ранее, чем через день, вы же не хотите сидеть два дня без света? А если выходные?

Источники

  • https://kak-sdelano.ru/elektrica/vyibor-avtomaticheskogo-vyiklyuchatelya
  • https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/vybor-avtomata-po-secheniju-kabelja.html
  • https://VolgaProekt.ru/stati/vybor-avtomata-po-moshchnosti-nagruzki.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
  • https://ElektrikExpert.ru/kak-vybrat-avtomaticheskij-vyklyuchatel.html
  • https://first-apartment.ru/vybor-avtomata.html
  • https://samelectrik.ru/6-vazhnyx-kriteriev-vybora-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
  • https://housetronic.ru/electro/avtomaticheskie-vyklyuchateli.html

[свернуть]

Калькулятор размера кабеля и автоматического выключателя

Расчет размера автоматического выключателя и кабеля

Несколько стандартов, таких как BS 7671 или Национальные электротехнические нормы и правила (NEC), определяют «токовую нагрузку» для различных материалов. Ясно, что сила тока – это максимальный ток, который проводник определенного размера может пропускать при определенных условиях без превышения определенной рабочей температуры – термопласта (70 °C) или термореактивного материала (90 °C). Сила тока также известна как пропускная способность по току.

При превышении значения Ampacity рабочая температура поднимается выше 70°C (максимальная температура, которую может выдержать термопластичная изоляция, такая как ПВХ) или 90°C (максимальная температура, которую может выдержать термореактивная изоляция, такая как XLPE), что приводит к деформации изоляции. . Это когда автоматический выключатель должен выполнять свою роль, отключая цепь от тока до того, как какая-либо изоляция начнет деформироваться или плавиться. Следовательно, следует выбирать автоматический выключатель с номинальной отключающей способностью ниже «силы тока» кабеля, который он защищает.Это известно как защита от перегрева или перегрузки. Выбор автоматического выключателя также должен учитывать другие факторы, такие как время задержки отключения для защиты от пускового тока/перегрузки и защиты от короткого замыкания.

Если используется смесь термопластичной и термореактивной изоляции, может быть обычным, что слой изоляции ближе к проводнику является определяющей рабочей температурой для кабеля. Например, допустимая нагрузка кабеля из сшитого полиэтилена/ПВХ должна фактически относиться к рабочей температуре 90°C (термоусадочная), поскольку внутренний слой, который плавится первым, представляет собой термореактивную изоляцию (XLPE).Однако фактическая максимальная рабочая температура кабелей различается в зависимости от модели и производителя и должна быть указана в техническом описании изделия.

В этом калькуляторе сделаны следующие допущения, отражающие наиболее распространенные конфигурации, применимые в отрасли. Для других конфигураций см. стандарты для использования различных номинальных токов.

  1. Материал кабеля = медь

  2. Способ установки = Кабелепровод или Магистраль

  3. Термореактивная или термопластичная изоляция

  4. Температура окружающей среды = 30°C

Основываясь на приведенных выше предположениях, набор наиболее часто используемых размеров кабелей и соответствующих им размеров автоматических выключателей (номинальная отключающая способность) можно обобщить в таблице ниже:

Выбор автоматических выключателей (ампер) зависит от выбора кабеля, который, в свою очередь, зависит от номинального тока полной нагрузки подключенной нагрузки.Чаще всего ампер при полной нагрузке получают из номинальной мощности оборудования, а общий ток в цепи должен быть суммой мощностей всего оборудования, подключенного к цепи.

Затем это значение тока корректируется с учетом желаемого коэффициента безопасности, а затем сопоставляется с ближайшим большим значением автоматического выключателя и соответствующим ему сечением кабеля из приведенной выше таблицы.

 

Пример

Дано:

Мощность = 20 кВт

Напряжение = 400 В

Фаза = 3 фазы

Коэффициент мощности = 0.85

 

Решение:

Ток = 20 кВт/1,732/400/0,85 = 33,96 А

Мин. Размер прерывателя = 33,96 x 1,2 (коэффициент безопасности) = 41 А

Тип изоляции (рабочая температура проводника) = ПВХ (70°C)

Выбранный размер выключателя = 60 А (наиболее близкое соответствие)

Выбранный размер кабеля = 4 x 1C 25 мм2 ПВХ + 16 мм2 CPC

Кабель 4 x 1C (4 номера по 1 жиле) указан для 3 фаз + нейтраль (TPN), а 2 x 1C — для однофазных цепей.Защитные проводники цепи (CPC) обычно могут быть вдвое меньше проводников сечением более 25 мм2 и иметь заглушки размером 120 мм2 на проводник. Полное имя кабеля может быть, например,

.

4 x 1 жила 25 мм2 ПВХ/ПВХ КАБЕЛЬ + 16 мм2 CPC IN G.I. ТРАНКИНГ

 

Следует отметить, что другие факторы, такие как емкость и индуктивность, скин-эффект, падение напряжения и импеданс, должны быть приняты во внимание, особенно при выборе размеров для кабелей с более высокой допустимой нагрузкой по току или на больших расстояниях.

Чтобы оценить падение напряжения, перейдите к калькулятору падения напряжения.

Загружаемая версия Excel этого калькулятора размеров кабелей и автоматических выключателей доступна ниже. Напоминаем еще раз, что этот калькулятор основан на вышеупомянутых 4 допущениях/условиях.

Калькулятор кабелей и автоматических выключателей (Excel)

Как рассчитать безопасную электрическую нагрузку

У всех нас дома есть гора электроприборов, и многие из них, если не все, имеют какой-то двигатель.Это могут быть печи, посудомоечные машины, кондиционеры, отстойники, мусоропроводы и микроволновые печи.

Согласно электрическому кодексу, каждому из этих моторизованных гаджетов нужна отдельная цепь только для их собственного использования. Постоянные нагревательные приборы также несут довольно большую электрическую нагрузку, и для большинства из них требуются собственные выделенные цепи. Разрешение этим приборам совместно использовать цепь с другими устройствами может легко перегрузить цепь, поскольку по своей природе они потребляют довольно большую мощность, особенно при первом запуске.

В старых домах, в которых не обновлялась проводка, такие приборы часто устанавливаются в цепях, общих с другими устройствами, и в таких ситуациях довольно часто срабатывают автоматические выключатели или перегорают предохранители.

Вот некоторые из приборов, для которых могут потребоваться специальные электрические цепи (уточните точные требования в местных строительных нормах и правилах):

  • Микроволновая печь
  • Электрическая печь
  • кондиционер

Так как же узнать, какой размер цепи требуется для каждого устройства? Например, если вы занижаете мощность цепи, питающей большой центральный кондиционер, вы можете столкнуться с ситуацией, когда автоматический выключатель вашего кондиционера срабатывает всякий раз, когда он работает на максимальной мощности.Расчет правильного размера для выделенной цепи устройства включает в себя расчет максимальной потребляемой мощности, которая будет размещена в цепи, а затем выбор размера цепи, который соответствует этой потребности, плюс запас для безопасности.

Емкость контура

Вычисление электрических требований или спроса электроприбора начинается с понимания простой зависимости между амперами, ваттами и вольтами — тремя ключевыми средствами измерения электричества. Принцип соотношения, известный как закон Ома, гласит, что сила тока (А) x вольт (В) = ватт (Вт).Используя этот простой принцип соотношения, вы можете рассчитать доступную мощность цепи любого заданного размера:

  • 15-AMP 120-вольт Схема : 15 AMP X 120 VLTTS = 1800 Вт
  • 900 Вт.
  • 20-AMP 120-вольт Схема : 20 AMPS X 120-вольт = 2 400 Вт
  • 25-AMP 120-вольт Схема : 25 AMPS X 120 вольт = 3000 УАТС
  • 20-AMP 240-вольтный схема : 20 ампер х 240 вольт = 4800 Вт
  • 25-AMP 240-вольтный схема : 25 ампер х 240 вольт = 6000 WATTS
  • 30-AMP 240-вольтный схема : 30 AMPS X 240 вольт = 7,200 Вт.
  • 40-AMP 240-вольт Схема : 40 AMP X 240 вольт = 9 600 Вт
  • 50-AMP 240-вольт цепь : 50 ампер x 240 вольт = 12 000 ватт
  • 60 ампер 240 вольт цепь : 60 ампер x 240 вольт = 14 400 ватт

Простую формулу A x V = W можно переформулировать несколькими способами, например, W ÷ V = A или W ÷ A = V.

Ель / Микела Буттиньол

Как рассчитать требуемую нагрузку цепи

Выбор правильного размера для выделенной цепи прибора включает в себя довольно простую арифметику, чтобы убедиться, что потребление электроэнергии устройством находится в пределах мощности цепи. Нагрузка может быть измерена либо в амперах, либо в ваттах, и ее довольно легко рассчитать на основе информации, напечатанной на этикетке с техническими характеристиками двигателя устройства.

Номинальные характеристики двигателей указаны на боковой стороне двигателя.В нем указаны тип, серийный номер, напряжение переменного или постоянного тока, число оборотов в минуту и, самое главное, номинальная сила тока. Если вы знаете напряжение и номинальную силу тока, вы можете определить мощность или общую мощность, необходимую для безопасной работы этого двигателя. Как правило, на лицевой панели отопительных приборов указана их номинальная мощность.

Пример расчета схемы

Например, подумайте о простом фене мощностью 1500 Вт, работающем от 120-вольтовой ответвленной сети в ванной комнате.Используя W ÷ V = вариант закона Ома, вы можете рассчитать, что 1500 ватт ÷ 120 вольт = 12,5 ампер. Ваш фен, работающий на максимальном нагреве, может потреблять 12,5 ампер мощности. Но если учесть, что вытяжной вентилятор и светильник для ванной также могут работать одновременно, то можно увидеть, что 15-амперная цепь для ванной комнаты с общей мощностью 1800 Вт может с трудом справиться с такой нагрузкой.

Давайте представим, что в нашем образце ванной комнаты есть вытяжной вентилятор мощностью 120 Вт, светильник с тремя лампочками по 60 Вт (всего 180 Вт) и электрическая розетка, к которой можно подключить фен мощностью 1500 Вт.Все это может легко потреблять энергию одновременно. Вероятная максимальная нагрузка на эту цепь может достигать 1800 Вт, что соответствует максимуму, с которым может справиться 15-амперная схема (обеспечивающая 1800 Вт). Но если вы поместите одну 100-ваттную лампочку в светильник в ванной, вы создадите ситуацию, когда сработает автоматический выключатель.

Электрики обычно рассчитывают нагрузку цепи с 20-процентным запасом прочности, следя за тем, чтобы максимальная нагрузка на электроприборы и приспособления в цепи не превышала 80 процентов доступной силы тока и мощности, обеспечиваемой цепью.В нашем образце ванной 20-амперная схема, обеспечивающая мощность 2400 Вт, может довольно легко справиться с потребляемой мощностью 1800 Вт с 25-процентным запасом прочности. Это причина, по которой большинство электрических норм требует 20-амперной ответвленной цепи для обслуживания ванной комнаты. Кухни — еще одно место, где 120-вольтовые ответвления, обслуживающие розетки, практически всегда представляют собой 20-амперные цепи. В современных домах обычно только цепи общего освещения все еще подключены как 15-амперные цепи.

Специализированные цепи для устройств

Точно такой же принцип используется для расчета потребности в цепи, обслуживающей один прибор, такой как микроволновая печь, мусоропровод или кондиционер.Большая микроволновая печь со встроенным вентилятором и осветительным прибором может легко потреблять от 1200 до 1500 Вт мощности, а электрик, подключающий специальную цепь для этого прибора, скорее всего, установит 20-амперную цепь, обеспечивающую 2400 Вт доступной мощности. С другой стороны, большой измельчитель мусора мощностью 1 л.с., потребляющий 7 ампер (840 Вт), может легко обслуживаться специальной 15-амперной цепью с доступной мощностью 1800 Вт.

Тот же метод расчета можно использовать для любой выделенной цепи прибора, обслуживающей один прибор.Например, 240-вольтовый электрический водонагреватель мощностью 5500 Вт можно рассчитать так: А = 5500 ÷ 240, или А = 22,9. Но поскольку схема требует 20-процентного запаса прочности, схема должна обеспечивать ток не менее 27,48 А (120% от 22,9 = 27,48 А). Электрик установит 30-амперную 240-вольтовую цепь для обслуживания такого водонагревателя.

Большинство электриков будут немного увеличивать размер выделенной цепи, чтобы учесть будущие изменения. Например, если у вас довольно маленькая микроволновая печь мощностью 800 Вт, электрик обычно установит цепь на 20 ампер, хотя с этим прибором легко справится и схема на 15 ампер.Это сделано для того, чтобы схема могла работать с будущими устройствами, которые могут быть больше, чем те, которые у вас есть сейчас.

Расчет номинальных характеристик автоматического выключателя

— CS Electrical & Electronics

Привет, ребята, добро пожаловать обратно в мой блог. В этой статье я расскажу, как рассчитать номинал автоматического выключателя для нагрузки. Для осветительных, отопительных, трехфазных нагрузок автоматический выключатель .  Я попытаюсь объяснить простым языком и поделюсь очень простым методом расчета номинала автоматического выключателя.

Вы также можете поймать меня в Instagram — нажмите здесь. Если вам нужна статья на другие темы, прокомментируйте нас ниже в разделе комментариев.

Читайте также: будущее инженеров по управлению батареями.

Расчет номинала автоматического выключателя

В настоящее время автоматический выключатель играет очень важную роль в защите. Автоматические выключатели используются для прерывания или отключения цепи в условиях короткого замыкания и перегрузки. Многие электрики сталкиваются с проблемами при выполнении электропроводки дома, они не понимают, какой тип номинала автоматического выключателя подходит для дома, в некоторых случаях они используют другие номиналы автоматического выключателя, что создает проблемы в будущем.

Выбор правильного номинала автоматического выключателя очень важен, поскольку при возникновении какой-либо неисправности автоматический выключатель сработает немедленно. Для цепей освещения используются провода номиналом от 5 до 6 ампер, если электрик последовательно подключит автоматический выключатель на 15 ампер, то автоматический выключатель не сработает, если по проводу протекает ток перегрузки от 8 до 10, что вызывает возгорание проводов.

Сначала я объясню для однофазной нагрузки, затем я объясню, как рассчитать трехфазную нагрузку.

Расчет номинала автоматического выключателя для однофазного

В однофазном режиме я покажу вам, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя как для цепей освещения, так и для цепей отопления. Что такое цепь освещения и цепь отопления? К осветительным нагрузкам относятся вентиляторы, светильники, телевизоры, которые подключаются к цепи освещения и к цепи отопления, обогреватели, стиральные машины и т.д.

К контуру отопления подключены приборы, которые потребляют больше энергии.Для контура отопления делается отдельный контур.

Для цепи освещения

Предположим, в вашем доме имеется несколько нагрузок, таких как четыре ламповых светильника по 40 Вт, два потолочных вентилятора по 80 Вт и некоторые другие нагрузки, рассчитанные на 400 Вт. Теперь сначала рассчитайте общую подключенную нагрузку дома. Мы не будем учитывать коэффициент мощности, вы также можете считать коэффициент мощности равным 0,8, но я не буду учитывать коэффициент мощности.

Общая нагрузка = (4*40) + (2*80) + 400 = 160 + 160 + 400 = 720 Вт.

Однофазное напряжение = 230 вольт

Коэффициент запаса = 1,25 (для будущего спроса)

Ток = Общая нагрузка / Напряжение

= 720 / 230 = 3,13 А * 1,25 (безопасность)

= 3,9125 Ампер

Номинал автоматического выключателя, который следует использовать, составляет 5 ампер, поскольку автоматический выключатель на 3,9125 ампер недоступен на рынке. Для цепи освещения необходимо использовать автоматический выключатель на 5 ампер.

Для контура отопления

Предположим, в вашем доме есть несколько потребителей, таких как обогреватель (1000 Вт), стиральная машина (1000 Вт), холодильник (1000 Вт) и т. д., которые подключены к контуру отопления.Теперь сначала рассчитайте общую подключенную нагрузку дома.

Общая нагрузка = 1000 + 1000 + 1000 = 3000 Вт.

Однофазное напряжение = 230 вольт

Коэффициент запаса = 1,25 (для будущего спроса)

Ток = Общая нагрузка / Напряжение

= 3000 / 230 = 13,04 Ампер * 1,25

= 16,30 А

Автоматический выключатель контура отопления должен быть рассчитан на 16 ампер. На рынке доступен автоматический выключатель на 16 ампер.

Расчет номинала автоматического выключателя для трехфазного

Все то же самое, только формула для трехфазного другая. P = Корень три * V * I.

Общая нагрузка = 40 кВт

Коэффициент мощности = 0,8

Напряжение = 440 вольт

Преобразование кВт в кВА.

кВА = кВт / pf = (40 * 1000) / 0,8

         = 50 кВА

Ток = Подключенная нагрузка / (Корень три * Напряжение)

             = 50 000 / ( 1.73 * 440) = 65,68 Ампер

Ток = 65,68 * 1,25 (коэффициент безопасности)

             = 82,1 Ампер

Следовательно, следует использовать автоматический выключатель на 100 А, поскольку на рынке отсутствует автоматический выключатель на 82,1 А.

Я надеюсь, что эта статья поможет вам всем. Спасибо за чтение.

Теги: Расчет номинала автоматического выключателя, Как найти правильный автоматический выключатель, Что такое автоматический выключатель.       

Также читайте:

Я энтузиаст обучения, блогер, ютубер, специалист по цифровому маркетингу, программист, инженер, фрилансер и создатель контента.Мне всегда нравится делиться своими знаниями через блоги, Instagram и YouTube.

Калибровка автоматического выключателя Orange County


Размер автоматического выключателя

Определите общую электрическую нагрузку, необходимую для цепи, которую вы рассчитываете. Все электрические приборы и оборудование указывают рабочую нагрузку, необходимую для правильной работы, где-то на компоненте, обычно на прикрепленной наклейке или табличке. Например, если вы планируете использовать холодильник на 8 ампер, тостер на 6 ампер и микроволновую печь на 6 ампер в одной цепи, вам нужен выключатель, который будет безопасно выдерживать нагрузку 20 ампер.

Рассчитайте размер автоматического выключателя, необходимого для безопасного выдерживания нагрузки. Автоматические выключатели чаще всего встречаются на 15, 20 и 30 ампер. Для нагрузки, рассчитанной выше, 20 ампер, наименьший автоматический выключатель, который вы можете установить, будет на 20 ампер. Однако, следуя правилу 80 процентов NEC, правильный выключатель для этого приложения будет рассчитываться следующим образом: 20 (ампер) умножить на 1,25 (125 процентов) = 25 (ампер). Для этого приложения требуется автоматический выключатель на 25 ампер.

Конструкция автоматического выключателя

Автоматический выключатель (CB) разработан и рассчитан на то, чтобы выдерживать 100% своего номинального тока в течение неопределенного периода времени в стандартных условиях испытаний.Эти условия, в соответствии со стандартом безопасности UL 489 Лаборатории по технике безопасности для автоматических выключателей в литом корпусе и корпусов автоматических выключателей, включают установку выключателя на открытом воздухе (без корпуса), где температура окружающей среды поддерживается на уровне 40 градусов по Цельсию или около 104 градусов по Фаренгейту. В этих условиях автоматические выключатели в литом корпусе не должны отключаться при номинальном токе.

Однако автоматические выключатели чаще всего применяются в оборудовании при 80% номинального тока в соответствии с NEC Sec. 384-16(с).Если вы понимаете, почему существует это требование, вы сможете правильно применять автоматические выключатели.

Поскольку путь тока, как автоматический выключатель, так и провод, реагируют на тепло, общая рабочая температура оборудования становится фактором при выборе автоматического выключателя в шкафу. Наши электрики в округе Ориндж могут установить и проверить любые электрические проекты, которые у вас могут быть.

Расчет ответвлений, фидеров и обслуживания, часть VII

Статья 220 C Расчет нагрузки  

220.14 Прочие нагрузки — все помещения

Знание того, как выполнять расчеты нагрузки в соответствии с Национальным электротехническим кодексом (NEC) , играет важную роль в профессиональной карьере электрика. Перед установкой ответвлений, фидеров или коммуникаций на объекте необходимо рассчитать нагрузки. Требования к расчету нагрузки ответвления указаны в части II статьи 220. После расчета нагрузки ответвленной цепи необходимо определить размеры и номинальные параметры проводников для защиты от перегрузки по току.Результаты расчетов в части II статьи 220 используются совместно со спецификациями 210.19 для размеров проводников ответвленной цепи. Расчеты устройств защиты от сверхтоков параллельных цепей должны производиться в соответствии с 210.20 и частью II статьи 220. Чтобы определить размер фидерных (и служебных) проводников и защиты от сверхтоков, нагрузки должны быть сначала рассчитаны в соответствии с Частью III или Частью IV Статьи 220. Столбец прошлого месяца завершился рассмотрением стационарных сборок с несколькими розетками в 220.14(H).В этом месяце продолжается обсуждение дополнительных требований к розеткам и розеткам общего пользования, не используемым для общего освещения.

Расчеты нагрузки для розеток описаны в 220.14(I), (J) и (K). Розетка, как она определена в статье 100, представляет собой контактное устройство, устанавливаемое на выходе для присоединения насадной вилки. Одиночная розетка — это одно контактное устройство без другого контактного устройства на том же ярме. Множественная розетка — это два или более контактных устройства на одном ярме (см. рисунок 1).Иногда возникает путаница, связанная с одной дуплексной розеткой на ответвленной цепи без других устройств.

Хотя дуплексная розетка устанавливается и монтируется с помощью одной скобы или хомута, она считается двумя розетками. Ответвленная цепь, питающая только дуплексную розетку и никакое другое устройство, не является отдельной ответвленной цепью. Индивидуальная ответвленная цепь, как определено в Статье 100, представляет собой ответвленную цепь, которая питает только одно утилизационное оборудование.

За исключением жилых помещений и, при определенных условиях, банков и административных зданий, расчетная нагрузка на розетки составляет 180 вольт-ампер на каждую одиночную или на каждую множественную розетку на одном ярме.Расчетная нагрузка на одну розетку составляет 180 вольт-ампер. Расчетная нагрузка для дуплексной розетки составляет 180 вольт-ампер. Нагрузка для трех емкостей на одно ярмо или лямку также рассчитывается в 180 вольт-ампер (см. рис. 2).

Для расчета емкостей в соответствии с 220.14(I) умножьте количество емкостей на 180 вольт-ампер. Например, какова расчетная нагрузка для 30 дуплексных розеток по 15 ампер в розничном магазине? Умножьте количество сосудов на 180 (30 × 180 = 5400).Минимальная расчетная нагрузка на 30 дуплексных розеток по 15 ампер в розничном магазине составляет 5400 вольт-ампер. Расчетная нагрузка для 20-амперных розеток ничем не отличается от расчетной нагрузки для 15-амперных розеток. Например, какова расчетная нагрузка для 30 дуплексных розеток по 20 ампер в розничном магазине? Хотя розетки на 20 ампер имеют более высокий номинал, чем розетки на 15 ампер, расчетная нагрузка точно такая же. Минимальная расчетная нагрузка для 30 дуплексных розеток по 20 ампер в розничном магазине составляет 5400 вольт-ампер (30 × 180 = 5400) (см. рис. 3).

Расчетная нагрузка используется для определения максимального количества розеток, разрешенных в ответвленной цепи во всех помещениях, кроме жилых. Максимальный ток устройства защиты от перегрузки по току определяет максимальное количество розеток в ответвленной цепи. Например, максимальное количество розеток на 15-амперном выключателе (или предохранителе), питающемся от источника с номинальным напряжением 120 В, равно 10. Расчет может быть выполнен либо путем преобразования номинальной силы тока в вольт-ампер, либо путем преобразования вольт-ампер в ампер.Используйте закон Ома, чтобы найти ампер, когда известны вольт-ампер и напряжение (I = W ÷ E). Разделите 180 на 120. Расчетная нагрузка на одну розетку, питаемую 120 вольт, составляет 1,5 ампера (180 ÷ 120 = 1,5).

Чтобы найти максимальное количество розеток, разрешенных для 15-амперного выключателя, разделите номинал выключателя на 1,5 ампера (15 ÷ 1,5 = 10). Максимальное количество розеток, разрешенное для выключателя на 15 ампер и 120 вольт, равно 10 (см. рис. 4). Из-за положений Таблицы 210.21(B)(3) и Таблицы 210.24, 20-амперные розетки не допускаются к ответвленным цепям с номиналом 15 ампер.

Из-за более высокого номинала 20-амперного выключателя допускается большее количество розеток, чем для 15-амперных устройств максимального тока. Расчетная нагрузка на розетку такая же, 1,5 ампера. Чтобы найти максимальное количество розеток, разрешенных для 20-амперного выключателя, разделите номинал выключателя на 1,5 ампера (20 ÷ 1,5 = 13,3 = 13). Максимальное количество розеток, разрешенное для выключателя на 20 ампер и 120 вольт, равно 13 (см. рис. 5).В соответствии с таблицами 210.21(B)(3) и 210.24 эти розетки могут быть на 15 ампер, 20 ампер или любой их комбинации.

Хотя одиночная розетка и дуплексная розетка не имеют точно такого же определения, они учитываются одинаково при расчете нагрузки. Если иное не указано в 220.14(J) и (K), розетки розеток должны рассчитываться не менее чем на 180 вольт-ампер для каждой одиночной или для каждой множественной розетки на одном ярме [220.14(I)]. Например, каков расчет нагрузки ответвленной цепи для 30 одиночных розеток по 15 ампер в розничном магазине? Расчетная нагрузка для 30 одиночных розеток по 15 ампер такая же, как и для 30 двойных розеток по 15 ампер, 5400 вольт-ампер (30 × 180 = 5400) (см. рисунок 6).

Некоторые компании производят одно устройство, содержащее четыре розетки. Поскольку с этой единицей оборудования связаны четыре розетки, расчет нагрузки отличается. Одна единица оборудования, состоящая из нескольких розеток, состоящих из четырех или более розеток, должна быть рассчитана не менее чем на 90 вольт-ампер на одну розетку [220.14(I)]. Например, каков расчет нагрузки для четырехъядерной розетки, изготовленной как единое устройство? Умножьте количество розеток на 90 вольт-ампер (4 × 90 = 360).Поскольку в этом единственном оборудовании имеется четыре выхода, расчетная нагрузка составляет 360 вольт-ампер (см. рис. 7).

Две дуплексные розетки в одной коробке и под одной накладкой для дуплексных розеток также имеют расчетную нагрузку 360 вольт-ампер. Не потому, что это одно устройство, а потому, что розетки находятся на двух разных ярмах (2 × 180 = 360). Точно так же две одиночные розетки в одном ящике и под одной крышкой должны быть рассчитаны на 360 вольт-ампер.

В последнем предложении статьи 220.14(I) говорится, что данное положение о расчете нагрузки не применяется к розеткам в ответвлениях небольших бытовых приборов и прачечных в жилых единицах. Розетки на 15 и 20 ампер в жилых помещениях включаются в общий расчет осветительной нагрузки по 220.12. Для таких розеток не требуется дополнительного расчета нагрузки. В колонке следующего месяца продолжается обсуждение расчетов нагрузки.
           

МИЛЛЕР, владелец Lighthouse Educational Services, преподает индивидуальные занятия и проводит семинары, охватывающие различные аспекты электротехнической промышленности.Он является автором Иллюстрированного руководства по Национальным электротехническим правилам и справочнику по электротехнике NFPA. Для получения дополнительной информации посетите его веб-сайт www.charlesRmiller.com. С ним можно связаться по телефону 615.333.3336 или по электронной почте [email protected]

 

 

 

 

Определение номинала короткого замыкания автоматических выключателей

Определение номинала короткого замыкания автоматического выключателя требует знания предполагаемого тока короткого замыкания на щите.В следующем разделе представлен простой метод получения этой величины тока.

Трехфазные автоматические выключатели

Начнем с расчета ожидаемого тока от ближайшего трансформатора.

Ток короткого замыкания на вторичной обмотке трехфазного трансформатора:

I= \frac{FLA*100}{\%Z}   Ампер

где,

FLA = ток полной нагрузки трансформатора = \frac{ Полная мощность (S_3\phi)} {\sqrt3* Линейное напряжение}

%Z = на единицу импеданса трансформатора

Ток короткого замыкания, полученный с помощью этого метода, не учитывает импеданс источника.Если у вас есть этот импеданс, используйте следующее уравнение.

I = \frac{FLA*100}{\%Z + \%Zsource}      Amps

Конечно, теперь результат будет более точным. Однако получить данные об импедансе источника непросто. Эта часть информации обычно получается из утилиты, обслуживающей вас. %Zsource включает импеданс всей энергосистемы, рассчитанный до первичной обмотки указанного трансформатора.

1-фазный автоматический выключатель

Процедура определения номинального тока короткого замыкания 1-фазного автоматического выключателя в 1-фазной системе такая же, как указано выше, за исключением изменения уравнения тока при полной нагрузке (из 1-фазный трансформатор.)

FLA=\frac{S_1\phi}{V_{line}}

Рисунок 1: Расчет номинальной мощности короткого замыкания однофазного выключателя

Коэффициент X/R

выбор выключателей, которые будут иметь предельные номинальные значения, т. е. токи короткого замыкания составляют 80–100 % от номинального значения выключателя. В цепях с отношением X/R больше 15 (т. е. в цепях с высокой индуктивностью) величина ожидаемого тока короткого замыкания может быть больше расчетного тока.

Почему? Что ж, в системах переменного тока токи короткого замыкания имеют асимметричную форму волны.Асимметрия (из-за смещения постоянного тока) постепенно сужается и становится симметричной. См. рисунок ниже. Скорость, с которой асимметрия затухает, зависит от отношения X/R цепи. Чем выше отношение X/R цепи, тем выше величина тока короткого замыкания, которую должен выдерживать автоматический выключатель.

Рисунок 2: Величина тока короткого замыкания после неисправности

Таким образом, предполагая, что вы не обращаете внимания на систему X/R в точке, где вы устанавливаете автоматический выключатель, и что высокая величина тока будет сохраняться некоторое время, целесообразно выберите автоматические выключатели таким образом, чтобы расчетные токи короткого замыкания составляли только 80% (или менее) от их номинального тока короткого замыкания.

См. National Electric Code для определения размера выключателя.

Пожалуйста, поддержите этот блог, поделившись статьей

Выбор автоматического выключателя на стороне LT и HT

Существуют некоторые расчеты автоматического выключателя для выбора автоматического выключателя на стороне LT и HT. Мы уже публиковали в этом блоге много статей о автоматических выключателях.

Нет необходимости в расчетах для выбора автоматического выключателя секции ВТ, и его очень легко выбрать, но необходимо рассчитать выбор автоматического выключателя на стороне НН.

  • Сторона HT Используется.
  • LT Сторона A Используются автоматические выключатели, автоматические выключатели, MCCB и т. д.

Выключатели доступен на рынке

VCB
серийный Номинальный ток (а) Разрушеемость (KA) 1 630 25 2 1250 1250 40
ACB 1 1 9 0459
Serial Номинальный ток (а) Ready Phower (KA) 4 1 630 85
2 800 85
3 1000 85
4 1250 85
5 1600 85
6 2000 85
7 2500 100
8 3200 100
9 4000 100
10 5000 100
11 6300 150

МССВ: Регулируемый Тип 9 9 9 9 9 9 9 6 9 0460 10
Последовательный Номинальный ток (A)
3 250 250 250459 400461 320 и 400 65
500 9 65
630 85
7 800 800 85
8 1000 9 100
9 1250 1250
1600 65

Расчеты выключателей высокого напряжения (расчеты выключателей)4 кВ  В случае номиналов 630 A выбран VCB. Ниже приведена последняя версия 0,4 кВ Низкое напряжение связано со стороной, низкое напряжение подключено VCB Вот и все 630 A Номинал VCB Необходимо выбрать

  • HT секция A 1250 A VCB
  • HT Секция связана с ее LT секцией Вверху из них выбрано 630 А VCB.

Обратите внимание на изображение ниже:

На рисунке выше 5 МВА, используется понижающий трансформатор. В своей первичной 33 кВ Линия входит во вторичную 11 кВ Выходит Это секция высокого напряжения, где используется 1250 А Номинал VCB.

На приведенном выше рисунке используется трансформатор мощностью 2500 кВА. В его первичку входило 11 кВ, а во вторичку выходило 0,4 кВ То есть его первичный участок ВТ, Вторичный его участок НТ. ВТ От секции НТ Секция подключена через трансформатор, в этом случае верхняя секция ВТ VCB будет 630А Номинал.

Выбор автоматического выключателя LT Side Breaker (Расчет автоматического выключателя)

Выбор автоматического выключателя требует немного большего тока, чем линейный ток, или выбор автоматического выключателя текущего качества.

Выбор выключателя 1

Нам необходимо рассчитать мощность трансформатора над выключателем 1.

P = 2500 кВА

V2 (вторичный) = 0,4 кВ

I = ?

Обратите внимание на изображение выше: 2500 кВА. Трансформатор не имеет резистивной, индуктивной и емкостной нагрузки. Вы помните коэффициент мощности в этом случае???

Полная мощность, P = √3 VI (кВА)

Активная мощность, P = √3 VI Cosθ (кВт)

Реактивная мощность, P = √3 VI Sinθ (кВАр)

Угадайте, какую формулу использовать ????

Конечно P = √3 В I Потому что 2500 кВА В линии сверху нет активной и реактивной мощности.3

I = 3608,43 A

Затем выберите автоматический выключатель 3608  A Или, может быть, немного больше вокруг. Непосредственно автоматические выключатели 3608 A недоступны на рынке. Теперь посмотрите на рынок над таблицей

Затем на графике выше 3608 A Для этого мы 4000 Рейтинг ACB Я могу использовать автоматический выключатель.

ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 2 И 3

Обратите внимание на изображение выше, полученное с выхода трансформатора 3608 Empire, но с выключателем для шины 2, 3, 4, 5, 5. Он разделен.В этом случае ток необходимо рассчитывать отдельно для каждого выключателя. Нам нужно знать мощность, чтобы найти этот ток. Кроме низковольтного напряжения 0,4 кВ, оно у нас уже есть.

Размыкатель 2 и 3 Батареи конденсаторов Подсоединены. Эта часть обеспечивает реактивную мощность. Чтобы получить реактивную мощность, необходимо применить P = √3 V I Sinθ (KVAR).

Мы знаем, что с точки зрения коэффициента мощности

Cosθ = 0,8, Sinθ = 0,6

У нас уже есть, V = 0,4 кВ, I = 3608 A

P = √3 VI Sinθ

P = √3 0.3

I = 1082 A

Этот качественный автоматический выключатель недоступен на рынке. Так что наш из схемы ACB/MCCB 1250 A я могу использовать любой. ACB 1250 A Это тариф MCCB 1250 A Гораздо больше, чем это Так MCCB 1250A Rating Мы можем выбрать безработных.

Затем выбраны выключатели 2 и 3 для этого выключателя MCCB 1250A.

Выключатель 4,5,6 Определить мощность полной нагрузки

Здесь необходимо рассчитать активную мощность, где V = 0.4 кВ, I = 3608A, Cos θ = 0,8

Активная мощность, P = √3 VI Cosθ (кВт)

P = 1999756 ≅ 2000000 Вт

P = 2000 кВт

Затем выключатель нагрузки по частям = 1000 + 500 + 500 Бери Если хочешь 1000 +750+250 Можно и с этим.

Выключатель 4 Диагностика

P = 1000 кВт, V = 0,4 кВ, I = ?

I = P / √3 В Cosθ

I = 1804 ≅ 1800 A

Выключатель 4,5,6 Поскольку он связан с нагрузкой, в соответствии с международными стандартами 20% Дополнительный выключатель  Необходимо выбрать

Тогда: 1800 * 20% = 360

I = 1800 + 360

I = 2160 A

Выключатель этого номинала в Амперах составляет около

2500 A ACB.Затем выключатель 4 для этого 2500 А  Выбранный выключатель номинала.

Выключатель просто так 3 и 5 Надо выбрать И ваш комментарий к нему.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *