Выбор автоматического выключателя. По каким параметрам электрики подбирают; автоматы

Выбор автоматического выключателя. По каким параметрам электрики подбирают "автоматы".

Это устройство защищает проводку от короткого замыкания, а также от подключения избыточной нагрузки. Выбор автоматического выключателя производится с учетом следующих параметров.

• 1 из 1

На фото:

Номинальный ток автоматического выключателя

Сколько ампер на миллиметр? Возможности вашей проводки определяют значение номинального тока. А какие провода для нее потребуются, выясняют следующим образом. Рассчитывают предполагаемую максимальную нагрузку, то есть суммарную потребляемую мощность для всех электроприборов в помещении. А затем, используя полученные данные, выбирают нужные характеристики проводов:

• для медного провода допустимая сила тока составляет 10 А на 1 мм² сечения,

• 1 из 1

На фото:

• для алюминиевого провода — 6 А на 1 мм² сечения. Из-за высокого удельного сопротивления и низкой механической прочности жилы алюминиевые провода в настоящее время практически не используются. Так что дальнейшие расчеты приведены только для медных проводов.

Формула расчета максимальной силы тока
I=P:U
или мощность/ напряжение сети (в нашем случае – 220 В).
Например, если мощность всех электроприборов в помещении равна 5 кВт, полученный результат составит примерно 22,7 А. Т.е. для этой цепи электропитания потребуются провода сечением 2,5 мм² (на жаргоне – два с половиной квадрата). Возможностям такой проводки будет идеально соответствовать автоматический выключатель на 25 А.

Характеристики автоматических выключателей

Чувствительность к перегрузкам. Этот параметр характеризуется буквенной маркировкой от A до D. Он показывает, как быстро устройство реагирует на избыточную нагрузку в сети: отключает питание сразу или с небольшой задержкой.

Автоматы имеют несколько характеристик чувствительности.

Почему не сразу? На практике необходимость задержки автомата объясняется наличием пусковых токов у некоторых приборов (например, у агрегата холодильника, электродвигателя стиральной машины и т.д.).В момент запуска этих устройств значение силы тока в цепи их питания во много раз превышает номинальные параметры. Такой скачок длится доли секунды и не представляет никакой угрозы для проводов, однако автомат со слишком высокой чувствительностью успевает отреагировать на перегрузку в сети и отключает подачу напряжения. Подобные излишние меры предосторожности причинят массу неудобств жильцам дома, которые будут вынуждены бегать к распределительному щитку и дергать за рубильник каждый раз при включении холодильника или стиральной машины.

• Характеристика А обозначает наиболее высокую чувствительность. Такие устройства реагируют на перегрузку практически мгновенно и применяются для защиты цепей питания особо точных приборов. Для бытовых нужд они не используются.
• Характеристика B указывает на наличие небольшой временной задержки срабатывания автомата. В бытовых условиях такое приспособление можно применять для защиты сети питания, к которой подключены сложные и дорогостоящие устройства типа плазменной панели, компьютера и т.д.
• Характеристикой C обладают автоматические выключатели, наиболее подходящие для широкого использования в быту. Обычно именно они применяются для защиты отдельных участков цепи электропитания внутри дома. Задержка срабатывания такого прибора является вполне достаточной для того, чтобы он не реагировал на мгновенные перегрузки в сети, обесточивая последнюю только в случае серьезной неисправности.
• Характеристика D свидетельствует о том, что автомат наименее чувствителен к перегрузкам. Как правило, подобное устройство устанавливают на вводе электроэнергии в дом, в самом первом распределительном щитке, и оно контролирует всю электрическую сеть здания. По сути, этот аппарат является дублирующим: он срабатывает только в том случае, если следующий за ним автомат (защищающий отдельный участок цепи в конкретном помещении) по тем или иным причинам не отреагировал на возникшую неисправность.

В яблочко! По мнению специалистов, оптимальное значение отключающей способности (обозначается как Ics или Icn) для бытовых автоматов составляет от 3 до 4,5 кА. Эти цифры показывают, что силовые контакты не будут повреждены, а специальная дугогасящая камера сможет эффективно отвести электрический разряд от их поверхностей при силе тока, доходящей до 3–4,5 кА (3000–4500 А).

На фото: автоматический выключатель от фабрики ABB.

Типы автоматических выключателей

Номинальная отключающая способность. Этот параметр показывает стойкость его силовых контактов к протеканию токов большой силы и к подгоранию в момент разрыва цепи.

В последнем случае возникает так называемая дуга, похожая на разряд молнии, что сопровождается очень высокой температурой (тысячи градусов). Следовательно, чем выше значение отключающей способности автомата, тем более качественный материал применяется при изготовлении его деталей и тем дольше он прослужит.

Само собой, это отражается и на стоимости изделия. Возможно, подобные расходы не являются оправданными, так как токи значительной силы возникают только в результате короткого замыкания, что на практике происходит довольно редко.

Выбор автоматического выключателя: назначение, виды, установка

История автоматического выключателя совсем короткая, и появились они в нашей жизни не очень давно. Еще лет пятьдесят назад о существовании такого элемента электропроводки, как автоматический выключатель, практически никто не знал – максимум, что было доступно нашему народу, это автоматическая пробка, которая стала предшественником нынешнего автоматического выключателя. Зато теперь представить электропроводку дома или квартиры без этого элемента защиты практически невозможно, и выбор автоматического выключателя стал крайне актуальным вопросом, о котором и пойдет речь в этой статье. Вместе с сайтом stroisovety.org мы изучим это устройство – ознакомимся с разновидностями и определимся с критериями выбора.

Выбор автоматического выключателя фото

Выбор автоматического выключателя: область применения

Практически во всех случаях область применения автоматического выключателя сводится к защите электрической проводки и, как результат, квартиры, дома и самого человека от возможных последствий коротких замыканий в цепи. При малейшем подозрении на него автомат срабатывает и просто обесточивает проводку до момента, когда неисправность будет устранена. Включается это устройство вручную, дабы избежать рецидивов.

Автоматический выключатель настолько хорошо показал себя в работе, что на его основе современные электрики создают полномасштабную схему защиты, предполагающую использование в доме или квартире не одного или двух, как это было раньше с пробками, а нескольких автоматов защиты. Их количество может исчисляться десятками, и зависит оно от насыщенности жилища человека электрическим оборудованием.

В зависимости от области применения, условно все установленные в домашнем щитке автоматы можно разделить на три группы.

Центральный автомат (в народе называют рубильник). Как правило, в распределительном щитке он находится в единственном экземпляре, но в силу некоторых обстоятельств их может быть и больше. Его назначение сводится к обесточиванию всей электрической цепи в случае большого короткого замыкания – он срабатывает только в том случае, когда отказали все стоящие за ним менее мощные выключатели. Можете считать его наличие перестраховкой, но на самом деле он оберегает такой ценный прибор, как электрический счетчик. В большинстве случаев это спаренный автоматический выключатель, который одним движением отсоединяет и ноль, и фазу проводки.

Какой выбрать автоматический выключатель фото

В общем, защищается все и вся, и делается это с одной лишь целью – уберечь жилье человека от всевозможных неприятностей, связанных с использованием такого энергоресурса, как электричество. Брезговать автоматическим выключателем нагрузки, по меньшей мере, неправильно.

Типы автоматических выключателей: как выбрать

Разновидностей автоматических выключателей не слишком много, и классифицировать их можно всего по трем признакам: количеству полюсов, используемых в работе устройства, напряжению, на которое рассчитана его работа, а также максимальной нагрузке на автомат. Разберемся с этими моментами более подробно.

Количество полюсов. Здесь все достаточно просто – автоматические выключатели могут быть однополюсными и многополюсными. Однополюсный способен отключать либо ноль проводки, либо ее фазу (в большинстве случаев его устанавливают на фазу). Многополюсные предназначены для обесточивания нескольких жил одновременно. Для обычной бытовой проводки применяется двойной автомат, который отсоединяет одновременно ноль и фазу. В тех домах, где используется напряжение 380V, устанавливают трехполюсные автоматы. Имеются автоматические выключатели и с большим количеством полюсов, но они в основном применяются на производствах.

Типы автоматических выключателей фото

Автоматические выключатели: технические характеристики фото

Токовые характеристики автоматических выключателей фото

С разновидностями вроде бы разобрались – остается добавить не так уж и много. При выборе этого устройства нужно обратить особое внимание на такие технические характеристики, как сила потребляемого тока. В идеале номинал автомата должен быть несколько больше, чем реальное потребление электроприборами – как в случае с приведенным выше примером. Делается это для того, чтобы устройство не срабатывало попусту в моменты скачков напряжения или кратковременного повышения силы потребляемого тока. Например, холодильник или любой электродвигатель при запуске потребляет энергии в несколько раз больше, чем в процессе обычной работы. Здесь, как говорится, палка о двух концах – установка автоматического выключателя с заведомо сильно завышенными характеристиками приведет к их несрабатыванию даже во время короткого замыкания. От такого автомата толку нет никакого.

Подключение автоматического выключателя фото

И напоследок скажу несколько слов о подключении автоматического выключателя. Как правило, он предназначен для монтажа в электрический щиток и устанавливается туда очень просто – для подобных устройств любой распределительный ящик оборудуется специальной рейкой, на которую автомат просто защелкивается. Если вы внимательно рассмотрите выключатель, то с одной из его сторон, у самого основания, найдете небольшой рычаг, который взводится с помощью отвертки (он просто отодвигается или оттягивается, кому как удобно) и после установки на рейку он попросту защелкивает автомат на ней. Что же касается подсоединения к автомату проводов, то и здесь все не намного сложнее – с его лицевой стороны имеется пара отверстий, внутри которых находятся винты. Они выкручиваются и тем самым разделяют обжимную колодку (доступ к которой имеется сверху и снизу автомата) на две части, предоставляя возможность продеть между ними провод. Вставляем его туда и туго затягиваем винт, тем самым зажимая провод в колодке автомата – ключевое слово здесь «туго». Следует понимать, что плохой и нестабильный контакт приводит к нагреву провода – как результат, на нем начинает оплавляться изоляция, что чревато не только коротким замыканием, но и выходом из строя самого автоматического выключателя. Он, как и изоляция, плавится, контакты подгорают, и устройство становится неработоспособным.

Правила выбора автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.

При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.

Типы автоматов

Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель – это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.

• Электромагнитные расцепители – моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
• Тепловые биметаллические расцепители – разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
• Полупроводниковые расцепители – используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора

Характеристики чувствительности к перегрузкам

Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:

• Характеристика А – для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
• Характеристика В – для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
• Характеристика С – для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках – увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
• Характеристика D – для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения

Выбор автомата по количеству полюсов

В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:

• Однополюсный – для защиты освещения и розеток
• Двухполюсный – для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
• Трехполюсный – для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
• Четырехполюсный – для защиты четырехпроводной сети

Выбор автомата по мощности

Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:

Где: I – это величина тока

P – мощность всех электроприборов в Вт

U – напряжение в сети в В (обычно 220В)

Чтобы рассчитать мощность электроприборов, показатель кВт нужно перевести в Вт.

Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.

В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:

• Для алюминиевых проводов – до 6А на 1 квадратный миллиметр
• Для медных проводов – до 10А на 1 квадратный миллиметр

При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:

• Количество потребителей 2 -0,8
• Количество потребителей 3 – 0,75
• Больше 5 потребителей – 0,7

Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 – для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 – если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.

После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:

Разновидности и расчет трезфазных автоматических выключателей

Для предотвращения короткого замыкания и перегрузки электросети применяется трехфазный автомат. Коммутационное устройство можно использовать для линии с постоянным и переменным током. Конструкция стандартной модели представлена расширителями с переключением в зависимости от частоты цепи.

Какой автомат подойдет на 15 кВт

Назначение 3-фазного автомата – защита от сверхтоков и перегрузок. Модификация на 15 кВт работает в сети с напряжением 380 В, то есть на ввод понадобится прибор на 25А. При выборе нужно учитывать, что в условиях коротких замыканий сила тока повышается и может стать причиной возгорания электропроводки.

Подбирая модель автомата на 15 кВт для трехфазной нагрузки, понадобится учесть параметры допустимого напряжения и тока при коротком замыкании. Стоит ориентироваться на вычисленные показатели тока кабеля с минимальным сечением, который защищает выключатель и номинальный ток приемника.

При расчетах вводного коммутационного автомата по параметрам мощности в сети 380 В учитывают:

• электрическую мощность – фактическую и добавочную;
• интенсивность загрузки кабеля;
• наличие свободной мощности в проектном показателе жилого дома;
• удаленность хозяйственных построек и нежилых помещений от точки ввода кабеля.

В сети на 15 киловатт при добавочной мощности устанавливается прибор ВРУ.

Функции трехфазных автоматов

Перед тем как подобрать автоматический коммутатор, следует разобраться с его функционалом. Пользователи часто заблуждаются, думая, что устройство защищает бытовую технику. На ее электропоказатели автомат не реагирует, срабатывая исключительно при коротком замыкании либо перегрузке. К функциям трехфазника относятся:

• одновременное обслуживание нескольких однофазных зон цепи;
• предотвращение образования сверхтоков на линии;
• совместная работа с выпрямителями сети переменного тока;
• защита высокомощного оборудования;
• повышенная мощность за счет установки специального преобразователя;
• быстрое срабатывание в режиме КЗ на линии с большим количеством потребителей;
• возможность отключения в ручном режиме при помощи рубильника или выключателя;
• совместимость с дополнительными защитными клеммами.

Без дифавтомата повышаются риски возгорания кабеля.

Принцип работы и предназначение защитного автомата

Трехфазный автоматический выключатель в случаях замыкания на линии активируется при помощи электромагнитного расщепителя. Принцип работы элемента заключается в нагреве биметаллической пластины в момент повышения номинала тока и выключении напряжения.

Предохранитель не дает КЗ и сверхтоку с показателями выше расчетных воздействовать на проводку. Без него кабельные жилы нагреваются до температуры плавления, что приводит к воспламенению изоляционного слоя. По этой причине важно знать, сможет ли сеть выдержать напряжение.

Соответствие проводов нагрузке

Проблема характерна для домов старой застройки, в которых на существующую линию ставятся новые автоматы, счетчик, УЗО. Автоматы подбираются под общую мощность техники, но иногда они не срабатывают – кабель дымиться или горит.

К примеру, у жил старого кабеля с сечением 1,5 мм2 токовый предел составляет 19 А. При единовременном включении оборудования с суммарным током 22,7 А защиту обеспечит только модификация на 25 Ампер.

Провода нагреются, но коммутатор останется включенным до момента оплавления изоляции. Предотвратить пожар может полная замена проводки на медный кабель с сечением 2,5 мм2.

Защита самого слабого участка кабельной проводки

На основании п. 3.1.4 ПУЭ задачей автоматического устройства является предотвращение перегрузки на самом слабом звене электроцепи. Его номинальный ток подбирается по току подсоединенных бытовых приборов.

Если автомат выбран неправильно, незащищенный участок станет причиной возгорания.

Принципы расчета автомата по сечению кабеля

Вычисления 3-фазного дифавтомата осуществляются на основании сечения кабеля. Для модели на 25 А понадобится обратиться к таблице.

Модификацию на 25 Ампер можно применять для защиты проводки или установить на ввод.

Например, для проводки используется медный провод с сечением 1,5 мм2 с допустимым током нагрузки 19 А. Чтобы кабель не нагревался, понадобится выбрать меньшее значение – 16 А.

Определение зависимости мощности от сечения по формуле

Если сечение кабеля неизвестно, можно использовать формулу:

• Iрасч – расчетный ток,
• P – мощность приборов,
• Uном – номинал напряжения.

В качестве примера можно рассчитать, автомат, который понадобится ставить на бойлер с нагрузкой 3 кВт и напряжением сети 220 В:

1. Перевести 3 кВт в Ватты – 3х1000=3000.
2. Разделить величину на напряжение: 3000/220=13,636.
3. Округлить расчетный ток до 14 А.

В зависимости от условий окружающей среды и способу прокладки кабеля нужно учесть поправочный коэффициент для сети 220 В. Среднее значение равно 5 А. Его понадобится прибавить к расчетному показателю тока Iрасч=14 +5=19 А. Далее по таблице ПУЭ выбирается сечение медного провода.

Подбор автоматического коммутатора по мощности

Подобрать защитный переключатель поможет вычисление суммарной мощности бытовой техники. Понадобится посмотреть значение в паспорте устройства. Например, на кухне в розетку включаются:

• кофеварка – 1000 Вт;
• электродуховка – 2000 Вт;
• печка СВЧ – 2000 Вт;
• электрический чайник – 1000 Вт;
• холодильник – 500 Вт.

Суммируя показатели, получаем 6500 Вт или 6,5 киловатт. Далее понадобится обратиться к таблице автоматов в зависимости от мощности подключения.

На основании таблицы для проводки со стандартным напряжением можно подобрать прибор на 32 А, который подходит для суммарной мощности 7 кВт.

Если планируется подключение дополнительной техники, используется коэффициент повышения. Среднее значение 1,5 умножается на мощность, полученную при вычислениях. Понижающий коэффициент применяется при невозможности одновременной эксплуатации нескольких электроприборов. Он равен 1 или минус 1.

Выбор автомата в зависимости от мощности нагрузки

Для квартир и домов с новой электропроводкой выбор автомата производится на основании расчетного тока нагрузки.

Рассчитать прибор трехфазного типа можно по номинальному току нагрузки или по скорости срабатывания в условиях превышения токового значения. Для вычислений требуется сложить мощность всех потребителей и вычислить ток, проходящий через линию. Работы выполняются по формуле:

• Р — суммарная мощность всей бытовой техники;
• U — напряжение сети.

К примеру, мощность равняется 7,2 кВт, вычислена по формуле 7200/220=32,72 А. В таблице указаны номиналы 16, 20, 32, 25 и 40 А. Величину 32,72 А с учетом срабатывания устройства при значении в 1,13 раз больше номинала, умножаем: 32х1,13=36,1 А. По таблице видно, что лучше поставить модель на 40 А.

Способы подбора дифавтомата

Для примера рассмотрим кухню, где подключается большое количество оборудования. Вначале требуется установить номинал общей мощности для помещения с холодильником (500 Вт), микроволновкой (1000 Вт), чайником (1500 Вт) и вытяжкой (100 Вт). Общий показатель мощности – 3,1 кВт. На его основании применяются различные способы выбора автомата на 3 фазы.

Табличный метод

На основании таблицы устройств по мощности подключения выбирается однофазный или трехфазный прибор. Но величина в расчетах может не совпадать с табличными данными. Для участка сети на 3,1 кВт понадобится модель на 16 А – ближайший по значению показатель равняется 3,5 кВт.

Графический метод

Технология подбора не отличается от табличной – понадобится найти график в интернете. На рисунке стандартно по горизонтали находятся переключатели с их токовой нагрузкой, по вертикали – мощность потребления на одном участке цепи.

Для установления мощности устройства понадобится провести линию по горизонтали до точки с номинальным током. Суммарной нагрузке на сеть 3,1 кВт соответствует переключатель на 16 А.

Критерии выбора трехфазного коммутатора

Перед покупкой стоит учесть все параметры, которые будет иметь входной аппарат.

Фаза и напряжение

Однофазные модели на 220 В подключаются к одной клемме, трехфазные на 380 В – к трем.

Ток утечки

На корпусе имеется маркировка – греческая буква «дельта». Токовая утечка частного дома составляет около 350 мА, отдельной группы приборов – 30 мА, светильников и розеток – 30 мА, одиночных звеньев – 15 мА, бойлера – 10 мА.

Разновидности по току

На автомате имеются индексы А (срабатывание при утечке постоянного тока) и АС (срабатывание при утечке переменного тока).

Количество полюсов

В зависимости от количества полюсов можно приобрести трехфазный выключатель:

• однополюсный тип аппаратов для защиты одного кабеля и одной фазы;
• двухполюсный, представленный двумя приборами с общим рубильником – выключение происходит в момент превышения допустимого значения одного из них, одновременно обрываются нейтраль и фаза в однофазной сети;
• трехполюсный аппарат, обеспечивающий разрыв и защиту фазной цепи – являются тремя приборами с общей рукояткой активации/деактивации;
• четырехполюсный прибор, который монтируется только на ввод трехфазного РУ – разрывает все три фазы и рабочий ноль. Разрыв заземления защиты недопустим.

Вне зависимости от количества полюсов время отключения устройства не должно превышать 0,3 сек.

Место установки

Для бытового использования предназначен электрический автомат на 3 фазы с маркировкой С на 25 А. На вводе в этом случае лучше устанавливать изделия С50, С65, С85, С95. Для розеток или иных точек – С 25 и С 15, для освещения – С 12 или С 17, для электроплиты – С 40. Они будут срабатывать, когда показатели тока в 5-10 раз превышают номинал.

Нюансы, которые нужно учитывать

Точно знать, какие бытовые приборы будут в доме или квартире, не может никто. По этой причине следует:

• повысить суммарную расчетную мощность трехфазного дифавтомата на 50 %, или применять коэффициент повышения 1,5;
• понижающий коэффициент учитывается, когда в помещении не хватает розеток для одновременного подключения техники;
• для простоты расчетов нагрузку стоит разделить на группы;
• мощные приборы стоит подключить отдельно с учетом маломощной нагрузки;
• для вычисления маломощной нагрузки мощность понадобится разделить на напряжение;
• проводка – основной фактор, на который ориентируются при выборе автоматического 3-фазного выключателя; старые алюминиевые провода выдерживают 10 А, но если их взять для розеток на 16 А, могут расплавиться;
• в бытовых условиях чаще всего применяются модели с токовым номиналом 6, 16, 25, 32 и 40 А.

При покупке трехфазного дифференциального автомата нужно учитывать, что основные маркировки есть на корпусе или в паспорте. Использование формул и таблиц поможет подобрать модель в соответствии с проводкой в квартире и мощностью бытовой техники.