Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Уже достаточно давно в современных домах перестали использовать пробки. Им на смену пришли более технологические устройства — автоматы, они же пакетники, хотя некоторые до сих пор именуют их по-прежнему пробками, но это неправильно, ведь принцип работы пробки и автомата несколько разный. Так как в этой статье мы будем рассматривать подбор автомата, в зависимости от сечения кабеля, то и о пробках речи не будет.

Итак, автомат представляет собой устройство, позволяющее размыкать электрическую цепь автоматическим путем в двух случаях:

• токовая перегрузка линии;
• возникновение короткого замыкания (КЗ).

В первом случае перегрузка возникает из-за неисправности электроприборов или их большого количества и удельной мощности. Во втором же случае, из-за замыкания, расход электроэнергии идет на нагрев проводов с максимально возможным током для этого участка. Кроме вышеуказанных случаев разрыва цепи автомат предоставляет возможность мануального управления. На корпусе устройства имеется рубильник, позволяющий размыкать цепь.

Предназначение автоматического выключателя — защита того участка электрической цепи для которой он установлен, а так же своевременное размыкание этого участка при возникающей перегрузке или коротком замыкании.

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

• количество полюсов;
• номинальный и предельный токи;
• применяемый тип электромагнитного расцепителя;
• максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

1. Однополюсные. Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
2. Двухполюсные. Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.

3. Трехполюсные. Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.

4. Четырехполюсные. Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

• B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
• C — при превышении в 5–10 раз;
• D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Важно! Сначала следует рассчитывать мощность потребителей, а затем уже выбирать проводник соответствующего сечения и только после этого выбирать автомат (пакетник). Номинальный ток пакетника должен быть меньше максимального тока, разрешенного для провода этого сечения.

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Способы подбора дифавтомата

Номинал дифавтомата и его времятоковая характеристика
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.

Расчёт мощности потребителей

Каждую электрическую сеть в квартире или доме можно условно поделить на участки (помещения). В зависимости от того, какие приборы планируется использовать на том или ином участке делается расчёт электропроводки. Обычно зоны электропроводки для каждого автомата разделены между собой на каждое помещение квартиры или дома. Один участок проводки на одну комнату, второй на другую, а третий на кухню и ванную комнату. Особняком в данной ситуации стоят такие мощные потребители как электроплитки, духовые шкафы, водонагреватели, котлы отопления. Такая техника требует выделенной линии питания, поэтому в современных домах, предназначенных для использования с электрическими плитами, для обеспечения питания прибора выведен отдельный автоматический выключатель.

Рассчитать требуемый ток для того или иного участка проводки достаточно просто. Для этого используется формула I=P/U, в соответствии с которой I — сила тока, P — мощность (в ваттах) всех работающих электрических приборов на этой линии, U — напряжение сети (является стандартным — 220 вольт). Для расчета необходимо сложить мощности тех электроприборов, которые планируется использовать на линии, после чего разделить полученную сумму на 220. Отсюда и получаем силу тока, в соответствии с которой надо будет выбрать кабель определенного сечения.

В качестве примера возьмем участок (комната) и рассчитаем для неё автомат и кабель необходимого сечения. В комнате одновременно будут работать:

• пылесос (1300 Вт);
• электроутюг (1000 Вт);
• кондиционер (1300 Вт);
• компьютер (300 Вт).

Сложим данные показатели (1300+1000+1300+300 = 3900 Вт) и разделим их на 220 (3900/220 = 17.72). Получается, что сила тока равна 17.72, подбираем для этого оптимальное сечение кабеля исходя из таблицы, берем медный кабель с сечением 2.5 мм или 4 мм квадратных (обязательно берем с запасом) и автомат с номинальным током защиты в 20 ампер.

Стоит упомянуть, что не стоит выбирать автоматический выключатель с завышенным показателем номинального тока, так как при перегрузке электрической сети (превышении показателей длительно-допустимого тока для определенного провода) начнется возгорание проводки. Номинал автомата должен быть соответствовать величине длительно-допустимого тока проводника или быть меньше.

Опытные электрики неоднократно говорят о том, что не стоит устанавливать кабели небольшого сечения из-за их дешевизны, следует выбирать кабель с запасом во избежание перегрузки электрического участка и возгорания проводки. А вот выбирать мощный автомат противопоказано!

Проводка монтируется один раз, заменить её сложно, а произвести замену выключателя в случае значительно возросшей нагрузки в разы проще.

На данный момент появляется все больше мощных электрических приборов, поэтому стоит заранее позаботиться, вдруг вы решите использовать более мощный пылесос или же добавить в помещение какой-то дополнительный прибор.

А как у них?

Так уж повелось, что все новые веяния к нам приходят “оттуда”.

В продвинутых в технологическом плане странах давно по умолчанию устанавливаются автоматы «В». Чтобы поставить «С», нужно расчетное обоснование. Посмотрите на фото, которое прислал мне друг из Германии:

Щиток с автоматами В16 в однокомнатной квартире

Примерно такие щитки устанавливают там в бюджетных квартирах. Вводная коммутация и УЗО – на лестничной площадке.

А вот фото, которые я сделал в Турции. Магазин типа нашего Fix Price:

Все автоматы – В16 и В25. Почему так – позвоните местному электрику, внизу телефон)

Фото в подъезде. У меня только два вопроса: что в этом ряду делает С32 и чей это помёт на верхних клеммах. Может прошить межфазное)))

Обратите внимание: автоматы с отключающей способностью 3000 А давно запрещены не только “у них”, но и у нас. Но что-то мне подсказывает, что Siemens на 3000 лучше, чем TDM на 4500.

Щиток в гостинице в Стамбуле:

Слева – вводной С32, справа – импульсное реле

Я специально не искал, фотографировал то, что попадалось на глаза. И в подавляющем большинстве видел букву “В”.

Нюансы

В основном, вопросов с подбором пакетника по сечению кабеля у читателей не должно возникнуть, но есть некоторые тонкости, которые мы не упомянули выше.

1. Автомат с каким типом электромагнитного расцепителя выбрать В быту чаще всего используются автоматы категории «В» и «С». Обусловлено это максимально быстрым срабатыванием пакетных выключателей при превышении номинального тока. Это крайне актуально при использовании таких приборов как электрочайники, тостеры и утюги. В зависимости от типа используемой техники следует выбирать определенную категорию, желательно отдать предпочтение выключателям категории «В».
2. Автомат с какой максимальной мощностью отключаемой способности выбрать Зависит от места расположения ввода электричества с подстанции в квартиру, если в непосредственной близости, то стоит выбирать с отключаемой способностью в 10000 ампер, в остальном же для городских квартир хватает устройств на 5000–6000 ампер. Можно перестраховаться и выбрать вариант в 10000 ампер, в конечном счете данный показатель влияет лишь на то, будет ли работоспособен автомат после короткого замыкания.
3. Какой тип провода выбрать: алюминий или медь Настоятельно не рекомендуем приобретать алюминиевые проводники. Медная проводка более надежная и способна выдерживать более высокие токи.

Как уменьшаются пусковые токи

Производители не дураки – они прекрасно знают о вреде и опасностях, которые несёт пусковой ток. Вот что они делают, чтобы его уменьшить.

• На входе питания электронных устройств устанавливают NTC-термистор (терморезистор), который за счет своих физических свойств имеет большое сопротивление в холодном состоянии. Конечно, это не панацея, и есть ограничения по их использованию, связанные с понижением КПД устройства в целом.
• Инверторное питание для плавного пуска. Под этим я подразумеваю питание двигателей через полупроводниковые пускатели. Преобразователи частоты, устройства плавного пуска и гордая надпись «Invertor» – из этой оперы.
• Питание с задержкой через реле. В этом случае вначале подается часть питания, а через доли секунды – 100%. Я писал об этом выше и приводил в пример реле МРП. Так включаются преобразователи частоты и другие мощные электронные приборы.
• Питание двигателя через схему “Звезда-Треугольник”. В быту такие не встречаются, поскольку нет мощных трехфазных двигателей, но для полноты изложения привёл.
• Повышение cos ϕ и уменьшение гармоник и реактивной составляющей питающего тока также вносит вклад в общее дело.

К счастью, пусковые токи, в отличие от номинальных, в большинстве случаев не действуют одновременно. Если вы включаете питание в квартире, лучше не делайте это посредством главного (вводного) выключателя. Правило хорошего тона – после включения вводного автомата подавать питание последовательно, включая групповые автоматы один за другим.

Для чего нужен

Автомат считается устройством, главной задачей которого является обеспечение неопасного использования электрической сети. Также он занимается предохранением оборудования от сверхтока, считающегося коротким замыканием с перегрузкой. Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Оснащается или электромагнитным расцепителем или комбинированным видом. Благодаря этому можно защитить цепь. Главным его плюсом служит тот факт, что он позволяет защитить электрическую установку или трансформаторную подстанцию от короткого замыкания, перегрузки сети и поломки в результате частого отключения сети.

Защита сети как основная задача автоматического отключателя

Имеет на своем корпусе маркировки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе. Бывает однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным и подходит для соответствующих названию фаз сетей.

Важно! Чаще всего его используют для защиты электрической плиты или других кухонных нагревательных приборов. Также его применяют, чтобы уберечь систему освещения с двигательной, трансформаторной системой.

Принцип работы

Главным элементом устройства является электромагнитный с тепловым расцепителем. Первый гарантирует защиту от замыкания, второй — от перенапряжения. Электромагнитный прибор это катушка с сердечником, которая поставлена на специальной пружине и при нормальном режиме создает электромагнитный вид поля, притягивающий катушечный сердечник. В момент короткого замыкания электроток повышается и превышает номинально заявленный по техническим характеристикам. Этот ток проходит по катушке расцепителя и увеличивает поле. В результате цепь обесточивается.

Тепловой агрегат включается в работу, когда появляется перегрузка. Это биметаллическая пластина с металлом А и В.

Важно! В момент перенапряжения, ток поступает на пластину, она нагревается и благодаря свойству В расширяться, искривляется поверхность и размыкается подвижный вид контакта.

Вам это будет интересно ДИФ или УЗО

Принцип работы любого автоматического отключателя