Выбор автомата по мощности нагрузки и сечению кабеля
Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.
Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.
Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?
Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.
Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.
Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.
Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.
Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.
Компании производители и марки
Автомат однополюсной ABB 1P C25
Прежде чем выбрать и купить автоматический выключатель C25, следует ознакомиться с представляющими их фирмами и ценой. Известные производители приборов:
- Шведско-швейцарская компания ABB, по праву считающаяся лидером на рынке электротехнической продукции данного класса.
- Автоматические выключатели от Legrand (Франция) не уступают по качеству предыдущей марке, стоимости примерно сравнимы по величине.
- Изделия еще одной французской фирмы (Schneider Electric) хорошо знакомы отечественному потребителю, прекрасно отзывающемуся об этом товаре.
Цена автомата С25 на отечественном рынке колеблется от 100 р. до 100 тыс.р. в зависимости от количества полюсов, фирмы и марки.
Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?
Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.
Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.
Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.
Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.
Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.
Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.
Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.
Расчет сечения кабеля метод выбора сечения кабеля по току
Простая методика расчета и выбора сечения кабеля.
Часто встает вопрос, а как выбрать кабель для монтажа электропроводки. Сразу вспоминается, что существуют какие-то таблицы, какие-то хитрые методики расчета сечения жил кабелей и проводов, также есть справочники электриков. А где все это взять. И как в этих таблицах и формулах не запутаться.
Мы же с вами воспользуемся простой и практичной методикой.
Для начала следует оговориться, если вы делаете монтаж по схеме, то у вас не должно возникать подобных вопросов. Так как в схеме, проекте должны быть указаны сечения кабелей. Как говориться – «Чтоб обошлось без пиз…жу, делай все по чертежу.
Собственно говоря, перейдем к самой методики выбора сечения жил кабелей. Как известно кабель подключается к автомата, то есть ток через кабель будет ограничен током автомата. Кабель мог бы выдержать и больший ток только автомат сработает раньше и отключит кабель от напряжения. Поэтому будем отталкиваться от тока автомата.
А теперь посмотрим, какие существуют стандартные сечения кабелей: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 все это миллиметров в квадрате.
А теперь посмотрим, на какие токи рассчитаны стандартные автоматы: 10А 16А 25А 40А 63А 100А 160А 250А.
Видите, какую ни будь закономерность. Правильно токи автоматов и сечения кабелей соответствуют. И действительно промышленности целесообразно выпускать кабеля подходящие по сечению под определенные автоматы, и наоборот.
Приведем свою таблицу выбора сечения кабелей и автоматов.
Таблица зависимости кабеля и автомата.
| Мощность кВт | Автомат | Медь | Алюминий |
| 2,2 | 10 | 1,5 | 2,5 |
| 3,5 | 16 | 2,5 | 4 |
| 5,5 | 25 | 4 | 6 |
| 7 | 32 | 6 | 10 |
| 8,8 | 40 | 10 | 16 |
| 13,8 | 63 | 16 | 25 |
| 17,6 | 80 | 25 | |
| 22 | 100 |
Это минимально возможные значения сечений кабелей, в зависимости от автоматов.
В зависимости от условий может потребоваться увеличить сечение кабелей.
По стандартным таблицам из правил можно определить что медный кабель с жилами сечением 1,5 мм. кв. выдержит 19А, а где вы возьмете такой автомат? На 25А будет многовато, придется брать на 16А, а еще лучше взять на 10А с запасом как в таблице приведенной выше.
Так как сопротивление алюминия больше чем у меди, берем больший размер сечения кабеля. Как это видно из таблицы.
Мощность
Для вашего удобства я в таблице рассчитал мощность. Это активная мощность при напряжении 220В на одной фазе. Так проще подбирать жилы кабелей не только по току, но и по мощности. Заодно и автоматы подобрать по мощности.
Еще одно маленькое замечание – сечение кабеля зависит от его длинны и напряжения. При большой длине кабеля и низком напряжении (12-42В) будет сильное падение напряжения, поэтому сечение кабеля стоит увеличить.
Защита слабого звена электроцепи
Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.
Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.
Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:
Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.
Схема подключения автомата
Доверить подключение автоматического выключателя лучше всего профессионалу. При необходимости самостоятельного подключения ниже дана популярная схема для однофазной сети.
Обратите внимание! Вводный вид автомата должен обладать двумя номиналами энергии, чтобы была достигнута селективность тепловой нагрузки.
Простейшая схема подключения по инструкции
Как рассчитать номинал автоматического выключателя?
Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.
Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.
Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.
Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.
Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:
Общие характеристики и маркировка
Автоматический выключатель однополюсный 25 ампер
Электротехническое оборудование, работающее в силовых цепях, представлено техническими характеристиками и стандартной маркировкой. За основу принимается ряд определяющих работу автоматического прибора параметров.
Основные показатели
Функциональность любого защитного устройства определяют:
- номинальный ток;
- коммутационная или отключающая способность;
- класс ограничения по току;
- времятоковые характеристики электромагнитного и теплового расцепителей.
В совокупности эти показатели в полной мере характеризуют его, а часть из них используется в заводской маркировке.
Дополнительные параметры
К дополнительным параметрам приборов относятся:
- допустимая мощность в нагрузке, которую способен выдерживать автомат;
- вид коммутируемого напряжения (220 или 380 Вольт);
- количество полюсов.
В отличие от основных показателей, касающихся непосредственно выключателя, эти параметры характеризуют устройство по его работе в обслуживаемой цепи. По ним удается отличать автомат трехфазный 25 Ампер, например, от его однофазного аналога.
В соответствии с количеством полюсов устройства бывают:
- однополюсными;
- двухполюсными;
- трехполюсными и четырехполюсными.
Двухполюсный
Трехполюсный
Четырехполюсный
Каждое из них имеет соответствующее количество подводящих и отводящих контактов и используется для конкретных целей. Однополюсные автоматы устанавливаются в фазные цепи питания 220 Вольт (земляная жила не задействована, т. к. прокладывается в обход коммутатора). Двухполюсные автоматы 25 Ампер нужны для одновременной коммутации фазного и земляного провода и используются для организации ввода в квартиру.
Более функциональные 3-х полюсные изделия применяются в трехфазных цепях (без нулевой жилы). 4-х полюсное устройство выбирается, когда необходимо коммутировать три фазы и нуль.
ПУЭ допускает использование полюсов автоматов для управления токами различных линейных нагрузок. Не исключается ситуация, когда к одному из них подводится фаза от одной линии, а к другому – от второй.
Маркировка
Маркировка автоматического выключателя
Маркировка, наносимая на автомат С25, информирует о следующих параметрах устройства:
- Символ «C» означает токовую характеристику, указывающую на временную задержку срабатывания расцепляющей цепочки.
- Цифры 25 – номинальный ток, при котором автомат работает долгое время без перегрузок (в нормальном режиме).
Ниже маркировки на лицевой панели прибора наносятся символы в рамках, означающие класс ограничения по току и номинальную отключающую способность.
Стоимость прибора
На сентябрь 2021 года автоматический электро выключатель с25 вольт выпускают зарубежные компании ABB, Schneider Electric, Legrand и отечественные организации КЭАЗ, IEK, EKF.
Выключатель с25 ABB
Цена трехфазного пакетника колеблется от 64 до 2000 рублей. Стоимость зависит от технических характеристик, пропускной способности, качества и бренда.
Выключатель с25 КЭАЗ
Автомат 380 вольт 25 ампер пригодится пользователям, у которых происходит частое отключение света, перегрузка сети и короткое замыкание. Это недорогое устройство, подключить к сети которое очень просто по инструкции. Используется для бытовых нужд и имеет заводскую маркировку. Обладает оптимальными характеристиками для продолжительного и надежного использования.
Сколько киловатт выдержит 25 амперный автомат?
Около полутора лет назад у меня чуть было не произошел несчастный случай, потому что автомат на 16 Ампер не сработал при ситуации, когда в электроплите возникла электрическая Дуга и в доме лампочки стали гореть в полнакала. То есть напряжение просело сильно, а китайский автомат на 16 А и УЗО (на 25 А) не сработали.
Хорошо что у меня есть теоретические знания по работе с очень высоким напряжением, хотя практически я с ним не работал
Вскоре я был в своем родном городе и встретил бывших коллег по работе. Хотя эта работа не собственно электросети, а куда более серьезные вещи, но они и по вопросам электроавтоматов были в курсе дела и сказали мне, что к сожалению, китайские автоматы частенько не срабатывают при перегрузке, даже при двукратой перегрузке.
Они мне сказали, выкинь китайские и замени на французские Автоматические выключатели Legrand или на немецкие schneider electric. В отличии от китайских, они имеют заметный вес, когда берешь в руку!
Таким образом расчеты-расчетами (мощности 1 кВт при 220 Вольт соответствует ток 4,5 А), а практическая безопасность, увы, не всегда может быть рассчитана по формуле
-Настоятельно советую, установив тот или иной автомат отключения электричества проверить практически, а сработает ли он реально, в случаи небольшого (10-20%) превышения тока выше расчетного!
И еще мое личное мнение, только пожалуйста, не делайте это сами. Получается, что советская пробка или даже грамотно сделанный жучок намного надежнее китайского автомата!
(я умел грамотно делать жучки, которые реально плавились при превышении расчетного тока)
Все проверки на срабатывания при превышении тока должны делать только два-три взрослых человека, имеющих хотя бы среднеспециальное образование в близкой области, а также допуск к работе с напряжением. (в 90-е годы у меня был допуск к работе с установками более 1000 Вольт, поэтому напряжение это знает и меня не бьет, тем более, что я всегда дважды проверяю все разными способами, даже выключив автомат, я проверяю, что он выключился и нет напряжения)
Обязательно делать это не в пятницу вечером, а утром вначале рабочей недели, имея под рукой телефоны скорой помощи, пожарной охраны, электросетей, порошковый огнетушитель, резиновые рукавицы и прочее. Дело в том, что на практике что-то загорается не там, где это люди ожидают.
Трехфазный автомат
Подскажите пожалуйста,номинал трехфазного автомата 16А это суммарная сила тока,которую может пропустить автомат или это по 16А на каждую фазу.Можно ли запитать от трехфазного 16А автомата аппарат мощностью 4,1кВт(18,5А)
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
and.Drew написал :
Подскажите пожалуйста,номинал трехфазного автомата 16А это суммарная сила тока,которую может пропустить автомат или это по 16А на каждую фазу
- это максимальный длительный ток на каждую фазу.
and.Drew написал :
Можно ли запитать от трехфазного 16А автомата аппарат мощностью 4,1кВт(18,5А)
- однофазный или трехфазный?
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
and.Drew написал :
это по 16А на каждую фазу
and.Drew написал :
Можно ли запитать от трехфазного 16А автомата аппарат мощностью 4,1кВт(18,5А)
Однофазный аппарат нет.
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
and.Drew написал :
Можно ли запитать от трехфазного 16А автомата аппарат мощностью 4,1кВт(18,5А)
При однофазной нагрузке автомат держать будет (некоторое время), но надо понимать, что эта нагрузка выше номинала автомата
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
Аппарат трехфазный .Спасибо за подсказку
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
Аппарат трехфазный .Спасибо за подсказку
Если аппарат трёхфазный то без учёта косинуса фи при мощности 4.1 киловат ток в каждой фазе будет около 6.4 ампера, так что можно
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
а если объявлена максимальная мощность — 13 кВт
разрешенный автомат на входе — 25А
3 фазы
то это значит, что по КАЖДОЙ фазе — 25А? то есть по каждой фазе — 25х220х3х0,8 = 13 кВт. то есть по трем фазам — 39 .
А главный инженер говорит, что ВСЕГО — 13! но тогда 13 разделить на 3 = 4 кВт по каждой фазе, а это не 25 А!!
что то-то я запутался
- Просмотр профиля
- Личное сообщение
Skomorokh написал :
а если объявлена максимальная мощность — 13 кВт
разрешенный автомат на входе — 25А
3 фазы
.
что то-то я запутался
При вводном трёхфазном автомате 25А:
С каждой фазы 25*0,22=5,5 кВт
С трёх фаз 5,5*3= 16,5 кВт
Косинусы не учитываем.
Правильный расчёт автомата на 380 В по мощности
Выбор автоматического модуля защиты связан с возможностями электрической линии выдерживать ток определённой величины, что напрямую связано с материалом кабеля и его сечением. Иными словами, при выборе модуля главным параметром является мощность или максимальный ток, который приводит к срабатыванию автомата.
Несмотря на широкий ассортимент продукции, предлагаемый различными производителями, конструкции автоматических выключателей подобны друг другу. Корпус прибора выполняется из диэлектрика, устойчивого к температурам, и не поддерживает горение. На передней панели располагается рычажок ручного управления, а также наносятся основные технические характеристики.
Конструктивно корпус состоит из двух половинок, скрученных между собой болтами. В середине его находятся следующие элементы:
Подбор автомата по мощности — таблицы, выбор для однофазной 220В и трехфазной 380В сети
Принцип действия
После подключения к трёхфазному автомату силовой и нагрузочной электрических линий его включают с помощью перевода рычажка в верхнее положение. В результате происходит зацепление рычага через защёлку с включающим контактом. Образованное соединение обеспечивается за счёт смещения подвижной контактной группы относительно их держателя.
При нормальной ситуации ток проходит через соприкосновение силового и подвижного контакта. Затем поступает на биметаллическую пластину и обмотку соленоида, а с неё уже попадает на клемму и подключённую к автомату нагрузку.
Срабатывание электромагнитного расцепителя происходит за доли секунды, при этом на токи, незначительно превышающие номинальные, он не реагирует. Одновременно с разъединением всей трёхфазной линии опускается и рычажок, который опять понадобится перевести в верхнее положение для подключения нагрузки к сети.
Конструктивное устройство автомата
Корпуса изготавливаются из прочных, негорючих сортов термопластов, обладающих очень высокими изоляционными свойствами.
В зависимости от требований безопасности и условий эксплуатации, автоматы могут иметь по ГОСТ 14255 – 96 степень защиты:
Привод состоит из системы рычагов и пружин, механически связанных с рукояткой выключателя.
При повороте рукоятки в положение «включено» происходит замыкание силовых контактов, а в положении «выключено» они размыкаются.
Ручное переключение крупногабаритных автоматов на большие токи требует значительных физических усилий, поэтому в комплекте с ними поставляются специальные удлинители, которые надеваются на рукоятку и служат своеобразными рычагами, облегчающими манипуляции с рукояткой.
Удлинитель хранится у оперативного персонала, поэтому посторонние лица произвести самовольные переключения не в состоянии.
Существуют также выключатели с электромагнитным приводом дистанционного управления.
Такие аппараты используются в устройствах автоматического ввода резерва (АВР) и для построения систем автоматизированного управления производственными процессами.
Дугогасительные камеры предназначены для уменьшения дугообразования при размыкании контактов под нагрузкой и во время отключения перегрузок и коротких замыканий.
Дуга постоянного тока горит более устойчиво, поэтому автоматы постоянного тока имеют меньшую коммутационную способность, чем выключатели переменного тока таких же габаритов.
Вспомогательные контакты предназначены для сигнализации включенного или отключенного состояния автоматов.
Выключатели постоянного тока имеют аналогичные конструкции.
Как рассчитать, на сколько ампер нужен автомат?
- Подключения к электропитанию жилых и производственных помещений, отдельных электроустановок и электрооборудования.
- Защита от перегрузки и коротких замыканий линий и потребителей различного назначения: осветительного и производственного оборудования, приборов, электронной аппаратуры, бытовой техники и т.д.
- Обеспечение безопасности линейного персонала при проведении ремонтных или монтажных работ, требующих полного снятия напряжения.
Устройство защиты
Защита от перегрузки по току, или тепловая
Принцип ее действия основан на свойстве линейного расширения металлов при нагревании.
Чувствительным элементом является биметаллическая пластинка, изготовленная из материалов с различными коэффициентами теплового расширения.
Когда ток превышает определенную величину, пластина нажимает на защелку механического расцепителя контактной группы.
Для выключателей, рассчитанных на большие токи, существует электронный вариант тепловой защиты.
При превышении допустимого значения тока в течение определенного времени электроника подает управляющий импульс на соленоид электромагнитного расцепителя,
Его сердечник ударяет по расцепителю, вызывая размыкание силовых контактов.
Время срабатывания защиты по перегрузке обратно пропорционально величине тока.
Например, для автомата ВА – 21, при двукратной перегрузке время срабатывания защиты 60 секунд, а при восьмикратной – 0,12 секунды.
Максимальная защита мгновенного действия
Чувствительным элементом ее является соленоид с сердечником, по катушке которого протекает рабочий ток. При достижении величины тока отсечки, сердечник производит удар по защелке расцепителя, в результате чего происходит отключение автомата.
Большинство применяемых автоматов имеют три вида отсечек: В, С и D.
Выключатели класса B срабатывают без выдержки времени, если ток нагрузки превысит (3…5)Iн, для класса C это значение лежит в пределах (5…10)Iн, для D – (10…14)Iн.
Для линий с постоянной нагрузкой обычно устанавливают выключатели с отсечкой типа B.
Если нагрузка имеет небольшую кратность пусковых токов (лампы накаливания, маломощные электродвигатели, блоки питания и т.д), то применяется отсечка типа C.
Автоматы типа D устанавливается в цепях защиты линий, питающих нагрузку с большими пусковыми токами – мощными однофазными трансформаторами, асинхронными электродвигателями с тяжелыми условиями пуска, емкостными фильтрами и т.д.
Нулевая защита
При снижении напряжения в линии до 10 – 35% от номинального, срабатывают минимальные расцепители, отключающие выключатель.
Повторное включение может быть произведено только оператором при условии, что напряжение восстановилось до уровня не менее 85% от номинального.
Такие выключатели устанавливаются для защиты технологических установок, самопроизвольное включение которых представляет опасность для персонала или может привести к производственным авариям.
Например. электропривод конвейеров углеподачи на электростанциях, горнорудные мельницы и т.д.
Последовательность расчета
Особенности выбора автомата по номинальному току и напряжению:
для кабеля сечением 0,5 кв. мм необходимо автомат с номинальным током 10А. Допустимая мощность для двухфазной сети составляет 2,4 кВт.
для проводника, сечение которого 1 кв. мм потребуется защитное устройство на 17А (мощность 3,7 кВт);
в случае если кабель имеет сечение 1,5 кв. мм, номинальный ток будет 23А, а мощность – 5 кВт;
для проводника сечением 2,5 кв. мм номинальный ток составит 30А, а мощность – 6,6кВт;
для кабеля сечением 4 кв. мм номинальный ток составит 41А, мощность 9 кВт.