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.
Содержание
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.
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.
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.
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:
В представленном материале мы рассказали о том, для чего нужны и как работают устройства защиты электрической цепи. Кроме того, учитывая изложенную информацию и приведенные табличные данные, у вас не вызовет затруднения вопрос, как выбрать автоматический выключатель.
Чтобы ответить на вопрос о мощности определённого автомата, знание его силы тока не достаточно, необходимы ещё некоторые параметры.
На личном опыте столкнулся с ситуацией когда один и тот же автомат (в моём случае 25 ампер) выдерживал разную мощность, о чём постараюсь растолковать ниже.
Я уже как-то описывал систему вычисления такого значения, как Ампер в Вашем вопросе.
Напомню, что для однофазного тока, амперы рассчитываются от напряжения в сети (Вольты) и мощности (Ватты). Для этого расчета применяют простейшую формулу:
В которой обозначения соответствуют: А — амперы, В — вольты, Вт — ватты (можно перевести в кВт)
Так как при подключении автомата мы имеем следующие значения:
А (амперы) — написаны на самом автомате (16, 25, 32, 50 и т.д)
В (вольты) — мы всегда знаем какое напряжение будет использоваться, в данном случае в России распространено 220 Вольт)
А вот мощность, выраженную в Вт (ваты) мы не знаем и хотим её узнать.
Для этого переставляем в формуле значения и останется только вычислить цифру, подставив туда наши значения.
Потом полученный результат делим на 1000 и получаем значение в кВт.
!Но тут есть один нюанс, мы все привыкли к тому, что в сети 220 Вольт, а на самом деле там скорее всего окажется 230 Вольт, это опять же с тем условием, что нет перепада в напряжении.
Так что давайте рассмотрим четыре варианта на примере с автоматом 16 ампер.
1 вариант (сеть 220 Вольт) 16*220=3520/1000=3,52 кВт
2 вариант (сеть 230 Вольт) 16*230=3520/1000=3,68 кВт
3 вариант (сеть 210 Вольт, пониженное) 16*210=3360/1000=3,36 кВт
4 вариант (сеть 240 Вольт, повышенное) 16*240=3840/1000=3,84 кВт
Как видим, результат от 3,36 до 3,84 и чем ниже напряжение, тем меньшую мощность может выдержать, по этой причине лучше всего ориентироваться исходя из минимального напряжения в сети, чем максимального.
По общепринятым условиям мощность вычисляют исходя из напряжения в 220 Вольт, а именно получаться следующие результаты:
1 Ампера — выдержат в среднем 0,22 кВт
2 Ампера — выдержат в среднем 0,44 кВт
3 Ампера — выдержат в среднем 0,66 кВт
6 Ампера — выдержат в среднем 1,32 кВт
10 Ампера — выдержат в среднем 2,2 кВт
16 Ампера — выдержат в среднем 3,52 кВт
20 Ампера — выдержат в среднем 4,4 кВт
25 Ампера — выдержат в среднем 5,5 кВт
32 Ампера — выдержат в среднем 7,04 кВт
40 Ампера — выдержат в среднем 8,8 кВт
50 Ампера — выдержат в среднем 11,0 кВт
63 Ампера — выдержат в среднем 13,86 кВт
Как видите, всё достаточно просто.
Но выше значения только для переменного тока на 220 Вольт, а для 380 вольт рассчитывать надо по другой формуле, исходя из
Для расчёта мощности, переставляем значения:
Если исходить также из стандартов в напряжении сети, то получим результаты (для 380 Вольт «Звезда»):
1 Ампера — выдержат в среднем 0,66 кВт
2 Ампера — выдержат в среднем 1,32 кВт
3 Ампера — выдержат в среднем 1,97 кВт
6 Ампера — выдержат в среднем 3,95 кВт
10 Ампера — выдержат в среднем 6,58 кВт
16 Ампера — выдержат в среднем 10,53 кВт
20 Ампера — выдержат в среднем 13,16 кВт
25 Ампера — выдержат в среднем 16,45 кВт
32 Ампера — выдержат в среднем 21,06 кВт
40 Ампера — выдержат в среднем 26,32 кВт
50 Ампера — выдержат в среднем 32,91 кВт
63 Ампера — выдержат в среднем 41,46 кВт