Расчет автоматических выключателей по току: Онлайн расчет автомата по мощности

Расчет автоматического выключателя

Расчет автоматического выключателя необходим для выбора номинального тока и время токовой характеристикой автомата. При этом количество полюсов у автомата не влияет на расчеты и определяется из схемы подключения и подключаемого оборудования.

Следует помнить, что основное назначение автоматического выключателя является защита электропроводки от разрушения токовыми нагрузками превышающие расчетные значения для данного сечения провода. Иными словами при расчет автоматического выключателя больше учитывается рабочий ток, а также пусковые токи возникающие при включении электрооборудования.

В расчете номинального тока автомата принимается во внимание рабочий ток электропроводки и таблица расчета автомата защиты на соответствие сечения жилы провода и материала жилы провода к номиналу тока автомата. При выборе автомата по время токовой характеристики следует учитывать пусковые токи подключаемой нагрузки.

Расчет мощности автомата.

Как было сказано выше, при расчете автомата учитывается сила тока, допускаемая для безопасной работы расчетной линии, защищаемой автоматическим выключателем. При расчете номинала автомата необходимо знать максимально допустимый ток линии питания, а не мощность и силу тока подключаемых электроприборов. Расчет величины тока по сумме мощностей нагрузок не учитывает того, что автоматический выключатель предназначен в первую очередь для защиты питающей лини, а не нагрузки.

Для определения допустимого тока электропроводов следует учитывать таблицы, приведенные здесь с целью ознакомления. Из таблиц видно, что допустимые токи провода разнятся не только в зависимости от сечения жилы, но и от способа прокладки и количества жил.

ПУЭ, Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами

ПУЭ, Таблица 1. 3.5. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Определив по таблице рабочий ток проводов, подбираем номинальный ток автомата, который будет защищать эту проводку. Номинал автоматического выключателя следует выбирать либо равным, либо меньшим рабочего тока проводов.

Выбор характеристики автоматов.

Выбрав номинал автомата необходимо выбрать время токовую характеристику, зависящую от подключаемой к линии нагрузки, вернее от пусковых токов этих нагрузок. В приведенной ниже таблице приведены кратности пусковых токов электроприборов и продолжительность их в секундах.

Исходя из выше указанных кратностей пускового тока и известного тока электроприбора определяется величина силы тока в сети при включении в нее электроприбора, а так же продолжительность повышенного тока в секундах.

Например, зная, что при мощности электрической мясорубки 1,2 кВт рабочий ток будет 5,45 Ампер, а при учете кратности пускового тока до 7 раз выходим на 38 Ампер!, причем данный ток течет в цепи на протяжении от 1 до 3 секунд. Если данную линию защищает автоматический выключатель на 10А с характеристикой В (он срабатывает с 30А) и может сработать в момент включения по перегрузки и лучше его поменять на автомат с характеристикой С (срабатывает с 50А).

Если вы обратили внимание в таблице присутствуют достаточно большие пусковые токи, например у блоков питания (вплоть до 10 кратного), обычно мощность таких приборов мала и не создает опасности пускового отключения автоматического выключателя.

Материалы, близкие по теме:

Расчет тока автоматических выключателей, таблица и расчёты

Перед приобретением автоматического выключателя необходимо выполнить расчет его параметров.

Расчет подразумевает определения номинального электротока автоматического устройства и время-токовые параметры. При этом количество полюсов выключателя не зависит от полученных показателей, во внимание берется схема подключения питания.

Автоматический выключатель – это устройство для защиты линии электропитания от разрушений электротоком, значение которого превышает возможности конкретной проводки. Таким образом, при расчете нужно учитывать не только мощность включенных в сеть нагрузок, но и допустимый для линии питания рабочий электроток, возникающий при включении потребителей (пусковые токи).

При расчете номинального значения выключателя берется во внимание рабочий ток электрической проводки и используются специальные расчетные таблицы, в которых приведено соответствие материала и сечения провода определенных характеристикам тока. Также не следует забывать и о пусковых токах подключаемых устройств.

Расчет тока автоматического выключателя

Как уже было оговорено выше, в расчет показателя защитного автомата берется сила тока, допускаемая для безопасного и нормального функционирования конкретной линии электропитания. То есть, чтобы определить номинал автоматического выключателя необходимо определить максимальный рабочий электроток линии питания, но не силу и мощность тока подключенного оборудования. Иными словами, расчет мощности нагрузки выполнятся лишь в случаях, когда электрическая проводка соответствует мощностям нагрузки.

Во многих случаях, используемый расчет выключателя по суммарной мощности нагрузок не учитывает тот факт, что это устройство в первую очередь используется для защиты электрических линий, а не самой нагрузки.

В документации на электрическую проводку обычно не указывается номинальный рабочий электроток, поэтому определять этот показатель приходится только по сечению токопроводящей жилы кабеля.

Величина электротока, который способен выдержать провод без нагрева, зависит от материала его исполнения (алюминия или меди), площади сечений и способа монтажа проводки (скрытая, открытая, в трубе, в земле, в лотке).

Сечение провода напрямую зависит от диаметра проводника, который можно измерить с помощью штангельциркуля или микрометра. Рассчитывается сечение проводника по следующей формуле:

S≈0,785*D² ,

Где:

• S– это площадь сечения, квадратные миллиметры;
• D– это диаметр проводника, миллиметры.

Измерение диаметра проводиться только для токопроводящей жилы. Диаметр провода с изоляцией будет больше, следовательно, результат рабочего электротока проводки будет неверным.

Зная диаметр токопроводящей жилы и таблицы зависимости от материала (первая – для медных, вторая – для алюминиевых жил), устанавливаем допустимые показатели для электропроводки.

Отметим, что допустимая величина электротока электрической проводки, указанная в таблицах, справедлива для скрытого типа проводки. Кроме того, по таблице видно, что допустимый ток для проводки с одним двухжильным проводом немного выше, чем с трехжильным. Это объясняется тем, что рабочий электроток ограничен температурой, до которой нагреваются провода при прохождении по ним тока. При использовании трехжильного кабеля, теплоотдача в сравнении с двухжильным, снижается, следовательно, уменьшается и величина допустимого электротока.В свою очередь при применении одножильного провода, допустимый ток проводки выше, чем у двухжильного.

После того, как установлен рабочий электроток, можно выбирать номинал автоматического выключателя, который будет эту электропроводку защищать. Обычно номинал автомата выбирается равным или немного меньшим от рабочего значения. В некоторых случаях возможно установка автомата с номиналом немного выше рабочего электротока.

Выбор характеристической кривой

Кроме номинала выключателя, необходимо выбрать и время-токовую характеристику,- кривая автомата, зависящая от пусковых электротоков.

В приведенной ниже таблице указана кратность пусковых токов и их продолжительность для некоторых электрических приборов.

Зная кратность пускового электротока и тока электрических приборов можно установить силу тока и время действия повышенного электротока при включении прибора в сеть. Например, мощность электрической мясорубки составляет 1,5 киловатт, рабочий ток – 6,81 ампер. С учетом кратности пускового тока для этого прибора – получаем 48 ампер. Такой ток может протекать по электрической цепи в течение 3 секунд. Если использовать выключатель B16 для защиты линии, которая питает эту мясорубку, то посмотрев на время-токовую характеристику можно увидеть, что при перегрузка в момент ее включения в три раза превышает номинал выключателя. В связи с этим для защиты линии лучше использовать выключатель С16, у которого срабатывание при кратковременном повышении тока, составляет 80 ампер.

В таблице приведена и большая кратность электротоков, например, у блоков питания, где электролитические конденсаторы создают пусковые токи с 10 разовой кратность. Обычно мощность таких токов незначительна, а продолжительно такого тока невелика, поэтому они не создают угроз для пускового срабатывания автомата.

Как рассчитать автоматический выключатель — Стройпортал Biokamin-Doma.

ru

Расчет автомата по мощности 380

Расчеты электропроводки выполняются еще на стадии проектирования. Прежде всего рассчитывается сила тока в цепях, исходя из этого подбираются автоматические защитные устройства, сечение проводов и кабелей. Особое значение имеет расчет автомата по мощности 380, защищающий от перегрузок и коротких замыканий.

Слишком большой номинал может привести к выходу из строя оборудования, поскольку устройство не успеет сработать. Низкий номинальный ток автомата приведет к тому, что защита будет срабатывать даже при незначительных перегрузках в часы пик. Правильно выполненные расчеты помогут выбрать наиболее оптимальный вариант для конкретных условий эксплуатации.

Как рассчитать мощность электротока

В соответствии с законом Ома, сила тока (I) находится в прямой пропорции с напряжением (U) и в обратной пропорции с сопротивлением (R). Расчет мощности (Р) осуществляется путем умножения силы тока на напряжение. Таким образом, для участка цепи образуется следующая формула, по которой рассчитывается ток: I = P/U.

С учетом реальных условий, к данной формуле прибавляется еще один компонент и при расчетах однофазной сети получается следующий вид: I = P/(U х cos φ).

Трехфазная сеть рассчитывается немного по-другому. Для этого используется следующая формула: I = P/(1,73 х U х cos φ), в которой напряжение U условно составляет 380 вольт, cos φ является коэффициентом мощности, посредством которого активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки соотносятся между собой.

Современные блоки питания обладают незначительной реактивной компонентой, поэтому значение cos φ принимается за 0,95. Это не касается трансформаторов и электродвигателей с высокой мощностью, обладающих большим индуктивным сопротивлением. Расчет сетей, где могут подключаться такие устройства, выполняется с коэффициентом cos φ, эквивалентным 0,8. В других случаях используется стандартная методика расчетов с последующим применением повышающего коэффициента 1,19, получающегося из соотношения 0,95/0,8.

При использовании в формулах известных параметров напряжения 220 и 380 В, а также коэффициента мощности 0,95, в результате получается сила тока для однофазной сети – I = P/209, а для трехфазной – I = P/624. Таким образом, при наличии одной и той же нагрузки, сила тока в трехфазной сети будет в три раза ниже. Это связано с наличием трех проводов отдельных фаз, на каждую из которых равномерно распределяется общая нагрузка. Напряжение между каждой фазой и рабочим нулем составляет 220 вольт, поэтому известная формула может выглядеть следующим образом: I = P/(3 х 220 х cos φ).

Выбор автомата по номинальному току

Рассмотренные формулы широко применяются в расчетах вводного автоматического выключателя. Применяя одну из них – I = P/209 при нагрузке Р в 1 кВт, получается сила тока для однофазной сети 1000 Вт/209 = 4,78 А. Результат можно округлить в большую сторону до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети не всегда соответствует 220 В.

Таким образом, получилась сила тока в 5 А на 1 кВт нагрузки. То есть, устройство мощностью более 1 кВт нельзя подключать, например, в удлинитель с маркировкой 5 А, поскольку он не рассчитан на более высокие токи.

Автоматические выключатели обладают собственным номиналом по току. Исходя из этого, легко определить нагрузку, которую они способны выдержать. Для упрощения вычислений существует таблица. Автомат номиналом 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, 8 А – 1,6 кВт, 10 А – 2 кВт, 16 А – 3,2 кВт, 20 А – 4 кВт, 25 А – 5 кВт, 32 А – 6,4 кВт, 40 А – 8 кВт, 50 А – 10 кВт, 63 А – 12,6 кВт, 80 А – 16 кВт, 100 А – 20 кВт. Исходя из этих же номиналов проводятся расчеты автомата по мощности на 380в.

Метод 5 А на 1 кВт может использоваться и для определения силы тока, возникающей в сети, когда в нее подключаются какие-либо бытовые приборы и оборудование. В расчетах нужно пользоваться максимальной потребляемой мощностью во время пиковых нагрузок. Для этого применяются технические характеристики оборудования, взятые из паспортных данных. При их отсутствии можно взять ориентировочные параметры стандартных электроприборов.

Отдельно рассчитывается группа освещения. Как правило, мощность приборов освещения оценивается в пределах 1,5-2 кВт, поэтому для них будет достаточно отдельного автомата номиналом 10 А.

Если сложить все имеющиеся мощности, получается довольно высокий суммарный показатель. Однако на практике полная мощность никогда не используется, поскольку существуют ограничения на выделяемую электрическую мощность для каждой квартиры. В современном жилом доме, при наличии электроплит, она составляет от 10 до 12 кВт. Поэтому на вводе устанавливается автомат с номинальным током 50 А. Точно так же выполняется расчет мощности трехфазных автоматов.

Полученные 12 кВт распределяются по всей квартире с учетом размещения мощных и обычных потребителей. Особое внимание следует обратить на кухню и ванную комнату, где устанавливаются электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и другое энергоемкое оборудование. Как правило, они подводятся к отдельным автоматическим выключателям соответствующего номинала, а сечение кабелей для подключения также рассчитывается в индивидуальном порядке.

Мощные бытовые агрегаты подключаются не только к автоматам, но и к устройствам защитного отключения. Часть общей мощности следует оставить для освещения и розеток, установленных в помещениях. Правильно выполненные расчеты позволят качественно смонтировать проводку и выбрать нужный выключатель. В этом случае эксплуатация оборудования будет безопасной и долговечной.

Расчет мощности онлайн-калькулятором

В первую очередь необходимо ввести исходные данные в соответствующие графы. На калькуляторе эти показатели включают количество фаз, напряжение сети и мощность нагрузки. Первые два пункта известны заранее, а вычисления мощности приборов и оборудования осуществляются вручную.

Напряжение для однофазной сети выставляется 220 вольт, для трехфазной – 380 В и выше. После ввода параметров остается лишь нажать на кнопку «Рассчитать» и получить требуемый результат. В соответствующем окне появятся данные о номинальном токе автоматического выключателя, наиболее подходящего для данной сети.

Подбор автоматического выключателя по мощности

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.

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:

Заключение

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.

При выборе автоматов постоянно допускается одна и та же ошибка — не учитывается температура окружающей среды.Номинальный ток автомата назначается по ПУЭ при температуре в + 30 градусов Цельсия,а номинальный ток кабеля или провода назначается по ПУЭ при температуре в + 25 ,а эксплуатироваться автомат и кабель будут при комнатной температуре,допустим в + 18 градусов Цельсия. Если номинальный ток двухжильного или трехжильного, с защитным проводником, кабель — провода сечением 2.5 миллиметра квадратного по меди в однофазной сети равно 25 ампер ( 27 ампер это для кабелей с дополнительной изоляцией в виде ПЭТ ленты или композитного стекломиканита или стеклоленты,заполнением пространства под общей оболочкой мелованной резиной и т. д.),то при + 18 градусов Цельсия это уже номинальный ток в 27 ампер,а номинальный ток автомата на 16 ампер уже фактически равен 18.3 ампера,если учесть что при токах в 1.13 номинального тока автомат не отключается гарантированного в течении более одного часа,то реальный предельный рабочий ток провода уже 20.7 амер,то есть автомат на 16 ампер превращается уже в автомат на 20 ампер,при этом ,согласно DIN стандарту на модульные автоматы ,изготовленные по этому стандарту,номинальный ток кабеля или провода должен быть в полтора раза больше номинального тока автомата или 20.7 * 1.5 = 31 ампер,а номинальный ток кабеля 27 ампер,значит автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер. 2.

Как производится расчет автоматического выключателя

Те времена, когда на электрических щитках квартир или частных домов можно было встретить традиционные керамические пробки, уже давно прошли. Сейчас повсеместно применяются автоматические выключатели новой конструкции – так называемые автоматы защиты.

Для чего предназначены эти устройства? Как правильно произвести расчет автоматического выключателя в каждом конкретном случае? Конечно, основная функция этих устройств заключается в защите электросети от коротких замыканий и перегрузок.

Автомат должен отключаться, когда нагрузка существенно превышает допустимую норму или при возникновении короткого замыкания, когда значительно возрастает электрический ток. Однако он должен пропускать ток и работать в нормальном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машинку и электроутюг.

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

По каким токам производят расчет автоматов

Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

1. Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
2. U — напряжение сети, В (U=220 В).

Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.

Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность:

Определяем расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм 2 , а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм 2 . Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.

У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.

Разберем их по порядку.

Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.

Существуют 3 класса автоматических выключателей:

1. класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
   
2. класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
3. класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)

Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.

Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети

Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.

Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)

Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи

Вводная часть

Любая электрическая цепь в квартире и доме, должна защищаться автоматом защиты от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания. Эту нехитрую истину можно наглядно продемонстрировать в любом электрическом щите квартиры, этажном щите, вводно-распределительном щите дома и т.п. электрическим шкафам и боксам.

Вопрос не в том, ставить автомат защиты или нет, вопрос, как рассчитать автомат защиты, чтобы он правильно выполнял свои задачи, срабатывал, когда нужно и не мешал стабильной работе электроприборов.

Примеры расчета автоматических выключателей

Теорию расчетов автоматических выключателей вы можете почитать в статье: Расчет автоматов защиты. Здесь несколько практических примеров расчета автоматических выключателей в электрической цепи дома и квартиры.

Пример 1. Расчет вводного автомата дома

Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:

• Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
• Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
• Коэффициент мощности COSφ = 0,84;

1-й расчет:

Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:

Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А

2-й расчет

Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:

• Iток. расцепителя = Iр × 1,1
• Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А

Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:

• I ном.ав = 150 Ампер (150 А).

Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.

Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни

Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.

Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.

Расчет тока нагрузки

• Напряжение сети Uн = 220 В;
• Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
• Коэффициент мощности COSφ = 1;

1. Расчетную мощность считаем, как сумму мощностей всех бытовых приборов кухни, умноженной на коэффициент использования, он же коэффициент использования бытовой техники.

1. Коэффициент использования бытовой техники это поправочный коэффициент, уменьшающий расчетную (полную) потребляемую мощность электроцепи и учитывающий количество одновременно работающих электроприборов.

То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

• Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
• Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
• Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
• Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микровоновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т. д.
• Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
• Разделите Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.

На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.

Примечание:

В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:

• коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
• коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
• коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
• коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.

Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:

• Iр = Рр / 220В;
• Iр = 6000 / 220= 27,3 А.

По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.

Вывод

Приведенный пример расчета кухни получился несколько завышенным, обычно для электропроводки кухни хватает 16 ампер если учесть, что плиту, стиральную машину, посудомоечную машину выводят в отдельные группы.

Эти примеры расчета автоматических выключателей для групповых цепей, лишь показывают общий принцип расчетов, причем не включают расчет инженерных цепей включающий работу насосов, станков и других двигателей частного дома.

Как выбрать автоматический выключатель для дома: по мощности, по току

Если у вас часто срабатывает автоматический выключатель на 16-20 А и обесточивает квартиру, не верьте тем, кто говорит, что нужно просто поставить автомат номиналом побольше. Новый автомат реагировать на перегрузки перестанет, но начнут гореть розетки.

Зачем менять автомат?

Любой электрик скажет: «При наличии отсутствия острой необходимости лучше в электропроводку дома своими руками не лезть». Последствия могут быть печальными. Когда же возникает такая необходимость?

Для того чтобы поменять розетку, нужно знать физику за 8-9 классы. С прочей электрической начинкой все немного сложнее. Если в квартире регулярно срабатывает автомат (автоматический выключатель в щитке) и пропадает свет, пора его менять.

Вероятно, автоматический выключатель выработал свой ресурс, даже несмотря на то, что срок, указанный в паспорте, еще не истек. Изношенный аппарат на 16 А может срабатывать при слабой нагрузке на сеть (10 А), а может не срабатывать при экстремальных значениях (произойдет спаивание контактов, дальше – пожар).

Напомним на всякий случай некоторые сведения из школьной программы:

• Мощность = Напряжение х Ток.
• Ток = Мощность \ Напряжение.

Напряжение в розетке — 220 В. На кофеварке указано 1200 Вт, значит, потребляемый ток будет 1200\220=5,45 (А).

Если вам удалось сложить мощность всех домашних электроприборов и рассчитать общую силу тока, можете считать себя электриком второго уровня.

Как работает автомат и от чего он защищает

Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно. Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке.

Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:

• Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
• Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
• Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.

В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.

Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.

Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.

Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО). Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.

Как выбрать автомат для электропроводки

Для того чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, нужно прикинуть максимально допустимую токовую нагрузку сети (суммировать все приборы). Номинал автомата (цифра после буквы) не должен превышать этого значения.

Для обычной квартиры, где нет «серьезных» потребителей питания типа кондиционера, водонагревателя, подойдет автомат класса B. Такая сеть считается слабонагруженной. Ставить высоконагруженный автомат (класса D) для сети, которая питает лампочки опасно. Он не будет воспринимать скачки напряжения в ней как вредные и может пропустить даже короткое замыкание.

Слабонагруженный прибор в сети с большой нагрузкой в штатном режиме наоборот, будет срабатывать не по делу и часто.

Да, чуть не пропустили: автоматы различаются по количеству фаз (полюсов). Число полюсов автомата указывает, с каким из типов сетей он может работать.В квартиру можно также поставить один входной выключатель класса C и по одному однофазному для обеспечения отдельных участков (кухня, комната, отдельно на кондиционер, если предусмотрен). Если нет желания все усложнять, в двухкомнатной квартире можно вполне обойтись одним автоматическим выключателем B с номиналом 16.

Мы почти разобрались, как выбрать автоматический выключатель по току и мощности. Но, если учесть только нагрузку потребителей, можно нарваться на неприятности. Выбор автомата напрямую зависит от типа проводки, кабеля. На слабой проводке мощный автомат при перегрузках не справится со своими задачами. То есть всегда нужно принимать во внимание сечение провода и его пропускную способность.

В домах до 2001-2003 годов с большой долей вероятности будет алюминиевая проводка в однослойной изоляции. Скорее всего, она свое уже отслужила (номинально она может выдержать 20 лет при идеальных условиях, без перегрузок). Ставить на нее новый автомат, учитывая лишь суммарную мощность потребителей, категорически не рекомендуется. Автомат часто срабатывать перестанет, а проблема перегрева останется.

Варианта, по сути, два:

• Менять проводку на медную.
• К мощным потребителям (стиральная машина, бойлер, кондиционер) провести отдельную линию от щитка и поставить на нее отдельный автомат.

Медный провод пропускает больший ток, чем алюминиевый. Но и здесь важно, кроме материала, учитывать его сечение. Оно дает понять, сколько ампер можно пропустить через кабель, не опасаясь повреждения и перегрева.

Для примера:

• Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами до 16-24 А.
• Медный провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами 21-30 А.

Это означает, что при нагрузке в 23 А, автомат с номиналом 16 А обесточит проводку через минуту. Вполне достаточно, чтобы медный провод не перегрелся. Если поставить автомат 25 А, до отключения кабель будет пропускать ток за пределами своей нормальной нагрузки, он перегреется, изоляция быстрее износится, розетка со временем перегорит. Для алюминиевой проводки, соответственно, эти значения ниже.

Для простоты понимания предлагаем таблицу выбора автоматического выключателя, исходя из сечения кабеля.

Последний совет: на своей безопасности не следует экономить. Лучше брать автоматы в специализированных магазинах, выбирать производителей с проверенной репутацией. Менеджеры на месте ответят на вопросы, которые мы могли упустить в этой статье.

Расчет и выбор автомата по мощности и току

При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять выбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.

Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.

Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил выбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного выбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

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.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

I=P/U,

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода 

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.

Выбор автоматического выключателя — правила выбора автоматического выключателя по мощности

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:

I = P / U

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:

Основные правила выбора автоматов

Есть ряд рекомендаций, которые помогут сделать выбор автоматического выключателя.

• Покупать автомат нужно в специализированных магазинах
• При выборе производителя отдавать предпочтение наиболее известному и надежному
• Нельзя приобретать автоматы с поврежденным корпусом
• Выбор автомата должен соответствовать параметрам электропроводки после расчета мощности
• Для старой электропроводки, в которой были использованы алюминиевые провода, можно использовать автомат не больше 16А, либо два по 16А при наличии двух отходящих проводов. Включать одновременно несколько видов бытовой техники нельзя

Градация автоматических выключателей по току

Автоматическими выключателями называются приборы, отвечающие за защиту электроцепи от повреждений, связанных с воздействием на нее тока большой величины. Слишком сильный поток электронов способен вывести из строя бытовую технику, а также вызвать перегрев кабеля с последующим оплавлением и возгоранием изоляции. Если вовремя не обесточить линию, это может привести к пожару, Поэтому, в соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок), эксплуатация сети, в которой не установлены электрические автоматы защиты, запрещена. АВ обладают несколькими параметрами, один из которых – время токовая характеристика автоматического защитного выключателя. В этой статье мы расскажем, чем различаются автоматические выключатели категории A, B, C, D и для защиты каких сетей они используются.

Особенности работы автоматов защиты сети

К какому бы классу ни относился автоматический выключатель, его главная задача всегда одна – быстро определить появление чрезмерного тока, и обесточить сеть раньше, чем будет поврежден кабель и подключенные к линии устройства.

Токи, которые могут представлять опасность для сети, подразделяются на два вида:

• Токи перегрузки. Их появление чаще всего происходит из-за включения в сеть приборов, суммарная мощность которых превышает ту, что линия способна выдержать. Другая причина перегрузки – неисправность одного или нескольких устройств.
• Сверхтоки, вызванные КЗ. Короткое замыкание происходит при соединении между собой фазного и нейтрального проводников. В нормальном состоянии они подключены к нагрузке по отдельности.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя – на видео:

Токи перегрузки

Величина их чаще всего незначительно превышает номинал автомата, поэтому прохождение такого электротока по цепи, если оно не затянулось слишком надолго, не вызывает повреждения линии. В связи с этим мгновенного обесточивания в таком случае не требуется, к тому же нередко величина потока электронов быстро приходит в норму. Каждый АВ рассчитан на определенное превышение силы электротока, при котором он срабатывает.

Время срабатывания защитного автоматического выключателя зависит от величины перегрузки: при небольшом превышении нормы оно может занять час и более, а при значительном – несколько секунд.

За отключение питания под воздействием мощной нагрузки отвечает тепловой расцепитель, основой которого является биметаллическая пластина.

Этот элемент нагревается под воздействием мощного тока, становится пластичным, изгибается и вызывает срабатывание автомата.

Токи короткого замыкания

Поток электронов, вызванный КЗ, значительно превосходит номинал устройства защиты, в результате чего последнее немедленно срабатывает, отключая питание. За обнаружение КЗ и немедленную реакцию аппарата отвечает электромагнитный расцепитель, представляющий собой соленоид с сердечником. Последний под воздействием сверхтока мгновенно воздействует на отключатель, вызывая его срабатывание. Этот процесс занимает доли секунды.

Однако существует один нюанс. Иногда ток перегрузки может также быть очень большим, но при этом не вызванным КЗ. Как же аппарат должен определить различие между ними?

На видео про селективность автоматических выключателей:

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу, которому посвящен наш материал. Существует, как мы уже говорили, несколько классов АВ, различающихся по времятоковой характеристике. Наиболее распространенными из них, которые применяются в бытовых электросетях, являются устройства классов B, C и D. Автоматические выключатели, относящиеся к категории A, встречаются значительно реже. Они наиболее чувствительны и используются для защиты высокоточных аппаратов.

Между собой эти устройства различаются по току мгновенного расцепления. Его величина определяется кратностью тока, проходящего по цепи, к номиналу автомата.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Защиту от перегрузок в таких линиях обеспечивает реле максимального тока, автоматический выключатель только предохраняет сеть от повреждений в результате воздействия сверхтоков короткого замыкания.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Это позволит соблюсти селективность защитных автоматов (избирательность), и при КЗ в одной из веток не будет происходить обесточивания всего дома.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Заключение

В этой статье мы рассмотрели время токовые характеристики защитных автоматов, классификацию этих устройств в соответствии с ПУЭ, а также разобрались, в каких цепях устанавливаются приборы различных категорий. Полученная информация поможет вам определить, какое защитное оборудование следует использовать в сети, исходя из того, какие устройства к ней подключены.

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть. Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной. Согласны?

Мы расскажем, как производится расчет параметров автомата, согласно которым подбирают это защитное устройство. Из предложенной нами статьи вы узнаете, как выбрать прибор, требующийся для защиты электросети. С учетом наших советов вы приобретете вариант, четко срабатывающий в опасный для проводки момент.

Параметры автоматических выключателей

Для обеспечения правильного выбора номинала устройств отключения необходимо понимание принципов их работы, условий и времени срабатывания.

Рабочие параметры автоматических выключателей стандартизированы российскими и международными нормативными документами.

Основные элементы и маркировка

В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:

• Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это “тепловая защита” от перегрузки.
• Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это “токовая защита” от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их основные параметры.

Тип времятоковой характеристики зависит от диапазона уставки (величины силы тока при которой происходит срабатывание) соленоида. Для защиты проводки и приборов в квартирах, домах и офисах используют выключатели типа “C” или, значительно менее распространенные – “B”. Особенной разницы между ними при бытовом применении нет.

Тип “D” используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности.

Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030. 2). Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений.

По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Время-токовые характеристики срабатывания

Для того чтобы определить быстроту срабатывания автомата при перегрузке существуют специальные таблицы зависимости времени отключения от коэффициента превышения номинала, который равен отношению существующей силы тока к номинальной:

K = I / I_n.

Резкий обрыв вниз графика при достижении значения коэффициента диапазона от 5 до 10 единиц, обусловлен срабатыванием электромагнитного расцепителя. Для выключателей типа “B” это происходит при значении от 3 до 5 единиц, а для типа “D” – от 10 до 20.

При K = 1,13 автомат гарантированно не отключит линию в течение 1 часа, а при K = 1,45 – гарантированно отключит за это же время. Эти величины утверждены в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

Чтобы понять, за какое время сработает защита, например, при K = 2, необходимо провести вертикальную линию от этого значения. В результате получим, что согласно приведенному графику, отключение произойдет в диапазоне от 12 до 100 секунд.

Столь большой разброс времени обусловлен тем, что нагрев пластины зависит не только от мощности проходящего через нее тока, но и параметров внешней среды. Чем выше температура, тем быстрее срабатывает автомат.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется селективностью автоматов, согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.

Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)).

Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

I_p = I / cos (f)

• I_p – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
• I – сила потребляемого прибором тока;
• cos (f)

О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в следующей статье, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Выбор сечения жил

Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.

Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят расчет сечения кабеля.

Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм 2 , когда по таблице достаточно значения 4 мм 2 .

Это бывает оправдано по следующим причинам:

• Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.
• Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
• Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.

К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ.

Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.

По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.

Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной I_n, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.

Таким образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:

I_n 2 : 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;

Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.

Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

• Сечение 2,5 мм 2 : 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
• Сечение 4,0 мм 2 : 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
• Сечение 6,0 мм 2 : 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
• Сечение 10,0 мм 2 : 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
• Сечение 16,0 мм 2 : 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
• Сечение 25,0 мм 2 : 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
• Сечение 35,0 мм 2 : 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.

Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно изложено здесь. Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.

Предупреждение перегрузки от работы потребителей

Иногда на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно более низкой, чем необходимо для гарантированного сохранения работоспособности электрического кабеля.

Снижать номинал выключателя целесообразно, если суммарная мощность всех устройств в цепи значительно меньше, чем способен выдержать кабель. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажа проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда уменьшение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его более быстрого реагирования на возникающие перегрузки.

Например, при заклинивании подшипника электродвигателя, ток в обмотке резко увеличивается, но не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет двигатель от дорогостоящей процедуры перемотки.

Также используют номинал меньше расчетного по причинам жестких ограничений на каждую цепь. Например, для однофазной сети на входе в квартиру с электроплитой установлен выключатель 32 A, что дает 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пусть при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

Допустим, что на одной из линий происходит медленное возрастание нагрузки. Когда потребляемая мощность достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на остальные два участка останется только (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт.

Это очень мало относительно общего потребления. При такой схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Поэтому чтобы сохранить принцип селективности, нужно поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при таком же перекосе потребляемой мощности на другие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что приемлемо.

Рассмотрим возможность установки выключателя с номиналом 20A на примере выделенной для кухни отдельной линии.

К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электроприборы:

• Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
• Две морозильные камеры, мощностью 200 Вт;
• Духовка, мощностью 3,5 кВт;
• При работе электрической духовки разрешено дополнительно включить только один прибор, самые мощный из которых – электрочайник, потребляющий 2,0 кВт.

Двадцатиамперный автомат позволяет более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное отключение меньше чем за один час произойдет при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.

При одновременном включении духовки и электрочайника суммарная мощность составит 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает недолго, то отключения не произойдет. Если в этот момент включатся в работу холодильник и обе морозильные камеры, то мощность составит уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже близко к параметру гарантированного расцепления. Однако вероятность возникновения такой ситуации крайне мала и длительность периода будет незначительна, так как время работы моторов и чайника невелико.

Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет недостаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя. Таким образом, в заданных условиях можно использовать автомат на 20 A.

Единственный нюанс заключается в возможности увеличения напряжения до 230 В, что разрешено нормативными документами. В частности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью использования 220 В.

Сейчас в большинство сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к международному стандарту 230 В, то можно пересчитать номиналы в соответствии с этим значением.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.

В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите о собственном опыте в подборе автоматических выключателей. Поделитесь полезной информацией и фото по теме статьи, задавайте вопросы.

Предназначение автоматического выключателя (далее АВ) – это защита электропроводки, электрооборудования от короткого замыкания (далее КЗ) и перегруза. Если не использовать такие выключатели в сети, то со временем может произойти авария, то есть замыкание электропроводки, электроприборов или электроинструментов. Если не замыкание, то перегрузка в работе электрооборудования.

В первом и втором случаи, произойдет нагрев провода или кабеля, а значит изоляция расплавится. Провода замкнутся, произойдет КЗ, а значит огонь, искры и в итоге пожар.

Чтобы этого не произошло и применяют АВ, как защиту от возможных не приятных последствий.

Как же АВ защищает электропроводку и электрические приборы, инструменты? Если, попросту говоря, внутри этого выключателя есть специальное устройство, которое обеспечивает моментальное отключение подачи напряжения если есть проблема КЗ или перегруза.

Классификация автоматических выключателей

• однополюсные, к нему подключается только одна фаза, применяется там, где потребитель электроэнергии на 220 В;
• двухполюсные, к нему подключаются две разноименные фазы или фаза и нуль. Как только на одной из фаз возникает какая-нибудь проблема (превышение значения по току), отключаются сразу два автомата. В быту такие автоматы не используются;
• трехполюсные, применяются там, где есть трехфазная система электропередачи. Например, при вводе в коттедж, многоквартирных домах;
• четырехполюсные, применяются в распределительных устройствах (РУ), для разрыва 3-х фаз и нуля, в быту не применяются.

Выбор автоматического выключателя по току

По номинальному току АВ

Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматических выключателей по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.

При покупке АВ нужно выбирать такой номинал, чтобы он срабатывал до того момента, когда ток не превышал бы возможности электропроводки.

Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.

Выбор АВ по току короткого замыкания

Вы можете приобрести АВ с номиналом короткого замыкания: 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 Ампер. Выбор АВ с нужным номиналом зависит от длины кабельной или воздушной линии от ТП (Трансформаторной подстанции) до вашего дома, квартиры или коттеджа.

Если ТП располагается рядом, то токи КЗ очень велики, поэтому нужно приобретать автомат с отсечкой 10 000 А. В частном секторе домовладений большая протяженность воздушных линий электропередач, поэтому нужно использовать автоматический выключатель с током КЗ – 4 500 А. В других случаях усредненную величину – 6 000 А.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель – это такая деталь внутри АВ, которая при коротком замыкании (КЗ) размыкает электрическую цепь. Расцепители делятся на категории. Мы рассмотрим те категории, которые используются чаще всего:

В – происходит размыкание цепи, когда номинальный ток превышается в 3 – 5 раз;

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Выбор автоматического выключателя по мощности: таблица

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора автоматического включателя

Для начала нужно подсчитать сумму всех мощностей для которой нужно подобрать АВ. К автоматическому выключателю в квартирном щитке подключен провод, который идет на кухню, где через розетки подключаются чайник мощностью 2,2 кВт, микроволновая печь – 700 Вт, хлебопечь – 720 Вт. Суммарная мощность потребителей электроэнергии 3 620 Вт = 3,62 кВт. Расчет тока будем производить по формуле:

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Чтобы определить более точную нагрузку, нужно заглянуть в паспорт или взять данные с шильдика, который есть на всех электроприборах.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Выбор автомата по сечению кабеля — таблица

Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью определенного сечения так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в сечении определенного провода или кабеля, то это дело можно вычислить с помощью формулы .

Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).

Главное в подборе АВ и сечение провода (кабеля), чтобы ток автоматического включателя был меньше, чем допустимый ток проводника.

Не забудьте, что прежде чем выбирать провод (кабель), нужно знать суммарную мощность потребителя электроэнергии и только в последнюю очередь АВ.

Заключение

Как правильно выбирать АВ вы узнали из этой статьи. Перед покупкой автоматических включателей вы уже должны знать, какие производители изготавливают качественный товар. Выбирайте только проверенные фирмы.

Как найти автоматический выключатель подходящего размера? CB Calculator

Как рассчитать размер автоматического выключателя? Калькулятор размера выключателя с решенными примерами

Согласно NEC (Национальный электротехнический кодекс), IEC (Международная электротехническая комиссия) и IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике), автоматический выключатель надлежащего размера является обязательным для всех. электрические цепи, то есть проводка в жилых помещениях и промышленные или коммерческие установки для предотвращения поражения электрическим током, опасного пожара и защиты подключенного электрического оборудования и приборов.

Для максимальной безопасности и надежной работы электрических машин рекомендуется использовать автоматический выключатель правильного и подходящего размера в соответствии с током, протекающим через него. Если мы не используем автоматический выключатель правильного размера.

В случае использования выключателя другого (большего или меньшего) размера вместо автоматического выключателя правильного размера, цепь, кабели и провода, даже подключенное устройство, могут нагреться, а в случае короткого замыкания оно может начать дымить и гореть. Вот почему для бесперебойной работы необходим автоматический выключатель правильного размера.

В этом посте мы покажем, как выбрать автоматический выключатель правильного размера для монтажа и проектирования электропроводки с учетом соответствующего уровня напряжения, потребляемой мощности и разницы в% к нагрузке цепи и текущей нагрузке выключателя.

Что такое автоматический выключатель?

A Автоматический выключатель (CB) — это устройство управления и защиты, которое:

• Управляет (замыкает или размыкает) цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных и аварийных условиях.
• Автоматическое отключение цепи при возникновении неисправности (например, перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.).

Автоматический выключатель используется для механизма переключения и защиты системы

Автоматический выключатель — это переключающее, а также защитное устройство, используемое для включения / выключения цепи, а также предотвращения поражения электрическим током. Для точной работы и защиты используются даже сложные конструкции с автоматическими выключателями, такими как предохранители, реле, переключатели, заземление и т. Д.

Как работает автоматический выключатель?

В нормальных условиях, когда номинальный ток цепи ниже номинального значения автоматического выключателя, работа цепи нормальная, и ее можно изменить вручную. В случае неисправности или короткого замыкания, когда значение тока превышает ток автоматического выключателя, он автоматически сработает, т.е. отключит цепь от основного источника питания.

Например, автоматический выключатель на 30 А сработает при 30 А, независимо от того, постоянная это нагрузка или нет.Вот почему мы должны выбрать номинал тока для автоматического выключателя на 20-25% больше, чем ток, протекающий в кабелях и проводах к подключенному устройству.

Если мы используем автоматический выключатель на 100 А для цепи 30 А, он не защитит схему от токов короткого замыкания и может сжечь и повредить устройство, поскольку ток более 30 ампер не отключит автоматический выключатель. Короче говоря, мы должны использовать автоматический выключатель правильного размера в соответствии с устройством, то есть ток выключателя не должен быть ни ниже, ни выше, а 125% от тока цепи.

Связанные сообщения:

Калькулятор размера автоматического выключателя

Следующий калькулятор размеров автоматического выключателя покажет разницу в% к нагрузке, уровень напряжения в разных странах и точный размер выключателя в амперах.

Связанные калькуляторы:

Расчет размера автоматического выключателя для однофазного источника питания

Чтобы определить подходящий размер автоматического выключателя для однофазного питания, это зависит от множества факторов, таких как тип нагрузки, материал кабеля, температура окружающей среды и т. Д.

Общее практическое правило состоит в том, что размер автоматического выключателя должен составлять 125% допустимой токовой нагрузки кабеля и провода или цепи, которая должна быть защищена выключателем. Давайте посмотрим на следующие решенные примеры:

Пример 1:

Предположим, провод 12 калибра используется для цепи освещения 20 ампер с однофазным питанием 120 В. Какой автоматический выключатель лучше всего подходит для этой цепи на 20 А?

Решение:

Ток цепи: 12A

Размер автоматического выключателя:?

Размер выключателя должен составлять 125% тока цепи.

= 125% x 20A

= 1,25 x 20A

Размер автоматического выключателя = 25A

Пример 2:

Какой размер автоматического выключателя подходит для 2000 Вт, однофазного источника питания 120 В?

Решение:

• Нагрузка: 2000 Вт
• Напряжение: 120 В (однофазное)

Ток цепи:

В соответствии с законом Ома

• I = P / V
• I = 2000 Вт / 120 В
• I = 16. 66 A.

Размер автоматического выключателя:

Просто умножьте 1,2 или 1,25 на ток нагрузки.

1,2 x 16,66 A

Размер автоматического выключателя = 20 A

Пример 3:

Какого размера автоматический выключатель подходит для однофазной цепи нагрузки 230 В, 1840 кВт?

Решение:

• Ток = мощность / напряжение
• I = 1840 Вт / 230 В
• I = 8A

Минимальный номинальный ток автоматического выключателя должен составлять 8A.

Рекомендуемый размер автоматического выключателя должен быть

= 8A x 1,25

= 10

Расчет размера автоматического выключателя для трехфазного источника питания

Чтобы определить размер автоматического выключателя для трехфазного напряжения питания, мы должны знать точный вид нагрузки, так как на ток нагрузки влияет множество факторов. Другими словами, одно и то же правило не будет применяться к различным типам нагрузок, то есть к легкой, двигательной, индуктивной или емкостной нагрузке, поскольку двигатель изначально потребляет очень высокий ток во время процесса запуска, а также влияет на коэффициент мощности. Для использования в жилых помещениях мы можем использовать ту же формулу, что и выше для однофазной сети, взяв √3 (1,732) из-за формулы трехфазной мощности.

Полезно знать: для той же нагрузки размер выключателя в трех фазах меньше номинала выключателя, используемого в однофазных цепях переменного тока.

Давайте подберем автоматический выключатель правильного размера для трехфазных цепей следующим образом.

Пример 1: Автоматический выключатель какого размера необходим для трехфазной нагрузки 480 В мощностью 6,5 кВт?

Решение:

Трехфазное питание: P = V x I x √3

Ток: P / V x √3

• I = 6.5 кВт / (480 В x 1,732)… (√3 = 1,732)
• I = 6,5 кВт / 831,36
• I = 7,82 A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя:

1,25 x 7,82 A = 9,77 A

Следующий ближайший стандарт автоматического выключателя — 10A .

Пример 2: Найти автоматический выключатель подходящего размера для 3-фазной нагрузки 415 В, 17 кВт?

Решение:

• Ток = Мощность / (Напряжение x √3)
• I = 17000 Вт / (415 В x 1. 732)
• I = 23,65 A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя: 1,25 x 23,65 A = 29,5 A . Следующее ближайшее значение — 30A .

Расчет размера автоматического выключателя для длительной и неконфликтной нагрузки

Поскольку автоматические выключатели (CB) и устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) рассчитаны на 100% номинальный ток, то есть автоматический выключатель 30A может безопасно выдерживать ток 30A, но NEC предлагает 80% в качестве безопасного предела тока по сравнению с номинальным током выключателей.Это связано с тем, что все нагрузки не одинаковы, то есть некоторые нагрузки являются одновременными (непрерывными), а другие — неодновременными (прерывистыми).

В случае спорных нагрузок в течение трех и более часов ток нагрузки не должен превышать 80% номинального тока автоматического выключателя и OCPD.

80% автоматического выключателя на 30 А составляет 24 А. Таким образом, цепь 30A можно безопасно использовать для цепи 24A.

Другими словами, для цепи нагрузки 24 А соответствующий размер выключателя будет:

24 А / 0.8 = 30А.

Пример 1: Размер выключателя для неконфликтной нагрузки 30 А

• Точный 100% номинал для автоматического выключателя 30 А может использоваться для прерывистой нагрузки 30 А.

Пример 2: Размер CB для конфликтной нагрузки 28A

• В случае непрерывной нагрузки применяется коэффициент 125%.
• 1,25 x 28 A = 35A

Пример 3: Размер CB для неконфликтной нагрузки 30A и конфликтной нагрузки 28A

• = 125% непрерывной нагрузки + 100% прерывистой нагрузки
• = (1 .25 x 28A) + (30A)
• = 75A

Связанное сообщение: Разница между реле и автоматическим выключателем

Полезно знать:

• Слишком большой выключатель, используемый для защиты, может повредить воду обогреватель или другие подключенные к нему приборы даже приводят к возгоранию из-за перегрева.
• Выключатель меньшего размера или такой же номинал с выключателем тока нагрузки может отключать и сбрасывать цепь снова и снова. Используйте прерыватель правильного размера.
• Однофазный автоматический выключатель нельзя использовать для трех уровней напряжения питания.
• 3-полюсный автоматический выключатель может использоваться в 3-фазной системе с 2 или 3 полюсами.
• Трехполюсный автоматический выключатель можно использовать только в однофазной системе и только если это обозначено маркировкой или указано в руководстве пользователя.
• 30A прерыватель и провод 10 калибра можно использовать с питанием 240 В переменного тока.
• Выключатель не может превышать допустимую нагрузку на провод, за исключением некоторых нагрузок, например, большего количества нагрузок.

Кроме того, автоматический выключатель, рассчитанный на:

• 120 В, можно использовать только для 120 В.
• 240 В можно использовать для 120 В, 240 В, но не для 277 В (коммерческие приложения)
• 120-277 можно использовать для 120, 240 и 277 В.
• 120 В нельзя использовать в цепи 240 В и наоборот.
• 15A, 120V нельзя использовать в цепи 20A, 120V.

Связанное сообщение: Как узнать номинальное напряжение и ток выключателя, вилки, розетки и розетки

Размер автоматического выключателя,% и диаграммы ампер

Максимальный безопасный предел тока составляет 80% от номинального размера выключателя, за исключением некоторых моторы.Имейте в виду, что размер прерывателя не должен увеличивать максимальную номинальную силу тока кабеля и провода. Ниже приведена диаграмма, показывающая% от максимального номинального тока номинала выключателя для различных типов токов нагрузки.

18

* Двигатели, кроме герметичных 00-250% NEC

На следующих двух диаграммах показаны подходящие размеры автоматического выключателя с калибром проводов и разным уровнем напряжения.

Похожие сообщения:

Как рассчитать ток автоматического выключателя?

Сначала вычислите сумму всей электрической мощности P, рассчитанное общее значение тока AI = P / U, когда переключатель выбран так, чтобы он был больше, чем общая сумма утечки тока, отключен для получения определенного запаса или установлен, другими словами на электрическом будет нести оставшийся ток утечки может быть дом 30 мА., GFCI, как правило, не защита от перегрузки, если они хотят защитить цепь, если небольшие автоматические выключатели, миниатюрный автоматический выключатель не может быть выбран слишком большим.В общем, выбор малых автоматических выключателей типа C, используемых при некоторой ошибке, не очень велик и может спроектировать простой метод расчета приемлем:

1. уровень напряжения 10 / 0,4 кВ автоматического выключателя на стороне высокого давления емкости короткого замыкания можно рассматривать как бесконечный (мощность короткого замыкания на стороне 10 кВ обычно на 200 ~ 400 МВА даже больше, поэтому считается бесконечным, ошибка меньше 10% 25).

2. GB50054-95 «Технические характеристики распределения питания низкого напряжения» 2.1.2 статья гласит: «Когда точка короткого замыкания 25 рядом с номинальным током подключенного двигателя и ток короткого замыкания превышает 1%, должен быть включен в силу тока обратной связи двигателя», когда ток короткого замыкания 30KA, в зависимости от того, что составляет 1% 25 , Должен быть 300А, общая мощность электродвигателя около 150кВт, и одновременно пусковой ток обратной связи, используемый в это время, должен составлять 6.5ΣIn.

3. Миниатюрные автоматические выключатели с импедансным напряжением представляют собой замкнутую вторичную (дорожную) в Великобритании, когда вторичная обмотка достигла своего номинального тока, перцентиль первичного напряжения для их автоматических выключателей с номинальным напряжением.Следовательно, когда первичное напряжение является номинальным напряжением, вторичный ток является предполагаемым током короткого замыкания.

4. Номинальный вторичный ток MCB Ite = Ste / 1,732U, где мощность Ste MCB (кВА), Ue — вторичное номинальное напряжение (напряжение нагрузки), Ue при 10 / 0,4 кВ = Таким образом, простой расчет 0,4 кВ вторичного номинального тока MCB составляет автоматический выключатель должен быть малой мощности x1,44 ~ 1,50.

5. Согласно (3) определение Uk, вторичный ток короткого замыкания (трехфазное короткое замыкание) к I (3) определения Uk, вторичный ток короткого замыкания (трехфазное короткое замыкание) к I ( 3) = Ite / uk, это среднеквадратичное значение переменного тока.

6. в том же автоматическом выключателе малой мощности, если короткое замыкание между фазами, то I (2) = 1,732I (3) /2=0,866I (3)

Приведенные выше расчеты представляют собой небольшой выходной конец автоматического выключателя при значении тока короткого замыкания, которое является наиболее серьезной аварией при коротком замыкании. Если есть точка короткого замыкания от автоматического выключателя на определенном расстоянии, нам нужно учитывать полное сопротивление линии.

Определение номинала короткого замыкания автоматических выключателей

Для определения номинального тока короткого замыкания автоматического выключателя необходимо знать предполагаемый ток короткого замыкания на щитке. В следующем разделе представлен простой способ получить эту величину тока.

Трехфазные выключатели

Начнем с расчета предполагаемого тока от ближайшего трансформатора.

Ток повреждения на вторичной стороне трехфазного трансформатора:

I = \ frac {FLA * 100} {\% Z} Ампер

где,

FLA = Ампер полной нагрузки трансформатора = \ frac { Аппаратная мощность (S_3 \ phi)} {\ sqrt3 * Line Voltage}

% Z = на единицу импеданса трансформатора

Усилители короткого замыкания, полученные этим методом, игнорируют импеданс источника.Если у вас есть этот импеданс, используйте следующее уравнение.

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

Конечно, теперь вы будете более точны с результатом. Однако получить полное сопротивление источника нелегко. Эта информация обычно получается от обслуживающей вас утилиты. % Zsource включает полное сопротивление всей энергосистемы, рассчитанное до первичной обмотки указанного трансформатора.

Однофазный автоматический выключатель

Процедура определения номинального тока короткого замыкания однофазного автоматического выключателя в однофазной системе такая же, как и выше, за исключением изменения уравнения тока полной нагрузки ( 1-фазный трансформатор.)

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

Рисунок 1: Расчет номинальной мощности короткого замыкания однофазного выключателя

Коэффициент X / R

При выборе автоматического выключателя будьте осторожны выбор автоматических выключателей, номинальные значения которых будут минимальными, т. е. токи короткого замыкания составляют 80 — 100% от номинального значения выключателя. В цепях с отношением X / R более 15 (т. Е. В высокоиндуктивных цепях) величина предполагаемого 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 затухания асимметрии зависит от отношения X / R в цепи. Чем выше отношение X / R в цепи, тем выше величина тока короткого замыкания, которую должен выдержать автоматический выключатель.

Рисунок 2: Величина тока короткого замыкания после сбоя

Итак, предполагая, что вы не обращаете внимания на X / R системы в точке, где вы устанавливаете автоматический выключатель, и что высокая величина тока будет сохраняться в течение некоторого времени, разумно выбирайте автоматические выключатели таким образом, чтобы расчетные токи короткого замыкания были только на 80% (или меньше), чем их номинальный ток короткого замыкания.

Размер выключателя см. В Национальных правилах по эксплуатации электрооборудования.

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Как рассчитать ток короткого замыкания автоматического выключателя

При возникновении короткого замыкания в электрической системе через систему, включая автоматический выключатель (CB ), если неисправность не устранена отключением выключателя. Когда ток короткого замыкания протекает через выключатель, различные токоведущие части автоматического выключателя подвергаются огромным механическим и термическим нагрузкам.

Если токопроводящие части выключателя не имеют достаточной площади поперечного сечения, существует вероятность опасно высокого повышения температуры. Эта высокая температура может повлиять на качество изоляции выключателя.

Контакты выключателя также подвержены воздействию высоких температур. Термические напряжения контактов CB пропорциональны I ² Rt, где R — сопротивление контакта, зависит от контактного давления и состояния контактной поверхности. I — действующее значение тока короткого замыкания, а t — время, в течение которого ток короткого замыкания протекает через контакты.

После возникновения неисправности ток короткого замыкания остается до тех пор, пока не отключится блок прерывания выключателя. Следовательно, время t — это время отключения автоматического выключателя. Поскольку это время очень мало в миллисекундах, предполагается, что все тепло, выделяемое во время короткого замыкания, поглощается проводником, поскольку нет достаточного времени для сбора и излучения тепла.
Повышение температуры можно определить по следующей формуле:

Где, T — повышение температуры в секунду в градусах Цельсия.
I — ток (среднеквадратичный симметричный) в амперах.
А — площадь поперечного сечения проводника.
ε — температурный коэффициент удельного сопротивления проводника при температуре 20 ^o C.

Поскольку нам известно, что алюминий при температуре выше 160 ^o C теряет свою механическую прочность и становится мягким, желательно ограничить температуру. подняться ниже этой температуры. Это требование фактически устанавливает допустимое повышение температуры при коротком замыкании. Этого предела можно достичь, контролируя время отключения выключателя и правильно подбирая размер проводника.

Сила короткого замыкания

Электромагнитная сила, развиваемая между двумя параллельными проводниками с электрическим током, определяется формулой

Где L — длина обоих проводов в дюймах.
S — расстояние между ними в дюймах.
I — ток, проводимый каждым из проводников.

Экспериментально доказано, что сила электромагнитного короткого замыкания максимальна, когда значение тока короткого замыкания I в 1,75 раза больше начального действующего значения симметричной волны тока короткого замыкания.

Однако при определенных обстоятельствах возможно развитие сил, превышающих указанные, например, в случае очень жестких стержней или из-за резонанса в случае стержней, подверженных механической вибрации. Эксперименты также показали, что реакции, возникающие в нерезонирующей структуре переменным током в момент приложения или снятия сил, могут превышать реакции, возникающие при протекании тока.

Таким образом, рекомендуется сделать ошибку с точки зрения безопасности и учесть все непредвиденные обстоятельства, для которых следует принимать во внимание максимальную силу, которая может возникнуть при начальном пиковом значении асимметричного тока короткого замыкания. Эта сила может быть принята как имеющая значение, вдвое превышающее значение, вычисленное по приведенной выше формуле.

Формула применима только для проводников круглого сечения. Хотя L — это конечная длина частей проводников, идущих параллельно друг другу, но формула подходит только в том случае, если общая длина каждого проводника считается бесконечной.

На практике общая длина проводника не бесконечна. Также следует учитывать, что плотность потока вблизи концов токоведущего проводника значительно отличается от его средней части.

Следовательно, если мы воспользуемся приведенной выше формулой для короткого проводника, рассчитанная сила будет намного выше фактической.

Видно, что эту ошибку можно значительно устранить, если использовать термин

вместо L / S в приведенной выше формуле.
Затем формула принимает следующий вид:

Формула, представленная уравнением (2), дает безошибочный результат, когда отношение L / S больше 20. Когда 20> L / S> 4, формула (3) подходит для ошибки бесплатный результат.
Если L / S <4, формула (2) подходит для безошибочного результата.Приведенные выше формулы применимы только для проводов круглого сечения. Но для проводника прямоугольного сечения формула должна иметь некоторый поправочный коэффициент. Скажем, этот коэффициент равен K. Следовательно, приведенная выше формула в конечном итоге принимает вид
. Хотя влияние формы поперечного сечения проводника быстро уменьшается, если расстояние между проводниками увеличивается, значение K является максимальным для полоскового проводника, толщина которого значительно меньше его ширина. K пренебрежимо мало, когда форма поперечного сечения проводника идеально квадратная.K равно единице для проводника с идеально круглым поперечным сечением. Это справедливо как для стандартных выключателей, так и для автоматических выключателей с дистанционным управлением.

Пошаговое руководство »PAC Basics

Расчет размеров автоматического выключателя для выключателей среднего и высокого напряжения в основном включает два расчета симметричного тока, один для режима первого цикла, а другой — для режима отключения. Это руководство представляет собой пошаговый подход. Пример расчета предоставляется на каждом этапе для усиления обучения.

Не хотите выполнять расчет вручную?

Используйте вместо этого наш «Калькулятор размеров автоматического выключателя».

Расчет размеров автоматического выключателя: режим первого цикла

1. Используя сетевые импедансы ½ цикла, постройте диаграмму импеданса системы. Обратитесь к представленной здесь таблице импеданса.

Рисунок 1. Диаграмма сопротивления 1/2 цикла.

* Примечание. Значения, представленные в этом примере, чрезмерно упрощены.Вместо этого особое внимание уделяется процессу расчета.

2. Рассчитайте эквивалентное сопротивление Тевенина.

Рисунок 2. Неэквивалентная схема

В качестве альтернативы вы можете использовать эквивалентный импеданс, рассчитанный с использованием отдельных цепей X и R. Этот подход в целом консервативен.

3. Рассчитайте симметричный среднеквадратичный ток по следующей формуле.

, где V _{перед отказом} — это межфазное напряжение точки повреждения, равное рабочему напряжению в реальных условиях эксплуатации.

* Примечание. Решение для симметричного среднеквадратичного тока рассчитывается на основе фактического напряжения и омического значения импедансов. Для большего количества систем с двумя (2) или более уровнями напряжения используйте подход на единицу.

4. Рассчитайте отношение X / R точки разлома, используя отдельный процесс уменьшения X и R.

Рисунок 3. Раздельные сети X и R

5. Вычислите множительный коэффициент асимметричного пикового тока первого цикла по следующей формуле.

6. Рассчитайте асимметричный пиковый ток первого цикла, применив MF _пик к ранее рассчитанному симметричному среднеквадратичному току.

7. Вычислите коэффициент умножения асимметричного среднеквадратичного тока первого цикла по следующей формуле.

8. Рассчитайте асимметричный среднеквадратичный ток первого цикла, применив MF _{действующее значение} к ранее рассчитанному симметричному среднеквадратичному току.

Расчет размеров автоматического выключателя: режим прерывания

1. Рассчитайте множительный коэффициент отключающей нагрузки по следующей формуле.

2. Рассчитайте затухание при отсутствии переменного тока (NACD), используя отношение вклада тока короткого замыкания удаленных генераторов (при его наличии) к общему доступному замыканию.

В нашем примере удаленный вклад в неисправность исходит от сетевого источника. Используя общий метод анализа цепей, такой как теорема текущего деления и / или суперпозиции, можно легко вычислить удаленный вклад, равный

Исходя из этого, мы можем рассчитать коэффициент NACD.

3. Рассчитайте дистанционный множительный коэффициент, используя соотношение X / R в точке неисправности и CPT, равное 2 циклам.

Отрегулируйте MF для автоматического выключателя с симметричным номиналом.

Проверить структуру номинальных характеристик автоматического выключателя. Для автоматических выключателей с полным номиналом используйте S = 1 . Для автоматических выключателей с симметричным номиналом используйте S-фактор, указанный на паспортной табличке. Если недоступно, используйте S-фактор, указанный в C37.010-1979. Вы можете получить доступ к этой таблице здесь.

В нашем примере предполагается автоматический выключатель с симметричным номиналом. При CPT в 2 цикла коэффициент S равен 1,2.

4. Местный коэффициент умножения может быть получен из местных кривых, представленных в стандарте IEEE C37.5 для автоматических выключателей с полным номиналом и стандарте IEEE C37.010 для автоматических выключателей с симметричным номиналом.

В нашем примере соотношение X / R точки разлома было рассчитано равным 13,29. Выбирая коэффициент умножения для времени отключения выключателя в 3 цикла (CPT = 2 цикла), получаем

Снова отрегулируйте MF для автоматического выключателя с симметричным номиналом.

5. Рассчитайте AMF.

6. Рассчитайте продолжительность отключения выключателя по следующей формуле.

Поскольку реактивные сопротивления для ½ цикла и сети 1,5 — 4 цикла одинаковы как для сети, так и для генератора,

* Примечание: при расчете прерывающего симметричного тока, используйте реактивные сопротивления в сети 1,5–4 цикла.

Вот и все, что нужно для расчета размеров автоматического выключателя.Поделитесь своими мыслями, оставив комментарий ниже.

Список литературы

IEEE Std 551-2006 [The Violet Book]: Рекомендуемая практика для расчета токов короткого замыкания переменного тока в промышленных и коммерческих энергосистемах. (2006). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.5-1979: Руководство ANSI по расчету токов короткого замыкания для применения высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе полного тока. (1979). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.010-2016: Руководство по применению IEEE для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока> 1000 В переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока.(2016). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.04-2018: Стандарт IEEE для номинальных характеристик и требований для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока с номинальным максимальным напряжением выше 1000 В. (2018). С.И .: IEEE.

Корпоративное решение ETAP для электроэнергетических систем Онлайн-справка

Вы можете прочитать эти статьи:

Исследование короткого замыкания: введение в определение размеров автоматического выключателя

Расчет номинала отключения автоматического выключателя

Номинальные характеристики автоматических выключателей (kAIC): расчет в системе низкого напряжения

Нравится:

Нравится Загрузка…

Расчет номинальных значений отключения автоматического выключателя »PAC Basics

Автоматический выключатель. В то время как определение продолжительности включения и фиксации является довольно простым процессом, расчет продолжительности отключения для выключателей среднего и высокого напряжения немного сложнее. При расчетах необходимо учитывать еще несколько факторов, таких как время отключения автоматического выключателя и время размыкания контактов, удаленные и локальные источники тока короткого замыкания (для синхронных генераторов) и структура номинальных характеристик автоматического выключателя.

Номинальный цикл выключателя среднего и высокого напряжения

Расчет продолжительности отключения автоматического выключателя зависит от того, насколько быстро он может устранить неисправность, а именно от момента возникновения короткого замыкания до момента, когда первичные контакты выключателя разъединяются. Эта продолжительность обычно называется временем отключения контактов выключателя или CPT.

На рис. 1 показана последовательность событий от инициирования короткого замыкания до гашения дуги на первичных дугогасительных контактах.Важно отметить, что время размыкания контактов предполагает время реле (время с момента возникновения неисправности до момента подачи команды отключения) в 0,5 цикла. Время отключения контактов по умолчанию зависит от скорости отключения выключателя. В таблице 1 показано время отключения выключателя и соответствующее время размыкания контактов.

Рисунок 1. Номинальный цикл автоматического выключателя

Таблица 1. Время отключения автоматического выключателя и время отключения контактов

Практический опыт: Время размыкания контактов автоматического выключателя — это округленное в большую сторону (ближайшее целое число) значение половины его размыкания (кроме двухтактного выключателя).Например, время размыкания контактов 5-тактового выключателя округлено до 2,5, 3 цикла!

Расчет затухания переменного тока при коротком замыкании

Вклад синхронных генераторов и асинхронных двигателей в короткое замыкание меняется со временем. Чтобы учесть это, используется эквивалентная схема с изменяющимся во времени импедансом, управляемым источником постоянного напряжения. Такой подход упрощает процесс расчета, но при этом обеспечивает адекватную оценку тока короткого замыкания.На рис. 2 показана типичная форма волны тока короткого замыкания и ее представление на основе изменяющихся во времени импедансов.

Рис. 2. Затухание переменного тока: изменяющиеся во времени импедансы

Помните, что расчеты включения и фиксации основаны на симметричном токе короткого замыкания от сети 0,5 цикла (также называемой субпереходной сетью). Коэффициенты умножения были получены из допущения о «полупериоде» тока. С другой стороны, расчет отключающей способности выключателя среднего и высокого напряжения основан на расхождении его контактов, которое колеблется от 1.От 5 до 4 циклов, как показано в таблице 1.

По этой причине импедансы, которые должны использоваться при расчете симметричного тока короткого замыкания, должны основываться на сети 1,5–4 цикла (также называемой цепью переходных процессов). В таблице 2 показаны реактивные сопротивления вращающегося оборудования для сетей 0,5, 1,5-4 и 30 циклов.

Таблица 2. Реактивные характеристики машины

Расчет затухания постоянного тока при коротком замыкании

Асимметрия тока короткого замыкания возникает из-за переходной составляющей постоянного тока, которая экспоненциально затухает со временем.Подробный расчет потребует разных скоростей распада для различных соотношений X / R между одним источником и точкой разлома. Для систем с несколькими источниками это может быть довольно обременительно.

Было рекомендовано использование единого эквивалентного отношения X / R для упрощения процесса расчета. Однако это единственное соотношение X / R не является вашим типичным X / R, полученным на основе эквивалентного импеданса Thevenin. Вместо этого, единичное отношение X / R должно быть рассчитано из «отдельных сетей X и R».

Раздельные сети X и R

Обоснование этого состоит в том, что соотношение X / R из «раздельных X и R» сети, как правило, будет больше, чем у эквивалента Thevenin.Отсюда некоторая степень консерватизма. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим сеть, показанную на рисунке 3. Сеть и генератор являются параллельными источниками неисправности.

Рисунок 3. Сетевая диаграмма

На рисунке 4 показан
Диаграмма импеданса сети представлена ​​на рисунке 3.

Рисунок 4. Диаграмма импеданса.

A эквивалент Тевенина
цепь даст эквивалентный импеданс Zth, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема эквивалента Тевенина

Использование «отдельного X»
и R ’, сеть, показанная на рисунке 3, разбивается на отдельные X
и R, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Раздельные сети X и R

Из этой сети
Рассчитывается соотношение X / R в точке повреждения.

Множители затухания постоянного тока

Затухание постоянного тока в исследованиях короткого замыкания ANSI учитывается путем введения множителей к симметричному току. В предыдущей статье были введены множители при расчете включения и отключения выключателя. Мгновенный ток короткого замыкания состоит из двух составляющих: переходной составляющей постоянного тока и установившейся составляющей переменного тока.

В то время как установившаяся составляющая переменного тока симметрична, переходная составляющая постоянного тока экспоненциально затухает со временем в зависимости от отношения X / R системы. Это создает асимметрию, что приводит к увеличению величины тока короткого замыкания в первые несколько циклов его возникновения. Коэффициенты умножения при определении асимметричного пика первого цикла и среднеквадратичного значения тока короткого замыкания основаны на токе «полупериода» и предположении чисто реактивной цепи.

Дистанционные и локальные источники тока короткого замыкания (для синхронных генераторов)

Синхронные генераторы

имеют специальную обработку при расчете продолжительности отключения для выключателей среднего и высокого напряжения, поскольку их вклад в короткое замыкание зависит от их близости к месту повреждения.Вклад генератора может быть локальным или удаленным. Генераторы считаются удаленными, если

вклад генератора, I _g , в неисправность меньше, чем 0,4 значения гипотетического трехфазного повреждения, I _t , на его выводе, или

импеданс на единицу, внешний по отношению к генератору, до точки повреждения не менее чем в 1,5 раза превышает импеданс на единицу субпереходного импеданса на базе MVA общей системы или

генератор расположен на расстоянии не менее двух трансформаторов от места повреждения.

В противном случае они считаются локальными неисправностями.

Важность определения удаленных и местных вкладов

Идентификация генераторов как местных или удаленных важна для определения правильных коэффициентов умножения, используемых при расчете продолжительности отключения выключателя. Для конкретного генератора коэффициент умножения, если он был идентифицирован как удаленный, больше, чем если бы он был локальным.

Почему это так?

Если мы проверим сеть
реактивные сопротивления для синхронных генераторов в таблице 2, значения такие же для
0.5-тактные и 1,5-4-тактные сети. Это сделано намеренно, поскольку затухание переменного тока генератора
зависит от его близости к неисправности. Распад переменного тока рассматривается только для
Предполагается, что локальные генераторы, в то время как удаленные генераторы не имеют затухания переменного тока. В
Другими словами, удаленный коэффициент умножения для генераторов выше в
по величине, чем его местный аналог.

Дистанционные множители

Поскольку дистанционный множительный коэффициент учитывает только затухание постоянного тока, его можно вычислить аналитически, используя уравнение мгновенного тока короткого замыкания со временем t , установленным на время размыкания контактов выключателя (CPT).

Местные множители

Местные коэффициенты умножения, однако, зависят от списка кривых, предоставленных в соответствии со стандартом IEEE Std C37.5 для автоматических выключателей с полным номиналом и IEEE Std C37.010 для автоматических выключателей с симметричным номиналом. На следующем рисунке показаны местные коэффициенты умножения для автоматических выключателей с полным номиналом.

Рисунок 8. Местный коэффициент увеличения для автоматического выключателя с полным номиналом.

Автоматические выключатели с полным и симметричным номиналом

Цепь среднего и высокого напряжения
выключатели рассчитаны либо на полный ток, либо на симметричный ток ниже
применимый стандарт IEEE Std C37.5 и C37.010 соответственно. Полностью
номинальные автоматические выключатели отражают более раннюю структуру номинальных характеристик выключателя, но симметрично
номинальный автоматический выключатель отражает более позднюю структуру рейтингов.

Обе рейтинговые структуры дают количественную оценку
затухание постоянного тока за счет применения местных и удаленных множителей. Разница
между этими рейтинговыми структурами заключается в том, что автоматические выключатели с симметричным номиналом
уже имеют встроенный фактор асимметрии S. Этот фактор асимметрии основан на
требуемое процентное значение составляющей постоянного тока при стандартной постоянной времени
45 мс, что соответствует соотношению X / R 17 для системы 60 Гц.

где

На рис. 9 показан требуемый компонент% постоянного тока для различного времени размыкания контактов выключателя.

Рис. 9. Процентная составляющая постоянного тока для разного времени размыкания контактов. Коэффициенты умножения

для удаленных и местных выключателей для автоматических выключателей с симметричным номиналом получают путем деления коэффициентов умножения для автоматических выключателей с полным номиналом на применимый коэффициент асимметрии S. В таблице 3 показан S-фактор типичное время размыкания контактов выключателя.

Таблица 3. S-фактор для типичного времени отключения контакта автоматического выключателя

Скорректируйте вычисленный коэффициент дистанционного умножения и местные множители, полученные из локальной кривой, чтобы учесть эту встроенную асимметрию, используя,

Рассчитайте время отключения выключателя, используя подход «без затухания переменного тока», как рекомендовано в IEEE Std 551.

где

Список литературы

IEEE Std 551-2006 [The Violet Book]: Рекомендуемая практика для расчета токов короткого замыкания переменного тока в промышленных и коммерческих энергосистемах.(2006). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.5-1979: Руководство ANSI по расчету токов короткого замыкания для применения высоковольтных автоматических выключателей переменного тока, рассчитанных на основе полного тока. (1979). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.010-2016: Руководство по применению IEEE для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока> 1000 В переменного тока, рассчитанных на основе симметричного тока. (2016). С.И .: IEEE.

IEEE Std C37.04-2018: Стандарт IEEE для номинальных характеристик и требований для высоковольтных автоматических выключателей переменного тока с номинальным максимальным напряжением выше 1000 В.(2018). С.И .: IEEE.

Корпоративное решение ETAP для электроэнергетических систем Онлайн-справка

Как это:

Нравится Загрузка …

Определение размеров автоматического выключателя | EC&M

Один из наиболее часто задаваемых вопросов: «Как выбрать автоматический выключатель?» Часто неправильно понимаемый факт об автоматических выключателях (CB) связан с процентом нагрузки, разрешенной NEC и конструкцией выключателя, и почему они могут отличаться.Давайте исследуем оба аспекта.

CB Дизайн

Автоматический выключатель спроектирован и рассчитан на то, чтобы выдерживать 100% номинального тока в течение неопределенного периода времени в стандартных условиях испытаний. Эти условия в соответствии со стандартом UL 489 по безопасности для автоматических выключателей в литом корпусе и кожухов автоматических выключателей UL 489 включают установку выключателя на открытом воздухе (т. Е. Без кожуха), где температура окружающей среды поддерживается на уровне 40 [градусов] C ( приблизительно 104 [градусов] F). В этих условиях выключатели в литом корпусе не должны срабатывать при номинальном токе.

Однако выключатель чаще всего применяется в оборудовании на 80% от его номинального тока в соответствии с NEC Sec. 384-16 (с). Если вы понимаете, почему существует это требование, вы сможете правильно применять CB.

Характеристики отключения CB

Кривые срабатывания выключателя

показывают, сколько времени требуется для срабатывания определенных выключателей в зависимости от уровня тока. На рис. 1 представлена ​​типичная кривая для термомагнитного выключателя. Изогнутая часть вверху показывает время, необходимое выключателю для отключения при перегрузке.Состояние перегрузки вызовет накопление тепла вокруг пути тока, внутри выключателя, а также вдоль силовых проводов. Это тепло, которое генерируется током, на самом деле вызывает отключение выключателя в этой области, а не просто величина тока. Считается, что этот участок кривой имеет обратнозависимую временную характеристику, что означает, что выключатель сработает за меньшее время при более высоких уровнях протекания тока.

Поскольку путь тока (включая как выключатель, так и проводник) реагирует на тепло, общая рабочая температура оборудования становится фактором при выборе выключателя в корпусе.

Другие факторы, которые могут повлиять на рабочую температуру оборудования, включают:

• Размер и расположение корпуса;
• В одном корпусе размещено более одного токонесущего устройства;
• Уровень тока, который несет каждое устройство; и
• Условия окружающей среды в зоне установки оборудования.

Следовательно, простая разработка автоматического выключателя на 100% номинального тока решает лишь часть проблемы.Оборудование должно быть в состоянии безопасно выдерживать тепло, выделяемое всеми источниками, без превышения температурных пределов, установленных в стандарте испытаний продукции. Оба эти фактора учитываются правилами калибровки, установленными NEC.

1996 NEC

NEC 1996 г. признает, что на устройства защиты от сверхтоков будет влиять тепло в системе. Таким образом, он определяет концепцию непрерывных нагрузок и правило 80%, чтобы попытаться компенсировать влияние тепла в системе при определении размеров выключателя.

Непрерывные нагрузки. Чтобы лучше понять размерные аспекты CB, вы должны сначала четко понять концепцию непрерывных нагрузок. В ст. 100, NEC определяет непрерывную нагрузку как «нагрузку, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более». Вам очень важно понимать, что это нагрузка при максимальном токе, работающая непрерывно в течение как минимум трех часов. Офисное освещение обычно соответствует этому критерию.

Правила определения размеров NEC. Разд. 210-22 (c), 220-3 (a), 220-10 (b) и 384-16 (c) все относятся к правилам определения размеров для устройств защиты от сверхтока (OCPD).Первые три указывают одно и то же требование:

Размер OCPD = 100% прерывистой нагрузки + 125% продолжительной нагрузки.

сек. 384-16 (c) имеет то же требование, за исключением того, что оно указано в терминах загрузки OCPD. Это правило гласит, что OCPD может быть загружен только до 80% от своего номинала для непрерывных нагрузок. Помните, что 80% — это величина, обратная 125% (0,80 = 1 [деленное на] 1,25), и поэтому правила действительно идентичны по конечным требованиям.

Внимательно прочтите правило; 125% -ный размер OCPD (или 80% -ная нагрузка) применим только при наличии непрерывных нагрузок.CB и другие OCPD могут быть рассчитаны на 100% от их номинала для приложений с непостоянной нагрузкой.

устройства со 100% рейтингом. NEC действительно распознает полные сборки (включая OCPD), которые указаны для работы на 100% от их номинальных значений для продолжительных нагрузок. Это означает, что оборудование прошло дополнительные испытания, чтобы убедиться, что оно может выдерживать дополнительный нагрев, связанный с этим уровнем эксплуатации.

Автоматический выключатель со 100% номинальными характеристиками и оборудование конечного использования были испытаны для подтверждения того, что дополнительное тепло, выделяемое в условиях 100% непрерывной нагрузки, безопасно рассеивается.Другие технические характеристики оборудования также обусловлены необходимостью рассеивания тепла, связанного с уровнем нагрева, достигнутым во время 100% номинальных испытаний. В случаях, когда температура на клеммах проводки выключателя превышает 50 [градусов] C во время 100% номинального испытания, UL 489 требует использования изолированного провода 90 [градусов] C (рассчитанного на допустимую нагрузку 75 [градусов] C) с этими выключателями, и CB должен быть отмечен производителем как таковой. UL 489 также определяет минимальный размер корпуса и требования к вентиляции, если это необходимо для отвода тепла.CB, успешно прошедший эти дополнительные испытания, все еще не включен в список для применения со 100% номиналом для непрерывной нагрузки, если он не отмечен как таковой производителем.

Таким образом, ЦБ имеет либо стандартный рейтинг (80%), либо 100% рейтинг. Стандартный рейтинг зависит от только что обсужденных правил NEC. Автоматические выключатели со 100% -ным номиналом могут постоянно нагружаться с полным номиналом до тех пор, пока сборка указана в списке и проводники правильно подключены.

Примеры размеров CB

Ниже приведены примеры правил определения размеров.

Пример 1: 50 А непрерывная нагрузка и 125 А прерывистая нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 125A) + (1,25 x 50A) = 187,5A

Следовательно, требуется OCPD на 200 А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допустимым является номинал 175А (125А + 50А).

Пример 2: Непрерывная нагрузка 300 А.

Допускается устройство на 300 А; устройство со 100% номиналом не требуется, поскольку нагрузка непостоянна.

Пример 3: 200A непрерывная нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 0A) + (1,25 x 200A) = 250A

Следовательно, необходимо устройство на 250А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допускается номинальный ток 200 А.

Пример 4: 16 А непрерывно и 30 А прерывисто.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 30A) + (1,25 x 16A) = 50A

Следовательно, можно выбрать устройство на 50 А.Хотя устройства со 100% -ным номиналом обычно недоступны для таких небольших размеров, допустимый номинал все равно будет 50 А (16 А + 30 А = 46 А; округлено до 50 А).

Джим Поли — менеджер по отраслевым стандартам, а Сэнди Янг — специалист по продукции автоматических выключателей в Square D Co., Лексингтон, штат Кентукки, и Cedar Rapids, штат Айова, соответственно.