Расчет автоматов для электропроводки в частном доме

Расчет автоматов защиты

Вступление

Расчет автоматов защиты производится по планируемой нагрузке в электрической сети или групповой цепи квартиры. Хочу предложить, расчет автоматов защиты в квартире в двух вариантах. Каждый вариант применяется для различных состояний электропроводки, но оба варианта подчиняются правилам выбора автомата защиты, в том числе, оговоренных в ПУЭ.

Варианты расчетов автоматов защиты

1. Вариант. Вы планируете новую электропроводку. В этом случае расчет автоматов защиты производится по планируемой потребляемой мощности групповых цепей квартиры, всей электросети квартиры в целом совместно с анализом сечения жил токопроводящего (ТПЖ) кабеля.

2. Вариант. У вас уже есть, функционирующая электропроводка и вам нужно, например, поменять устаревшие автоматы на новые.

Рассмотрим оба варианта.

Расчет автоматов защиты для новой электропроводки

Перед расчетом, давайте немного вспомним, для чего нужен автомат защиты. Прежде всего, для защиты от коротких замыканий и перегрузки цепи. А что защищает автомат защиты? Защищает электропроводку и устройства подключения (розетки и выключатели) от перегрева и пожара.

В зависимости от назначения цепи и ее защиты от короткого замыкания мы выбираем тип автомата защиты. Здесь обходимся без расчетов. А вот с расчетом от превышения допустимой нагрузки сейчас разберемся.

С одной стороны автомат защиты должен иметь номинальный ток или ток автомата защиты больше или равным току при максимальной нагрузки в цепи.

Например, у вас электрическая цепь состоит из 9 розеток с планируемой максимальной нагрузкой 3150 Вт. Говоря о максимальной нагрузке, я имею в виду, что во все розетки включат планируемые приборы.

Ток в цепи при этом будет равен 14,3 Ампера. Формула расчета из школы:

Значит, номинальный ток автомата защиты уже не может быть меньше этого тока в цепи. Если он будет меньше, то автомат будет постоянно выбивать, а это нам не нужно.

Идем дальше. С другой стороны, номинальный ток автомата защиты не может быть неограниченно большим. Мы ведь помним, что автомат защиты защищает кабель от перегрева. Следовательно, верхнее допустимое значение номинального тока автомата защиты, должно быть таким, чтобы провода не грелись, и называется это значение допустимый ток кабеля , вернее, допустимый ток токопроводящих жил.

Получаем, что номинальный ток автомата защиты должен быть меньше или равен допустимому току для проводника.

В итоге получаем простое условие:

Где взять допустимый ток ТПЖ?

Проще всего и разумнее взять допустимый ток токопроводящей жилы (ТПЖ) из таблицы 1.3.4. в ПУЭ изд.7.

Таблица: Максимально допустимый ток для электрики квартиры для проводов с ПВХ (поливинилхлоридной) и резиновой изоляции с жилами из меди.

Эта таблица не полная, но достаточная для квартирной проводки. Напомню, что в электрике квартиры, нельзя использовать кабели и провода с жилами тоньше 1, 5 мм 2 и нельзя использовать кабели с алюминиевыми ТПЖ тоньше 16 мм 2 . (ПУЭ, таблица 7.1.1)

Теперь сам расчет автомата защиты для новой электропроводки

Конечно, приведенная выше формула не дает точного расчета номинала автомата защиты. Она показывает только его границы. Сам расчет проведем следующим образом (в кавычках я буду вести расчет для условного примера электрической цепи из 9 розеток на 450 Вт каждая):

  • Считаем ток в цепи при максимальной нагрузке (9×400Вт=3600Вт. 3600÷220=16,36 Ампера);
  • По таблице ПУЭ 1.3.4 (смотрим выше) ориентируемся на сечение жил кабеля и выбираем для проводки сечение жил кабеля на шаг больше, но не менее 1,5 мм 2 .(по таблице подходит 1. 5 мм, выбираем 2. 5 мм, так как 2.0 в продаже нет);
  • Опять по таблице смотрим допустимый ток для выбранного кабеля (25А);
  • Получаем, что по условию выбора автомата защиты, а именно (I сети≤I автомата ≤I допустимый ток кабеля), 16,36 Ампер≤I автомата ≤25 Ампер).
  • В продаже для установки автомата защиты на ДИН-рейку, есть автоматы с номиналом 20 Ампер. Его и устанавливаем.

Еще пример расчета автомата защиты:

На вводе нужно поставить автомат защиты. По условию расчетный ток сети 27,5 Ампер. Вводной кабель медный, марка ВВГнг, сечение 3×10.

1. По таблице ПУЭ смотрим допустимый ток кабеля. Он равен 50 Ампер.

2. Значит номинал автомата защиты должен быть:

27.5 А≤I автомата≤50Ампер.

В продаже есть автоматы защиты номиналом 50 Ампер. Предварительно выбираем автомат: ВА47-29 D50 2p 4,5кА. Кстати, как расшифровывается их структура названия.

Расчет автоматов защиты для функционирующей электропроводки

Предположим у вас есть уже рабочая электропроводка и вам нужно поставить или заменить автоматы защиты. В этом случае расчет автоматов производим по сечению кабелей (или проводов) цепи.

Здесь тоже два варианта.

Вариант 1. Сечение всех кабелей (проводов) в цепи одинаковые.

Примечание: под сечением кабеля понимается сечение самих жил кабеля. Чтобы его посчитать, измерьте диаметр жилы и по математической формуле посчитайте площадь сечения жилы.

В этом случае расчет автомата повторяет расчет указанный выше, только без расчета максимальной нагрузки.

Вариант 2. В электроцепях применяются провода (кабели) разного сечения.

В этом варианте расчет тоже несложный. Автомат защиты выбирается по наименьшему сечению кабеля согласно таблице ПУЭ 1.3.4. приведенной выше и алгоритму расчета приведенному выше.

Расчет проводки в доме: выполняем самостоятельно

Почти каждый настоящий домашний мастер имеет навыки электромонтера, поэтому прокладку электропроводки в новом доме или квартире многие не доверяют никому, а делают своими руками. Первый этап — это сделать проект и определить, сколько и какого провода и фурнитуры нужно закупить. Постараемся рассказать, как сделать расчет электропроводки в доме.

  • Готовим исходные данные
    • Какой будет ввод: одна или три фазы
    • Определяемся, как будем делать разводку
    • Тип проводки
    • Чертим схему разводки
    • Что нужно учитывать, размечая расположение элементов проводки
    • Определяем потребителей и нагрузки
  • Вычисления
    • Делим проводку на участки
    • Расчет сечения провода
    • Нужен ли запас мощности
    • Заземляющий провод
    • Устройства защиты
  • Провод ввода

Готовим исходные данные

Для расчета нам нужно знать:

  • где и какие приборы будем устанавливать;
  • потребляемую мощность, с учетом запаса на появление новой техники;
  • тип проводки, открытая или закрытая.

С этим вопросом лучше всего справится, конечно, хозяин, а не проектировщик. Последний часто даже не тратит времени на натурные замеры или изучение чертежей дома.

Читайте также:
Перепланировка однокомнатной квартиры: как из однушки сделать трешку или 2 студии в «хрущевке»? Планировка комнат 30, 33 кв. м без балкона

Они делают всего лишь три шага:

  1. умножают площадь квартиры на два и получившуюся цифру берут за метраж;
  2. для обычных комнат принимают сечение провода 2,5 или 3 мм2, чего хватает с запасом для большинства случаев;
  3. для мощных потребителей (электроплиты) планируют сечение в 6 мм.

Все, для них расчет количества провода для электропроводки окончен. Примерно поэтому же принципу работают и многочисленные онлайн калькуляторы, которые легко найти в интернете. Но готовя расчет для себя, мы можем сделать его более точно, поэтому не надо жалеть времени, а просчитаем все досконально.

Какой будет ввод: одна или три фазы

Вопрос не ставится, если подключение к жилью уже произведено. Но чаще проводку делают до подключения коммуникаций. Если речь идет о городской квартире то здесь ясно — три фазы не имеют смысла. Для коттеджа такой вариант нужно продумать.

Он выгоден лишь в двух случаях:

  • если будет подключено мощное оборудование — электрокотел, теплые полы;
  • если Вы планируете, например, в гараже использовать станки или инструмент с асинхронными двигателями, которые заведомо лучше работают от трех фаз, чем от одной с подключением через конденсатор.

В прочих случаях три фазы излишни. К тому счетчики, автоматы и УЗО (устройство защитного отключения) которые нужно ставить на вводе заведомо дороже и больше для трех, чем для одной фазы.

Определяемся, как будем делать разводку

Возможны несколько вариантов:

  • Все устройства будут подключены через один автомат — для более мощных потребителей просто предусмотрим большее сечение провода. Не самый оптимальный выбор, установленное защитное устройство, рассчитанное на большие токи, может не сработать при замыкании, например в настольной лампе.
  • Для наиболее мощных потребителей предусматриваем отдельную защиту и проводку, второй кабель предназначается для прочего оборудования дома. К розеткам и освещению идет одна разветвляющаяся линия. Этот способ применяется чаще всего.
  • Прокладываем отдельные линии на мощные устройства, освещение и розетки. Увеличивает длину проводки, зато упрощает обслуживание и выявление неисправностей.

Тип проводки

Есть два типа проводки, открытая и скрытая:

  • Открытая — для квартир применяется редко так как портит интерьер. Но ее разновидности, когда провод все прикрывается плинтусом или пластиковых коробах. Такой метод увеличивает расход провода, но зато упрощает монтаж и ремонт.
  • Скрытая — провода укладываются в материале стен в специально сделанных каналах (штробах). Для удобства прокладки и ремонта используют специальные лотки или трубы. Там где это возможно проводят линию под листовой облицовкой стен или прячут под натяжным или подвесным потолком.

Кстати, расчет электропроводки в деревянном доме, хотя часть ее и будет возможно открыта, тоже делается по этой методике. Правила безопасности требуют, чтобы по сгораемым конструкциям все провода шли в трубе.

Чертим схему разводки

Дальше нам необходимо определить, где будут находиться розетки, выключатели, светильники, распределительные коробки. Можно нарисовать на бумаге, но более выгоден другой путь — размечаем сразу на стенках.

Для разметки выбираем или карандаш или стираемый маркер, чтобы можно было исправить ошибки.

Таким образом, мы добиваемся следующих преимуществ:

  1. Мы сразу наглядно видим, что у нас будет и где стоять, если надо можем легко корректировать.
  2. Получаем готовую разметку выполнения работ и нарезки штроб.
  3. Нет необходимости чертить такой чертеж как на фото ниже, с привязками, можно просто нарисовать произвольную электрическую схему отметив расстояние между узлами.

Кроме того, что мы замерим длину проводов, мы можем сразу замерить и необходимый метраж труб для прокладки в стенах или коробов для наружной проводки. Одновременно можно просчитать и сколько, какого крепежа нам понадобится.

Но этот метраж не учитывает соединения внутри элементов проводки. Поэтому, делая расчет электропроводки в частном доме, набрасываем по 20 см на каждую розетку, выключатель и распределительную коробку. Кроме того прибавляем процентов 10% общего запаса.

Что нужно учитывать, размечая расположение элементов проводки

При разметке учитываем следующее, любая инструкция по проектированию учитывает это:

  1. Провода пускаем или горизонтально или вертикально, но не под углом или закруглением (потом будет легче искать, где он проходит, чтобы случайно не повредить, забивая гвоздь).
  2. Все разветвления делаются только в распределительных коробках.
  3. Отступаем от углов, и проемов на 10-15 см, от отопительных приборов на 50 см.
  4. Проводка должна быть на 15 см ниже потолка.
  5. Розетки поднимаем выше уровня пола минимум на 0,3 метра (чтобы избежать попадания воды при заливе квартиры).

Выполнив эту работу самую трудоемкую при расчете, мы уже знаем, сколько провода нам надо, но пока еще не знаем какого. Нам нужные еще данные о потребителях тока, которые будут подключены в нашу проводку.

Определяем потребителей и нагрузки

Для этого этапа мы можем взять уже готовую, только что вычерченную нами схему. Проходимся по комнатам и смотрим, что и где у нас будет подключено.

Причем с учетом на перспективу, может быть сейчас у нас на кухне только мультиварка и микроволновка, а мы собираемся поставить, когда разбогатеем еще посудомоечную машину, кофе-автомат и большой телевизор. Также отмечаем мощности светильников.

Если затрудняетесь определить мощность эта табличка Вам в помощь:

Электроприбор Средняя мощность, КВт Электроприбор Средняя мощность, КВт
телевизор 0,3-0,4 кондиционер 1,5-2
принтер 0,5-0,3 проточный нагреватель воды 1,5-1,8
персональный компьютер 0,8-0,6 емкостный водонагреватель 1,5-2
фен 1-1,1 электродрель 0,5-0,8
электроутюг 1,6-1,8 перфоратор 1200
чайник 1,2 заточной станок (наждак) 0,5-1
вентиляторы 0,5-1 циркулярная пила 1,3-2
тостер 0,8 электрический рубанок 0,5-1
кофеварка 0,9-1,1 электролобзик 0,5-0,7
пылесос 1,8-1,5 шлифовальная машина 1,2-1,7
масляный обогреватель 1,5-2 фуговальный (рейсмусовый) станок 2,0-2,5
микроволновка 1,4-1,6 компрессор 1,0-2,0
электрическая духовка 2,0-2,1 электрическая газонокосилка 1,0-1,5
электроплита 2,5-3,5 сварочный агрегат 2,0-3,0
холодильник 0,8-0,6 минибашня 0,8-1,2
стиральная машина 2,0-2,5 цепная электропила 0,8-1,5

Определив, сколько и чего у нас будет подключено можно двигаться дальше.

Вычисления

Мы собрали все необходимые данные, даже можно сказать, сделали начальные расчеты, так как уже знаем общий метраж провода необходимого нам. Осталось вычислить его сечение.

Делим проводку на участки

Но не будем считать каждый участок в отдельности, то есть от каждого разветвления к прибору по следующим причинам:

  1. Это сильно усложнит расчет.
  2. Закупать небольшие метражи проводов менее выгодно, чем одно два наименования в больших количествах.
  3. Нужно учитывать, что со временем нагрузка, подключенная к данной розетке, может измениться, запас по мощности не помешает.
Читайте также:
Основные правила оформления квартиры в стиле лофт: дизайн в маленьких помещениях

Поэтому подойдем одним из следующих методов:

  1. Если у нас не разделения проводов от точки ввода (например, на осветительные приборы и розетки, электроплиты) то будем считать по максимальной мощности. В крайнем случае, просчитаем сечение проводки до мощных потребителей и после них. Надежно, но все же может быть, что цена материала окажется чрезмерно большой, чем при выборе другого варианта.
  2. Если от ввода на освещение, розетки и плиты разные линии то сечение проводов для них считаем отдельно.
  3. Считаем сечение провода до разветвлений (проходящих через распределительные коробки) по максимуму или разбив на два три участка различно удаленных от ввода. Подвод к осветительным приборам и розеткам по максимальной мощности приборов, которые к ним могут быть подключены. Например, пылесос постоянно перемещается по квартире, возможен вариант, когда микроволновка будет перенесена в другую комнату.

Расчет сечения провода

Мы знаем мощность приборов, но нам нужно высчитать ток, проходящий по проводам. Для переменного тока формула выводится из формулы для расчета мощности: P=U×I×cos⁡φ

  • P — мощность (эти данные мы уже подготовили);
  • U — напряжение (220 вольт);
  • соs — коэффициент мощности (косинус фи), о нем немного ниже.

Следовательно, ток по нагрузке (мощности) считаем о формуле: I = P/(U×cosφ).

Все понятно кроме косинуса фи. Его значение для большинства современных бытовых приборов равно 1, поэтому многие рекомендуют им пренебрегать.

Однако для некоторых потребителей, в частности, имеющих мощный электродвигатель (например, у холодильника, разнообразных станков в домашней мастерской), он может быть даже 0,5-0,6. Так как стоит он в делителе дроби, то ток увеличивается, поэтому его нужно брать все же в расчет. Узнать значение можно из паспорта прибора.

Вычислив токи для различных участков сети, можно подбирать провода. Для этого воспользуемся предлагаемой ниже таблицей. Можно также применить онлайн калькуляторы, найти данные, как рассчитать сечение электропроводки в справочниках и интернете.

Сделаем необходимые пояснения:

  1. Делать расчет электропроводки по мощности прибора можно в том случае если косинус фи равен единице. Если это не так, то высчитываем по приведенной выше формуле проходящий по проводнику ток и выбираем сечение по его значению.
  2. Прочерк обозначает, что проводники данного сечения либо не выпускаются, либо их применение в данном случае запрещено правилами безопасной эксплуатации электроустановок.
  3. Допустимый ток различен для открытой и скрытой проводки. При протекании тока провод нагревается для открытой проводки охлаждение лучше, провод в трубе нагревается сильнее и чтобы исключить его перегрев, который приведет к повреждению или возгоранию окружающих конструкций сечение берем больше.
  4. Для участка от ввода до первого разветвления можно максимальный ток можно брать ниже, умножив на коэффициент одновременности (не все приборы работают одновременно) для бытовой проводники его можно взять 0,8-0,85.

Нужен ли запас мощности

Если квартира оборудована всем необходимым, то делая расчет проводки, можно его не применять. Так как в таблицах для выбора сечения он уже чаще всего заложен.

К тому же в будущем, потребляемая мощность бытовых приборов вряд ли будет расти, тенденция наоборот ведет к тому, что новые разработки снижают энергопотребление. Но при необходимости его можно принять, как правило, не более 10%.

Заземляющий провод

Обычно закупают трёхжильные кабели для однофазной сети, и четырехжильные — для трехфазной. В них заземляющий проводник уже есть (нужно просто правильно его подключить). Если же планируется покупка не таких кабелей, то сечение заземляющей жилы берем согласно правилам не менее половины от сечения силовых проводников.

Устройства защиты

Вычисления не заканчивается тем, что мы смогли рассчитать сечение электропроводки и длину кабелей. Необходимо еще и узнать токи срабатывания защитных устройств, которые монтируются на вводе. Чтобы снова не пересчитывать мощности принимаем их на 10-15% больше максимального тока протекающего по проводнику, подключенному сразу за вводом (устройством учета), если брали запас, то учитываем и его.

Провод ввода

  • Хотя это и не касается непосредственно расчета электропроводки, но все-таки выполните и этот шаг. Сверьте сечение (или сумму сечений, если у Вас несколько линий) проводов после ввода с сечением входного проводника.
  • Ввод должен либо выполняться проводом большего сечения либо быть равным. Если получается обратное, то вам нужно уменьшить свои аппетиты (мощность установленных в доме приборов), либо обратится в компанию поставщик электроэнергии.
  • Может произойти ситуация когда правильно рассчитанная внутренняя проводка выдержит но сгорит ввод. Поэтому нужно увеличить его диаметр и допустимый ток. Выполнить это может служба обслуживающая внешние сети.

Обычно это процедура платная и одновременно требуется перезаключать договор в связи с увеличением лимита отпускаемой энергии.

Надеюсь, наша статья полностью раскрыла для вас тему: расчет электропроводки в доме. Даже если вы не будете проводить эту работу самостоятельно, знание принципов поможет сэкономить при заказе материалов или услуг. Пусть дом будет всегда освещен, удобен и безопасен.

Выбор номинала автомата защиты

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Читайте также:
Расчет воздуховодов по скорости и расходу + способы измерения расхода воздуха в помещениях

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

  • Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
  • Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
  • Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов Допустимый длительный ток нагрузки Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В Номинальный ток защитного автомата Предельный ток защитного автомата Примерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм 19 А 4,1 кВт 10 А 16 А освещение и сигнализация
2,5 кв. мм 27 А 5,9 кВт 16 А 25 А розеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм 38 А 8,3 кВт 25 А 32 А кондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм 46 А 10,1 кВт 32 А 40 А электрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм 70 А 15,4 кВт 50 А 63 А вводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

  • B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
  • C — если он превышен в 5-10 раз;
  • D — если больше в 10-20 раз.

Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

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

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

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

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

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

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

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

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

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

  1. Однополюсные.
    Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
  2. Двухполюсные.
    Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
  3. Трехполюсные.
    Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
  4. Четырехполюсные.
    Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

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

Тип электромагнитного расцепителя

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

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

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

Подбор оптимального сечения кабеля

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

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

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

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

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

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

Расчёт мощности потребителей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Нюансы

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

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

Где купить

Видео по теме

Пример расчета для электрощитка

Домашняя электросеть Part Deux

Исходные данные

Так как есть, по сути, множество возможных условий, то здесь я введу ряд ограничений, чтобы пример был более конкретный. Кому-то может повезти больше, кому-то меньше, но такова жизнь.
Итак, имеется однофазное электроснабжение, в щитке установлен счетчик с номинальным током 50 А. Энергокомпания разрешает максимальную мощность входного устройства с защитой от перегрузок 40 А. Вся проводка меняется полностью. Заменить проводку можно от исходных клемм счетчика (для этого следует вызывать монтера для снятия пломб). Если дом нормально спроектирован и построен, то уже от счетчика до щитка проложено что-то нормальное, вроде 4 мм² меди.

Как и в предыдущей статье, я исхожу из напряжения согласно нормам МЭК в 230 В.

Потребление

Важно определить, что будет потреблять и какие токи могут ожидаться. Для этого нужно составить список потребителей с их максимальным потреблением для определения сечения кабеля. Нужно понимать, что максимальная мощность подключения в приведенном выше случае составит всего 9200 Вт, потому одновременно включать все в электроплите (от 8800 до 10200 Вт) и потом еще утюг (до 2400 Вт) и пылесос (900-2000 Вт) не стоит. Здесь необходимо соблюдать баланс между удобством и возможностью и чем-то жертвовать.

В принципе нужно понимать, что как работает и с какой мощностью. Та же стиральная машина потребляет полную мощность первые 15-20 минут, пока идет нагрев воды и полоскание с порошком, далее мощность составляет 10-15% от заданной в паспорте. Так как это все очень индивидуально, то примем следующее для дальнейших расчетов крупных потребителей (из собственного опыта):

  • стиральная машина 2300 Вт (загрузка 6 кг, новые модели)
  • плита 9200 Вт
  • электрочайник 2000 Вт
  • утюг 2400 Вт
  • пылесос 1600 Вт

Это было то, что касалось нагрузки. Теперь перейдем к токам короткого замыкания.

Токи короткого замыкания

Щиток

Как я упоминал в предыдущей статье, расчет покажет какую-то величину, которая в реальной жизни малоприменима, особенно, если сети, к которым подключен дом, уже не новые. В любом случае для получения данных, от которых можно отталкиваться для расчета, являются измерения. Существуют специальные устройства, которые по сути своей включаются в розетку и измеряют сопротивление сети до этой точки. Также устройство показывает расчетное значение тока короткого замыкания в месте измерения, но данную величину можно всего лишь использовать для общей оценки, так как она высчитывается исходя из текущих параметров (например, напряжения в сети). Потому за основу следует брать только измеренное сопротивление.

Само же измерение также не является окончательным ответом, так как токи короткого могут изменяться вследствие модификаций в сети, вроде ремонтов или замен оборудования, или изменения режимов в сетях среднего напряжения. Потому измеренной значение следует «ухудшить», чтобы гарантировать защиту даже на потом.

Есть ряд факторов, которые можно учесть, пересчитав измеренную величину.

Во-первых, измерение проходит в нормальных условиях, а при коротком замыкании провода разогреваются и из-за этого увеличивается их электрическое сопротивление.

Во-вторых, есть погрешность измерений самого прибора, которая в отдельных случаях могут быть до 30%.

В-третьих, влияние сети среднего напряжения. Максимальное изменение токов короткого замыкания в сети низкого напряжения из-за изменений в сети среднего напряжения составляет 10-12%.

Все эти факторы приводят к тому, что измеренное значение сопротивления следует увеличить в 1,6-1,7 раз.

Допустим, прибор показал величину 0,74 Ом и ток короткого замыкания 308 А при подключении на входных клеммах нашего щитка. Цифра довольно большая, теперь пересчитаем для худшего варианта.

Корректируем сопротивление сети:

Далее, считаем согласно МЭК 60038 минимальный ток короткого замыкания для сети до 1000В с изменением напряжения плюс-минус 10%

Как видно, минимальный возможный ток короткого замыкания почти в 2 раза меньше расчетного.

Конечные потребители

Итак, у нас есть ток короткого замыкания на входе в щиток. Но встраиваемое там оборудование должно защищать провода по всей их длине, а не только возле щитка. Дальше есть два варианта: измерение или расчет. Так как я исхожу из полной замены проводки, то и токи короткого можно высчитать. В случае, если меняется щиток и только часть проводки, то советуют провести измерения и расчеты, как указано выше.

Итак, расчет. Имеет смысл его проводить перед началом работ и покупки проводов для оценки параметров в любом случае. Как исходные величины для сопротивлений возьмем максимальные допустимые величины сопротивлений из тех же стандартов МЭК (ниже приведены данные только по меди):

Сечение, мм² Сопротивление, Ом/км
1,5 12,2
2,5 7,56
4 4,70
6 3,11

Далее расчет. Примем следующее: до нашей розетки нужно проложить 50 м кабеля от щитка. Допустим, что мы выбираем кабель сечением 2,5 мм² с сопротивлением 12,2 Ом/км.

Сопротивление сети в точке подключения данной розетки составит:

Здесь есть несколько моментов, которые важно отметить. Сопротивление кабеля следует умножать на 2, так как сопротивление имеет два проводниках в проводе, и, хотя измеренное сопротивление является комплексной величиной, для расчета можно пренебречь реактивной составляющей. Также величины приведены в Ом/км в таблице, потому требуется пересчет в метры.

С помощью ранее приведенной формулы высчитываем минимальный ток короткого замыкания:

И из этого результата видно, что для гарантированного отключения нужно брать максимум С-автомат на 8 А или В-автомат на 16А.

Здесь важно вновь отметить – автоматы защищают только кабель, они не защищают от короткого замыкания то, что подключено в розетку.

Какие главные недостатки такого расчета? Мы не учитываем сопротивления клемм, например, или сопротивление устройств защиты. Их сопротивление маленькое, и в принципе добавив 0,1-0,15 Ом к расчету можно скомпенсировать эту неточность ( в примере выше ток короткого будет 83А, что для данного случая роли уже не играет).

К сожалению реальны случаи (в постсоветском пространстве, по крайней мере), когда покупаешь кабель, а его реальное сечение меньше, чем написанное (например, 2,1 вместо 2,5 мм²). И если на одножильном проводе это еще проверить можно (штангенциркулем, например), то для многожильного провода можно забыть об этом. Здесь поможет только измерение.

Кабель продается большими отрезками, можно увечить длину, соединив последовательно все проводники. Так можно будет измерить и высчитать реальное сопротивление провода и в дальнейшем использовать эту величину для расчета и выбора автоматов.

Подбор устройств защиты по токам короткого и нагрузке

Вначале выполним расчет для подключения ряда потребителей, чтобы пример был более конкретный и начнем от более крупных потребителей к более мелким:

Электроплита

Проложен медный кабель 6 мм², от щитка до розетки 15 метров.

Ток короткого замыкания:

Возможен В-автомат на 32А или С-автомат на 16А (для плиты вполне нормально подойдет В-автомат, да 16А С-автомат маловат). Как я ранее писал, полная мощность плиты 9200 Вт, что означает 40А. Так как максимально возможный автомат 32 А, то нужно исходить из того, что все сразу включать нельзя. Что именно – зависит от потребления. В принципе для некоторых плит комбинация 2 конфорки и духовка дает 25 А, можно и так сделать.

Стиральная машина

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 30 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как в машинке встроен электромотор, стоит выбрать С-автомат, в данном случае С10А.

Электрочайник

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 20 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как электрочайник обычно не один там включен (это кухня), то здесь бы я советовал выбрать что-то вроде В16А-В20А.

Прочие электроприборы

Здесь речь идет в первую очередь об утюге или пылесосе (из упомянутых мною ранее крупных потребителей). В принципе их могут включить в любую розетку, потому в общем случае достаточно посчитать ток для самой отдаленной розетки (пример выше с 88,2 А и В16А именно тот случай). Если не выходит – нужно брать большее сечение, сделать надписи на розетках и предусмотреть специальные розетки для того же утюга (у пылесосов провода бывают достаточно длинные).

С одной стороны можно подобрать автомат под каждую розетку, с другой – иногда хочется унификации, да и проще при покупке кабелей и выключателей, здесь каждый решает для себя сам.

Для освещения расчет аналогичный, но тут чаще используется провод сечением 1,5 мм², так как клеммы в комплекте могут подходить для многожильного 2,5 мм² и то со скрипом. Но там и не такие большие токи, особенно если речь о светодиодном освещении.

Координация устройств в щитке

Итак, есть следующие важные данные:

  • Вводное устройство максимум 40А
  • Ток короткого замыкания в щитке 173,7 А
  • Электроплита – максимум В32А
  • Стиральная машина – С10А
  • Розетки – В16А

Остальные устройства на данный момент не важны.

Итак, в первую очередь выберем вводное устройство. Для начала возьмем несколько различных типов выключателей на 40А (здесь и далее будет использоваться программа Siemens Simaris Curves, детальнее про программы я написал в конце статьи) и рассмотрим ситуацию для системы заземления TN.

На этом графике представлены ток короткого замыкания на входе в щиток и кривые выключателей типов В, С и Е. Последний еще известен, как «селективный автоматический выключатель» (селективный к ниже расположенным выключателям, так как отключает даже большие токи короткого с задержкой во времени). В данной системе (TN) время 0,4 секунды определяется для кабелей к розеткам, в то время как для распределительной сети (чем является сеть между вводным выключателем и выключателями на отдельные ветви) это время составляет 5 секунд. Во всех случаях время отключения слишком высокое, а именно более 5 секунд.

Решением в данном случае может стать использование разъединителя с плавкой вставкой. По сути обычный плавкий предохранитель, но с внешним видом, как автоматический выключатель.

Выглядит следующим образом:

Взял для примера первую попавшуюся картинку из интернета, разъединитель от Hager со встраиваемыми предохранителями типа D02 («пробки»). На нем написано 63А, но так как типоразмер одинаковый, то в этот разъединитель можно установить любой предохранитель D02.
Итак, временно-токовая характеристика выглядит следующим образом (gG обозначает плавкий предохранитель общего назначения):

Максимальное время отключения 3,2 секунды, что соответствует нормам. Теперь посмотрим по селективности ниже, а именно сравним с В32, В16 и С10 с соответствующими, рассчитанными выше токами. Вначале В32 и плавкий предохранитель:

Здесь все хорошо, из графика явно видно время срабатывания каждого из защитных устройств. Естественно, что ситуация для маленьких выключателей будет лучше:

В целом существуют для каждого производителя таблицы селективности устройств защиты, например, как приведенная ниже.

Маленькая таблица для выключателей с характеристикой В, большая — С. Синим выделен номинальный ток выключателя, черный на светлом фоне — граничный ток селективности. Обе таблицы представляют селективность автоматических выключателей от Siemens к его же плавкому предохранителю 40А. Недостаток подобных таблиц — проверить все комбинации очень сложно, потому некоторые случаи даже не рассмотрены, хотя и не исключена селективность.

Ситуация для системы заземления ТТ

В данной ситуации отключение в распределительной сети должно произойти за 1 секунду, у конечных потребителей — за 0,2 секунды (исторически сложились такие величины). И если мы примем, что токи короткого замыкания соответствуют рассмотренным ранее, то потребители будут отключены вовремя (время срабатывания выключателя до 0,1 секунды), то для вводного устройства ситуация похуже. Тот же плавкий предохранитель на 40А сработает за целых 3,2 секунды. В общем нужно идти вниз по номиналу:

Как видно, предохранитель даже на 32А не отвечает нормам по времени отключения, но все устройства на 25А можно использовать. В данном случае имеет смысл остановиться на селективном выключателе и в целом получиться следующая картинка:

Автоматы В16А и С10А селективны, В20А — только для случая короткого замыкания, но не в случае длительной работы. Последнее в принципе можно применить, нужно только помнить, что если выбило селективный выключатель, то вполне могла быть проблема на нагрузке за В20А.

Дополнительная информация

Устройство дифференциального тока УДТ

Согласно рекомендации норм отдельные УДТ стоит ставить к каждому устройству защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Обязательными по требованию норм являются розетки, особенно там, где есть контакт электроприборов с водой или где высокая влажность.

Рекомендованы автоматические выключатели, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (дифференциальные автоматы, RCBO), как универсальное и компактное решение. Хотя цена на них выше, чем на комбинацию выключатель+УДТ. Также существует обоснованное требования применения подобных устройств в ТТ-системах. Причина такого для ТТ-систем в том, что есть одна особенность замыканий по сравнению с TN-системами. Так как в случае ТТ-системы заземление выполняется не от источника питания, а в месторасположении потребителя, то фактически ток замыкания между фазой и корпусом может (и чаще всего бывает) меньше, чем между фазой и нейтралью (в TN-системах эти величины практически идентичны). Фактически это очень большой дифференциальный ток, но иногда недостаточно большой, чтобы сработал выключатель, но вполне достигающих величин, слишком высоких для простого УДТ.

Примечание. УДТ ранее в нормах называлось УЗО, согласно МЭК правильное название устройство дифференциального тока.

Размер щитка

Актуально для тех, у кого в квартире (энергокомпания может требовать основной выключатель возле счетчика, но иногда им все равно, тогда можно все дома держать). Здесь не нужно экономить место. Лучше взять щиток, который будет полупустой, но с ним будет и удобнее работать и всегда будет возможность для расширения.

Программы

Известные мне программы я привел ниже. Единственный естественный недостаток – использование исключительно собственного оборудования для сетей низкого напряжения. Все приведенные ниже программы бесплатны, но иногда требуют бесплатной регистрации для скачивания или первого запуска. Расположены они в порядке личных предпочтений.

  • Siemens Simaris Curves – использованная выше программа, уже много лет неизменная, хотя сравнение той же ограничивающей функции можно и улучшить (тут много нужно делать вручную).
  • ABB Curves – последнее время сильно улучшилась, количество функций выше, чем у предыдущей программы, но иногда немного заморочена. Также есть возможность использовать плавкие предохранители по МЭК для сравнения, не только собственные, пусть и довольно ограничено.
  • Eaton CurveSelect – Excel-файл с кривыми срабатывания защит. Увы, только с кривыми обязательного срабатывания, но не минимальных, потому применимость довольно ограничена в вопросе селективности.
  • Онлайн-ресурс от Schneider Electric не работает под Мозиллой, в целом не очень удобная. Здесь вставил ссылку, так как ее очень сложно найти и чаще перебрасывает на неработающую нынче отдельную программу.

Выбор автомата по мощности

То, что с электричеством шутки плохи, известно каждому. Неправильный расчёт схемы электроснабжения может привести как минимум к двум неприятным последствиям. Первое, это когда при включении нескольких энергоёмких электроприборов (например, стиральной машины, электрочайника и утюга) срабатывают автоматические выключатели и сеть обесточивается. Неприятно, но не смертельно. Второе, это когда при включении тех же приборов автоматы не сработают, и начнёт плавиться и дымиться электропроводка. А это уже смертельная опасность: до пожара всего один шаг. Вот почему выбор автомата по мощности нагрузки – дело первостепенной важности.

Автоматический однополюсный выключатель Schneider ВА63 1П 25А С на 25 ампер.

Немного теории

Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:

где W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:

В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:

Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

Подбор номинала автоматического выключателя по току и мощности нагрузки

Для выбора подходящего автомата удобно рассчитать силу тока на один киловатт мощности нагрузки и составить соответствующую таблицу. Применив формулу (2) и коэффициент мощности 0.95 для напряжения 220 В, получим:

1000 Вт / (220 В х 0,95) = 4,78 А

Учитывая, что напряжение в наших электросетях нередко не дотягивает до положенных 220 В, вполне корректно принять значение 5 А на 1 кВт мощности. Тогда таблица зависимости силы тока от нагрузки будет выглядеть в таблице 1, следующим образом:

Мощность, кВт 2 4 6 8 10 12 14 16
Сила тока, А 10 20 30 40 50 60 70 80

Данная таблица даёт приблизительную оценку силы переменного тока, протекающего по однофазной электрической сети при включении бытовых электроприборов. При этом следует помнить, что имеется в виду пиковая потребляемая мощность, а не средняя. Эту информацию можно найти в документации, прилагаемой к электротехническому изделию. На практике удобней пользоваться таблицей предельных нагрузок, учитывающей тот факт, что автоматы выпускаются с определённым номиналом по силе тока (таблица 2):

Схема подключения Номиналы автоматов по току
10 А 16 А 20 А 25 А 32 А 40 А 50 А 63 А
Однофазная, 220 В 2,2 кВт 3,5 кВт 4,4 кВт 5,5 кВт 7,0 кВт 8,8 кВт 11 кВт 14 кВт
Трёхфазная, 380 В 6,6 кВт 10,6 13,2 16,5 21,0 26,4 33,1 41,6

Например, если нужно узнать, на сколько ампер нужен автомат под мощность 15 кВт при трёхфазном токе, то ищем в таблице ближайшее большее значение – оно составляет 16,5 кВт, что соответствует автомату на 25 ампер.

В реальности существуют ограничения по выделяемой мощности. В частности, в современных городских многоквартирных домах с электроплитой выделенная мощность составляет от 10 до 12 киловатт, а на входе ставится автомат на 50 А. Эту мощность разумно разбить на группы с учётом того, что самые энергоёмкие приборы концентрируются на кухне и в ванной комнате. На каждую группу ставится свой автомат, что позволяет исключить полное обесточивание квартиры в случае возникновения перегрузки на одной из линий.

В частности, под электроплиту (или варочную панель) целесообразно сделать отдельный ввод и установить автомат на 32 или 40 ампер (в зависимости от мощности плиты и духовки), а также силовую розетку с соответствующим номинальным током. Других потребителей подключать к этой группе не стоит. Отдельная линия должна быть и у стиральной машины, и у кондиционера – для них будет достаточно автомата на 25 А.

На вопрос о том, сколько розеток можно подключить на один автомат, можно ответить одной фразой: сколько угодно. Сами по себе розетки не потребляют электроэнергию, то есть не создают нагрузку на сеть. Нужно лишь позаботиться о том, чтобы суммарная мощность одновременно включаемых электроприборов соответствовала сечению провода и мощности автомата, о чём будет сказано ниже.

Для частного дома или коттеджа вводной автомат подбирается в зависимости от выделенной мощности. Далеко не всем хозяевам удаётся получить желаемое количество киловатт, особенно в регионах с ограниченными возможностями электросетей. Но в любом случае, как и для городских квартир, сохраняется принцип разделения потребителей на отдельные группы.

Вводной автомат для частного дома

Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода

Определив номинал автомата, исходя из мощности «подвешенной» нагрузки, необходимо убедиться в том, что электропроводка выдержит соответствующий ток. В качестве ориентира можно воспользоваться нижеприведённой таблицей, составленной для медного провода и однофазной цепи (таблица 3):

Как видим, все три показателя (мощность, сила тока и сечение провода) взаимосвязаны, поэтому номинал автомата можно, в принципе, выбирать по любому из них. В то же время необходимо убедиться, что все параметры стыкуются между собой, и при необходимости сделать соответствующую корректировку.

При любом раскладе следует помнить следующее:

  1. Установка чрезмерно мощного автомата может привести к тому, что до его срабатывания электрооборудование, не защищённое собственным предохранителем, выйдет из строя.
  2. Автомат с заниженным числом ампер способен стать источником нервных стрессов, обесточивая дом или отдельные помещения при включении электрочайника, утюга или пылесоса.

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.

  • Главная
  • Электрощиток

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.При температуре в + 35 градусов Цельсия опять же автомат на 16 ампер превращается в автомат на 15 ампер,а номинальный ток провода снижается до 22 ампер,то есть 15 * 1.13 * 1.5 = 25.5 ампера ,а номинальный ток кабеля — 22 ампера .И опять автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер.А вообще кабель всегда нужно проверять по термическому уравнению Tкабеля = t окружающей среды + к * ( I ) ^ 2 ,где T кабеля — температура кабеля в градусах Цельсия, t окружающей среды — температура окружающей среды в градусах Цельсия ,I — ток протекающий по кабелю в амперах,нагрев провода током пропорционален квадрату этого тока, к — температурный коэффициент провода,безразмерная величина, для его определения используют формулу к = (65 — 25 ) /( i ^ 2) номинальный,где 65 — максимальная рабочая температура кабеля по ПУЭ в + 65 градусов Цельсия ,25 — температура кабеля при которой назначается его номинальный ток в + 25 градусов Цельсия и i номинальный ток кабеля при температуре в + 25 градусов Цельсия.Для сечения в 2.5 миллиметра квадратного по меди при + 18 градусах Цельсия уравнение принимает вид T кабеля = 18 + 0.064 ( I) ^ 2.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: