Ток отсечки автоматического выключателя

Категории автоматических выключателей: A, B, C и D

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.

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.

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.

Источник: https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/kategorii-avtomaticheskih-vyklyuchatelej-a-b-c-i-d

Выбор автомата защиты

В статье пойдет речь о бытовых автоматах защиты, то есть автоматах применяемых в квартирах и частных домах. Бытовой автомат защиты предназначен для защиты электропроводки от перегрузки и токов короткого замыкания. Эти два параметра и важны при подборе автомата защиты. Выбрав автоматы защиты ABB — в розницу по оптовым ценам вы сделайте правильный выбор в пользу качества и надежности.

Выбор автомата защиты по току отключения при коротком замыкании

Ток отключения автомата защиты при коротком замыкании это кратное значение тока в цепи при коротком замыкании (КЗ), при котором, автомат отключит цепь от электропитания.

Автомат защиты должен отключать электрическую цепь при любом коротком замыкании. Существует такое понятие, как расчетное значение тока короткого замыкания. Вам для практики эта методика не нужна.

Напомню, значение тока отсечки автомата при КЗ должено быть от 3 до 5 значений номинальному току в цепи для света (тип автомата В) или от 5 до 10 значений номинальному току в сети в силовых розеточных цепях (тип автомата C).

  УЗИП, устройства защиты импульсных перенапряжений

Выбор автомата защиты по току перегрузки

Автомат защиты должен защищать кабель электропроводки, соединительные контакты цепи от перегрузки. Перегрузка сети это включение в цепь такое количество бытовых приборов, что их суммарная мощность приведет к такому току в сети, который будет греть провода сети и контактные соединения.

Отсюда получаем первое правило выбора: выбор автомата по защите от перегрузки:

Устанавливаемый автомат защиты в своих характеристиках должен иметь ток отключения от перегрузок (номинальный ток автомата защиты) равный или больше максимальному расчетному току в цепи.

Поясню на примере

Предположим у вас в квартире есть групповая электрическая цепь из n розеток. Вы знаете, какие бытовые приборы от них будут запитываться. Значит, вы можете посчитать их суммарную потребляемую мощность, а от нее и максимальный ток нагрузки.

По умолчанию, напряжение 220 Вольт.

Итак выяснили, что по нормам и правилам, номинал автомата защиты по току должен быть равен или больше максимально возможному току нагрузки, то есть тому току при котором все приборы включены в цепь.

Но такое условие, не может быть корректным. По этому условию получается , что автомат защиты может иметь любой номинал выше расчетного тока цепи. Поэтому, с другой стороны, номинальный ток автомата защиты ограничивается допустимым током, который сможет выдержать электрический кабель без нагрева. Отсюда второе правило выбора автомата защиты для защиты от перегрузки:

Номинальный ток автомата защиты должен быть не более допустимого тока кабеля.

Допустимые значения токов для проводников берутся из таблицы 1.3.4. ПУЭ изд. 7 (правила устройства электроустановок) и зависят от вида электропроводки (открытая проводка или скрытая проводка).

Здесь я приведу часть таблицы для электрики квартиры.

Важно! В квартирах нельзя использовать сечение ТПЖ (токопроводящих жил кабеля) менее 1, 5мм2 , и нельзя использовать ТПЖ с сечением менее 16 мм2 из аллюминия, только медь :

  Системы заземления TN-C, TN-S, TN-C-Sвыбор автомата защиты по сечению проводов и токуТабл. ПУЭ 1.3.4. Максимально допустимый ток для проводов с ПВХ (поливинилхлоридной) и резиновой изоляции с жилами из меди.

Объединяем оба правила и получаем общее правило выбора номинала автомата защиты для защиты от перегрузок в сети:

Пример подробного расчета автомата защиты лучше почитать в статье: Расчет автомата защиты.

Выбираем время отсечки автомата защиты

Вторым, по важности, показателем автомата защиты является величина времени отсечки, при коротком замыкании, то есть того времени, за которое он отключит цепь от электропитания.

Автоматы защиты делятся на автоматы мгновенного срабатывания и автоматы с задержкой отсечки (селективные автоматы). Так как селективные автоматы используются в квартирных сетях редко, а если используются, то толко на уровне В ( уровень защиты со стороны ввода электропитания), то будем иметь в виду автоматы защиты мгновенного действия.

Так вот, наибольшее время срабатывания автомата защиты (время отключения) в системе TN, должны быть от 0,1 сек. ( при напряжении питания более 380 Вольт) до 0,8 секунд ( при 127 вольт). Для 220 вольт — время отсечки не должно превышать 0,4 сек. (ПУЭ табл. 1.7.1.)

Маркировка автоматов защиты

Посмотрим где смотреть на корпусе автомата защиты, выше упомянутые значения токов отсечки и времени срабатывания.

Отключающая способность это характеристика надежности автомата защиты. Например, на фото вы видите маркировку отключающей способности в 10000 Ампер. Это значит, что после срабатывания автомата   при токе короткого замыкания менее 10000 ампер, автомат останется в исправном состоянии и может продолжить работу, после устранения неисправности.

  Плавкие предохранители: описание, назначение, типы

В ГОСТ Р 50345 определены стандартные значения номинала отключающей способности автоматов защиты: 1500 А, 3000 А, 4500 А, 6000А, 10 000 А.

Класс токоограничения. Автомат с токоограничением не позволяет току короткого замыкания достигнуть максимального значения, и отключение происходит быстрее.

Класс токоограничения маркируется цифрами:

2 Класс – снижение времени отключения на половину полупериода;

3 Класс – снижение на треть полупериода.

В завершении статьи, нужно упомянуть, что выбор автомата защиты придется делать из следующих номиналов АЗ для крепления на DIN-рейку:

Структура условных обозначений автоматов защиты

Для примера приведу, как расшифровываются условные обозначения автоматов защиты серии ВА:

Ссылки на документы

Гост Р 50571.5-94 — Защита от сверх тока.

©Ehto.ru

Статьи по теме

Источник: https://ehto.ru/montazh-elektriki/zashhita-ehlektriki/vybor-avtomata-zashhity

Проверка автоматических выключателей

Назначение автоматического выключателя – пресекать аварийные режимы работы сети. Это – короткие замыкания и перегрузки. Но как узнать – работает ли эта защита и поможет ли она в нужный момент?

Для этого характеристики расцепителей автоматов проверяются. Это выполняется:

• при вводе в эксплуатацию нового оборудования;
• в процессе эксплуатации по истечении определенного срока;
• при подозрении на отказ выключателя;
• после аварийных ситуаций, связанных с прохождением через выключатель больших токов (совмещается с ревизией контактов);
• для точной настройки характеристик расцепителей.

Виды автоматических выключателей

Самая узнаваемая для пользователей – бытовая серия модульных автоматических выключателей. Они устанавливаются на DIN-рейку и не имеют регулировок характеристик срабатывания. Все уставки расцепителей у модульной серии автоматических выключателей и дифференциальных автоматов отсчитываются от их номинального тока.

Модульный автоматический выключатель

Ток отсечки зависит от буквенного обозначения, стоящего перед значением номинального тока.

Буквенное обозначение	Кратность тока отсечки
В	2-5 от Iном
С	5-10 от Iном
D	10-20 от Iном

Это означает, что реальное значение тока, при котором сработает автомат, лежит в некотором диапазоне. Завод-изготовитель гарантирует, что это будет так.

Тепловые расцепители автоматов модульной серии начинают работу при превышении номинального тока. Время, по истечении которого произойдет отключение, зависит от кратности проходящего через автомат тока перегрузки к номинальному. У автоматических выключателей разных производителей время отключения отличается.

Определить его можно по характеристикам, которые определяются по справочным данным на данную серию автоматов. Но и эта величина имеет разброс, поэтому характеристика отключения представляет собой не одну кривую линию, а их семейство, обозначаемое заштрихованной зоной.

При определенном токе через автомат ожидаемое время срабатывания лежит в диапазоне, определяемое на границах этой зоны.

Время-токовые характеристики модульных выключателей

До сих пор в распределительных щитках встречаются автоматы, имеющие в своем составе либо только тепловую, либо максимальную защиту. Проверка этих устройств наиболее актуальна, так как их электромеханическая часть отслужила много лет, часть деталей заржавела и недееспособна.

Устаревшие модели выключателей

Следующий вид автоматических выключателей имеет нерегулируемую отсечку и регулируемую тепловую защиту.

Для этого на его передней панели есть регулятор, с помощью которого номинальный ток теплового расцепителя изменяется в пределах 0,5 – 1,0 от номинального тока автомата.

Такие автоматы применяются для защиты электродвигателей и точной настройки на ток защищаемой кабельной линии, обеспечения селективности защит от перегрузки. Регулятором выставляется ток, при котором начинается работа тепловой защиты. Положение регулятора отражается и на семействе характеристик выключателя.

Автомат с регулируемой тепловой защитой

Еще сложнее конструкция выключателя, имеющего кроме регулируемого теплового расцепителя еще и регулируемый электромагнитный. Есть модели, в которых регулировка осуществляется механически: изменением усилия пружины, противодействующей усилию, создаваемому катушкой отключения. Такие устройства встречаются у выключателей старого образца.

У современных автоматов регулировки выполняются при помощи встроенного блока защиты. Это комплекс, включающий в себя датчики тока, установленные на всех трех фазах выключателя, и полупроводниковое устройство, обрабатывающее полученные сигналы.

Автомат с полупроводниковым расцепителем

Состав защит, устанавливаемых в максимальной комплектации в такие автоматы:

• максимально токовая отсечка с регулируемой независимой от тока выдержкой времени;
• защита от перегрузки с регулируемым стартовым током и характеристикой срабатывания по времени;
• защита от токов однофазного замыкания, с регулируемой уставкой и выдержкой по времени.

Устройства для проверки выключателей

Комплексы, используемые для проверки выключателей, специально разрабатываются для этой цели. Исключением являются устройства серии РЕТОМ, которые изначально предназначены для проверки релейной защиты, но могут использоваться и для подачи токов на контактную систему выключателя с контролем момента отключения.

Наиболее подходит для этой цели РЕТОМ-21. Проверка срабатывания теплового расцепителя выполняется подачей непрерывного тока одновременно с запуском секундомера прибора, настроенного на фиксацию исчезновения тока при отключении. Электромагнитные расцепители проверяются токами, подающимися импульсами длительности, устанавливаемой пользователем. При плавном подъеме тока неизбежно срабатывание защиты автомата от перегрузки.

РЕТОМ-21

Важное достоинство РЕТОМа – ток, подающийся для проверки – синусоидальный. Большинство других устройств, специально разработанных для проверки автоматов, выдает импульсный ток, формируемый тиристорными регуляторами. Но их габариты меньше, а управление – проще.

Устройство для проверки автоматов РТ-2048

Таких устройств много. Ток для проверки отсечки они тоже подают увеличивающимися по амплитуде импульсами регулируемой длительности, а для проверки тепловой защиты выставляется требуемый ток и запускается секундомер.

Методика проверки автоматических выключателей

Перед проверкой модульного выключателя определяют его номинальный ток и кратность срабатывания. Затем по характеристике находят диапазон времени, в который укладывается тепловая защита при трехкратном номинальном токе. Таким током ее и проверяют.

Автомат подключается к испытательному устройству. Сначала проверяют отсечку. Автомат включают и через него кратковременно пропускают ток, увеличивая его величину ступенями. Большинство приборов выполняют подъем тока и выдержку времени между ступенями автоматически.

Паузы при подъеме нужны для того, чтобы исключить преждевременное срабатывание тепловой защиты. После срабатывания фиксируют ток отсечки, и автомат сразу же включают снова. Если он не включится, то сработала не отсечка, а тепловая защита. Это правило не относится к автоматам с полупроводниковыми расцепителями.

Одновременно с запуском секундомера подают ток. Фиксируют время, за которое сработала защита, сравнивают его с диапазоном, определенным по характеристике.

При выходе измеренных параметров из допустимого диапазона автомат бракуют. Если срабатывания тепловой защиты не происходит за максимальное время, определенное по характеристике, испытание прекращают. Иначе от нагрева расплавится корпус автомата.

У трехполюсных выключателей проверяются все три фазы, характеристики срабатывания их примерно одинаковы, но не идентичны – элементы защиты у них разные и каждый имеет разброс параметров.

Проверка полупроводниковых расцепителей

Принцип проверки тот же, отличие лишь в том, что первоначально нужно выставить на расцепителе требуемые уставки. Поскольку такие автоматы используются для защиты производственных механизмов, питающих фидеров на трансформаторных подстанциях и распределительных устройствах, то эти данные берут из проекта.

Устройства для проверки имеют ограничения по максимально выдаваемому току. Поэтому мощные автоматические выключатели напрямую проверить удается не всегда. Ток отсечки в 10 000 А выдать не просто. Поэтому работники электролабораторий идут на хитрость. Уставка по току занижается до величины, которую способно выдать используемое проверочное устройство. После проверки она возвращается в исходное положение.

То же самое делается и с уставкой по току перегрузки. Если ее можно совсем вывести, то при проверке отсечки эта возможность обязательно используется. Ложного срабатывания защиты от перегрузки не произойдет.

Но ждать при проверке мощных автоматов придется все равно. Токи настолько велики, что нагревается проверочное оборудование и соединительные провода. Чтобы не вывести приборы из строя и не расплавить изоляцию, в работе регулярно делаются паузы.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Источник: http://electric-tolk.ru/proverka-avtomaticheskix-vyklyuchatelej/

Выбор автомата по мощности нагрузки и сечению провода

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В.

, обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В.

, в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U –  I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ – I=P/U*cos φ.

Коэффициент мощности

это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 “Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий”

Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Тип электроприемника	cos φ
Холодильное  оборудованиепредприятий торговли иобщественного питания,насосов, вентиляторов икондиционеров воздухапри мощностиэлектродвигателей, кВт:
до 1	0,65
от 1 до 4	0,75
свыше 4	0,85
Лифты и другоеподъемное оборудование	0,65
Вычислительные машины(без технологическогокондиционирования воздуха)	0,65
Коэффициенты мощностидля расчета сетей освещенияследует принимать с лампами:
люминесцентными	0,92
накаливания	1,0
ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА	0,85
то же, с некомпенсированными ПРА	0,3-0,5
газосветных рекламных установок	0,35-0,4

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника – взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.

Автоматические выключатели EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший  номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

ВАЖНО!

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.

Расчет сечения жил кабеля и провода

Напряжение 220В.

– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

Автоматический выключатель «автомат»

это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

Короткое замыкание (КЗ)

э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Ток перегрузки

– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

Длительно допустимый ток кабеля или провода

– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.

Кабели ВВГнг с медными жилами

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Сечениетоко-проводящейжилы, мм	Длительно допустимыйток, А, для проводови кабелей с медными жилами.	Длительно допустимыйток, А, для проводови кабелей с алюминиевыми жилами.
1,5	19	–
2,5	25	19
4	35	27
6	42	32
10	55	42
16	75	60
25	95	75
35	120	90
50	145	110

Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ

Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.

Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.

Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к.

возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.

Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.

Провода ПУГНП и ШВВП

Пример выбора автоматического выключателя

Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.

Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.

Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.

Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.

Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.

Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов – 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В

Номинальный ток автоматического выключателя, А.	Мощность, кВт.	Ток,1 фаза, 220В.	Сечение жил кабеля, мм2.
16	0-2,8	0-15,0	1,5
25	2,9-4,5	15,5-24,1	2,5
32	4,6-5,8	24,6-31,0	4
40	5,9-7,3	31,6-39,0	6
50	7,4-9,1	39,6-48,7	10
63	9,2-11,4	49,2-61,0	16
80	11,5-14,6	61,5-78,1	25
100	14,7-18,0	78,6-96,3	35
125	18,1-22,5	96,8-120,3	50
160	22,6-28,5	120,9-152,4	70
200	28,6-35,1	152,9-187,7	95
250	36,1-45,1	193,0-241,2	120
315	46,1-55,1	246,5-294,7	185

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В

Номинальный токавтоматическоговыключателя, А.	Мощность, кВт.	Ток, 1 фаза 220В.	Сечение жилкабеля, мм2.
16	0-7,9	0-15	1,5
25	8,3-12,7	15,8-24,1	2,5
32	13,1-16,3	24,9-31,0	4
40	16,7-20,3	31,8-38,6	6
50	20,7-25,5	39,4-48,5	10
63	25,9-32,3	49,2-61,4	16
80	32,7-40,3	62,2-76,6	25
100	40,7-50,3	77,4-95,6	35
125	50,7-64,7	96,4-123,0	50
160	65,1-81,1	123,8-124,2	70
200	81,5-102,7	155,0-195,3	95
250	103,1-127,9	196,0-243,2	120
315	128,3-163,1	244,0-310,1	185
400	163,5-207,1	310,9-393,8	2х95*
500	207,5-259,1	394,5-492,7	2х120*
630	260,1-327,1	494,6-622,0	2х185*
800	328,1-416,1	623,9-791,2	3х150*

* – сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120

Итоги

При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.

Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»

Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://VolgaProekt.ru/stati/vybor-avtomata-po-moshchnosti-nagruzki.html

Номинальный ток: общее определение, подбор автоматического выключателя и электропроводки

Если необходимо выбрать для электрощита автоматический выключатель, предварительно надо изучить его характеристики. Важно знать, какая на него ляжет нагрузка. Самая основная характеристика, на которую ориентируются при покупке этого устройства, — это номинальный ток. Именно она указана на корпусе автоматического выключателя большими цифрами и буквами.

Толковый словарь русского языка академика Οжегова объясняет значение слова «номинальный», как обозначенный, называющийся, но не исполняющий своих обязанностей, назначения, то есть фиктивный.

Это определение довольно точно поясняет электротехнические термины номинального напряжения, тока и мощности. Οни вроде бы есть, назначены и определены, но на самом деле служат только как ориентиры для электриков. Действительные численные выражения этих параметров в реальности отличаются от назначенных величин.

Κ примеру, всем нам хорошо знакома переменная однофазная сеть с напряжением 220 вольт, которое считается номинальным. На самом деле его величина по ГΟСТ может достигать только до верхнего предела 252 вольта. Так действует государственный стандарт.

За основу выбора его величины взят максимально возможный тепловой нагрев электрических проводников (включая их изоляцию), которые должны неограниченно долгое время надежно работать под нагрузкой. При номинальном токе поддерживается тепловой баланс между:

• нагревом проводников от температурного воздействия электрических зарядов, описанным действием закона Джоуля—Ленца;
• охлаждением за счет отвода части тепла в окружающую среду.

При этом тепло Q1 не должно оказывать влияние на механические и прочностные характеристики металла, а Q2 — на изменение химических и диэлектрических свойств слоя изоляции.

Даже при небольшом превышении номинального значения тока через какой-то промежуток времени потребуется снимать напряжение с электрооборудования для охлаждения металла токовода и изоляции. В противном случае их электротехнические свойства нарушатся и возникнет пробой диэлектрического слоя или деформация металла.

Любое электрическое оборудование (включая источники тока, его потребители, соединительные провода и системы, защитные устройства) рассчитывается, проектируется и изготавливается под работу при определенном номинальном токе.Его величина указывается не только в технической заводской документации, но и на корпусе или шильдиках электрооборудования.

На приведенной фотографии четко видны величины номинального тока 2,5 и 10 ампер, которые выполнены методом штамповки при изготовлении электрической вилки. С целью стандартизации оборудования ГΟСТом 6827−76 введено в действие множество значений номинальных токов, при которых должны работать практически все электроустановки.

Подбор защитного устройства

Поскольку номинальный ток определяет возможность длительной работы электрооборудования без каких-либо повреждений, то все защитные устройства по току настраиваются на срабатывание по его превышению.

На практике довольно часто встречаются ситуации, когда на непродолжительный период в схеме питания возникает перегрузка по различным причинам. При этом температура металла проводника и слоя изоляции не успевают достичь того предела, когда возникает нарушение их электротехнических свойств.

По этим причинам зона перегруза выделена в отдельную область, которая ограничивается не только величиной, но и продолжительностью действия. При достижении критических температурных значений слоя изоляции и металла проводника напряжение с электроустановки должно сниматься для ее охлаждения. Эти функции выполняют так называемые защиты от перегруза, работающие по термическому принципу:

• предохранители;
• тепловые расцепители.

Οни воспринимают тепловую нагрузку и настраиваются на ее отключение с определенной выдержкой времени. Уставка защит, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки, лежит чуть выше тока перегрузки. Термин «мгновенная» на самом деле определяет действие за минимально возможный промежуток времени. Для современных самых быстрых токовых защит отсечка выполняется за время чуть меньшее 0,02 секунды.

Рабочий ток в обычном режиме питания чаще всего по своей величине меньше номинального.

В приведенном примере разобран случай для схем переменного тока. В цепях постоянного напряжения принципиального отличия соотношений между рабочим, номинальным током и выбором уставок для работы защит нет.

Автоматические выключатели

характеристика автоматического выключателя — номинальный ток. В защитах промышленных устройств и бытовых электросетей наибольшее распространение получили именно они. Такие выключители совмещают в своей конструкции:

• тепловые расцепители, работающие с выдержкой времени;
• токовую отсечку, очень быстро отключающую аварийный режим.

При этом изготавливаются автоматические выключатели на номинальный ток и напряжение. По их величине выбирают защитные устройства для работы в конкретных условиях определенной схемы.

Для этого стандартами определены 4 типа времятоковых характеристик для разных конструкций автоматов. Οни обозначаются латинскими буквами А, В, С, D и созданы для гарантированного отключения аварий с кратностью тока номинального режима от 1,3 до 14.

Автоматический выключатель по времятоковой характеристике с учетом температуры окружающей его среды подбирается под определенный вид нагрузки, например:

• полупроводниковые приборы;
• системы освещения;
• схемы со смешанными нагрузками и умеренными пусковыми токами;
• цепи с большой перегрузочной способностью.

Времятоковая характеристика может состоять из трех зон действия, как показано на картинке, или двух (без средней).

Οбозначение номинального тока можно найти на корпусе автомата. На картинке показан выключатель, на котором обозначена величина 100 ампер.

Это означает, что он сработает (отключится) не от номинального тока (100 А), а от его превышения. Допустим, если отсечка автомата настроена на кратность 3,5, то ток величиной 100х3,5=350 ампер и более будет ею остановлен без выдержки времени.

Κогда же тепловой расцепитель настроен на кратность 1,25, то при достижении значения 100х1,25=125 ампер отключение произойдет через какое-то время, например, один час. При этом схема этот период будет работать с перегрузом.

Следует учитывать, что на время отключения автомата влияют и другие факторы, связанные с поддержанием температурного режима защиты:

• условия окружающей среды;
• степень заполнения распределительного щитка аппаратурой;
• возможности нагрева или охлаждения от посторонних источников.

Особенности электропроводки

Для определения основных электротехнических параметров защит и проводов в обязательном порядке учитывается приложенная к ним нагрузка. Для этого проводят ее расчет по номинальной мощности подключенных в работу приборов с учетом коэффициента их занятости.

Например, к розеточной группе, расположенной на кухне, подключены в работу посудомоечная машина, мультиварка, электродуховка и микроволновая печь, которые потребляют суммарную мощность в обычном режиме 5660 ватт (с учетом периодичности включений).

Номинальное напряжение бытовой сети 220 вольт. Следует определить ток нагрузки, который будет проходить через провода и защитные устройства, делением мощности на напряжение. I=5660/220=25,7 А.

Далее надо посмотреть таблицу ряда номинальных токов для электрооборудования. В ней автоматического выключателя на такой ток нет. Но производители выпускают автоматы на 25 ампер. Его величина ближе всего соответствует нашим задачам. Поэтому его и следует взять за основу защитного устройства для электропроводки потребителей розеточной группы.

После этого необходимо определиться с материалом проводов и поперечным сечением. Взять за основу медь, поскольку алюминиевая проводка даже в бытовых целях уже не пользуется популярностью из-за своих эксплуатационных характеристик.

В справочниках электриков приводятся таблицы подбора проводов из разных материалов по токовой нагрузке. Взять этот случай с учетом того, что проводка выполняется отдельным кабелем с полиэтиленовой изоляцией, спрятанным в штробу стен. Температурные пределы принять соответствующими комнатным условиям.

Таблица представит сведения, что минимально допустимое поперечное сечение стандартного медного провода для нашего случая — 4 мм квадратных. Меньше брать нельзя, но лучше его увеличить.

Таким способом термин «номинальный ток» помогает электрикам ориентироваться в технических характеристиках электрооборудования.

Источник: https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/tok/nominalnyy-tok-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html