Выбор автоматического выключателя по току
По номинальному току АВ
Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматических выключателей по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.
Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А | Нагрузка электрической цепи, 220 В |
| 10 | Освещение, сигнализация |
| 16 | Розетки общего назначения |
| 25 | Кондиционеры, водонагреватели |
| 32 | Электрические плиты, духовые шкафы |
| 40; 50 | Общий ввод |
Формула расчета мощности по току и напряжению
| Сечение проводника, мм кв. | Допустимая мощность нагрузки, Вт | Номинал выключателя, А | ||
| Медь | Алюминий | 220 А, 1 фаза | 380 В, 3 фазы | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Для вычислений по этим параметрам применяют определения полной (S), активной (P) и реактивной (Q) мощности. Следующие формулы подходят для расчета однофазных сетей 220 В:
- S = U *I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Исходные данные для вычисления можно взять из справочников. Также применяют результаты измерений.
Активная нагрузка
Активная нагрузка
Лампы накаливания и нагреватели не обладают реактивными характеристиками. Такие нагрузки не смещают фазы токов и напряжений. Мощность потребляется полностью с удвоенной частотой.
Емкостная нагрузка
Соотношение энергий
В представленных объяснениях рассматривается идеальная ситуация. Однако в реальности каждый реактивный элемент обладает определенным электрическим сопротивлением. Следует не забывать о соответствующих потерях в соединительных проводах и других компонентах цепи.
При значительных величинах емкостной (индукционной) составляющей надо учитывать отмеченные проблемы. В некоторых схемах кроме увеличения нагрузочной способности автоматов применяют дополнительные компенсационные компоненты.
Мощность защитного устройства подбирают по току проводки (расчетному или табличному значению) с учетом потребления подключенной нагрузкой. Номинал автомата выбирают меньше, чтобы сохранить целостность линии питания в процессе эксплуатации. На разных участках сети устанавливают проводники соответствующего сечения, руководствуясь принципами древовидной структуры.
Халатное отношение к выбору устройства с необходимыми параметрами приводит к серьезным негативным последствиям. Поэтому перед выбором автоматического защитного устройства нужно обязательно убедиться, что установленная проводка выдержит запланированную нагрузку. В соответствии с ПУЭ автоматический выключатель должен обеспечивать защиту от перегрузки наиболее слабого участка цепи. Его номинальный ток должен соответствовать току подключаемого устройства. Соответственно и проводники выбираются с требуемым сечением.
Чтобы рассчитать мощность автомата по току, необходимо воспользоваться формулой: I=P/U, где Р является суммарной мощностью всех электрических приборов, имеющихся в квартире. Вычислив необходимый ток, можно выбрать наиболее подходящий автомат. Существенно упрощает проведение расчетов таблица, с помощью которой можно выбрать автоматический выключатель в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
В каждой электрической проводке происходит разделение на определенные группы. Соответственно каждая группа использует электрический провод или кабель с определенным сечением, а защита обеспечивается автоматом с наиболее подходящим номиналом.
Таблица поможет выбрать автоматический выключатель и сечение кабеля в зависимости от предполагаемой нагрузки электрической сети, рассчитанной заранее. Таблица помогает сделать правильный выбор автомата по мощности нагрузки. При расчете токовых нагрузок следует помнить, что расчеты нагрузки одного потребителя и группы бытовых приборов различаются между собой. При расчетах необходимо учитывать и разницу между однофазным и трехфазным питанием.
Какой автомат поставить на 15 кВт
Расчет автомата по мощности 380
Расчет сечения провода по нагрузке
Автомат или дифференциальный автомат: как отличить и что выбрать
Коэффициент мощности нагрузки
Расчет тока по мощности и напряжению
Назначение
Автоматический выключатель 25 ампер — устройство, основная задача которого обеспечивать безопасность электрической сети от действия сверхтока, то есть от короткого замыкания с перегрузкой. Главное предназначение аппарата заключается в обеспечении безопасности самого пользователя при использовании сети и электроприборов.
Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Чаще всего его используют, чтобы защитить электрическую плиту или другие кухонные нагревательные приборы.
Вам это будет интересно Формулы электрического тока
Обратите внимание! Также он может быть использован, чтобы уберечь систему освещения, двигатель, трансформатор и электронный электроприбор. Защита электроцепи как основное предназначение
Защита электроцепи как основное предназначение
Расчет сечения провода
Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.
Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром. Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².
Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?
Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.
Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу
Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство
Соотношение тока и сечения
Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.
Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.
Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.
| Сечение жилы провода, мм2 | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
|---|---|---|---|---|
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, Вт | |
| 0.5 | 6 | 1300 | ||
| 0.75 | 10 | 2200 | ||
| 1 | 14 | 3100 | ||
| 1.5 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2.5 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.
Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.
- Для примера обозначим некоторые из них:
- Чайник – 1-2 кВт.
- Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
- Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
- Холодильник 0,8 кВт.
Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.
Устройство и принцип работы автоматического выключателя.
На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.
- 1 — корпус;
- 2,3 — нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода;
- 4 — неподвижный контакт;
- 5 — подвижный контакт;
- 6 — дугогасительная камера;
- 7 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя);
- 8 — механизм взвода и расцепления
- 9 — катушка электромагнитного расцепителя;
- 10 — рычаг управления;
- 11 — тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
- 12 — регулировочный винт;
Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.
Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:
Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку с находящимся в ее центре сердечником который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.
При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:
При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.
Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.
Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину. Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.
При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя, который размыкает подвижный контакт. В простой схеме это выглядит так:
Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.
Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45 мин — 1 час.
Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)
При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее воздействие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру, которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.
Подбор УЗО и дифавтоматов
Автоматический выключатель служит для защиты от короткого замыкания, но он не способен обнаружить ток утечки, который может проходить на корпус электрооборудования при нарушении изоляционного покрытия или через человеческое тело. Для этих целей в щитке подключается устройство защитного отключения (УЗО) или дифференциальный автомат.
Данные устройства представляют собой коммутационные аппараты, постоянное отслеживающие дифференциальный ток электропроводки, и если он отклоняется от допустимого значения, производится отключение. Принцип работы наглядно проиллюстрирован на картинке.
Как работает УЗО
Основное назначение этих устройств заключается в обеспечении надлежащей защиты в случае, когда человек попадает под напряжение, а также для предотвращения возгорания, которое может быть вызвано утечкой.
Основные характеристики приборов:
- параметры номинального тока (они должны соответствовать автоматическому выключателю или допускается большее значение);
- рабочее напряжение (220В или 380В, соответственно, для однофазных и трехфазных приборов);
- параметр допустимого тока утечки для бытовых устройств считается безопасным 30мА.
В нашей схеме необходимо устанавливать УЗО на 16А с допустимым током утечки 30мА (элементы C –F). На освещение прихожей и кухни эти устройства дифференциальной защиты можно не устанавливать.
УЗО на 16А
Виды силовых медных кабелей
Существуют различные виды медных кабелей, применяемых для подведения электричества к дому. В последнее время наиболее часто применяется кабель ВВГ и его модификации. Далее представлены различные виды силовых кабелей и их краткие характеристики.
ВВГ — силовой кабель с медной жилой, изоляцией ТПЖ из ПВХ, оболочкой (кембриком) из ПВХ, не имеющий внешней защиты, не горюч. Используется для передачи и распределения электрического тока с рабочим напряжением 660 — 1000 В и частотой 50 Гц.
Внешняя оболочка, как правило, черного цвета, хотя иногда можно встретить и белого. Изоляция ТПЖ маркирована различными цветами — голубым, желто-зеленым, коричневым, белым с синей полоской, красным и черным. Упаковывается в бухты чаще всего по 100 и 200 м.
Количество жил варьируется от одной до пяти. Сечение жилы — от 1,5 до 240 мм2. В бытовых условиях применяют кабель с сечением жилы 1,5 — 6 мм2, при строительстве частного дома — до 16 мм2. Жилы могут быть как одно-, так и многопроволочными.
ВВГ используется при широком диапазоне температур: от — 50 до + 50 °C. Выдерживает влажность до 98 % при температуре до +40 °C. Стоек к агрессивным химическим веществам, достаточно прочен на разрыв и изгиб. При монтаже следует помнить, что каждый кабель или провод имеет определенный радиус изгиба, в случае с плоским кабелем или проводом в расчет берется ширина плоскости. Так, для поворота ВВГ на 90 °C, радиус его изгиба должен быть не меньше 10 диаметров сечения кабеля.
Разновидности ВВГ:
- АВВГ (вместо медной жилы используется алюминиевая);
- ВВГнг (кембрик с повышенной негорючестью);
- ВВГп (плоское сечение кабеля);
- ВВГз (пространство между изоляцией ТПЖ и кембриком заполнено жгутами из ПВХ или резиновой смесью).
NYM (буквенного обозначения на русском языке нет) — медный силовой кабель с изоляцией ТПЖ ПВХ и внешней оболочкой из негорючего ПВХ. Между слоями изоляции находится наполнитель в виде мелованной резины, который придает кабелю повышенную прочность и термостойкость. Жилы многопроволочные, всегда медные.
Количество жил — от двух до пяти, сечение жилы — от 1,5 до 16 мм2. Предназначен для проведения осветительных и силовых сетей с напряжением 660 В. Может применяться для прокладки на открытом воздухе. Обладает высокой влагостойкостью и термостойкостью. Диапазон рабочих температур — от —40 до +70 °C. При этом кабель плохо переносит воздействие солнечного света, поэтому его необходимо укрывать. Радиус изгиба — 4 диаметра сечения кабеля. По сравнению с ВВГ любого вида кабель NYM более стоек и удобен в работе. Однако он существенно дороже ВВГ и бывает только круглого сечения, поэтому его неудобно закладывать в штукатурку или бетон.
КГ — кабель гибкий. Данный проводник подходит для переменного напряжения до 660 В и частоты до 400 Гц или постоянного напряжения 1000В.
Жилы медные, гибкие или повышенной гибкости, количеством от одной до шести.
Изоляция ТПЖ и внешняя оболочка выполнены из резины. Диапазон рабочих температур — от —60 до +50 °C. Данный кабель применяется в основном для подсоединения различных переносных устройств, например сварочных аппаратов, генераторов, тепловых пушек и т. д. Есть разновидность КГнг с негорючей изоляцией.
ВББШв — бронированный силовой кабель с медными одно проволочными или многопроволочными жилами. Количество жил может быть от одной до пяти. Сечение жилы — от 1,5 до 240 мм2. В качестве материала для изоляции ТПЖ, внешней оболочки и заполнения пространства между изоляцией и кембриком используется ПВХ. Кабель бронируется двумя лентами, которые наматываются одна поверх другой таким образом, чтобы верхняя перекрывала зазоры между витками нижней. Поверх брони на кабель надевается защитный шланг из ПВХ, в модификации ВББШвнг используется ПВХ пониженной горючести.
ВББШв предназначен для переменного номинального напряжения 660 и 1000 В. Одножильные модификации применяются для проведения постоянного тока. Диапазон рабочих температур — от —50 до +50 °C. Влагоустойчив: при температуре +35 °С выдерживает влажность 98 %. Радиус изгиба составляет не менее 10 диаметров сечения кабеля. ВББШв прокладывается в трубах, земле и на открытом воздухе с защитой от солнца. Применяется при проведении электроэнергии для стационарных установок, а также для подземного подведения электричества к отдельно стоящим объектам.
Модификации кабеля ВББШв:
- АВББШв — кабель с алюминиевой жилой;
- ВББШвнг — негорючий кабель;
- ВББШвнг-LS — негорючий кабель с низким дымовыделением и газовыделением при повышенных температурах.
Выбор автомата по сечению кабеля — таблица
Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью определенного сечения так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в сечении определенного провода или кабеля, то это дело можно вычислить с помощью формулы .
Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).
| Ток автомата, А | Сечение провода, мм² | Мощность, кВт | ||
| Медь | Алюминий | 220 В | 380 В (cos φ = 0,8) | |
| 5 | 1 | 2,5 | 1,1 | 2,6 |
| 6 | 1 | 2,5 | 1,3 | 3,2 |
| 10 | 1,5 | 2,5 | 2,2 | 5,3 |
| 16 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 8,4 |
| 20 | 2,5 | 4 | 4,4 | 10,5 |
| 25 | 4 | 6 | 5,5 | 13,2 |
| 32 | 6 | 10 | 7 | 16,8 |
| 40 | 10 | 16 | 8,8 | 21,1 |
| 50 | 10 | 16 | 11 | 26,3 |
| 63 | 16 | 25 | 13,9 | 33,2 |
Главное в подборе АВ и сечение провода (кабеля), чтобы ток автоматического включателя был меньше, чем допустимый ток проводника.
Условия и значения ВТХ
ВТХ автоматов определяются следующими значениями:
1) Ток мгновенного расцепления — минимальное значение тока, вызывающее автоматическое срабатывание выключателя без преднамеренной выдержки времени. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.17)
Примечание: срабатывание без преднамеренной выдержки времени обеспечивается электромагнитным расцепителем автомата.
Ток мгновенного расцепления определяется так называемой «характеристикой расцепления» или как ее еще называют — характеристика срабатывания.
Согласно ГОСТ Р 50345-2010 существуют следующие типы характеристик срабатывания автоматических выключателей:
Примечание: существуют так же и другие, нестандартные типы характеристик, о них мы говорили в статье «автоматические выключатели«.
Как видно из таблицы выше ток мгновенного расцепления указывается в виде диапазона значений, например характеристика «B» предполагает, что автомат обеспечит мгновенное расцепление при протекании через него тока в 3 — 5 раз превышающего его номинальный ток, т.е. если автоматический выключатель с данной характеристикой имеет номинальный ток 16 Ампер, то он обеспечит мгновенное расцепление при токе от 48 до 80 Ампер.
Определить характеристику срабатывания автоматического выключателя, как правило, можно по маркировке нанесенной на его корпусе.
2) Условный ток нерасцепления — установленное значение тока, который автоматический выключатель способен проводить, не срабатывая, в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.15) Согласно пункту 8.6.2.2 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток нерасцепления равен 1,13 номинального тока автомата.
3) Условный ток расцепления — установленное значение тока, которое вызывает срабатывание автоматического выключателя в течение заданного (условного) времени*. (ГОСТ Р 50345-2010, п. 3.5.16) Согласно пункту 8.6.2.3 ГОСТ Р 50345-2010 условный ток расцепления равен 1,45 номинального тока автомата.
* Условное время равно 1 ч для выключателей с номинальным током до 63 А включительно и 2 ч с номинальным током свыше 63 А. (ГОСТ Р 50345-2010, п.8.6.2.1)
Время-токовая характеристика автоматического выключателя определяется условиями и значениями приведенными в таблице 7 ГОСТ Р 50345-2010:
In — номинальный ток автоматического выключателя
