Mebelhoff.ru

Мебель HOFF
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи

Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи

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

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

Номинальные токи автоматов

В зависимости от номиналов автоматы могут использоваться в сетях с различной токовой нагрузкой, по типу применения их условно разделяют на три основные группы – слаботочные, средней и высокой мощности. В таблице автоматических выключателей указаны номинальные токи для однофазной и трехфазной сети при наличии медной проводки. Эти данные соответствуют номинальному значению при температуре не выше +30 градусов, при увеличении температуры номинальный ток понижается.

Сечение кабеля, мм2 при медной проводке

Номинальный ток автомата, Ампер

Мощность, кВт однофазной нагрузки в сети 220 В

Мощность, кВт трехфазной нагрузки, в сети 380 В

Автоматические выключатели слабого тока

Условно к этой группе относят выключатели малого тока с номиналом до 3 Ампер. Эти автоматы не используются ни в бытовых, ни в промышленных целях, а лишь для специализированного применения на некоторых устройствах с маленькой токовой нагрузкой. Для примера: мощность прибора, который можно было бы защитить автоматическим выключателем в 3 А, составила бы всего 0,66 кВт в однофазной сети.

Автоматические выключатели среднего тока

Это самые распространенные в быту автоматы с номинальным током до 32 Ампер. Они способны защитить электрическую сеть с общей мощностью всех приборов до 7 кВт, то есть обычную квартиру или даже частный дом с увеличенным энергопотреблением. Нужно помнить, что номинальный ток автоматического выключателя рассчитывается исходя из общей мощности всех приборов, бытовой техники и электрооборудования, одновременно подключаемых к электрической сети. Так, при номинальном токе автомата в 32 А можно одномоментно пользоваться отопительными приборами, водонагревателем, крупной и мелкой техникой, если их общая мощность не превышает 7 кВт. Особняком стоят электроплиты и варочные панели, обычно их потребляемая мощность довольно высока, к тому же эти приборы очень часто используются на полную нагрузку, то есть работают сразу все комфорки. Вот почему на варочные панели и электрические плиты всегда рекомендуется устанавливать отдельный автоматический выключатель, номинальный ток которого обычно составляет 32 А.

Читайте так же:
Автоматический выключатель стационарный применение

На группы осветительных приборов можно устанавливать автоматы от 6 Ампер, но опять же – следует исходить из сечения проводки. Чаще всего распределительные боксы выглядят вот так:

Пример номинального тока автоматических выключателей в частном доме

Здесь автомат 32 А отвечает только за электроплиту, три автомата по 25 А отвечают за группы приборов по зонам – первый этаж частного дома, второй этаж частного дома, на баню также идет отдельный автомат.

Автоматические выключатели высокого тока

Условно автоматические выключатели с номинальными токами от 40 Ампер относят к группе автоматов высокого тока. Это хороший выбор для загородных домов, если в доме полно электроприборов большой мощности – водонагреватели, обогреватели, системы газового и водного отопления, электропечи и электрокамины, теплые полы. При выборе мощных автоматов нужно внимательно делать расчеты, поскольку даже небольшие отклонения могут привести к перегреву проводки.

Расчет номиналов автоматов

На основании того, что сечение кабеля и максимальная нагрузка тесно взаимосвязаны друг с другом, зная хотя бы один параметр, можно без особых усилий вычислить остальные. Для удобства рекомендуется использовать таблицу выбора по подключению и мощности.

Номинальный токСечение проводникаНапряжение
380 В220 В
1 А0,5 мм.кв.2,4 кВт
15 А0,75 мм.кв.3,3 кВт
17 А1 мм.кв.11 кВт3,7 кВт
23 А1,5 мм.кв.15 кВт5 кВт
30 А2,5 мм.кв.19 кВт6,6 кВт
41 А4 мм.кв.26 кВт9 кВт

Расчет автоматического выключателя.

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

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока

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

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U

P — общая мощность

U — напряжение в сети Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

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

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по <сечению проводки.

Читайте так же:
Выключатель под старину наружный

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

Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.

Номинальный ток

Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше тока нагрузки. Выбираем ближайший больший номинал из существующих. Для модульных выключателей ряд такой: 0,5; 1; 1,6; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63. В реальности надо выбирать из следующего ряда (т.к. автоматы с остальными номиналами поставляются под заказ и стоят ощутимо дороже): 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Сразу предостерегу от выбора номинала автомата «с запасом». Например, при расчетном токе нагрузке в 22А выбрать автомат с номиналом 50А. Есть п.3.14 ПУЭ , который требует номинал автомата «во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.)».

Токовые номиналы автоматов

Начнем с того, что все характеристики автоматических выключателей располагаются на их корпусе. Поэтому найти их не проблема. Что касается номинального тока автомата, то электрики считают его основной характеристикой. По сути, это максимальное значение силы тока, которое автомат может выдержать, не отключая питающую электрическую сеть. Как только фактическая сила тока превысит номинальную, автомат сработает и отключает цепочку.

Надо сразу же отметить, что номиналы автоматических выключателей стандартизированы, то есть, имеют определенные цифровые значения. Вот этот стандартный ряд: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 А. Некоторые европейские производители выпускают приборы с номиналом 125 ампер.

Внимание! Все эти величины обязательно указываются на корпусе самого автомата, и они действительны при температуре окружающей среды, равной +30С. Уж так повелось.

Именно температура эксплуатации действует на токовую нагрузку автомата. И чем в данном случае выше температура, тем ниже токовую нагрузку может выдержать данный защитный прибор. Есть еще один момент, который определяет способ установки автоматов. Обычно в распределительном щите они устанавливаются друг к другу, прижатые плотно. Каждый автоматический выключатель в процессе работы выделяет тепло, ведь через него проходит электричество. Поэтому каждый прибор действует на соседний, увеличивая температуру последнего. При этом чем больше устройство по токовому номиналу, тем больше оно выделяет тепловой энергии.

Читайте так же:
Как подключиться выключатель с индикатором

Необходимо отметить, что многие производители автоматических выключателей в каталогах своих изделий обязательно указывают поправочные коэффициенты, с помощью которых можно правильно рассчитать номинал тока в зависимости от температуры окружающего воздуха. Это упрощает провести правильный выбор.

И это еще не все. Некоторые бытовые приборы при включении выделяют так называемый пусковой ток. Он обычно больше номинального в пять-шесть раз, что опять-таки будет влиять на повышение нагрузки в питающей сети. Правда, такие токи кратковременные и на кабель они никакого влияния не имеют, а вот автомат на них может реагировать. Правда, все будет зависеть от второй характеристики данного прибора – времятоковой.

Что обозначает этот физический показатель? В принципе, все достаточно просто. При перегрузе сети, особенно когда нагрузка зависит от пускового момента бытового прибора, происходит отключение автомата. Но так как данная нагрузка является краткосрочной, то иногда нет необходимости отключать питающую сеть. Получается так, что автомат дает возможность прибору включиться, и при этом он не отключает подачу электроэнергии в электрическую разводку здания.

Но тут есть один нюанс. Сколько времени требуется бытовому прибору войти в штатный режим работы, насколько быстро он включается? То есть, как долго будет действовать пусковой ток? Именно временной показатель и закладывается в эту характеристику автоматического выключателя. Это создает условия, при которых отключение автомата будет уменьшено.

Существует несколько автоматов с разными времятоковыми нагрузками.

  • Тип-А. Это устройство применяется в линейных сетях, в которых длина электрической разводки очень большая, или где установлены полупроводниковые приборы. Выдерживает перегруз в 2-3 раза.
  • Тип-В. Обычно устанавливают в сети с активной нагрузкой и малой кратностью пускового токового момента. Обычно такие автоматы используются на участках, в которые устанавливаются освещение, печи, обогреватели и так далее. Перегруз составляет 3-5 номинальных нагрузок.
  • Тип-С. Монтируется в сети с умеренными токовыми нагрузками. Это обычно розеточные группы, куда подключаются кондиционеры, холодильники. Выдерживает превышение номинала в 5-10 раз.
  • Тип-D. Используется в цепях, где установлены агрегаты с высоким пусковым током. Это могут быть компрессоры, насосы, небольшие станки. Превышение составляет 10-20 номиналов.
  • Тип-К. используется в электрических цепях с индуктивными нагрузками. Превышение: 8-12.
  • Тип-Z. Такие автоматы устанавливаются в цепи, в которые подключены электронные приборы. Они чувствительны к сверхтокам.
Читайте так же:
Автоматические выключатели авв с электронными расцепителями

Если говорить о бытовом применении, то чаще всего в электроразводки устанавливают типы «B» и «C», редко «D».

Итак, как определить на самом автоматическом выключателе обе характеристики? Обычно на корпусе можно встретить вот такое обозначение: «С16» или любое другое, главное, чтобы это была буква латинского алфавита и число. Это говорит о том (в данном случае), что номинал автоматического выключателя по току составляет 16 ампер, а времятоковая характеристика относит данный прибор к типу «С». То есть, этот автомат будет некоторое время выдерживать силу тока, равную 80-160 ампер. Обычно время срабатывания автомата равно 0,1 секунды.

Выбор автоматических выключателей

Нельзя приобретать автомат с поврежденным корпусом, с видимыми трещинами, сколами. Так же нельзя применять автоматы с большим, чем расчетный номинал тока. В первую очередь автоматический выключатель выбирается исходя из характеристик вашей электропроводки и нагрузок.

Выбор автоматических выключателей 04

Как выбрать автоматический выключатель

Автоматы следует приобретать в специальных магазинах и известных производителей автоматических выключателей. Стоимость таких автоматов конечно выше, но она уйдет на второй план, если это касается вашей безопасности. Выбор автоматических выключателей осуществляют по таким критериям как;

— число полюсов автомата;
— длительное рабочее напряжение;
— максимальный допустимый рабочий ток выключателя;
— отключающая способность;
— селективность автомата.

Определение числа полюсов автомата

Выбор числа полюсов автомата зависит от типа электросети. При однофазной сети число полюсов может быть 1 или 2, т. е. автомат может быть однополюсным или двухполюсным.

Выбор автоматических выключателей 02

Подключение однополюсного и трехполюсного автоматического выключателя

В быту при однофазной сети на вводе и для отдельных автоматов используют однополюсные конструкции. Двухполюсные автоматы можно использовать на вводе. В этом случае вероятность срабатывания двухполюсного автомата увеличивается вдвое, в трехфазных сетях используют автоматы на три или четыре полюса.

Номинальное напряжение автомата

Пластиковый корпус автомата содержит сведения о его характеристиках и его рабочем напряжении, которое должно быть Uном ≥ Uсети равное или больше сетевого напряжения.

Выбор автоматических выключателей 05

Основные характеристики автоматического выключателя маркированы на его корпусе

Выбор автоматического выключателя по току нагрузки

Для защиты электропроводки от перегрева при высокой нагрузке должны учитываться условия:

  1. Ток, потребляемый электрической цепью не должен превышать номинальный ток автомата, при этом номинальный ток автомата также не должен быть больше номинального расчетного тока для этого сечения проводов электропроводки.
Читайте так же:
Выключатель мкп 110 размеры

Iэл <=Iном <=Iпров,
где, Iэл — номинальный ток нагрузки,
Iном — номинальный ток автомата,
Iпров — расчетный ток электропроводки.

  1. Ток срабатывания автомата от перегрузки должен быть в 1,45 раз меньше максимального значения тока электропроводки. Iперег <= 1,45 Iпров. Ниже приводится таблица для групп автоматов B, C, D характеристик срабатывания тепловой и электромагнитной защиты. Таблица 1.

Таблица характеристик срабатывания

По таблице видно, что автомат отключится при перегрузке в 13% номинального тока через время, равного или больше 1 часа. Если нагрузка достигнет 45% номинального значения тока, то тепловая защита автомата отключит нагрузку меньше чем за один час.

Для электромагнитной защиты автомата типа В с трехкратной перегрузкой, время срабатывания будет 0,1 секунды и больше, а при пятикратной перегрузке защита сработает за время меньше 0,1 секунды.

Отключающая способность

Это характеристика учитывает способность автомата отключать контакты без залипания от токов короткого замыкания. Эти значения токов к. з. указаны на корпусе выключателя.

Лучше выбирать автоматы с гарантированной способностью отключаться при токах к. з. равных 3 – 4,5 килоампер. На стоимость здесь не смотрят — это все-таки ваша безопасность.

Селективность автоматического выключателя

Значение селективности автомата показывает возможность автоматического выключателя отключать только те участки электрической цепи, где произошло короткое замыкание или перегрузка. Чтобы автомат обладал хорошей селективностью, нужно сделать правильный выбор по параметрам и классу автомата.

Выбор автоматических выключателей 03

Пример селективности автоматических выключателей

Для хорошей селективности вводной автомат должен иметь значение номинального тока больше, чем автоматы в группах, но не превышать максимальный ток электропроводки. В группах автоматы подбираются по току нагрузки данной группы. То есть при коротком замыкании на кухне, отключится автомат кухонной розеточной группы, а не освещения.

Тепловая нагрузка нескольких автоматов установленных в ряд

Когда автоматические выключатели расположены в электрощите в ряд, то температура автоматов вырастет и номинальный ток автомата уменьшится на поправочный коэффициент К таблицы 2.

Коэффициент К

На таблице 3 указана зависимость номинального тока от внешней температуры, которую также нужно учитывать при выборе автоматического выключателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector