Автоматический выключатель подбор по параметрам

Автоматический выключатель: подбор мощности и тока

Главная страница » Автоматический выключатель: подбор мощности и тока

Автоматические выключатели фактически применяются везде, где для решения различных задач используется электрическая энергия. Корректный подбор этого неотъемлемого компонента электрической схемы – гарантии целостности электроприборов и безопасности для пользователей. Между тем, выбрать автоматический выключатель без оглядки на инструкции, для неискушённого пользователя совсем непросто. Инструкция же предлагает два варианта подбора приборов – по мощности либо по току. Рассмотрим оба варианта для полноценного представления.

Автоматические выключатели — стратегия выбора

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В одной из предыдущих статей я уже писал, что у меня давно появилась идея создания простого понятного пошагового алгоритма выбора электрических аппаратов защиты. Было желание создать универсальный пошаговый алгоритм-стратегию, который бы был применим для любых случаев и отражал бы мою концепцию комплексного подхода.

Комплексный подход при выборе электрических аппаратов защиты я подробно изложил в публикации как правильно выбирать автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы. Там же вы можете посмотреть подробное видео. Напомню, что при выборе электрических аппаратов защиты необходимо учитывать три основных факторах . В этом — суть комплексного подхода.

В курсе Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство, в соответствии с этими факторами подробно рассмотрены принцип работы автоматических выключателей, их устройство, основные параметры и технические характеристики, методика расчета, выбор необходимого сечения кабеля и другие вопросы.

Пошаговый алгоритм выбора УЗО я уже подробно рассматривал в предыдущей публикации.

На страницах этого сайта опубликовано много материалов по автоматическим выключателям. В завершении материалов курса предлагаю вам обобщающий комплексный алгоритм выбора — стратегию выбора автоматических выключателей.

Алгоритм универсальный, выполняя последовательно восемь основных шагов, вы рассчитаете и выберите автоматический выключатель для любого применения в быту.

Стратегия выбора автоматических выключателей — универсальный пошаговый алгоритм выбора.

Пройдемся вкратце по каждому из восьми этапов.

ВНИМАНИЕ!

Полностью подробно весь алгоритм выбора от… и до…, с конкретным обзором и расчетами каждого этапа смотрите в ВИДЕО в конце этой статьи.

1 этап.

Рассчитываем номинальный ток автоматического выключателя.

Для этого вначале необходимо рассчитать ток в линии. Причем расчет тока в линии будет отличаться для одиночного потребителя и для группы потребителей. Также учитывается тип сети — однофазная 220В или трехфазная 380В.

Затем выбираем номинал автомата, основываясь на полученном в расчете значении.

После этого выбираем сечения, учитывая допустимые токовые нагрузки и материал токопроводящей жилы.

2 этап.

Выбираем тип время-токовой характеристики.

Для этого нам необходимо знать характер подключаемой нагрузки.

Время-токовую характеристику автоматических выключателей я подробно рассматривал в одной из статей по автоматическим выключателям, входящую в курс Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Подробно описание этого этапа, также как и других, смотрите в видео ниже.

3 этап.

При выборе автоматических включателей необходимо правильно организовать селективность их работы.

При содлюдении селективности, в случае возникновения в защищаемой линии тока перегрузки или короткого замыкания, должен сработать только автомат, который защищает эту линию.

4 этап.

Выбираем необходимую предельную коммутационную способность — ПКС, учитывая ряд факторов.

5 этап.

Определяем необходимый класс токоограничения. Этот параметр напрямую влияет на надежность, безопасность и долговечность электропроводки.

При правильно выбранном классе токоограничения при коротких замыканиях изоляция электропроводки не подвергается повышенному нагреву, что снижает риск возникновения возгорания.

6 этап.

На этом этапе, в зависимости от используемого типа электросети, выбираем конструктивное исполнение — количество занимаемых модулей.

Это позволит определится с тем, сколько модулей аппарат занимает на DIN-рейке и в конечном итого определить необходимый размер электрического щита.

7 этап.

Следующим шагом выбираем дополнительные параметры.

Из статьи, посвященной основным характеристикам автоматических выключателей, мы помним, что существуют исполнения для эксплуатации в различных климатических условиях, также автоматы выпускаются с различной степень защиты от внешней среды, также нормируются параметры электрической сети.

8 этап.

На завершающем этапе мы выбираем фирму (торговую марку) производителя, и по каталогу выбираем конкретную серию аппарата.

Более развернуто и детально стратегию выбора автоматических выключателей с подробным описанием каждого этапа смотрите в видео

Автоматические выключатели — пошаговый алгоритм выбора:

Рекомендую материалы по теме:

Рабочий или номинальный ток

Главное условие выбора автоматического выключателя по мощности заключается в расчете по предполагаемой величине её потребления защищенной устройством проводки. Нежелательно использовать автомат с завышенным током, так как велика вероятность не срабатывания защиты при возникшей перегрузке. Могут расплавиться провода, что грозит возникновением пожара.

Перед тем, как выбрать автомат по мощности, необходимо учесть сечение использованного для проводки кабеля и придерживаться следующих соотношений:

Для более точного определения номинального тока автомата следует подсчитать мощность всех бытовых приборов, используемых в здании, а затем поделить её на напряжение тока в сети – 220В.

[attention type=red]Важно! Информацию о номинальном токе (номинал автомата) можно увидеть на лицевой стороне автоматического выключателя.[/attention]

Буква слева от номинального тока подскажет время-токовую характеристику.

Эта характеристика указывает на особенность реагирования мгновенного расцепителя автомата на возникающую в сети перегрузку (например, при включении слишком мощного обогревателя в квартире).

[blockquote_gray]Управлять освещением можно не только с помощью выключателя. Можно установить специальный детектор, который реагирует на появление человека или его уход из поля зрения устройства. Для того, чтобы научиться, как подключить датчик движения к лампочке, достаточно усвоить несколько простых правил.

Ознакомиться с рекомендациями, как выбрать такой прибор, можно здесь, а подробная инструкция по разным схемам его подключения будет полезной для правильной настройки датчика движения.[/blockquote_gray]

Если к сети будут подключаться приборы с невысоким потреблением, подойдет автомат с характеристикой В или С. В случае использования более мощных приборов, выбирается характеристика D или К – чаще всего такие автоматы устанавливаются на производстве, где к сети подключены мощные электродвигатели.

• Тип В – разрывается цепь, если ток в три-пять раз больше номинального. Применяется для старой проводки, или проводки запитанной от воздушных линий с большой протяженностью (например, в загородных домах).
• Тип С – если ток в пять-десять раз больше номинального. Самый распространенный тип, применяемый во всех городских электросетях.
• Тип D – если ток в десять-двадцать раз больше номинального. Подходит для промышленного применения.

Принцип работы автоматического выключателя

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

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции.

Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Существует несколько типов устройств, которые могут контролировать работу проводки и, при необходимости, отключать электрическую энергию.

• Автоматы электрические разновидности:
• миниатюрные (мини-модели);
• воздушные (открытое исполнение);
• закрытые выключатели в литом корпусе;
• УЗО (Устройства защитного отключения);
• автоматические выключатели, дополнительно оснащенные УЗО (дифференциальные).

Миниатюрные устройства рассчитаны на работу в сетях с небольшой нагрузкой, как правило, у них нет функции дополнительной регулировки. Этот модельный ряд представляют автоматы с отключающей способностью, рассчитанной на ток осечки от 4,5 до 15А.

Поэтому их используют чаще всего в бытовой проводке, т. к. для производственных мощностей необходима более высокая сила тока.

Очень популярны модели производства компании Schneider Electric. В продаже есть автоматы с номиналами от 2 до 125 А, что позволяет подобрать отдельное устройство даже для небольшой группы приборов, к примеру, для подключения освещения или другого электрооборудования (бра, электрочайник и т.д.).

Если требуются устройства с более высоким номиналом, скажем, для контроля работы электрических сетей, к которым подключаются мощные потребители, выбираются автоматические выключатели воздушного типа. Их номинал тока отсечки на порядок выше, чем у миниатюрных моделей.

Как правило, они производятся в трехполюсном исполнении, но сейчас многие компании, в том числе и ИЭК, изготавливают четырехполюсные модели.

Монтаж автоматических выключателей производиться в специальном шкафу, где установлены DIN-рейки для их крепления. Распределительные шкафы с соответствующим классом защиты (не менее IP55) допускается размещать на открытом пространстве (столбы, уличные щитовые и т.д.).

Влагозащищенный корпус, выполненный из тугоплавких материалов, обеспечивает должный уровень безопасности.

Модельная линия этих автоматических выключателей допускает незначительное отклонение (до 10 %) от оговоренных характеристик. Самым большим достоинством этих автоматов перед миниатюрными является возможность настройки рабочих параметров устройства.

Для этого используются специальные вставки, при помощи которых можно контролировать силу тока на контактах. Иными словами, при установке на активный контакт калиброванной вставки появляется возможность изменить параметры выключателя, что в некоторых условиях позволяет расширить номинальные характеристики.

Независимо от диапазона действия и номиналов, автоматические выключатели имеют одинаковый размер всего модельного ряда, единственным изменяющимся габаритом является ширина (модульность). Она зависит от количества полюсов (их может быть 2 и более).

Автоматические выключатели монтируются в вертикальном положении, за исключением устройств в исполнении свыше 5000А и 6300А. Они могут использоваться для установки на открытой местности или в специальных щитовых.

Преимуществом таких приборов является наличие дополнительных контактов и соединений, что значительно расширяет область использования и возможности монтажа.

Закрытые автоматические выключатели изготовлены в литом корпусе, выполненном из тугоплавкого материала. Благодаря этому они являются полностью герметичными и подходят для использования в экстремальных условиях.

В среднем, модельный ряд таких автоматов используется при токе до 200 Ампер и напряжении до 750 Вольт.

1. По принципу действия они делятся на следующие типы:
2. регулируемые;
3. тепловые;
4. электромагнитные.

В зависимости от потребностей, нужно выбрать оптимальный принцип работы приборов. Самыми точными считаются устройства электромагнитного типа, т. к. они определяют среднеквадратичное значение активных токов и срабатывают при коротком замыкании. Это позволяет заранее предупредить все негативные последствия.

Любой из перечисленных типов устройств может быть изготовлен в одном из четырех стандартных типоразмерах, с током отсечки в диапазоне от 25 до 150 А. Исполнение может быть двух, трех и четырех полюсным, что позволяет их использовать при подключении к сети электропитания как жилых, так и производственных помещений.

Автоматы в электромагнитном исполнении прекрасно зарекомендовали себя как устройства, которые могут контролировать работу двигателей станочного или другого оборудования. Отличительной чертой является способность противостоять токовым импульсам силой до 70000 Ампер.

Номинальный ток срабатывания обозначен на корпусе устройства. УЗО нельзя считать самостоятельными приборами для защиты сетей от перенапряжения. Их рекомендуется использовать либо в тандеме с автоматами, либо сразу покупать выключатель, оснащенный дополнительным устройством защиты (дифференциальные автоматы).

При этом, во время монтажа проводки УЗО устанавливается перед автоматами, а не наоборот. В противном случае, прибор может просто сгореть при высоких импульсах тока короткого замыкания.

Основные элементы и маркировка

• В конструкцию выключателя входят два элемента, которые реагируют на превышение силой тока установленного диапазона значений:
• Биметаллическая пластина под воздействием проходящего тока нагревается и, изгибаясь, надавливает на толкатель, который разъединяет контакты. Это «тепловая защита» от перегрузки.
• Соленоид под воздействием сильного тока в обмотке генерирует магнитное поле, которое давит сердечник, а тот уже воздействует на толкатель. Это «токовая защита» от короткого замыкания, которая реагирует на такое событие значительно быстрее, чем пластина.

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

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

Тип «D» используют в подсобных помещениях или столярках при наличии оборудования с электродвигателями, которые имеют большие показатели пусковой мощности. Существует два стандарта для устройств отключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий промышленный (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2).

Они отличаются незначительно и автоматы обоих стандартов можно использовать для жилых помещений. По номинальному току стандартный ряд автоматов для использования в бытовых условиях содержит приборы со следующими значениями: 6, 8, 10, 13 (редко встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Номиналы автоматических выключателей по току

Чтобы выбрать правильные номиналы для домашних и производственных автоматических выключателей, используется специальная таблица:

Рассчитать номиналы автоматических выключателей также очень просто. Нужно выделить группу приборов, к примеру, это будет чайник, лампа, холодильник, после чего нужно узнать их мощность для определения номинальной силы тока.

• Воспользуемся законом Ома: I=P/U, где:
• I – сила тока, потребляемого оборудованием (А);
• P – мощность оборудования (Вт);
• U – напряжение электросети (В).

К примеру, чайник у нас мощностью 1,5кВт (1500Вт), лампа – 100Вт, холодильник – 300Вт; итого общее значение будет равно 1,9кВт (1900Вт), высчитываем номинальный ток: I=1900/220 = 8,6. Ближайший автомат по току срабатывания – 10А. Естественно, на практике этот показатель будет больше, современная проводка должна быть рассчитана на ток нагрузки не менее 16А.

Например, рассмотрим автомат 16 ампер сколько киловатт выдерживает. По таблице выше, видим, что мощность в однофазной сети составляет 3,5 кВт. Автоматы с такими номиналами ставят на отдельные группы розеток, которые выдержат современный масляный обогреватель (Max 2,5 кВт) или электрочайник (Max 2,0 кВт), но не оба эти электроприбора одновременно.

Небольшое завышение параметров вреда не принесет, а от занижения может произойти замыкание и пожар. Специалисты рекомендуют при большом количестве ампер использовать не один мощный автомат, а несколько со средним номиналом – так обеспечивается большая надежность работы.

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

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

5 Обращайте внимание на цены и качество устройств, а также на репутацию производителя

УЗО. Фото: Leroy Merlin

Избегайте покупать устройства нижнего ценового диапазона: они отличаются крайне низким качеством и не только недостаточно эффективно защищают систему энергоснабжения, но могут сами стать источником опасности. Надёжнее выбирать продукцию крупных компаний, качество которой гарантируется репутацией производителя и успешной практикой использования. Вряд ли разумно делать из собственной дачи площадку для экспериментов с защитным оборудованием малоизвестных брендов или вовсе безымянным.

Фото: Schneider Electric

Редакция благодарит компанию Eaton за помощь при подготовке материала статьи.