Який вхідний автомат на 15 квт? Як проводиться розрахунок автоматичного вимикача
Ті часи, коли на електричних щиткахквартир або приватних будинків можна було зустріти традиційні керамічні пробки, які вже давно пройшли. Зараз повсюдно застосовуються автоматичні вимикачі нової конструкції- так звані автомати захисту.
Навіщо призначені ці пристрої? Як правильно зробити у кожному конкретному випадку? Звичайно, основна функція цих пристроїв полягає у захисті електромережі від коротких замикань та перевантажень.
Автомат повинен вимикатися, коли навантаження значно перевищує допустиму нормуабо при виникненні короткого замиканняколи значно зростає електричний струм. Однак він повинен пропускати струм і працювати в нормальному режимі, якщо ви, наприклад, одночасно включили пральну машинку та електропраску.
Що захищає автоматичний вимикач
Перш ніж підбирати автомат, варто розібратися, як він працює і що захищає. Багато людей вважають, що автомат захищає побутові прилади. Однак, це абсолютно не так. Автомату немає жодного стосунку до приладів, які ви підключаєте до мережі – він захищає електропроводку від навантаження.
Адже при перевантаженні кабелю або виникненні короткого замикання зростає сила струму, що призводить до перегріву кабелю і навіть займання проводки.
Особливо зростає сила струму при короткому замиканні. Величина сили струму може зрости до кількох тисяч ампер. Звичайно, ніякий кабель не здатний довго протриматися за такого навантаження. Тим більше, кабель перетином 2,5 кв. мм, який часто використовують для прокладання електропроводки у приватних домоволодіннях та квартирах. Він просто загориться, як бенгальський вогонь. А відкритий вогонь у приміщенні може спричинити пожежу.
Тому правильний грає дуже велику роль. Аналогічна ситуація виникає при перевантаженні - автоматичний вимикач захищає саме електропроводку.
Коли навантаження перевищує допустиме значення, сила струму різко зростає, що призводить до нагрівання дроту та оплавлення ізоляції. У свою чергу, це може призвести до короткого замикання. А наслідки такої ситуації передбачувані – відкритий вогонь та пожежа!
За якими струмами виробляють розрахунок автоматів
Функція автоматичного вимикачаполягає у захисті електропроводки, підключеної після нього. Основним параметром, яким виробляють розрахунок автоматів, є номінальний струм. Але номінальний струм чого, навантаження чи дроту?
Виходячи з вимог ПУЕ 3.1.4, струми уставок автоматичних вимикачів, які служать для захисту окремих ділянок мережі, вибираються по можливості менше розрахункових струмів цих ділянок або за номінальним струмом приймача.
Розрахунок автомата за потужністю (по номінальному струму електроприймача) виробляють, якщо дроти по всій довжині на всіх ділянках електропроводки розраховані на таке навантаження. Тобто допустимий струм електропроводки більше за номінал автомата.
Також враховується час струмова характеристика автомата, Але про неї ми поговоримо пізніше.
Наприклад, на ділянці, де використовується провід перетином 1 кв. мм, величина навантаження становить 10 квт. Вибираємо автомат по номінальному струму навантаження – встановлюємо автомат на 40 А. Що станеться у цьому випадку? Провід почне грітися і плавитися, оскільки він розрахований на номінальний струм 10-12 ампер, а через нього проходить струм 40 ампер. Автомат відключиться лише тоді, коли станеться коротке замикання. В результаті може вийти з ладу проводка і навіть трапиться пожежа.
Тому визначальною величиною для вибору номінального струму автомата є переріз струмопровідного дроту. Величина навантаження враховується лише після вибору перетину дроту. Номінальний струм, вказаний на автоматі, повинен бути меншим за максимальний струм, допустимий для проведення даного перерізу.
Таким чином, вибір автомата роблять за мінімальним перерізом дроту, який використовується у проводці.
Наприклад, допустимий струм для мідного дротуперетином 1,5 кв. мм становить 19 ампер. Значить, для даного дроту вибираємо найближче значення номінального струму автомата у менший бік, що становить 16 ампер. Якщо вибрати автомат зі значенням 25 ампер, то проводка грітиметься, оскільки провід даного перерізу не призначений для такого струму. Щоб правильно зробити, необхідно в першу чергу враховувати перетин дроту.
Розрахунок вступного автоматичного вимикача
Система електропроводки поділяється на групи. Кожна група має свій кабель з певним перетином і автоматичні вимикачі з номінальним струмом, що задовольняє цьому перерізу.
Щоб вибрати перетин кабелю та номінальний струм автомата, потрібно зробити розрахунок передбачуваного навантаження. Цей розрахунок роблять, підсумовуючи потужності приладів, які будуть підключені до ділянки. Сумарна потужність дозволить визначити струм, що протікає через проводку.
Визначити величину струму можна за такою формулою:
- Р – сумарна потужність всіх електроприладів, Вт;
- U - напруга мережі, (U=220 В).
Незважаючи на те, що формула застосовується для активних навантажень, які створюють звичайні лампочки або прилади нагрівальним елементом(Електрочайники, обігрівачі), вона все ж таки допоможе приблизно визначити величину струму на даній ділянці. Тепер нам потрібно вибрати струмопровідний кабель. Знаючи величину струму, ми по таблиці зможемо вибрати перетин кабелю даного струму.
Після цього можна робити для електропроводки цієї групи. Пам'ятайте, що автомат повинен вимкнутись раніше, ніж відбудеться перегрів кабелю, тому номінал автомата вибираємо найближче менше від розрахункового струму.
Дивимося на величину номінального струму на автоматі і порівнюємо її з максимально допустимою величиною струму для дроту з цим перетином. Якщо допустимий струм для кабелю менший за номінальний струм, вказаний на автоматі, вибираємо кабель з великим перетином.
Схожі матеріали на сайті:
При проектуванні електромережі нового будинку для підключення нових потужних приладів, в процесі модернізації електрощита доводиться здійснювати вибір автоматичного вимикача для надійної електричної безпеки.
Деякі користувачі недбало ставляться до цієї задачі, і можуть не замислюючись підключити будь-який наявний автомат, аби працювало, або при виборі орієнтуються за такими критеріями: подешевше, щоб не сильно по кишені било, або по потужніше, щоб зайвий раз не вибивало.
Дуже часто така недбалість і незнання елементарних правил вибору номіналу запобіжного пристрою призводить до фатальних наслідків. Ця стаття ознайомить з основними критеріями захисту електропроводки від перевантаження та короткого замикання, для можливості правильного виборузахисного автомата відповідно до потужності споживання електроенергії.
Коротко принцип роботи та призначення захисних автоматів
Автоматичний вимикач при короткому замиканні спрацьовує практично миттєво завдяки електромагнітному розщеплювальнику. При певному перевищенні номінального значення струму біметалічна пластина, що нагрівається, відключить напругу через деякий час, яку можна дізнатися з графіка час струмової характеристики.
Даний запобіжний пристрій захищає проводку від КЗ та понад струми, що перевищують розрахункове значення для даного перерізу дроту, які можуть розігріти струмопровідні жили до температури плавлення та займання ізоляції. Щоб цього не сталося, потрібно не лише правильно підібрати захисний вимикач, відповідний потужності пристроїв, що підключаються, але і перевірити, чи витримає наявна мережа такі навантаження.
Зовнішній вигляд трьох полюсних автоматичних вимикачів
Провід повинен відповідати навантаженню
Дуже часто буває, що в старому будинку встановлюється новий лічильник, автомати, ПЗВ, але проводка залишається старою. Купується багато побутової техніки, підсумовується потужність і під неї підбирається автомат, який справно тримає навантаження всіх увімкнених електроприладів.
Начебто все правильно, але раптом ізоляція проводів починає виділяти характерний запах і дим, з'являється полум'я, а захист не спрацьовує. Це може статися, якщо параметри електропроводки не розраховані на .
Припустимо, поперечний переріз жили старого кабелю - 1,5 мм, з максимально допустимою межею по струму в 19А. Приймаємо, що одночасно до нього підключили кілька електроприладів, що становлять сумарне навантаження 5кВт, що в струмовому еквіваленті становить приблизно 22,7А йому відповідає автомат 25А.
Провід буде розігріватися, але цей автомат залишатиметься увімкненим весь час, поки не відбудеться розплавлення ізоляції, що спричинить коротке замикання, а пожежа вже може розгоратися повним ходом.
Захистити найслабшу ланку електропроводки
Тому, перш ніж зробити вибір автомата відповідно навантаження, що захищається, потрібно переконатися, що проводка дане навантаженнявитримає.
Згідно з ПУЕ 3.1.4 автомат повинен захищати від перевантажень найслабшу ділянку електричного ланцюга, або вибиратися з номінальним струмом, відповідним струмам електроустановок, що підключаються, що знову ж таки передбачає їх підключення провідниками з необхідним поперечним перетином.
При ігноруванні цього правила не варто називати неправильно розрахований автомат і проклинати його виробника, якщо слабка ланка електропроводки викличе пожежу.
Розплавлена ізоляція дротів
Розрахунок номіналу автомата
Припускаємо, що проведення нове, надійне, правильно розраховане, і відповідає всім вимогам. У цьому випадку вибір автоматичного вимикача зводиться до визначення відповідного номіналу з типового ряду значень, виходячи з розрахункового струму навантаження, що обчислюється за такою формулою:
де Р – сумарна потужність електроприладів.
Мається на увазі активне навантаження(освітлення, електронагрівальні елементи, побутова техніка). Такий розрахунок повністю підходить для домашньої електромережів квартирі.
Допустимо розрахунок потужності проведений: Р = 7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Вибираємо відповідний автомат на 32А з низки значень: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.
Цей номінал трохи менше розрахункового, але практично не буває одночасного включення всіх електроприладів у квартирі. Також варто враховувати, що на практиці спрацьовування автомата починається зі значення в 1,13 рази більше від номінального, через його час струмової характеристики, тобто 32 * 1,13 = 36,16А.
Для спрощення вибору захисного автомата існує таблиця, де номінали автоматів відповідають потужності однофазного та трифазного навантаження:
Таблиця вибору автомата струму
Знайдений за формулою у наведеному прикладі номінал найбільш близький за значенням потужності, яке зазначено у виділеному червоному осередку. Також, якщо ви хочете розрахувати струм для трифазної мережі, при виборі автомата, ознайомтесь зі статтею про
Підбір захисних автоматів для електричних установок(Електродвигуни, трансформатори) з реактивним навантаженням, як правило, не проводиться за потужністю. Номінал і тип підбирається відповідно до робочого та пускового струму, зазначеного в паспорті даного пристрою.
Для підвищення безпеки електропроводку в квартирі потрібно ділити на кілька ліній. Це окремі автомати для освітлення, розеток кухні, інших розеток. Побутові приладивеликої потужності з підвищеною небезпекою(електроводонагрівачі, пральні машини, електричні плити), потрібно включати через ПЗВ.
Зручний монтаж автоматів у щитку
ПЗВ вчасно зреагує на витік струму та відключить навантаження. Для правильного вибору автомата важливо врахувати три основні параметри; - номінальний струм, комутаційну здатність відключення струму короткого замикання та клас автоматів.
Розрахунковий номінальний струм автомата – це максимальний струм, який розрахований на тривалу роботу автомата. При струмі вище номінального відбувається відключення контактів автомата. Клас автоматів означає короткочасну величину пускового струму, коли автомат ще спрацьовує.
Пусковий струм неодноразово перевищує номінальне значення струму. Усі класи автоматів мають різні перевищення пускового струму. Усього є 3 класи для автоматів різних марок:
— клас В, де пусковий струм може бути більшим від номінального від 3 до 5 разів;
- клас С має перевищення струму номіналу в 5 - 10 разів;
клас D з можливим перевищенням струму номінального значення від 10 до 50 разів.
Маркування автоматичного вимикача
У будинках, квартирах використовують клас С. Комутаційна здатність визначає величину струму короткого замикання при миттєвому вимкненні автомата. У нас використовуються автомати з комутаційною здатністю 4500 ампер, зарубіжні автомати має струм к. з. 6000 ампер. Можна використовувати обидва типи автоматів, російські та зарубіжні.
Розрахунок автоматичного вимикача
Вибирати автомати можна з розрахунком струму навантаження або перерізу електропроводки.
Розрахунок автомата за струмом
Підраховуємо всю потужність навантажень на автомат. Плюсуємо потужності всіх споживачів електрики, і за такою формулою:
отримуємо розрахунковий струмавтомата.
P-сумарна потужність всіх споживачів електрики
U – напруга мережі
Округлюємо розрахункову величину отриманого струму у більшу сторону.
Розрахунок автомата з перерізу електропроводки
Щоб вибрати автомат можна скористатися таблицею 1. Вибраний за перетином електропроводки струм, зменшують до нижньої величини струму автомата, зниження навантаження електропроводки.
Вибір номінального струму перетину кабелю. Таблиця №1
Для розеток автомати беруть струм 16 ампер, оскільки розетки розраховані струм 16 ампер, для освітлення оптимальний варіант автомата 10 ампер. Якщо ви не знаєте перетин електропроводки, тоді його легко розрахувати за формулою:
S – переріз дроту у мм²
D – діаметр дроту без ізоляції в мм
Другий метод розрахунку автоматичного вимикача є кращим, так як він захищає схему електропроводки в приміщенні.
Для вибору автомата за потужністю навантаження необхідно розрахувати струм навантаження, і підібрати номінал автоматичного вимикача більше рівному отриманому значенню. Значення струму, виражене в амперах однофазної мережі 220 Ст зазвичай перевищує значення потужності навантаження, виражене в кіловатах в 5 разів, тобто. якщо потужність електроприймача ( пральної машини, лампочки, холодильника) дорівнює 1,2 кВт., то струм, який протікатиме у дроті або кабелі дорівнює 2,4 А (1,2 кВт * 5 = 6,0 А). У розрахунку на 380 Ст, у трифазних мережах, все аналогічно, тільки величина струму перевищує потужність навантаження у 2 рази.
Коефіцієнт потужності – безрозмірна фізична величина, Що характеризує споживача змінного електричного струмуз погляду наявності у навантаженні реактивної складової. Коефіцієнт потужності показує, наскільки зсувається по фазі змінний струм, що протікає через навантаження, щодо напруги, що додається до неї.
Чисельно коефіцієнт потужності дорівнює косінус цього фазового зсуву або cos φ
Косинус фі візьмемо з таблиці 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 "Проектування та монтаж електроустановок житлових та громадських будівель"
Таблиця 1. Значення Cos φ залежно від типу електроприймача
Приймемо наш електроприймач потужністю 1,2 кВт. як побутовий однофазний холодильник на 220В, cos приймемо з таблиці 0,75 як двигун від 1 до 4 кВт.
Розрахуємо струм I = 1200 Вт/220В * 0,75 = 4,09 А.
Тепер найправильніший спосіб визначення струму електроприймача- Взяти величину струму з шильдика, паспорта або інструкції з експлуатації. Шильдик із характеристиками є майже на всіх електроприладах.
Загальний струм лінії (наприклад розеткової мережі) визначається підсумовуванням струму всіх електроприймачів. За розрахованим струмом вибираємо найближчий номінал автоматичного автоматау велику сторону. У прикладі для струму 4,09А це буде автомат на 6А.
Дуже важливо відзначити, що вибирати автоматичний вимикач лише за потужністю навантаження є грубим порушенням вимог пожежної безпекиі може призвести до спалаху ізоляції кабелю або дроту і як наслідок до виникнення пожежі. Необхідно при виборі враховувати ще й перетин дроту чи кабелю.
За потужністю навантаження правильніше вибирати переріз провідника. Вимоги щодо вибору викладені в основному нормативному документідля електриків під назвою ПУЕ (Правила Пристрої Електроустановок), а точніше в розділі 1.3. струму, що відповідає його перерізу.
Вибір автомата перетину кабелю
Розглянемо проблему вибору автоматичних вимикачів для домашньої електропроводки докладніше з урахуванням вимог пожежної безпеки. електричних мереждо 1 кВ.», оскільки напруга мережі у приватних будинках, квартирах, дачах дорівнює 220 чи 380В.
Напруга 220В. - однофазна мережа використовується в основному для розеток та освітлення.
380В. - це в основному мережі розподільні - лінії електропередач, що проходять вулицями, від яких відгалуженням підключаються будинки.
Відповідно до вимог вищезгаданого розділу, внутрішні мережіжитлових та громадських будівель мають бути захищені від струмів КЗ та перевантаження. Для виконання цих вимог були винайдені апарати захисту під назвою автоматичні вимикачі(автомати).
Автоматичний вимикач "автомат"- це механічний комутаційний апарат, здатний включати, проводити струми при нормальному стані ланцюга, а також включати, проводити протягом заданого часу і автоматично відключати струми в зазначеному аномальному стані ланцюга, таких як струми короткого замикання та перевантаження.
Коротке замикання (КЗ)- Електричне з'єднання двох точок електричного ланцюга з різними значеннями потенціалу, не передбачене конструкцією пристрою і порушує його нормальну роботу. Коротке замикання може виникати внаслідок порушення ізоляції струмопровідних елементів або механічного зіткнення неізольованих елементів. Також, коротким замиканням називають стан, коли опір навантаження менший за внутрішній опір джерела живлення.
Струм перевантаження- Захист від струмів КЗ і перегріву необхідний для пожежної безпеки, для запобігання загоряння проводів і кабелів, і як наслідок пожежі в будинку.
Довго допустимий струм- величина струму, що постійно протікає по провіднику, і не викликає надмірного нагрівання дроту або кабелю.
Величина довго допустимого струму для провідників різного перерізу і матеріалу представлена нижче.
Вибір автомата струму короткого замикання КЗ
Вибір автоматичного вимикача захисту від КЗ (короткого замикання) складає підставі розрахункового значення струму КЗ кінці лінії. Розрахунок відносно складний, величина залежить від потужності трансформаторної підстанції, перерізу провідника та довжини провідника тощо.
З досвіду проведення розрахунків та проектування електричних мереж найбільш впливовим параметром є довжина лінії, у нашому випадку довжина кабелю від щитка до розетки або люстри.
Т.к. у квартирах та приватних будинках ця довжина мінімальна, то такими розрахунками зазвичай нехтують та вибирають автоматичні вимикачі з характеристикою «C», можна звичайно використовувати «В», але тільки для освітлення всередині квартири або будинку, т.к. такі малопотужні світильники не викликають високого значення пускового струму, а вже в мережі для кухонної техніки, що має електродвигуни, використання автоматів з характеристикою не рекомендується, т.к. можливе спрацювання автомата при включенні холодильника або блендера через скачування пускового струму.
Вибір автомата за довго допустимим струмом (ДДТ) провідника.
Вибір автоматичного вимикача для захисту від перевантаження або від перегріву провідника здійснюється на підставі величини ДДТ для ділянки проводу або кабелю, що захищається. Номінал автомата повинен бути меншим або дорівнює величині ДДТ провідника, зазначеного в таблиці вище. Цим забезпечується автоматичне відключенняавтомата під час перевищення ДДТ у мережі, тобто. частина проводки від автомата до останнього електроприймача захищена від перегріву, і як наслідок виникнення пожежі.
Приклад вибору автоматичного вимикача
Маємо групу від щитка до якої планується підключити посудомийну машину-1,2 кВт, кавоварку – 0,6 кВт та електрочайник – 2,0 кВт.
Вважаємо загальне навантаження та обчислюємо струм.
Навантаження = 0,6 +1,6 +2,0 = 4,2 кВт. Струм = 4,2 * 5 = 21А.
Дивимося таблицю вище, під розрахований нами струм підходять всі перерізи провідників крім 1,5 мм для міді і 1,5 і 2,5 по алюмінію.
Вибираємо мідний кабель із жилами перетином 2,5 мм2, т.к. купувати кабель більшого перерізупо міді немає сенсу, а алюмінієві провідники не рекомендуються до застосування, а може й заборонені.
Дивимося шкалу номіналів автоматів, що випускаються - 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Автоматичний вимикач для нашої мережі підійде на 25А, тому що на 16А не підходить тому що розрахований струм (21А) перевищує номінал автомата 16А, що викличе його спрацьовування, при включенні всіх трьох електроприймачів відразу. Автомат на 32А не підійде тому, що перевищує ДДТ обраного нами кабелю 25А., що може викликати перегрів провідника і як наслідок пожежа.
Зведена таблиця для вибору автоматичного вимикача однофазної мережі 220 В.
| Номінальний струм автоматичного вимикача А. | Потужність, кВт. | Струм, 1 фаза, 220В. | Перетин жил кабелю, 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 |
Зведена таблиця для вибору автоматичного вимикача трифазної мережі 380 В.
| Номінальний струм автоматичного вимикача, А. |
Потужність, кВт. | Струм, 1 фаза 220В. | Перетин жив кабелю, 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* |
