Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.
Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.
Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?
Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.
Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.
Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.
Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.
Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.
Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?
Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.
Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.
Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.
Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.
Выбор автомата по номинальному току
Рассмотренные формулы широко применяются в расчетах вводного автоматического выключателя. Применяя одну из них – I = P/209 при нагрузке Р в 1 кВт, получается сила тока для однофазной сети 1000 Вт/209 = 4,78 А. Результат можно округлить в большую сторону до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети не всегда соответствует 220 В.
Таким образом, получилась сила тока в 5 А на 1 кВт нагрузки. То есть, устройство мощностью более 1 кВт нельзя подключать, например, в удлинитель с маркировкой 5 А, поскольку он не рассчитан на более высокие токи.
Автоматические выключатели обладают собственным номиналом по току. Исходя из этого, легко определить нагрузку, которую они способны выдержать. Для упрощения вычислений существует таблица. Автомат номиналом 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, 8 А – 1,6 кВт, 10 А – 2 кВт, 16 А – 3,2 кВт, 20 А – 4 кВт, 25 А – 5 кВт, 32 А – 6,4 кВт, 40 А – 8 кВт, 50 А – 10 кВт, 63 А – 12,6 кВт, 80 А – 16 кВт, 100 А – 20 кВт. Исходя из этих же номиналов проводятся расчеты автомата по мощности на 380в.
Защита слабого звена электроцепи
Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.
Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.
Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:
Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.
Особенности работы однополюсного и двухполюсного АВ
Суть работы каждого из этих типов, в общем-то, можно понять из названия. Однополюсный автомат предназначен для отключения одной линии. Двухполюсник отличается от него тем, что контролирует рабочий процесс одновременно в двух линиях и сравнивает параметры потока электронов, определяя, соответствует ли он тому значению, которое допустимо для правильной работы сети. При превышении этих показателей аппарат срабатывает, отключая питание обеих линий одновременно.
У некоторых читателей может возникнуть вопрос: возможна ли замена двухполюсного автомата парой однополюсных выключателей? Делать этого нельзя ни в коем случае. Ведь в устройстве с двумя полюсами его элементы соединены не только общим рычажком, но и блокировочным механизмом.
Это значит, что при возникновении неполадок они отключатся одновременно, а в паре независимых друг от друга однополюсных АВ сработает только один автомат. Электрический ток в этом случае по-прежнему будет подаваться в неисправную цепь через включенный прибор, что может стать причиной возгорания проводки. Наглядно про попытки объединения на следующем видео:
Разница между этими двумя типами защитного выключателя кроется в устройстве расцепителя. Двухполюсный автомат должен обладать расцепляющим элементом, конфигурация которого позволяет одновременно выключать обе части устройства, как при автоматическом срабатывании, так и при ручном воздействии.
Если электрическая цепь в квартире – одноконтурная, то устанавливать в ней двухполюсный автомат незачем, поскольку нет необходимости в одновременной защите различных сегментов помещения. Но в случае, когда в одной из комнат установлено сложное оборудование, которое по своим параметрам не может быть включено в одну общую цепь, без многополюсника не обойтись.
Для наглядности рассмотрим такой пример. Допустим, в домашней сети имеется две линии, в одну из которых включен сложный прибор, и к нему поступает питание через выпрямитель.
Если произойдет нарушение в одной из линий, то в результате ее отключения подача питания на один контур станет причиной скачка напряжения, а значит, и возрастания других параметров. Если своевременно не сработает АВ второй линии, результатом станет выход прибора из строя, а возможно, и возгорание кабеля. Именно поэтому такая сеть должна быть защищена устройством на 2 полюса.
Что будет в обратной ситуации, когда пытаются разъединить многополюсный автомат, на видео:
Как рассчитать номинал автоматического выключателя?
Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.
Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.
Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.
Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.
Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:
Сколько киловатт выдержит автомат на 16, 25, 32 и 40 Ампер
Ранее на сайте elektriksam.ru публиковалась статья про расчеты нагрузки на кабель. Прочитать статью можно здесь: https://elektriksam.ru/raschet-nagruzki-na-kabel.html
Так вот, выбрали вы, например кабель, и под него требуется подобрать автомат, ну или наоборот, не столь важно. Главное знать, сколько этот самым кабель и автомат выдержит киловатт.
Поэтому перейдём сразу к делу. Выбирать автоматический выключатель нужно как можно ближе к той нагрузке, которую потребляет электроприбор. Например, у нас есть электрокотел мощностью в 6 кВт. То есть, автомат должен выдерживать 6 кВт нагрузки, но и не быть слишком мощным, чтобы в случае чего он смог автоматически выключиться.
Проще всего воспользоваться расчетом мощности автомата из следующей таблицы:
- Автомат на 10А выдержит порядка 2,2 кВт;
- Автомат на 16А выдерживает уже 3,5 кВт;
- Автомат на 25А должен выдержать 5,5 кВт нагрузки;
- Автомат на 32А способен выдержать нагрузку в 7 кВт.
Соответственно, если воспользоваться данной таблицей расчета автоматических выключателей, становится ясно, что для подключения электрического котла мощностью в 6 кВт необходим ближайший по значению автомат, а именно на 32 Ампера.
Можно, конечно же, поставить автоматический выключатель и на 25 Ампер, но он может сам выключатель от перегрузки, если котел будет работать на всю положенную ему мощность.
