Характеристики электромагнитного расцепителя
Автоматический выключатель должен срабатывать, если в сети повышается ток до определенного уровня. Естественно, что в электрической сети возможны колебания токов нагрузки в определенных пределах. Зачастую эти колебания связаны с пусковыми токами. Например, при включении бытовых приборов, работа которых связана с пуском двигателей, в сети кратковременно возникает бросок тока. Автоматический выключатель не должен реагировать на подобные броски и не отключать нагрузку. Поэтому у них имеется нижний предел, до которого автомат не срабатывает.
При токах короткого замыкания, если автомат своевременно не отключится, то возможны негативные последствия. Чтобы выключение осуществлялось за минимально короткое время, в автомате предусмотрен электромагнитный расцепитель, который реагирует на токи, которые значительно больше токов перегрузки. Этот показатель еще называется током отсечки. Токи отсечки указываются буквами, которые находятся перед цифрами, которые соответствуют рабочему току автоматического выключателя.
Различают 3 типа автоматов, в зависимости от тока отсечки:
- В – автомат срабатывает при увеличении тока в 3-5 раз превышающего рабочий ток устройства.
- С – если ток в сети превышает рабочий ток автомата в 5-10 раз.
- Д – если ток нагрузки выше рабочего тока автоматического выключателя в 10-20 раз.
Выбор защитного автомата по данным критериям основан на том, в каком техническом состоянии находится электропроводка в доме, на даче или в квартире.
Поэтому:
- Автоматы с буквой «В» следует устанавливать там, где электрическая проводка достаточно сомнительная: в старых домах, на дачах, в селах, в поселках. Подобные автоматические выключатели трудно найти в магазинах и зачастую их приходится заказывать.
- Автоматы с буквой «С» пользуются большой популярностью и устанавливаются практически везде, после капитальных ремонтов, а также в новостройках.
- Автоматы с буквой «Д» больше распространены в производственных помещениях, где установлено электрооборудование с большими пусковыми токами.
Другими словами, наиболее распространенными считаются автоматы с буквой «С». Эти устройства наиболее подходят для защиты электрических сетей бытовых потребителей.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.
В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.
Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.
Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки
И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.
Каждый мастер желает знать… как рассчитать сечение кабеля для той или иной нагрузки. С этим приходится сталкиваться при проведении проводки в доме или гараже, даже при подключении станков — нужно быть уверенным, что выбранный сетевой шнур не задымится при включении станка…
Я решил создать калькулятор расчета сечения кабеля по мощности, т.е. калькулятор считает потребляемый ток, а затем определяет требуемое сечение провода, а также рекомендует ближайший по значению автоматический выключатель.
Силовые кабели ГОСТ 31996—2012
Расчет сечения кабеля по мощности производится в соответствии с таблицами нормативного документа ГОСТ 31996—2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией». При этом сечение указывается с запасом по току во избежания нагрева и возгорания провода, работающего на максимальном токе. А также я ввел коэффициент 10%, т.е. к максимальному току добавляется еще 10% для спокойной работы кабеля
Например, берем мощность нагрузки 7000 Вт при напряжении 250 Вольт, получаем ток 30.8 Ампер (добавив про запас 10%), будем использовать медный одножильный провод с прокладкой по воздуху, в результате получим сечение: 4 кв.мм., т.е. кабель с максимальным током 39 Ампер. Кабель сечением 2.5 кв.мм. на ток 30 Ампер использовать не рекомендуется, т.к. провод будет эксплуатироваться на максимально допустимых значениях силы тока, что может привести к нагреву провода с последующим разрушением электро изоляции.
Таблица сечения кабеля по току и мощности для медного провода
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Таблица сечения алюминиевого провода по потребляемой мощности и силе тока
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,0 |
Калькулятор расчета сечения кабеля
Онлайн калькулятор предназначен для расчета сечения кабеля по мощности.
Вы можете выбрать требуемые электроприборы, отметив их галочкой, для автоматического определения их мощности, либо ввести мощность в ватах (не в киловатах!) в поле ниже, затем выбрать остальные данные: напряжение сети, металл проводника, тип кабеля, где прокладывается и калькулятор произведет расчет сечения провода по мощности и подскажет какой автоматический выключатель поставить.
Надеюсь, мой калькулятор поможет многим мастерам.
Расчет сечения кабеля по мощности:
Требуемая мощность (выберите потребителей из таблицы):
Занимаясь прокладкой электропроводки в новом доме или заменой старой во время ремонта, каждый домашний мастер задается вопросом: а какое сечение провода нужно? И вопрос этот имеет большое значение, поскольку именно от правильного выбора сечения кабеля, а также материала его изготовления во многом зависит не только надежная работа электроприборов, но и безопасность всех членов семьи.
Выбор автомата по мощности нагрузки
Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.
Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U — I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.
Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.
Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника
| Тип электроприемника | cos φ |
| Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: |
|
| до 1 | 0,65 |
| от 1 до 4 | 0,75 |
| свыше 4 | 0,85 |
| Лифты и другое подъемное оборудование |
0,65 |
| Вычислительные машины (без технологического кондиционирования воздуха) |
0,65 |
| Коэффициенты мощности для расчета сетей освещения следует принимать с лампами: |
|
| люминесцентными | 0,92 |
| накаливания | 1,0 |
| ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА | 0,85 |
| то же, с некомпенсированными ПРА | 0,3-0,5 |
| газосветных рекламных установок | 0,35-0,4 |
Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.
Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.
Автоматические выключатели EKF
Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.
По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.
Сфера применения
Первое, что следует отметить — автоматический выключатель или просто «автомат» всегда включается вручную.
И выключается таким же способом, если не произошло автоматического срабатывания защитного механизма.
При анализе системы электроснабжения многоэтажного дома можно предметно определить назначение того или иного выключателя.
Для электропитания квартиры используются три типа автоматов:
- центральный;
- для цепей освещения;
- для приборов большой мощности.
Если расчет объемов потребляемой энергии выполнен правильно, то все эти выключатели будут находиться в рабочем состоянии сколь угодно долго.
Устройства используются в цепях запуска электрических двигателей, обогревающих установок, систем освещения и охлаждения.
Видео:
Особые условия эксплуатации для них не требуются, за исключением специально указанных.
При проектировании строительных объектов или электрических машин — обязательно выполняется расчет мощности нагрузки.
Или ступенчатой системы защиты от различных нарушений в электрической сети, в том числе и от короткого замыкания.
Пример выбора автоматического выключателя
Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.
Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.
Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.
Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.
Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.
Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.
Критерии выбора
Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.
Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя
По мощности нагрузки
Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.
Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.
Мощность нагрузки как критерий выбора
По сечению кабеля
Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.
Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4
Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время
По току короткого замыкания (КЗ)
Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер
Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.
По длительно допустимому току проводника
Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети
Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом. Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время
Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд
Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.
В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.
Маркировка выключателей
Перед тем как выбрать автоматический выключатель необходимо обследовать место его установки.
В том случае, кода новый прибор устанавливается на место отслужившего свой срок и морально устаревшего выключателя, не надо спешить и выбрасывать старый прибор.
Видео:
Нужно найти на нем маркировку и ознакомиться с ней. Найти и запомнить значение номинала по рабочему току. Новый включатель должен иметь такие же параметры.
Если они будут отличаться в большую сторону, то придется менять провода. Иначе защита от короткого замыкания будет не своевременной и не эффективной.
Приобретая автомат от производителя в фирменном магазине, нужно обращать внимание на обозначения, которые имеются на лицевой стороне. Здесь в предельно сжатой форме приведены все основные параметры выключателя
Важный показатель – предельное значение по рабочему току
Здесь в предельно сжатой форме приведены все основные параметры выключателя. Важный показатель – предельное значение по рабочему току.
Все модели выключателей делятся на три группы, которые обозначаются буквами B, C, D.
Есть таблица, в которой расшифрованы данные обозначения.
- «В» — означает, что тепловой размыкатель срабатывает через 5 секунд после трехкратного превышения тока нагрузки;
- «С» — срабатывает при пятикратной перегрузке через 2 секунды;
- «D» — автомат выдерживает десятикратные нагрузки, но в течение одной-двух секунд.
Какие бывают автоматы защиты
Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.
Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.
Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.
Автоматы для однофазной сети
Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.
Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты
Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.
Сечение кабеля для открытой электропроводки
Чтобы воспользоваться таблицами и правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, нам необходимо знать силу тока, или знать мощность всех бытовых электроприемников.
Ток рассчитывается по следующим формулам:
– для однофазной сети напряжением 220 Вольт:
где Р – сумма всех мощностей бытовых электроприемников, Вт;
U – напряжение однофазной сети 220 В;
cos(фи) – коэффициент мощности, для жилых зданий равен 1, для производства будет 0.8, а в среднем 0,9.
– для трехфазной сети напряжением 380 Вольт:
в этой формуле все тоже самое, как и для однофазной сети, только в знаменатель, т.к. сеть трехфазная, добавляем корень 3 и напряжение будет равно 380 В.
Чтобы выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, по вышеуказанным таблицам, достаточно знать сумму мощностей электроприемников данной кабельной линии (группы). Расчет тока все равно нам будет нужен при проектировании электрощита (выбор автоматов, УЗО или диф.автоматов).
Ниже приведены средние значения мощностей, наиболее распространенных бытовых электроприемников:
Зная мощность электроприемников, можно точно выбрать сечение кабеля для конкретной кабельной линии (группы) в доме или квартире, а значит и автомат (дифавтомат) для защиты этой линии, у которого номинальный ток должен быть ниже длительно-допустимого тока кабеля, определенного сечения. Если мы выбираем сечение кабеля из меди 2,5 кв.мм., который проводит сколько угодно долго ток до 21 А (скрытый способ прокладки), то автомат (дифавтомат) в электрощите для этого кабеля должен быть с номинальным током на 20 А, чтобы автомат отключался до того, как кабель начнет перегреваться.
Типовые сечения кабелей для электромонтажа в быту:
- В квартирах, коттеджах или частных домах, на розеточные группы прокладывают медный кабель 2,5 кв.мм.;
- Для осветительной группы – сечение кабеля из меди 1,5 кв.мм;
- Для однофазной варочной поверхности (электроплиты) – сечение кабеля 3х6 кв.мм., для трехфазной электроплиты – 5х2,5 кв.мм. или 5х4 кв.мм. в зависимости от мощности;
- Для остальных групп (духовые шкафы, бойлеры и т.д.) – по их мощности. А также от способа подключения, через розетку или черех клеммы. Например, если мощность духового шкафа более 3,5 кВт, то прокладывают кабель 3х4 и подключают духовку через клеммы, если мощность духовки меньше 3,5 кВт, то достаточно кабеля сечением 3х2,5 и подключение через бытовую розетку.
Чтобы правильно выбрать сечение кабеля и номиналы автоматов для электрощита частного дома, квартиры, нужно знать важные моменты, не знание которых, может привести к печальным последствиям.
Например:
- На розеточные группы выбирают сечение кабеля 2,5 кв.мм, но автомат при этом выбирают, с номинальным током не 20А, а 16А, т.к. бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16 А.
- Для освещения использую кабель 1,5 кв.мм., но автомат не более 10А, т.к. выключатели рассчитаны на ток не более 10А.
- Необходимо знать, что автомат пропускает ток до 1,13 раза больше своего номинала, сколько угодно долго, а при превышении номинала до 1,45 раза может отключиться только через 1 час. И всё это время кабель будет греться.
- Сечение кабеля правильно выбирать по скрытому способу прокладки, чтобы был необходимый запас прочности.
- ПУЭ п.7.1.34. запрещает использовать алюминиевую проводку внутри зданий.
Спасибо за внимание
