Таблица выбора автомата по мощности

Защитный автомат – важный элемент любой электропроводки в бытовом или производственном помещении. Другое название – автоматический защитный выключатель, АЗВ. Он предохраняет электрические цепи от токов перегрузок и короткого замыкания, предупреждает температурный перегрев электропроводки, выполняет оперативное отключение при возникновении аварийных режимов. Для того, чтобы правильно подобрать необходимый тип защитного автомата и избежать возможных возгораний электропроводки ввиду неправильного монтажа, следует уметь выбирать необходимую модификацию исходя из сечения проводов, максимальной нагрузки потребителей и времени срабатывания.

Виды автоматов

Современные защитные автоматы различаются по многим параметрам. Для того, чтобы правильно подобрать необходимое электротехническое устройство, необходимо знать основные характеристики и принцип действия.

Скорость отключения

Показатель первостепенной важности. Именно от оперативности обесточивания электрической цепи зависит её сохранность и противопожарная безопасность здания. При возникновении токов короткого замыкания защитный автомат должен обесточить цепь в пределах 0,03-0,05 сек. По данному критерию устройства подразделяют на:

• защитные автоматы с уставкой 4500 ампер. Они применяются для защиты большого производственного здания или нескольких жилых комплексов;
• автоматы с пределом срабатывания 10 000 ампер. Их используют в промышленности для защиты тяговых трансформаторов и дросселей от перенапряжений;
• автоматы до 30 ампер используют в бытовых целях: частных жилых домах, квартирах, хозяйственных постройках.

Мощные автоматы могут оборудоваться "масляной ванной", в которой происходит размыкание сиовых контактов. Она предназначена для гашения электрической дуги

Число силовых контактов - "полюсов"

По данному критерию автоматы классифицируются на одно-, двух-, трёх- и реже четырёхполюсные. Для бытовой электросети достаточно двухполюсного автомата. Промышленные объекты используют мощные трёхполюсные или четырёхполюсные защитные устройства.

Однополюсные АЗВ имеют самую простую конструкцию и применяются в отдельных участках электрической цепи. К такому устройству обычно подключается всего два провода - вход и выход, являющиеся проводником одной фазы. Такие автоматы предназначены для защиты от кратковременных перегрузок, отличаются оперативностью срабатывания и надёжностью в работе.

Двухполюсные автоматы подключают в общую электрическую цепь. При возникновении аварийных режимов они одновременно прерывают цепь фазного и нулевого провода. Это более совершенное техническое устройство. Оно способно защитить полностью отдельное помещение от токов короткого замыкания, температурных перегрузок и резонансных напряжений.

Токовая характеристика

Каждое защитное устройство имеет индивидуальные токовые показатели. При нормальной синусоиде протекающего тока срабатывания защиты  не происходит. Как только колебания пиков напряжения в электрической сети превысят допустимые пределы, автомат выполнит оперативное отключение. Это и называется временно-токовой характеристикой. Она показывает разность между текущей токовой нагрузкой и номинальными предельными значениями.

Маркировка

Номиналы автоматов по току принято маркировать буквами латинского алфавита. Они подразделяются на три общепринятых класса:

• "В" - отключаются в пределах временного промежутка от 5 до 20 секунд. Значение тока отключения составляет 300-500% от номинального режима. За это время автомат нагревается, и термопара производит разрыв цепи. Для повторного включения необходима пауза для остывания контактов. По принципу действия устройство схоже со стандартными бытовыми "пробками";
• "С" - имеют быстродействующую защиту, отключаются за время, не превышающее 10 секунд. Способны выдерживать десятикратную перегрузку и применяются для защиты мощных электроцепей небольшого производственного участка или просторного частного дома;
• "D" - устройства промышленного назначения, имеющие трёх- или четырёхполюсную конструкцию. Их устанавливают в цепи электродвигателей, трансформаторов и сглаживающих реакторов общепромышленного назначения. Сила тока, отключающая автомат, может составлять 10-15-кратную величину от номинальной, время отключения не превышает, как правило, 5-7 секунд.

Следует вопрос: «Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат?».

Подбор автомата по мощности, сечению провода и нагрузке

Чем больше сечение кабеля, тем выше номинальный ток срабатывания. Это основное правило. Провода и токонесущие кабели большого сечения способны пропускать токи высокого номинала ввиду низкой сопротивляемости проводника. От выбранного тока уставки зависит температурный режим работы проводки. Когда предельная величина срабатывания подобрана некорректно, защита не будет отключать цепь даже при протекании повышенных токов. Это приведёт к перегреву электропроводки.

Максимальный номинальный ток используемого выключателя зависит от:

• количества жил проводки или кабеля;
• типа электрической цепи: одно- или трёхфазная.

Зная сечение кабеля, измеряемое в мм2, тип кабеля: одно- или многожильный, можно выбрать тип уставки и номинальный ток выключателя. Они подразделяются на классы: A,B,C,D,E,F. Класс F имеет самый высокий предел срабатывания - 125 ампер. Для удобства выбора автомата по сечению кабеля применяется расчётная таблица.

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для различных электроприборов и оборудования существуют дифференцированные время-токовые характеристики. К примеру, теплонагреватели обладают исключительно активной нагрузкой. Для них необходимо делать расчёт автомата класса "В". Электродвигатели бытового и промышленного назначения имеют активную и индуктивную нагрузку. Для них подбирают защиту "С"-класса. Мощные двигатели с отдельным пускателем требуют установки автоматов класса "D".

При расчёте автомата по мощности нагрузки руководствуются заявленной производителем мощностью, измеряемой в кВт и кривой отключения, определяемой по токовым характеристикам прибора или оборудования.

Для выбора защитного автомата по мощности необходимо знать ток нагрузки или выполнить его расчёт по характеристикам потребителей. Зная номинальный ток, можно выбрать АЗВ больше или равным полученному значению. Как правило, сила тока в однофазной сети напряжением 220В превышает мощность потребителя в 5 раз. Если мощность утюга равняется 2 кВт, то протекающий в цепи ток будет приближаться к значению 10 ампер. Для трёхфазных сетей мощность тока в два раза превышает мощность потребителя.

Ток рассчитывается по формуле:

I= P/U

Для достоверного и полного расчёта пользуются понятием "коэффициента мощности" - Cos φ. Его значение берут из справочника по монтажу электроустановок потребителей. Коэффициент мощности показывает поправку на коэффициент полезного действия прибора или оборудования. К примеру, для бытового утюга он не превышает 75%. Это значит, что 3/4 потребляемой энергии идёт на полезную работу, а 1/4 составляет потери. Тогда формула будет иметь вид:

I= P/U*0,75

Если конечное значение получено не целым числом, а, допустим, 4,83, то автомат выбирают, округляя показания тока в большую сторону.

Выбор автомата по току КЗ

Возникновение токов короткого замыкания, приводящих к наиболее пагубным последствиям как электрической цепи, так и помещения - распространённое явление. Они могут возникнуть из-за неисправности бытового электроприбора, поломки потребителя, неправильно смонтированной проводки. Выбор автоматов по току короткого замыкания определяется эмпирическим путём на основании данных по суммарной мощности.

Подбор автомата по току КЗ выполняется на основании расчётного показателя в конечной точки линии. Расчёт мощности автомата сложен для простого обывателя. Он учитывает коэффициент трансформации подстанции энергоснабжения, сечение, длину и химический состав проводника.

Для простоты расчётов обычно используют суммарную длину всей электрической линии. Её измеряют от выхода электрощитка до точки подключения потребителя. И так по всем участкам помещения, квартиры, дома.

В частных домах и стандартных квартирах такой длиной пренебрегают, так как она мала и не оказывает существенного влияния на выбор автомата по мощности нагрузки. Обычно приобретают автоматические выключатели категории "С". Реже покупают категорию "В", но она подходит лишь для систем освещения, не имеющей высоких пусковых токов. Если применяется стиральная машина, компактные станки, пусковые электродвигатели, циркуляционные насосы, то обязательна установка автомата с маркировкой "С".

Особенности работы

Есть определённые особенности работы защитного автомата. К примеру, в доме установлена стиральная машина мощностью 5 кВт, включен утюг мощностью 1,5 кВт и работает всё освещение общей мощностью 4 кВт. Суммарная потребляемая мощность достигает 10,5 кВт. Используя формулу, P=I/U, мы получаем текущий ток, равный 10500/220=47,7 ампера. То автомат на 16 ампер при этом не отключается. Специфика заключается во временной токовой амплитуде. На корпусе АЗВ нанесена маркировка "С16". Она означает, что временный ток должен достигнуть, как минимум, десятикратной перегрузки, т.е. 470 ампер. Такое возможно только при кратковременном замыкании электропроводки в цепи потребителя. Длительный ток не превышает 16 ампер, поэтому автомат остаётся во взведённом состоянии и работает устойчиво.

Качественное изделие всегда имеет технический паспорт, в котором изображена вольт-амперная временная токовая характеристика. Профессионалы пользуются ей для оценки уровня соответствия защитного устройства параметрам электрической цепи. Расчёт автоматического выключателя – ответственный и важный этап проектирования электрической цепи.

Переводные формулы

Часто встаёт вопрос: «как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?». Для этого необходимо знать номинальное напряжение сети. Чаще всего встречается однофазная сеть напряжением 220В. Для определения мощности при длительной величине тока в один ампер нужно умножить единицу измерения на вольтаж. Таким образом, при умножении 220 вольт на 1 ампер получается 220 Ватт. Для трёхфазной сети применяются поправочные коэффициенты. Они показывают коэффициент полезного энергопотребления и могут находиться в диапазоне от 0,67 до 0,95.

Примеры ошибок

Ошибки при выборе автоматических выключателей распространены среди электриков, не знающих элементарных правил подбора.

Для того, чтобы защита была смонтирована профессионально и не стала причиной потенциальной опасности, стоит знать:

• количество участков силовой цепи, которые необходимо оборудовать АЗВ;
• номинальное рабочее напряжение и количество фаз;
• полюсность автомата;
• допустимый номинальный ток электропроводки;
• величину допустимого длительного тока в жгуте проводов.

Часто на вводе электричества в жилое помещение устанавливают однополюсные автоматы, что недопустимо. На входе должна устанавливаться только двухполюсная токовая защита. Многие пытаются смонтировать двухполюсный выключатель только в две фазы трёхфазной цепи, что также является критической ошибкой. выбор автомата по сечению кабеля  для 220 в и 380 вольт должен выполняться в строгом соответствии с таблицей.

Не следует включать в высоконагруженную сеть промышленного оборудования автоматы классов "С" и "В". Для этого существует класс "D". Если есть сомнения касаемо общей мощности цепи, следует выбрать автомат с "запасом" и установить защиту номиналом выше. Правильно подобранные номиналы автоматов по току – гарантия безопасной эксплуатации здания, предотвращение рисков возгорания и возникновения токов перегрузок.

Наиболее распространённая ошибка многих электриков, в том числе и имеющих опыт работы,- неправильный расчёт номинального тока электросети. Это происходит из-за того, что не учитывается сечение электропроводки, суммарная мощность потребителей, которые могут работать одновременно, ошибочные мощностные характеристики приборов. Ни в коем случае нельзя устанавливать автомат большой мощности, если при включении единственного потребителя, к примеру, утюга, произошло срабатывание защиты. Это указывает, что в проекте электропроводки допущен просчёт или неправильный монтаж проводов. Установка автомата повышенного номинала приведёт к тепловым перегрузкам в сети и , возможно, станет причиной воспламенения изоляции.

Начинающим электрикам в таком случае подойдёт онлайн расчёт автомата по мощности. Для этого достаточно открыть одну из версий популярного приложения, ввести технические данные и получить искомое значение тока уставки.

Таблица автоматических выключателей также служит хорошей «шпаргалкой» при затруднении в правильном подборе АЗВ. Зная сечение и тип электропроводки, мощность цепи, можно подобрать уже готовый тип автомата нужной категории.