Як розрахувати і вибрати автоматичний вимикач по маркуванню току (потужності) || AxiomPlus

1. Що таке номінальний струм?
2. Як розрахувати автоматичний вимикач
3. Розрахунок для 220В
4. Розрахунок для 380В
5. Якщо неправильно вибрати номінальний струм?
6. Що таке характеристика розчеплення та як її вибрати?
7. Що буде якщо вибрати не той клас?
8. Чому б просто не ставити максимальну затримку?
9. На що впливає відключає здатність?
10. Яку здатність, що відключає вибрати?
11. Чому виробники не роблять високу здатність, що відключає «всюди»?
12. Як і на що впливає кількість полюсів?
13. У яких випадках потрібно захищати нейтраль?
14. Коли не можна ставити 2P і 4P

Для ефективного захисту мережі необхідно вибрати оптимальні параметри, часто зазначені в маркуванні.

З маркування нескладно розшифрувати найбільш значущі для вибору характеристики. Іноді в маркуванні вказується назва серії виробника та інше. Кожен бренд випускає бюджетні, середньоцінові і преміальні серії, по ним легше зорієнтуватися з вибором. Проте для ефективності насамперед потрібно визначити, який Вам потрібен номінал.

Що таке номінальний струм?

Це максимальний пропускається струм, на який не реагує теплової расцепитель. Підбирається він по:

• Перетину кабелю - площі зрізу, достатньою, щоб пропустити певне навантаження і при цьому нагрітися не вище безпечної температури;
• Піковому навантаженні на лінії - розрахункова сумарна потужність мережі, коли працює максимальна кількість споживачів.

В даному випадку в пріоритеті перетин кабелю. Не можна ставити захист більше, ніж кабель може безпечно пропустити. В іншому випадку він буде сильно нагріватися, до того, як зреагує автомат і виникне аварійна ситуація.

Фактично, перетин і навантаження взаємопов'язані. Справа в тому, що будь-який кабель пропускає навантаження, обмежену перетином. Його значення розраховується ще на етапі планування. Наприклад, світлові лінії - малопотужні, для них досить 0,5мм² або 0,75мм². Для розеткових силових ліній зазвичай беруть 1,5мм² і більше. А вже під перетин підбирається номінал. В свою чергу, як вибрати перетин кабелю, ми розглядали .

Як розрахувати автоматичний вимикач

Виходячи з того, що він взаємопов'язаний з максимальним навантаженням і перетином кабелю, знаючи хоча б один з параметрів, легко підібрати інші. Для зручності скористайтеся таблицею вибору по потужності та підключення.

Перетин провідника Номінальний струм Напруга 220В 380В 0,5 мм2 1А 2,4 кВт - 0,75 мм 2 15А 3,3 кВт - 1 мм2 17А 3,7 кВт 11 кВт 1,5 мм2 23А 5 кВт 15 кВт 2,5 мм2 30А 6,6 кВт 19 кВт 4 мм2 41А 9 кВт 26 кВт

Якщо щиток знаходиться в приміщенні, необхідно брати номінал максимально близький до сили струму. Але, враховуйте температуру навколишнього середовища, так як вона впливає на характеристики.

Тепловий расцепитель працює за рахунок біметалічної пластини, яка при нагріванні деформується і пускає в хід механізм розчеплення контактів. Таким чином в приміщеннях з мінусовою температурою теплова пластина буде довше нагріватися і «гальмувати» з реакцією, тому беріть номінал нижче. У саунах, на вулиці під сонцем і інших місцях, де завжди жарко, беріть вище, так як там реакція расцепителя буде швидше.

Проте для чистоти розрахунків будемо орієнтуватися на середні значення. Так як в побуті найчастіше застосовується одна фаза, з неї і почнемо.

Розрахунок для 220В

Якщо не знаєте перетин дроту, підбирайте номінал за сумарною потужністю споживачів. Розглянемо приклад, коли стоїть завдання захистити від КЗ розеткову групу на кухні. Там постійно або час від часу працює:

Побутова техніка Потужність, Вт Холодильник 400 Вт Мікрохвильова 1000 Вт Блендер 300 Вт Електрочайник 1000 Вт Соковижималка 400 Вт Разом 3100 Вт

Припустимо, що на соковижималку, електрочайник і блендер відведена одна розетка (та й в принципі складно уявити, щоб все працювало одночасно), і вони не будуть включатися одночасно. Беремо найпотужніший з цих трьох споживачів - чайник (1000 Вт). Таким чином максимальна ймовірна навантаження виходить 2400Вт (2,4 кВт).

Щоб дізнатися силу струму (I), потрібно максимальну потужність (P) поділити на напругу (U). І так, значення I в піку складе:

2400Вт / 220В = 10,9 А.

Беремо найближчий номінал - 10А. Виникає питання, 10,9А - більше 10А, хіба тоді «Не виб'є»?

Чи не встигне, тому що для нагріву расцепителей потрібен час. Наприклад, якщо на автомат в 10А подати 15А, то він спрацює приблизно через 8 хв, а при 11А буде нагріватися 20 хв, поки не розірве контакти. З огляду на, що електрочайник вимкнеться через 3-5 хвилин, мережева навантаження впаде раніше, ніж зреагує расцепитель.

Зазвичай в побутових мережах прийнято ставити 32А або 25А на вводі, 16А і 10А - на розетки і 6А на освітлення. Але, щоб отримати більш ефективний захист від перевантажень, не полінуйтеся зробити розрахунки.

У багатьох приватних будинках і квартирах новобудов робиться трифазний введення і тут розрахунок робиться трохи інакше.

Розрахунок для 380В

Для трьох фаз застосовується формула: I = P / (U × cos φ × √3).
В даному окремому випадку коефіцієнт потужності (cos φ) для побутової мережі умовно дорівнює 1, а √3 ≈ 1,73.
Уявімо, що Вам потрібно захистити від КЗ трифазну електроплиту максимальною потужністю 4 кВт.
При включенні всіх конфорок на максимум, значення I складе:

4000Вт / (380 × 1,73) = 6,08 А.

Найближчий варіант - 6А його і вибираємо. За аналогією розраховується номінальна сила струму і для інших трифазних споживачів. У будь-якому випадку, до його розрахунку варто поставитися з великою увагою, інакше помилка може дорого обійтися.

Якщо неправильно вибрати номінальний струм?

Ви можете зробити дві помилки - взяти занадто великий, або занадто маленький номінал. Якщо взяти занадто мало, то при пікових навантаженнях буде пропадати світло. В таких умовах Ви будете обмежені в електропостачанні, тому що не зможете взяти з мережі максимум допустимої потужності.

З іншого боку, деякі користувачі беруть номінал «із запасом». Це робити недоцільно з двох причин:

• При перевищенні допустимої потужності проводка почне плавитися до того, як спрацює расцепитель. В результаті обгорають розетки, іноді трапляються пожежі;
• Ви переплатите гроші, тому що чим більше характеристики, тим вище вартість.

У будь-якому випадку при помилковому виборі у Вас буде неефективний захист від перевантажень. Тому, краще не піддаватися себе і своє житло невиправданого ризику.

Не рідкість і ситуації, коли номінальний струм обраний правильно, але світло все одно вибиває, при тому що проводка ціла і всі споживачі електричного струму справні. Найчастіше така проблема виникає через неправильно обраної характеристики розчеплення, іноді званої класом або типом.

Що таке характеристика розчеплення та як її вибрати?

Побутова техніка, що працює на електродвигунах, видає пускові струми, часто в кілька разів перевищують потужність, зазначену в технічному паспорті. Наприклад, той же холодильник на 400Вт на старті зазвичай видає 1000-1200Вт.

Щоб не було миттєвої реакції на короткочасний стрибок навантаження, потрібна затримка. За її тривалості і визначається характеристика розчеплення.

У побуті застосовуються три класи:

• B - європейський стандарт з найменшою затримкою перед спрацьовуванням. Ставиться на лінії без передбачуваних пускових струмів: освітлення, нагрівальне обладнання та ін .;
• C - характеризується середньою затримкою перед спрацьовуванням. Ставиться на комбіновані розеткові і силові лінії, де частково включені споживачі, що працюють на електродвигунах. Найпопулярніший варіант в будинках, квартирах, офісах та ін .;
• D - з найбільшою затримкою, ставиться на лінії з потенційно високими пусковими струмами: свердловина, полив, гараж та ін.

У кожного класу визначається закономірність між перевантаженням і часом спрацьовування. По ній були виведені криві відключення.

Як бачите з графіка, чим більше навантаження перевищує номінал, тим швидше нагріється і спрацює расцепитель.

Але, при досягненні певного навантаження, расцепитель спрацьовує миттєво, сприймаючи високу потужність на старті в якості КЗ.

Виглядає значення миттєвого відключення наступним чином:

• B - 3-5 In;
• С - 5-10 In;
• D - 10-20 In, де In - номінал.

Щоб було зрозуміліше, уявіть що Ви вибрали In 10А і клас B. При різкому стрибку навантаження понад 30А (що в 3 рази більше), ланцюг розірветься менше ніж за секунду. Клас C зробить миттєве відключення тільки від 50А (в 5 разів більше).

Для кожної мети застосування оптимально підходить відповідна характеристика розчеплення, тому ніколи нею не нехтуйте.

Що буде якщо вибрати не той клас?

У побуті дуже часто зустрічаються проблеми нібито помилкового спрацьовування. Наприклад, Ви почали ремонт, включаєте в розетку перфоратор і «бамс» - різко зникло світло (при середній потужності 800Вт, перфоратор видає на старті 2400Вт).

А вся причина в тому, що на захищається розетки швидше за все варто автомат класу С. У такій ситуації можливі два рішення:

1. Тягнути перенесення від розетки з класом захисту D;
2. Вимкнути всі споживачі з лінії, поки потужності не вистачить для запуску перфоратора.

Обидва рішення викличуть додатковий клопіт, тому краще відразу вибирайте підходящу характеристику.

Чому б просто не ставити максимальну затримку?

Це досить поширений питання серед недосвідчених користувачів, і судячи по форумах, він виникає досить часто. А причин не вибирати клас вище необхідного всього дві:

• Чим менше затримка перед спрацьовуванням, тим безпечніше мережу. Справа в тому, що кожну зайву секунду жили в проводах будуть все більше нагріватися, від чого поступово збільшується знос всієї проводки. Притому затримка буде не тільки при пусковому струмі, але і при реальній перевантаження, від чого часто оплавляється ізоляція;
• Висока вартість. У більшості виробників класи B і C йдуть в однакову ціну, але D - традиційно дорожче. Виходить, так Ви просто переплатите за менш ефективний захист.

Характеристика спрацьовування розчеплювача була створені не спроста, і нехтувати нею як мінімум нерозумно. Вона так само важлива, як і номінал.

Правильно підібрані характеристики - запорука ефективності, але щоб у відповідальний момент не сталося біди, не економте і на відключає здібності.

На що впливає відключає здатність?

При короткому замиканні расцепитель зреагує тільки в тому випадку, якщо сила КЗ не перевищує здатність, що відключає. Мінімальний показник 3 кА, але в побуті, особливо в новобудовах, де нова проводка, часто трапляються і більш потужні замикання. В такому випадку расцепитель просто не розірве ланцюг, так як злипнуться контакти і загориться кабель до того, як він встигне зреагувати.

Це як раз той випадок, коли краще не економити. Але, як визначити скільки кА буде досить?

Яку здатність, що відключає вибрати?

У характеристиках Ви напевно знайдете показники 6кА, 20ка і навіть 50кА. Чому б, наприклад, не поставити вдома 35кА?

Справа в тому, що в цьому немає необхідності. Щоб виник настільки високий розряд, необхідна велика перетин проводів, а також джерело, який його виробить. Зазвичай ток КЗ в побутової проводці не перевищує 5кА.

Європейський стандарт рекомендує ставити вдома автомати не нижче 6 кА (!). У старих проводках зазвичай вистачає і 4,5 кА так, як у них вище знос і дроти чисто технічно не зможуть пропустити стільки електрики.

Тому брати менше 3кА не можна, а вище 6кА особливого сенсу немає.

Виняток - введення в квартиру, де стоїть захист всієї мережі. Зазвичай в щиток заводять товстий кабель з високим потенціалом провідності, тому краще перестрахуватися і поставити 10кА.

Чому виробники не роблять високу здатність, що відключає «всюди»?

Головна причина - збільшиться собівартість. Для досягнення високих показників виробники застосовують високоякісні дорогі матеріали, з напиленням срібла, золота та інших металів. Це в рази збільшує вартість конструкції.

Тому, брати в квартиру десяток автоматів вище 6 кА недоцільно, Ви даремно переплатите гроші. Краще взяти один, щоб поставити на вводі, а решта вибрати на 4,5кА або 3 кА. У разі КЗ, він розірве контакти, до того, як пару тисяч ампер проникнуть в будинок. Так Ви отримаєте більш дешеву, і не менш ефективний захист.

У назвах багатьох брендів разом з відключає здатністю зустрічається і кількість полюсів. Але, і однополюснікі і двухполюсники ставлять на одну і ту ж однофазну мережу. Яка між ними різниця?

Як і на що впливає кількість полюсів?

Полюс в даному випадку - це частина корпусу (один модуль) з двома гвинтовими клемами для приєднання проводів з протилежних сторін. Двополюсні призначені для установки на фазу і нейтраль, і при виникненні перевантаження або КЗ, вони розривають обидва контакти одночасно.

Чисто технічно, якщо трапиться аварія, то однополюснік і двухполюсник захистять однаково, так як захист ставиться саме на фазу (нейтраль захищати необов'язково). Але, навіщо тоді два полюси?

Вся справа в тому, що так надійніше. Наприклад, якщо через поломку раптом нульовий провід виявиться під напругою, то «однополюснік» в такому випадку буде марним. У побуті така аварія малоймовірна, але все ж може трапитися.

У яких випадках потрібно захищати нейтраль?

Найбільш поширений випадок, коли через помилку електрика страждає весь будинок. Наприклад, якщо під час робіт в розподільному щитку він переплутав фазу з нулем. Побутова техніка буде працювати, як і працювала, а от у випадку КЗ однополюснік вже не захистить. Він розірве ланцюг на виході сверхтока з мережі, після того, як постраждає включене в розетку обладнання.

Ні ПУЕ, ні БНіП не говорять про те, що нейтраль потрібно захищати від КЗ, але в певних випадках це необхідно.

зазвичай двополюсні автомати встановлюють на вводі, щоб захистити всю мережу або окреме електрообладнання підключений безпосередньо до щитка, наприклад, бойлер, кондиціонер або електрокотел. Якщо той же бойлер зламається, то його розбирання піддасть Вас небезпеки, так як нейтраль не зникне. Якщо раптом вона виявиться під напругою, то можна отримати сильні струмові опіки і травми.

За допомогою двох полюсів Ви повністю ізолюєте бойлер від електропостачання, розірвавши силову лінію і нейтраль.

Аналогічним чином застосовуються чотириполюсники в трифазних мережах. Разом з фазними лініями одночасно розривається «нуль», за рахунок чого в мить відключається певну ділянку від електропостачання. Тому їх доцільно ставити на вводі 380В або наприклад, для захисту трифазного електроплити.

З іншого боку, немає ніякого сенсу «тулить» двухполюсники або чотириполюсники на розеткові групи і освітлення. Якщо буде потрібно ремонт, просто відключіть введення. Цього буде цілком достатньо для безпечного ремонту та обслуговування. Крім того, Ви ще й заощадите місце в щитку.

У певних умовах застосовувати двухполюсники або чотириполюсники взагалі заборонено.

Коли не можна ставити 2P і 4P

Майже у всіх побутових мережах застосовується система заземлення TN-S, де нейтраль (N) і земля (PE) - розділені. Вона більш безпечна і ефективна.

Але, в старих будинках ще радянського виробництва іноді зустрічається система TN-C, де «нуль» з'єднаний з землею (PEN). В такому випадку 2Р, 4Р ставити заборонено - ПУЕ (п.1.7.145).

Заборона обумовлений тим, що імовірна ситуація, коли при аварії не станеться одночасного розчеплення фази і PEN-провідника. Наприклад, якщо при відключенні стався витік з пошкодженої електрообладнання, то при обриві заземлення, її потенціал викличе обгорання нейтральної клеми, залипання расцепителя і інші проблеми. У такій ситуації немає гарантії одночасного розчеплення фазних і нульових проводів.

Недосвідчені користувачі в 220В мережах іноді ставлять окремі однополюснікі на фазу і нейтраль. Так робити не можна, тому що обидва контакти повинні розриватися одночасно.

Уявіть ситуацію, коли в щитку перший раз працює людина, яка не знає про такий «хитромудрому» підключенні. Йому потрібно відремонтувати що-небудь з побутової техніки і для цього він відключає автомат. Але, не той, який стоїть на фазі, а той, що на нульовому проводі. В результаті вся техніка залишається під напругою і при необережному торканні до фазного проводу гарантований удар струмом.

Будьте уважні до вибору автоматичного вимикача - звичайно, якщо Вам важлива працездатність побутової техніки, цілісність мережевий проводки і здоров'я. В іншому випадку, Ви просто викинете гроші на вітер і на підводному човні не отримаєте достатній рівень захисту.

Автор: Владислав Сіромаха