Як проводиться розрахунок автоматичного вимикача

1. Таблиця вибору автоматів по потужності
2. Вибір автоматів по потужності та підключення
3. Приклад підбору автомата по потужності
4. Номінальна потужність автомата
5. Максимальна потужність автоматичного вимикача
6. Максимальна короткочасна потужність автомата
7. механічний расцепитель
8. Тепловий расцепитель (ТР)
9. Електромагнітний расцепитель (ЕР)
10. Типи АВ по токо-часовою характеристикою
11. Співвідношення номіналів АВ і потужностей споживачів
12. Коротко принцип роботи і призначення захисних автоматів
13. Проводи повинні відповідати навантаженні
14. Захистити найслабша ланка електропроводки
15. Розрахунок номіналу автомата
16. Основні функції автоматів
17. Параметри розрахунків автомата

На наведеному спрощеному графіку, по горизонтальній шкалою вказані номінали струму автоматів, по вертикальній шкалі, значення активної потужності при однофазному живленні 220 Вольт розрахунок для напругу 380 Вольт і / або трифазного харчування буде значно відрізнятися і наведений графік для інших, крім 220 Вольт і однофазне електроживлення, потужностей недійсний. . Для вибору підходящого для обраної розрахунково потужності автомата, досить провести горизонталь від обраної зліва потужності до перетину з зеленим стовпчиком, подивившись в основу якого можна вибрати номінал автомата для зазначеної потужності. Потрібну час струмовий характеристику і кількість полюсів можна вибрати, перейшовши по картинці на таблицю вибору автоматів кривої C, як найбільш універсальної і часто застосовується характеристики.

Таблиця вибору автоматів по потужності

Розширена таблиця вибору автоматів по потужності, включаючи трифазне підключення зіркою і трикутником дозволяє підібрати відповідний споживаної потужності автоматичний вимикач. Для роботи з таблицею, тобто для вибору автомата, відповідної потужності, досить, знаючи цю потужність, вибрати в таблиці значення більше або рівне цієї потужності значення. У лівій крайній колонці ви побачите номінальний струм автомата, відповідного вибраній потужності. Вгорі, над обраною потужністю, ви побачите тип підключення автомата, кількість полюсів і використовуються під напругу. У разі, якщо обраної потужності відповідають кілька значень потужності в таблиці наприклад потужність 6,5 кВт може бути отримана однофазним підключенням автомата 32А, підключенням триполюсного автомата 6А трифазним треузольніком і підключенням чотириполюсним автомата 10А трифазної зіркою , Слід вибрати доступний вам спосіб підключення. Тобто вибираючи автомат для потужності 6,5 кВт при відсутності трифазного електроживлення, потрібно вибирати тільки з однофазного підключення , Де будуть доступні однополюсний і двополюсний автомат 32А. Перехід за посиланням в таблиці для певної, відповідної можливостям підключення, потужності здійснюється на відповідний по номінальному струму і кількості полюсів автоматичний вимикач з часом струмового характеристикою C. У тому випадку, якщо потрібна друга характеристика відсічення, можна вибрати автомат інший характеристики, посилання на які знаходяться на сторінці кожного автомата.

Вибір автоматів по потужності та підключення

Однофазное Вид підключення => Однофазное
вступний Трифазне
трикутником Трифазне
зіркою полюсні автомата => Однополюсний
автомат Двополюсний
автомат трьохполюсну
автомат чотириполюсні
автомат Напруга живлення => 220 Вольт 220 Вольт 380 Вольт 220 Вольт VVVV Автомат 1А> 0.2 кВт 0.2 кВт 1.1 кВт 0.7 кВт Автомат 2А> 0.4 кВт 0.4 кВт 2.3 кВт 1.3 кВт Автомат 3А> 0.7 кВт 0.7 кВт 3.4 кВт 2.0 кВт Автомат 6А> 1.3 кВт 1.3 кВт 6.8 кВт 4.0 кВт Автомат 10А> 2.2 кВт 2.2 кВт 11.4 кВт 6.6 кВт Автомат 16А> 3.5 кВт 3.5 кВт 18.2 кВт 10.6 кВт Автомат 20А> 4.4 кВт 4.4 кВт 22.8 кВт 13.2 кВт Автомат 25А> 5.5 кВт 5.5 кВт 28.5 кВт 16.5 кВт Автомат 32А> 7.0 кВт 7.0 кВт 36.5 кВт 21.1 кВт Автомат 40А> 8.8 кВт 8.8 кВт 45.6 кВт 26.4 кВт Автомат 50А> 11 кВт 11 кВт 57 кВт 33 кВт Автомат 63А> 13.9 кВт 13.9 кВт 71.8 кВт 41.6 кВт

Приклад підбору автомата по потужності

Одним із способів вибору автоматичного вимикача , Є вибір автомата по потужності навантаження. Першим кроком, при виборі автомата по потужності, визначається сумарна потужність підключаються на постійній основі до захищається автоматом проводці / мережі навантажень. Отримана сумарна потужність збільшується на коефіцієнт споживання, що визначає можливе тимчасове перевищення споживаної потужності за рахунок підключення інших, спочатку неврахованих електроприладів.
Як приклад можна привести кухонну електропроводку, розраховану на підключення електрочайника (1,5 кВт), мікрохвильові печі (1кВт), холодильника (500 Ватт) і витяжки (100 ват). Сумарна споживана потужність складе 3,1 кВт. Для захисту такого ланцюга можна застосувати автомат 16А з номінальною потужністю 3,5 кВт. Тепер уявімо, що на кухню поставили кавоварку (1,5 кВт) і підключили до цієї ж електропроводці. Сумарна потужність знімається з проводки при підключенні всіх зазначених електроприладів в цьому випадку складе 4,6кВт, що більше потужності 16 приміщення повинна бути захищена автовимикачі, який, при включенні всіх приладів просто відключиться по перевищенню потужності і залишить всі прилади без електроживлення, Включаючи холодильник. Для максимально зменшити можливість виникнення таких ситуацій і застосовується підвищувальний коефіцієнт споживання. У нашому випадку, при підключенні кавомашини потужність збільшилася на 1,5 кВт, а коефіцієнт споживання став 1,48 (округляємо до 1,5). Тобто для можливості підключення додаткового приладу потужністю 1,5 кВт розрахункову потужність мережі треба помножити на коефіцієнт 1,5 отримавши 4,65кВт можливої ​​до отримання з проводки потужності.
При виборі автомата по потужності можливо так само застосування понижуючого коефіцієнта споживання. Цей коефіцієнт визначає відмінність споживаної потужності, в сторону зниження, від сумарної розрахунково в зв'язку з невикористанням одночасно всіх, закладених в розрахунок електроприладів. У раніше розглянутому прикладі кухонної проводки з потужністю 3,1кВт, понижуючий коефіцієнт буде дорівнювати 1, так як чайник, мікрохвильова піч, холодильник і витяжка можуть бути включені одночасно, а в разі розгляду проводки з потужністю 4,6кВт (включаючи кавоварку), понижуючий коефіцієнт може дорівнювати 0,67, якщо одночасне включення електрочайника та кавомашини неможливо (наприклад, всього одна розетка на обидва прилади і в будинку немає трійників)
Таким чином, при першому кроці визначається розрахункова потужність захищається проводки, і визначаються підвищувальний (збільшення потужності при підключенні нових електроприладів) і понижуючий (неможливість одночасного підключення деяких електроприладів) коефіцієнти. Для вибору автомата переважно використовувати потужність, отриману множенням підвищувального коефіцієнта на розрахункову потужність, при цьому природно з огляду на можливості електропроводки (перетин дроту повинно бути достатнім для передачі такої потужності).

Номінальна потужність автомата

Номінальна потужність автомата, тобто потужність, споживання якої в захищається автоматичним вимикачем проводці не дозволить вимкнути автомата розраховується в загальному випадку за формулою, що можна описати фразою => "Потужність = Напруга помножене на Силу струму помножене на косинус Фі", де напруга це змінна напруга електромережі в Вольтах, сила струму це напруга, яка подається автомат в Амперах і косинус фі - це значення тригонометричної функції Косинус для кута фи (кут фи - це кут зсуву між фазами напруги і струму). Так як в більшості випадків вибір автомата по потужності виробляється для побутового застосування, де зсуву між фазами струму і напруги, що викликається реактивними навантаженнями типу електродвигунів, практично немає, то косинус близький 1 і потужність можна наближено розрахувати як напруга помножене на струм.
Так як потужність вже визначена, то з формули ми отримуємо струм, а саме струм, який відповідає розрахунково потужності шляхом ділення потужності в Ватах на напругу мережі, тобто на 220 Вольт. У наш прикладі з потужністю 3,1кВт (3100 Ватт) виходить ток рівний 14 Ампер (3100Ватт / 220Вольт = 14,09 Ампер). Це означає, що при підключенні всіх зазначених приладів з сумою потужності 3,1кВт через автомат захисту буде протікати струм приблизно рівний 14-і ампер.
Після визначення сили струму по споживаної потужності, наступним кроком у виборі автоматичного вимикача є вибір автомата по току
Для вибору автомата по потужності трифазного навантаження застосовується та ж сама формула, з урахуванням того, що зрушення між фазами напруги і струму в трифазної навантаженні може досягати великих значень і відповідно, необхідно враховувати значення косинуса. У великій кількості випадків, трифазна навантаження має маркування вказує значення косинуса зсуву фаз, наприклад на маркувальної табличці електродвигуна можна побачити, що є саме тим, що бере участь у розрахунку косинусом кута зсуву фаз. Відповідно, при розрахунку трифазного навантаження потужність, припустимо зазначена на етикетці підключається трифазного, на 380 Вольт, електродвигуна потужність дорівнює 7кВт, ток розраховується як 7000/380 / 0,6 = 30,07
Отриманий струм, є сумою струмів по всім трьом фазам, тобто на одну фазу (на один полюс автомата) припадає 30,07 / 3 ~ 10 Ампер, що відповідає вибору триполюсного автомата D10 3P. Характеристика D в даному прикладі обрана в зв'язку з тим, що при пуску електродвигуна, поки розкручується ротор двигуна, струми значно перевищують номінальні значення, що може привести до виключення автоматичного вимикача з характеристикою B і характеристикою C.

Максимальна потужність автоматичного вимикача

Максимальна потужність автомата, тобто та потужність і відповідно струм, який автомат може через себе пропустити і не відключитися, залежить від відносини протікає по автомату струму і номінального струму автомата, зазначеного в технічних даних автоматичного вимикача. Це відношення можна назвати наведеним струмом, що є безрозмірним коефіцієнтом, вже не пов'язаним з номінальним струмом автомата. Максимальна потужність автомата залежить від час-струмової характеристики, наведеного струму і тривалості протікання наведеного струму через автомат, що описано в розділі Час-струмові характеристики автоматичних вимикачів.

Максимальна короткочасна потужність автомата

Максимальна короткочасна потужність автомата може в кілька разів перевищувати номінальну потужність, але тільки на короткий час. Величина перевищення і час, який автомат не вимкне навантаження при такому перевищенні описується характеристиками (кривими спрацювання) позначаються латинською буквою, або, що вказуються в маркуванні автомата переж цифрою, яка позначає номінальний струм автоматичного вимикача.

жодне електричний пристрій , Жоден електроприлад, не повинні використовуватися без захисної автоматики. Автоматичний вимикач (АВ) встановлюється для конкретного пристрою, або для групи споживачів підключаються до однієї лінії. Для того щоб правильно відповісти на питання, яка потужність відповідає, наприклад, автомату з номіналом 25А, варто спочатку познайомитися з пристроєм автоматичного вимикача і типами захисних пристроїв.

Конструктивно АВ об'єднує механічний, тепловий і електромагнітний расцепители, що працюють незалежно один від одного.

механічний расцепитель

Призначений для включення / вимикання автомата вручну. Дозволяє використовувати його як комутаційний пристрій. застосовується при ремонтних роботах для знеструмлення мережі.

Тепловий расцепитель (ТР)

Ця частина автоматичного вимикача захищає ланцюг від перевантаження. Струм проходить по біметалічною пластині, нагріваючи її. Тепловий захист инерционна, і може короткочасно пропускати струми, що перевищують поріг спрацьовування (In). Якщо струм тривалий час перевищує номінальний, пластина нагрівається настільки, що деформується і відключає АВ. Після охолодження біметалічної пластини (і усунення причини перевантаження), автомат включається вручну. В автоматі на 25А, цифра 25 означає поріг спрацьовування ТР.

Електромагнітний расцепитель (ЕР)

Розриває електричний ланцюг при короткому замиканні. Утворені при КЗ надструми вимагають миттєвої реакції захисного апарату, тому, на відміну від теплового, електромагнітний расцепитель спрацьовує моментально, за частки секунди. Відключення відбувається за рахунок проходження струму через обмотку соленоїда з рухомим сталевим сердечником. Соленоїд, спрацьовує, долає опір пружини і відключає рухливий контакт автоматичного вимикача. Для відключення по КЗ, потрібні струми перевищують In від трьох до п'ятдесяти разів, в залежності від типу АВ.

Типи АВ по токо-часовою характеристикою

Залишимо без уваги апарати захисту промислової електроніки і двигунів з вбудованими тепловими реле, і розглянемо найбільш поширені типи автоматів:

• Характеристика В - при триразовому перевищенні In, ТР спрацьовує через 4-5С. Спрацювання ЕР при перевищенні In від трьох до п'яти разів. Застосовуються в освітлювальних мережах або при підключенні великої кількості малопотужних споживачів.
• Характеристика С - найбільш поширений тип АВ. ТР спрацьовує за 1,5с при п'ятикратному перевищенні In, спрацьовування ЕР при 5-10-кратному перевищенні. Застосовуються для змішаних мереж, що включають прилади різного типу, в тому числі з невеликими пусковими струмами. Основний тип автоматичних вимикачів для житлових і адміністративних будівель.
• Характеристика D - автомати з найбільшою перевантажувальної здатністю. Використовуються для захисту електродвигунів, енергоспоживачів з великими пусковими струмами.

Співвідношення номіналів АВ і потужностей споживачів

Щоб визначити, скільки кіловат можна підключити через автоматичний вимикач певної потужності, скористайтеся таблицею:

автомат 220v, А потужність, кВт однофазний трифазний 2 0,4 1,3 6 1,3 3,9 10 2,2 6,6 16 3,5 10,5 20 4,4 13,2 25 5,5 16, 4 32 7,0 21,1 40 8,8 26,3 50 11,0 32,9 63 13,9 41,4

Для розрахунку потужності вступного автомата будинки, використовуйте коефіцієнт 0,7 від загальної потужності споживачів.

При визначенні навантажувальної здатності автоматичного вимикача, важливо враховувати не тільки його номінал, а й перевантажувальну характеристику. Це допоможе уникнути помилкових спрацьовувань під час пуску потужних електроприладів.

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 даної задачі, і можуть не замислюючись підключити будь-який наявний автомат, аби працювало, або при виборі орієнтуються за такими критеріями: дешевше, щоб не сильно по кишені било, або по потужніше, щоб зайвий раз не вибивало.

Дуже часто така халатність і незнання елементарних правил вибору номіналу запобіжного пристрою призводить до фатальних наслідків. Дана стаття ознайомить з основними критеріями захисту електропроводки від перевантаження і короткого замикання , Для можливості правильного вибору захисного автомата відповідно потужності споживання електроенергії.

Коротко принцип роботи і призначення захисних автоматів

Автоматичний вимикач при короткому замиканні спрацьовує практично моментально завдяки електромагнітному расщепителя. При певному перевищенні номінального значення струму нагрівається биметаллическая пластина відключить напругу через деякий час, яке можна дізнатися з графіка час струмового характеристики.

Дане запобіжний пристрій захищає проводку від КЗ і понад струмів, що перевищують розрахункове значення для даного перетину дроту, які можуть розігріти струмопровідні жили до температури плавлення і загоряння ізоляції. Щоб цього не сталося, потрібно не тільки правильно підібрати захисний вимикач , Відповідний потужності пристроїв, що підключаються, а й перевірити, чи витримає наявна мережа такі навантаження.

Зовнішній вигляд трьох полюсного автоматичного вимикача

Проводи повинні відповідати навантаженні

Дуже часто буває, що в старому будинку встановлюється новий електролічильник, автомати, УЗО, але проводка залишається старою. Купується багато побутової техніки, підсумовується потужність і під неї підбирається автомат, який справно тримає навантаження для всіх включених 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 - 1,5мм², з максимально допустимою межею по току в 19А. Приймаємо, що одночасно до нього підключили кілька електроприладів, складових сумарне навантаження 5кВт, що в струмовому еквіваленті становить приблизно 22,7А, йому відповідає автомат 25А.

Провід буде розігріватися, але даний автомат буде залишатися включеним весь час, поки не станеться розплавлення ізоляції, що спричинить коротке замикання, а пожежа вже може розгоратися повним ходом.

Захистити найслабша ланка електропроводки

Тому, перш ніж зробити вибір автомата відповідно захищається навантаженні, потрібно впевнитися, що проводка дану навантаження витримає.

Згідно ПУЕ 3.1.4 автомат повинен захищати від перевантажень найслабший ділянку електричного кола , Або вибиратися з номінальним струмом, відповідним струмів підключаються електроустановок, що знову ж таки має на увазі їх підключення провідниками з необхідним поперечним перерізом.

При ігноруванні цього правила не варто нарікати на неправильно розрахований автомат і проклинати його виробника, якщо слабка ланка електропроводки викличе пожежа.

Розплавлена ​​ізоляція проводів

Розрахунок номіналу автомата

Припускаємо, що проводка нова, надійна, правильно розрахована, і відповідає всім вимогам. У цьому випадку вибір автоматичного вимикача зводиться до визначення відповідного номіналу з типового ряду значень, виходячи з розрахункового струму навантаження, який обчислюється за формулою:

де Р - сумарна потужність електроприладів.

Мається на увазі активне навантаження (освітлення, електронагрівальні елементи, побутова техніка ). Такий розрахунок повністю підходить для домашньої електромережі в квартирі.

Припустимо розрахунок потужності проведений: Р = 7,2 кВт. I = P / U = 7200/220 = 32,72 А. Вибираємо відповідний автомат на 32А з ряду значень: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Даний номінал трохи менше розрахункового, але ж практично не буває одночасного включення всіх електроприладів в квартирі. Також варто враховувати, що на практиці спрацьовування автомата починається зі значення в 1,13 рази більше від номінального, через його времятоковой характеристики, тобто 32 * 1,13 = 36,16А.

Для спрощення вибору захисного автомата існує таблиця, де номінали автоматів відповідають потужності однофазної і трифазної навантаження:

Таблиця вибору автомата по току

Знайдений за формулою у вищенаведеному прикладі номінал найбільш близький за значенням потужності, яка вказана в виділеної червоному осередку. Також, якщо ви хочете розрахувати струм для тріфазної мережі , При виборі автомата, ознайомтеся зі статтею про

підбір захисних автоматів для електричних установок (електродвигунів, трансформаторів) з реактивним навантаженням, як правило, не проводиться по потужності. Номінал і тип підбирається відповідно робочому і пусковому току, вказаною в паспорті даного пристрою.

Давно минув час керамічних пробок, які вкручувалися в домашні електричні щитки . В даний час широкого поширення набули різні типи автоматичних вимикачів, що виконують захисні функції. Дані пристрої дуже ефективні при коротких замиканнях і перевантаженнях. Дуже багато споживачів ще не до кінця освоїли ці прилади, тому нерідко виникає питання, який автомат потрібно поставити на 15 кВт. Від вибору автомата повністю залежить надійна і довговічна робота електричних мереж, приладів і обладнання в будинку або квартирі.

Основні функції автоматів

Перед вибором автоматичного захисного пристрою, необхідно розібратися з принципами його роботи і можливостями. Багато хто вважає головною функцією автомата захист побутових приладів . Однак, це судження абсолютно невірно. Автомат ніяк не реагує на прилади, що підключаються до мережі, він спрацьовує лише при коротких замиканнях або перегрузках.Еті критичні стани призводять до різкого зростання сили струму, що викликає перегрів і навіть загоряння кабелів.

Особливий зростання сили струму спостерігається під час короткого замикання. У цей момент його величина зростає до кількох тисяч і кабелі просто не в змозі витримати таке навантаження, особливо, якщо його перетин 2,5 мм2. При такому перетині настає миттєве займання дроти.

Тому від правильного вибору автомата залежить дуже багато чого. Точні розрахунки, в тому числі і по, дають можливість надійно захистити електричних мереж .

Параметри розрахунків автомата

Кожен автоматичний вимикач в першу чергу захищає проводку, підключену після нього. Основні розрахунки даних пристроїв проводяться за номінальним струмом навантаження. Розрахунки за потужністю здійснюються в тому випадку, коли вся довжина дроту розрахована на навантаження, відповідно до номінальним струмом.

Остаточний вибір номінального струму для автомата залежить від перетину дроту. Тільки після цього можна розраховувати величину навантаження. Максимальний струм , Допустимий для проводу з певним перетином повинен бути більше. Таким чином, при виборі захисного пристрою використовується мінімальний переріз проводу, присутнє в електричній мережі.

Коли у споживачів виникає питання, який автомат потрібно поставити на 15 кВт, таблиця враховує і трифазну електричну мережу. Для подібних розрахунків існує своя методика. У ціх випадка номінальна потужність трифазного автомата визначається як сума потужностей всіх електроприладів, що плануються до підключення через автоматичний вимикач.

Наприклад, якщо навантаження кожної з трьох фаз становить 5 кВт, то величина робочого струму визначається множенням суми потужностей всіх фаз на коефіцієнт 1,52. Таким чином, виходить 5х3х1,52 = 22,8 ампера. Номінальний струм автомата повинен перевищувати робочий струм. У зв'язку з цим, найбільш підходящим буде захисний пристрій , Номіналом 25 А. Найбільш поширеними номіналами автоматів є 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 і 100 ампер. Одночасно уточнюється відповідність жил кабелю заявленим навантаженням.

Цією методикою можна користуватися лише в тих випадках, коли навантаження однакова на все три фази. Якщо ж одна з фаз споживає більше потужності, ніж всі інші, то номінал автоматичного вимикача розраховується по потужності саме цієї фази. У цьому випадку використовується тільки максимальне значення потужності, множимо на коефіцієнт 4,55. Ці розрахунки дозволяють вибрати автомат не тільки по таблиці, але і по максимально точним отриманими даними.