Выбор автомата по мощности
Автоматический однополюсный выключатель Schneider ВА63 1П 25А С на 25 ампер.
Немного теории
Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:
где W – мощность тока в ваттах (Вт);
I – сила тока в амперах (А);
V – напряжение в вольтах (В).
В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:
В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:
I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А
Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:
Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:
I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А
Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.
Подбор номинала автоматического выключателя по току и мощности нагрузки
Для выбора подходящего автомата удобно рассчитать силу тока на один киловатт мощности нагрузки и составить соответствующую таблицу. Применив формулу (2) и коэффициент мощности 0.95 для напряжения 220 В, получим:
1000 Вт / (220 В х 0,95) = 4,78 А
Учитывая, что напряжение в наших электросетях нередко не дотягивает до положенных 220 В, вполне корректно принять значение 5 А на 1 кВт мощности. Тогда таблица зависимости силы тока от нагрузки будет выглядеть в таблице 1, следующим образом:
| Мощность, кВт | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
| Сила тока, А | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
Данная таблица даёт приблизительную оценку силы переменного тока, протекающего по однофазной электрической сети при включении бытовых электроприборов. При этом следует помнить, что имеется в виду пиковая потребляемая мощность, а не средняя. Эту информацию можно найти в документации, прилагаемой к электротехническому изделию. На практике удобней пользоваться таблицей предельных нагрузок, учитывающей тот факт, что автоматы выпускаются с определённым номиналом по силе тока (таблица 2):
| Схема подключения | Номиналы автоматов по току | |||||||
| 10 А | 16 А | 20 А | 25 А | 32 А | 40 А | 50 А | 63 А | |
| Однофазная, 220 В | 2,2 кВт | 3,5 кВт | 4,4 кВт | 5,5 кВт | 7,0 кВт | 8,8 кВт | 11 кВт | 14 кВт |
| Трёхфазная, 380 В | 6,6 кВт | 10,6 | 13,2 | 16,5 | 21,0 | 26,4 | 33,1 | 41,6 |
Например, если нужно узнать, на сколько ампер нужен автомат под мощность 15 кВт при трёхфазном токе, то ищем в таблице ближайшее большее значение – оно составляет 16,5 кВт, что соответствует автомату на 25 ампер.
В реальности существуют ограничения по выделяемой мощности. В частности, в современных городских многоквартирных домах с электроплитой выделенная мощность составляет от 10 до 12 киловатт, а на входе ставится автомат на 50 А. Эту мощность разумно разбить на группы с учётом того, что самые энергоёмкие приборы концентрируются на кухне и в ванной комнате. На каждую группу ставится свой автомат, что позволяет исключить полное обесточивание квартиры в случае возникновения перегрузки на одной из линий.
В частности, под электроплиту (или варочную панель) целесообразно сделать отдельный ввод и установить автомат на 32 или 40 ампер (в зависимости от мощности плиты и духовки), а также силовую розетку с соответствующим номинальным током. Других потребителей подключать к этой группе не стоит. Отдельная линия должна быть и у стиральной машины, и у кондиционера – для них будет достаточно автомата на 25 А.
На вопрос о том, сколько розеток можно подключить на один автомат, можно ответить одной фразой: сколько угодно. Сами по себе розетки не потребляют электроэнергию, то есть не создают нагрузку на сеть. Нужно лишь позаботиться о том, чтобы суммарная мощность одновременно включаемых электроприборов соответствовала сечению провода и мощности автомата, о чём будет сказано ниже.
Для частного дома или коттеджа вводной автомат подбирается в зависимости от выделенной мощности. Далеко не всем хозяевам удаётся получить желаемое количество киловатт, особенно в регионах с ограниченными возможностями электросетей. Но в любом случае, как и для городских квартир, сохраняется принцип разделения потребителей на отдельные группы.
Вводной автомат для частного дома
Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода
Определив номинал автомата, исходя из мощности «подвешенной» нагрузки, необходимо убедиться в том, что электропроводка выдержит соответствующий ток. В качестве ориентира можно воспользоваться нижеприведённой таблицей, составленной для медного провода и однофазной цепи (таблица 3):
жилы, кв.мм
ток, А
автомата, А
потребители
Как видим, все три показателя (мощность, сила тока и сечение провода) взаимосвязаны, поэтому номинал автомата можно, в принципе, выбирать по любому из них. В то же время необходимо убедиться, что все параметры стыкуются между собой, и при необходимости сделать соответствующую корректировку.
При любом раскладе следует помнить следующее:
Какой вводной автомат поставить на квартиру
Подвод электропитания к любой электросхеме производится через автомат и квартирная проводка не является исключением. Такой автоматический выключатель называется «вводной» и он используется для отключения всех электроприборов одновременно. Параметры такого устройства выбираются по определённым правилам и для надёжной защиты линии необходимо знать, какой вводной автомат поставить на квартиру.
Для чего нужен вводной автомат
По своему устройству автоматический выключатель, установленный на вводе в квартиру, ничем кроме мощности, не отличается от защитных устройств, подключенных к отдельным линиям или группам электроприборов.
Разница заключается в назначении этого прибора и месте его установки. Вводной автомат в квартиру может находиться не только во внутриквартирном щитке, но и подъездном электрощите.
Этот аппарат выполняет несколько функций:
То, какой вводной автомат поставить на квартиру, определяется различными нормативными документами, один из которых ГОСТ 32395-2013 «Щитки распределительные для жилых зданий».
Здесь в п.Б.4 указано, что величина уставки вводного автомата составляет 50А при наличии в квартире электроплиты или 32А, если в квартире установлена газовая плита. Эта величина может уменьшаться по согласованию с потребителем.
Согласно СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа», сечение токопроводящей жилы подходящих проводов определяется расчётной нагрузкой, а уставка автомата должна быть ниже допустимого тока кабеля.
Номинал вводного автомата
До 2003 года номинал автомата на вводе в квартиру определялся ВСН 59-88 «Электрооборудование жилых и общественных зданий». Номинальный ток вводного автомата, устанавливался на 16 А и выбирался он из расчета 3 кВт разрешенной мощности нагрузки.
Этот документ был введён в действие ещё в 1989 году и не учитывал появление в быту электроприборов большой мощности, таких, как автоматические стиральные машины, кондиционеры, электрические бойлеры и другие.
В 2003 году были введены в действие СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий». Согласно этому документу разрешённая потребляемая мощность и номинал вводного автомата зависят от наличия в квартире электроплиты.
В квартире с электроплитой
Мощность этого электроприбора, в зависимости от модели, может достигать 7кВт, но чаще всего электроплита используется вместе с мультиваркой и микроволновой печью, поэтому для приготовления пищи многим семьям достаточно двухконфорочной индукционной плиты с током потребления 10А, что так же делает невозможным одновременное использование электроплиты и других электроприборов.
Поэтому СП 256.1325800.2016 в ттаблице 7.1 определяет необходимую мощность при отсутствии газовой плиты 10кВт или 45А. При ближайшем большем стандартном значении уставок автоматов 50А разрешённая мощность получается 11кВт.
В квартире с газовой плитой
При наличии газовой плиты необходимая мощность намного ниже. Поэтому СП 256.1325800.2016 в т.7.1 указывает необходимую электрическую мощность в квартирах без электроплит 4,5кВт или 20А. При стандартной уставке 25А разрешённая мощность получается 5,5кВт.
Эти данные дублируются в ГОСТ 32395-2013 «Щитки распределительные для жилых зданий» в приложении Б.4
Подключение вводного автомата
Кроме расчёта, на сколько ампер ставить вводной автомат, его необходимо правильно подключить. Неправильный монтаж приведёт к некорректной работе защиты.
Однополюсный или двухполюсный
В однофазной электропроводке напряжение относительно заземлённых конструкций присутствует только на фазном проводе и для отключения линии достаточно установить только однополюсный разъединитель.
Такая ситуация возникает в разных случаях:
| Информация! При трёхфазной электропроводке подключается трёхполюсный вводной автомат, а четырёхполюсный разъединитель устанавливается на вводе в многоквартирный дом. |
Установка перед счетчиком или после
Это необходимо для ремонта или замены счётчика, а так же отключения питания квартиры при неуплате счёта за потреблённую электроэнергию.
Этот защитный прибор находится в опломбированном ящике и самовольная распломбировка приведёт к наложению штрафа инспектором электрокомпании
Однако при расположении электросчётчика в подъезде для отключения питания квартиры необходимо выходить на лестничную площадку, что занимает некоторое время, а в аварийных ситуациях, например при перекосе фаз, может быть дорога каждая секунда.
Поэтому в некоторых ситуациях может оказаться целесообразным установить два вводных автоматических выключателя:
Согласно ПУЭ п.3.1.6 подходящий кабель рекомендуется присоединять к неподвижным контактам автомата, а фактически к верхним клеммам, но эта рекомендация соблюдается всеми грамотными электромонтёрами и является скорее правилом, упрощающим ремонт электропроводки и делающим его более безопасным.
Расчёт номинального тока вводного автомата
Перед тем, как выбрать вводной автомат для квартиры, необходимо рассчитать его номинальный ток. В тех случаях, когда этот параметр определяется электрокомпанией, устанавливается автоматический выключатель с заданной уставкой, однако при необходимости максимальную мощность можно увеличить.
Расчёт необходимой мощности
В квартире устанавливается большое количество электроприборов и для определения максимальной мощности необходимо составить список электроприборов, работающих одновременно. Например, это могут быть:
Всего общая потребляемая мощность составит 13,4 кВт и для этого достаточно подключить квартиру к однофазной сети 220 В. При наличии электроотопления 15 кВт для одновременной работы всех устройств необходимо 28,4кВт и желательно такую нагрузку присоединять к трёхфазной сети 380 В.
Для напряжения 220В
Необходимый номинальный ток для однофазной сети рассчитывается по формуле I(А)=P(Вт)/U(В)=Р(Вт)/220≈Р(кВт)х4,5 и, при мощности одновременно включаемых электроприборов 13,4 кВт необходимо подключить вводной автомат с уставкой I=13400/220=60 А.
Из ряда стандартных значений выбираем автомат с номинальным током 63 А, что обеспечит максимальную мощность 13,9 кВт.
Для напряжения 380В
Трёхфазное электропитание чаще всего используется при наличии электроотопления или, в частных домах, сауны с электроподогревом.
Такое оборудование увеличивает необходимую мощность до 28,4 кВт и для уменьшения тока нагрузку необходимо равномерно разделить по 3 фазам 28,4/3=9,46 кВт, однако надёжнее распределить электроприборы вручную.
У трёхфазного электрического котла потребление составит 5 кВт на каждую фазу, остальные приборы разделятся следующим образом:
Уставка автоматического выключателя выбирается по самой нагруженной фазе 10000/220=45 А.
Из стандартного ряда уставок выбираем ближайшее большее значение 50 А. Это обеспечит максимальную мощность одновременно включённых электроприборов 11 кВт для каждой фазы или общую мощность 33 кВт.
Вывод
От правильного расчёта защиты зависит безопасность жителей квартиры и всего дома, поэтому знать, какой вводной автомат поставить на квартиру, необходимо для определения параметров этого устройства.
Этот аппарат служит для защиты вводного кабеля от перегрузки и короткого замыкания, а так же используется для ограничения потребляемой мощности, поэтому его уставка определяется электрокомпанией, но при этом не может быть больше номинального тока подходящего провода.
Выбор номинала автомата защиты
Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.
Для чего служит автомат
В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.
Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ
Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.
Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.
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.
Определяемся с номиналом
Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.
На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты
Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:
Пример
Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.
| Сечение жил медных проводов | Допустимый длительный ток нагрузки | Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В | Номинальный ток защитного автомата | Предельный ток защитного автомата | Примерная нагрузка для однофазной цепи |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 кв. мм | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А | освещение и сигнализация |
| 2,5 кв. мм | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А | розеточные группы и электрический теплый пол |
| 4 кв.мм | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А | кондиционеры и водонагреватели |
| 6 кв.мм | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 кв. мм | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А | вводные линии |
В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.
Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.
Расчет по мощности
Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.
Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.
Формула для вычисления тока по суммарной мощности
Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.
Выбираем отключающую способность
Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.
Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.
Отключающая способность автоматических защитных выключателей
Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.
Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.
Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.
Есть три самых ходовых типа:
Класс автомата или тока отсечки
С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:
То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.
Каким производителям стоит доверять
И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.
