Выбор защитного автомата
Когда нужно выбрать автомат для дома, как правило, многие руководствуются подсчетами суммарной мощности приборов, подключаемых к ветке/зоне и накидывают приличный запас по току, дабы оградить себя от ложных срабатываний автомата. Про ВТХ (время-токовая характеристика) знает не всякий электрик, не говоря уже о домашнем мастере. В этой статье мы немного углубимся в теорию, рассмотрим некоторые важные моменты и выведем из всего сказанного простейшую таблицу, руководствуясь которой, мы будем уверены в надежном и своевременном срабатывании защитного автомата.
От чего должен защищать автомат?
Существует заблуждение, что если проводка выдерживает ток, равный номиналу автомата, то все в порядке и пожара никогда не случится. Это далеко не так. В прошлой статье мы поверхностно затронули тему проводки и автоматов, но главное мы познакомились с таблицей, в которой указаны токи для различных сечений проводов. Теперь мы воспользуемся этой таблицей и увидим, какие провода номиналом какого автомата можно защищать.
При каком токе сработает автомат?
При каком токе срабатывает тепловой расцепитель?
Если вы внимательный читатель, то вы заметите некоторые противоречия в этой и прошлой статье: там я рекомендую защищать провод сечением 1,5 мм2 автоматом не более 16А. Ведь медный провод 1,5 мм2 выдерживает ток не более 19А. Объясняю: данный провод я рекомендовал использовать для освещения, а не для розеток, в освещении перегрузку в 19А представить сложно, только КЗ, а доли секунд короткого замыкания провод выдержит. Другое дело если использовать провод 1,5 мм2 для розеток: в розетки можно понавтыкать множество приборов и те самые 23А очень даже не исключены, для розеток такой провод использовать крайне не желательно! Для этих целей предназначен провод 2,5 мм2.
Какой автомат выбрать, B или C?
Применение обеих характеристик на вводе (C) и ветках (B) обычно не приводит к селективности защиты, когда при КЗ отключается только проблемная ветка, а вводной автомат включен. Если подобные случаи и имеют место быть, то в большей мере это можно списать на случайность, нежели на селективность.
Действительной, эффективной селективности можно добиться только путем установки дорогих аппаратов, в технических описаниях которых производитель указывает тип и класс токоограничения вводных, и групповых автоматов.
Таблица сечений медных проводов и автоматов к ним
А вот и обещанная таблица. Вы можете и самостоятельно рассчитать автомат, для этого нужно знать максимальный ток защищаемого провода, он должен быть не менее номинала автомата, помноженного на коэффициент 1,45.
Вы уверены, что автомат на 16А отключается при таком токе? Как не повторять распространённых ошибок при выборе «автоматов»
Большинство людей уверены, что автомат на 16А немедленно отключится при токе, превышающем это значение. К сожалению, мало кто понимает и обращает внимание, что за буквы пишут на автоматических выключателях перед обозначением тока срабатывания, а они там не просто так.
Особенно удивительно мне было узнать, что многие продавцы в магазинах и даже сами электрики не знают, что такое времятоковая характеристика.
Самыми ходовыми у нас считаются «автоматы» с характеристикой типа «С», их и продают в большинстве случаев. Причём, аргументация тут простая — что больше всего берут, то и возим, и не забивайте нам голову своими ненужными характеристиками. Хотите надёжность — берите Schneider Electric или ABB, а желаете сэкономить — IEK. и нечего тут умничать, все ставят и никто пока не жаловался.
На самом деле есть качественная альтернатива Schneider Electric и ABB по цене как у IEK, кто хочет узнать, переходите по ссылке, чтобы не повторяться. Себе поставил автоматы именно этого бренда.
Нежелание людей учиться и аргументы вроде «все берут, значит это правильно», меня не убеждают. Постараюсь простыми словами рассказать о маркировке автоматических выключателей и почему современные квартирные щитки предпочтительнее комплектовать автоматами с характеристикой «В» и что это вообще такое.
Я не собираюсь грузить вас академическими знаниями, за этим лучше обратиться к специализированной литературе, но вы точно получите понимание, что такое времятоковые характеристики автоматических выключателей и на что они влияют.
Маркировка автоматических выключателей
Главная задача любого автоматического выключателя — быстро определить появление чрезмерного тока и обесточить сеть раньше, чем будет повреждена проводка. На корпусах «автоматов» указывают базовый или, так называемый, номинальный ток срабатывания (In), например C16. И если с цифрами всё понятно (ток у нас измеряется в амперах), то на первую букву «C» уже мало кто обращает внимание, а она не менее важна.
Каждый автомат рассчитан на определенное превышение силы тока (ток перегрузки), при котором он срабатывает, а буквами (A, B, C, D) обозначают величину этого превышения. Токи перегрузки, как правило, не затянуты по времени и не вызывают повреждения линии.
Автоматы типа «А», обладают самой высокой чувствительностью. Электромагнитный расцепитель подобных устройств срабатывает при превышении тока на 30% от номинала.
Автоматы типа «B» — электромагнитный расцепитель срабатывает в переделах от 3 до 5-кратного превышения тока от номинального. То есть, для автомата B16 отключение при превышение по пусковому току может произойти при значении от 48А (16х3=48). Именно эти автоматы рекомендованы для защиты освещения и розеточных линий в жилых домах.
Автоматы типа «C». Здесь уже электромагнитный расцепитель (ЭР) срабатывает в переделах от 5 до 10-кратного тока от номинального. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, но не для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы. При изношенных и длинных электросетях чем раньше отключится автомат по мгновенной защите, тем лучше. Для автомата С16 выключение по пусковому току может произойти только, если ток будет превышать 80А (16х5=80).
Автоматы типа «D» применяют для подключения электродвигателей на производствах. Здесь ЭР срабатывает в пределах от 10 до 20-кратного значения тока от номинала. Автоматические выключатели с характеристикой «D» в быту не применяются.
Пусковые токи присутствуют в пылесосах или других бытовых приборах с мощными двигателями (как правило не более 1,5 кВт). Номинальный ток при этом не превышает 7А, а пусковой может достигать и 30А при особо тяжелых условиях, но длиться менее секунды. Как видите, применение автоматов с характеристикой типа «B» для бытовых нужд хватает, как говорится, «за глаза».
Кроме того, для всех автоматических выключателей нормируется ещё и «условный ток нерасцепления». Он всегда равен 1,13 In и при таком токе автомат не должен отключаться в течение 1 часа (для автоматов с In 
Тарифный план «Социальный» за 100 рублей в месяц, о котором вам не расскажут в офисе TELE2 
Изменение даты создания файла в *nix 
Как по внешнему виду отличить УЗО от дифавтомата и простого «автомата» 
Немножко про ОУТГЛЮК. Если Outlook 2010 зависает при запуске. 
Говорят, что зарядка до 100% опасна. Так ли это на самом деле? 
[Простой ремонт] Монитор долго моргает, а потом включается. Что это и как починить самостоятельно?
Как не оконфузиться при выборе автоматического выключателя
Краткая заметка по поводу выбора автоматических выключателей. Искренне надеюсь, что читатель не узнает для себя ничего нового.
У поста есть видеоверсия на моем ютуб канале. Реалии времени заставляют меня делать еще и видео:
Определимся с целью
Номинальный ток
Поняв, что автоматический выключатель должен защитить кабельную линию от протекания тока свыше допустимого, мы должны понять, какой же ток допустимый. Чаще всего ссылаются на вот эту табличку из ПУЭ (таблица 1.3.4):
Но это график конкретного экземпляра автоматического выключателя. В реальном мире, у автоматических выключателей есть разброс характеристик, даже у выключателей взятых из одной коробки. Поэтому на графике изображена область, в которой окажется характеристика случайно взятого автоматического выключателя.
В результате, если взять определенный ток, то мы получим диапазон значений времени, за которое сработает автоматический выключатель. От и до, как например вот здесь:
Думаю очевидно, что в расчетах стоит полагать, что нам попался самый плохой экземпляр, и берется самое худшее значение.
До тока в 1,13 от номинального, расцепления совсем не произойдет (16*1,13=18,08А)
При токе в 1,45 от номинального тепловой расцепитель сработает, но за время менее 1 часа (!). (16*1,45=23,2А)
При токе в 2,55 от номинального тепловой расцепитель сработает за время менее 60 сек. (16*2,55= 40А)
Все это становится понятнее, если взглянуть на график:
Ну и чтобы совсем жизнь мёдом не казалась, стоит добавить, что в зависимости от температуры окружающей среды применяют коэффициенты. На жаре тепловой расцепитель прогревается и срабатывает быстрее, а вот на морозе наоборот.
Еще раз резюмирую: Номинальный ток автоматического выключателя НЕ РАВЕН предельно допустимому току кабеля. Предельный ток кабеля должен вызывать отключение автоматического выключателя в адекватное время.
Тип электромагнитного расцепителя
Дело в том, что некоторые виды потребителей при включении потребляют ток в разы, превышающий ток в рабочем режиме. Например мотор в пылесосе в момент включения кратковременно потребляет ток в 2-3 раза больший, но после разгона мотора, потребление снижается. Возможно вы замечали, как лампочки накаливания слегка притухают в момент включения чего-то как раз из-за этого. Вот график потребления тока мотора пылесоса:
Чтобы эти пусковые токи не заставляли сработать электромагнитный расцепитель, его характеристику сдвинули в зону бОльших токов, что бы такие кратковременные превышения тока были в зоне теплового расцепителя, который в силу своей инерционности такие краткосрочные процессы не замечает.
Вот они на графике:
Есть и другие характеристики (K, Z и т.д) но встречаются крайне редко и под заказ, поэтому опустим их.
Если по какой-то причине стартовые токи кратковременно попадут в зону действия электромагнитного расцепителя то возможны ложные срабатывания. И именно для исключения таких ложных срабатываний и сделали несколько типов характеристик.
Некоторые производители для упрощения указывают стартовые токи, вот например светодиодный драйвер уважаемой фирмы при включении кушает солидные 55А (из-за зарядки конденсатора в блоке питания), производитель даже сразу посчитал, сколько светодиодных драйверов можно подключить параллельно на один автоматический выключатель:
4 штуки с характеристикой В и 7 штук на автомат с характеристикой С. Кто бы мог подумать, что 150 ватт светодиодного света могут вышибать 16А автомат! Ситуация становится еще хуже, если используются некачественные светодиодные светильники, где производитель не только не предусмотрел плавный старт, да даже пусковой ток не регламентирует!
Ток короткого замыкания
А теперь смотрим. В деревне Вилларибо измеренный ток короткого замыкания линии 278 Ампер, и электрик поставил автоматический выключатель С16:
Для определения тока короткого замыкания есть специальные приборы. Показывать современные не интересно, поэтому покажу суровый советский олдскул, который есть у меня. М-417 измеряет сопротивление цепи путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении, а ток короткого замыкания необходимо рассчитывать:
Как правило, ток короткого замыкания измеряют при введении линии в эксплуатацию, и планово, раз в несколько лет. Только после измерения тока короткого замыкания можно сказать, правильно ли подобрана защита.
Если ток короткого замыкания будет черезчур большим? Вот тут мы сталкиваемся с отключающей способностью автоматического выключателя. В момент размыкания контактов выключателя загорается электрическая дуга, которая сама по себе проводит ток и гаснет неохотно. Для ее принудительного разрушения в конструкции автоматических выключателей предусмотрены дугогасительные камеры. Вот здесь на высокоскоростной съемке видно как работает дугогасительная камера:
Для наглядности я их разобрал. Большая отключающая способность заставляет не только делать дугогасительные камеры больше, но и усиливать другие конструктивные части, например защиту от прогара вбок.
Отключающая способность автоматического выключателя должна быть больше тока короткого замыкания в линии. Как правило, 6000 А достаточно для большинства применений. 4500А обычно достаточно для работы в линиях старых домов, но может быть недостаточным в новых сетях.
Коммутационная стойкость
При каждом включении/отключении автомата меж контактов загорается дуга, которая постепенно разрушает контактную группу. Производитель часто указывает количество циклов включения/отключения, который должны выдержать контакты:
Отсюда легко видеть, что автоматический выключатель не замена нормальному выключателю при частом использовании. Если пожадничать, и вместо пускателя с контактором заставить сотрудника включать/отключать мешалку дергая автомат по 10 раз в день, то автомат может прийти в негодность менее чем за пару лет. Вот фото автоматического выключателя, контакты которого пришли в негодность из-за большого тока:
Помните, каждая коммутация и срабатывание автоматического выключателя «съедает» его ресурс.
Класс токоограничения
Наверное самая мистическая характеристика. Указывается в виде цифры в квадратике. Про нее в рунете написано мало и чаще ерунда. Класс токоограничения, если упрощать, говорит о количестве электричества, которое успеет пройти через автоматический выключатель при коротком замыкании прежде, чем он отключит цепь, и говорит о быстродействии. Всего классов три:
Селективность
В бытовой серии модульных автоматических выключателей обеспечивать селективность, даже частичную, довольно трудно. Лишь большие и мощные устройства защиты, например на подстанциях, имеют тонкие настройки уставок расцепителей для обеспечения селективности с вышестоящими устройствами защиты.
Да скажи уже что ставить!?
Прежде всего то, что предусмотрено проектом.
Ну а если уж совсем среднестатистический случай с кучей оговорок, то:
Применение автоматического выключателя с характеристикой «C» или «D» вместо «B» должно иметь вескую причину.
Плюшки
Автоматические выключатели разных производителей могут содержать разные приятности/полезности, которые напрямую на защитные функции не влияют, но могут быть полезны:
Это различные шторки/колпачки/крышечки для пломбирования вводного автомата по требованию электросетевой компании.
Это визуальный индикатор фактического состояния контактов, такой индикатор останется красным, если контакты из-за перегрузки сварились
Это окошки для дополнительных нашлепок с электромагнитными расцепителями, контактами
Это дополнительное окошко у клемм для использования гребенки при подключении
Резюме
Номинальный ток автоматического выключателя не равен предельно допустимому для кабеля! В силу особенностей конструкции автоматический выключатель может длительное время пропускать через себя токи значительно больше номинальных и не отключаться.
Разные типы электромагнитных расцепителей позволяют избежать ложных срабатываний, но использовать тип С, и в особенности тип D нужно понимая что к чему.
Если ток короткого замыкания в вашей линии огромен, то отключающая способность автоматического выключателя должна быть еще больше.
А чтобы знать ток короткого замыкания, его нужно измерить специализированным прибором. И только после измерения можно сказать, будет ли правильно работать защита
Хочу сказать спасибо всем, кто принимал участие в рецензировании черновика. Буду рад указаниям на фактические ошибки в статье и ценным дополнениям.
