Номиналы автоматических выключателей по току: как грамотно подобрать автомат

Предельная Icu и рабочая Ics отключающая способность

Эти параметры в бытовом применении не используются, и в первом приближении можно сказать, что Icn =Icu = Ics.

Ток Icu для автомата – крайний, предельный (Ultimate), но производитель гарантирует, что автомат безопасно отключит аварийную цепь, пусть даже ценой собственной жизни.

Слово “рабочая” (Servise) говорит о том, что автомат можно после данного тока КЗ включить (естественно, после устранения причин КЗ), и он продолжит работать с теми же параметрами. Ток Ics автомат может выдержать три раза за весь период эксплуатации, далее он подлежит замене.

Вот картинка из каталога ABB для бытового автомата:

Номинальная предельная и рабочая отключающая способность при коротком замыкании (Icu и Ics)

При больших Icn (более 6000 А) Ics = 0,75 Icn, если номинальная отключающая способность автомата будет ещё выше (Icn > 10000 A), Ics = 0,5 Icn. Подробности – в ГОСТ Р50345-2010 (п. 5.2.4) и в табл.18 там же.

А вот что говорит нам каталог ABB про автомат с “промышленным” Icn = 25 кА:

Номинальный выдерживаемый ток (Icn), номинальная предельная и рабочая отключающая способность (Icu и Ics) при коротком замыкании

У таких автоматов немного меняется терминология:

• Icn – это уже номинальный выдерживаемый ток КЗ – ток, при котором автомат может и не выключиться, но и не сгорит.
• Icu – это номинальная предельная отключающая способность – при этом токе автомат должен выключиться, но его работоспособность отнюдь не гарантируется.
• Ics – это номинальная рабочая (эксплуатационная) отключающая способность – при этом токе выключится, останется рабочим, и может сразу быть включенным и эксплуатироваться вновь.

В мощном промышленном оборудовании Icn ≥ Icu ≥ Ics, и Ics обычно выражается в процентах от Icu.

Icn обычно для таких автоматов не указывают. Вот скриншот из руководства по эксплуатации на автомат IEK ВА88-35:

Характеристики ВА88 – Icn отсутствует

А вот шильдик автомата КЭАЗ ВА57Ф35:

КЭАЗ автомат силовой с отключающей способностью 10 кА

Уставка электромагнитного расцепителя мощных автоматов Im

Небольшое дополнение для автоматов с большими отключающими способностями (более 10 кА). Для них не будет действовать понятие “характеристики отключения В, С, D”. Для них просто устанавливается ток уставки ЭМ расцепителя Im через номинальный ток In. При этом Im = K x In, а коэффициент К может быть равен 10 или другому значению.

Класс токоограничения

Этот параметр говорит о быстродействии автомата. Значение параметра приводится в рамке, под значением Icn:

Класс токоограничения автомата говорит о быстродействии электромагнитной защиты

Цифра в рамке говорит о части периода напряжения, за которое электромагнитная защита сработает при КЗ. Если указана цифра “3”, значит, при КЗ автомат успеет отработать за 1/3 периода, или за время около 6 мс.

Впрочем, в наши дни технология продвинулась настолько, что все производители легко выполняют данное условие, и автоматический выключатель любого бренда имеет класс токоограничения 3.

Как рассчитать необходимый номинал автоматов

В квартире нужен двухполюсный прибор ввода перед счетчиком и распредавтоматы с одним полюсом. Кабель согласно п. 1.3.6 Правил устройства электроустановок имеет сечение 4-6 мм2. В гараж понадобится вводный переключатель для электросчетчика, устройства на 10 А для освещения и на 16 А под розетки.

Сравнение различных автоматов показывает, что тип устройства зависит от нагрузки на электропроводку. Для расчета номинала мощности автомата с током 16 А для одиночного потребителя понадобится:

1. Определить тип сети и ее защиту.
2. Установить класс потребителя.
3. Подсчитать количество потребителей и общую максимальную нагрузку. В – старая проводка с обогревателями, электроплитами, духовками. С – помещения с бытовой техникой, газоразрядными источниками света. Д – для гаражей с компрессорами, насосами.
4. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(U*cos φ) – для однофазной сети.
5. Вычислить силу тока в реальных условиях по формуле I = P/(1,73*U*cos φ) – для трехфазной сети, где U=380 В.
6. Выбрать сечение проводника (алюминий, медь) по таблицам ПУЭ.

Типы электрических автоматов

Автоматические выключатели широко используются в системах электроснабжения, обеспечивая надежную защиту электрическим цепям и сетям, бытовым приборам и электрооборудованию. Их основной задачей является обесточивание цепи в нужный момент путем отключения подачи электрического тока. Срабатывание автомата защиты происходит при коротких замыканиях, а также при нагреве проводов из-за перегрузок в сети.

Автоматы защиты сети могут работать в цепях постоянного и переменного тока, а универсальные конструкции способны работать при наличии в сети любого электрического тока. В соответствии с конструкцией, они разделяются на три типа, которые служат основой для других разновидностей автоматических выключателей:

• Воздушные автоматы. Используются в промышленном производстве, где токи в цепях могут достигать нескольких тысяч ампер.
• Автоматы в литом корпусе. Отличаются широким рабочим диапазоном, составляющим от 16 до 1000 А.
• Модульные автоматы. Именно они широко используются в квартирах и частных домах. Их название связано со стандартной шириной, составляющей кратность в 17,5 мм, в зависимости от количества полюсов. То есть, в одном блоке может использоваться сразу несколько выключателей.

Все автоматы защиты разделяются в соответствии с показателями номинального тока и напряжения, поскольку большинство защитных устройств устанавливаются в сетях 220 или 380В.

Автоматические выключатели могут быть токоограничивающими и не токоограничивающими. В первом случае автомат представляет собой выключатель, в котором время отключения установлено на чрезвычайно малую величину, в течение которой токи короткого замыкания не успевают достичь максимума.

Автоматы классифицируются по числу полюсов и могут быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсными. Они оборудуются максимальными, независимыми, минимальными или нулевыми расцепителями напряжения. Большое значение имеет скорость срабатывания, когда устройства могут быть нормальными, быстродействующими и селективными. В некоторых приборах допускается сочетание технических характеристик. Некоторые модели оборудуются свободными контактами, а проводники подключаются к ним разными способами.

Существует разделение на различные типы по конструкции расцепителя или размыкателя, установленного в автомате. Данные элементы играют важную роль и разделяются как магнитные и тепловые. В первом случае размыкатель относится к быстродействующим и обеспечивает защиту при коротких замыканиях. Время срабатывания составляет от 0,005 до 3-4 секунд. Работа теплового расцепителя происходит гораздо медленнее, поэтому он используется в основном для защиты от перегрузок. Основой элемента является биметаллическая пластина, нагревающаяся при возрастающих нагрузках. Период срабатывания находится в пределах от 3-4 секунд до нескольких минут.

Кроме того, автоматы разделяются по типам отключения или по времятоковым характеристикам. Каждый тип маркируется символами А, В, С, D, К, Z. Например, тип А используется при размыкании цепей, имеющих значительную длину проводки, хорошо защищает полупроводниковые устройства. Предел срабатывания составляет 2-3 номинальных тока. Тип В применяется в системах освещения общего назначения и обладает порогом срабатывания 3-5 номинальных тока. Более подробные сведения о каждом типе автомата можно взять из таблицы.

Предупреждение перегрузки от работы потребителей

Иногда на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью значительно более низкой, чем необходимо для гарантированного сохранения работоспособности электрического кабеля.

Снижать номинал выключателя целесообразно, если суммарная мощность всех устройств в цепи значительно меньше, чем способен выдержать кабель. Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после монтажа проводки часть приборов была удалена с линии.

Тогда уменьшение номинальной мощности автомата оправдано с позиции его более быстрого реагирования на возникающие перегрузки.

Например, при заклинивании подшипника электродвигателя, ток в обмотке резко увеличивается, но не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет двигатель от дорогостоящей процедуры перемотки.

Также используют номинал меньше расчетного по причинам жестких ограничений на каждую цепь. Например, для однофазной сети на входе в квартиру с электроплитой установлен выключатель 32 A, что дает 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пусть при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.

Если количество установленных в распределительный щит групповых автоматов велико, то их необходимо подписать и пронумеровать. Иначе можно запутаться

Допустим, что на одной из линий происходит медленное возрастание нагрузки. Когда потребляемая мощность достигнет значения равного гарантированному расцеплению группового выключателя, на остальные два участка останется только (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 кВт.

Это очень мало относительно общего потребления. При такой схеме распределительного щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях.

Поэтому чтобы сохранить принцип селективности, нужно поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при таком же перекосе потребляемой мощности на другие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что приемлемо.

Рассмотрим возможность установки выключателя с номиналом 20A на примере выделенной для кухни отдельной линии.

К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электроприборы:

• Холодильник, номинальной мощностью 400 Вт и стартовым током в 1,2 кВт;
• Две морозильные камеры, мощностью 200 Вт;
• Духовка, мощностью 3,5 кВт;
• При работе электрической духовки разрешено дополнительно включить только один прибор, самые мощный из которых – электрочайник, потребляющий 2,0 кВт.

Двадцатиамперный автомат позволяет более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное отключение меньше чем за один час произойдет при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.

На кухне постоянное подключение к электричеству должно быть у холодильного оборудования и плиты. Если существует риск превышения силы тока, то одновременную работу остальных устройств можно исключить, выделив для них всего две розетки

При одновременном включении духовки и электрочайника суммарная мощность составит 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает недолго, то отключения не произойдет. Если в этот момент включатся в работу холодильник и обе морозильные камеры, то мощность составит уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.

Это значение уже близко к параметру гарантированного расцепления. Однако вероятность возникновения такой ситуации крайне мала и длительность периода будет незначительна, так как время работы моторов и чайника невелико.

Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет недостаточно для срабатывания электромагнитного расцепителя. Таким образом, в заданных условиях можно использовать автомат на 20 A.

Единственный нюанс заключается в возможности увеличения напряжения до 230 В, что разрешено нормативными документами. В частности ГОСТ 29322-2014 (IEC 60038:2009) определяет стандартное напряжение равным 230 В с возможностью использования 220 В.

Сейчас в большинство сетей электричество подают напряжение 220 В. Если же параметр тока приведен к международному стандарту 230 В, то можно пересчитать номиналы в соответствии с этим значением.

Расчет сечения кабеля. Ошибки. Какую нагрузку выдерживает автомат на 25 ампер

Расчет сечения кабеля. Ошибки

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Этот материал будет посвящен тому, как НЕ НАДО выбирать сечение кабеля.

Часто встречаю, что необходимое сечения кабеля выбирают по количеству киловатт, которые можно «нагрузить» на этот кабель. 

Обычно аргумент звучит так: «Кабель сечением 2,5 мм2  выдерживает ток 27 ампер (иногда и 29 ампер), поэтому ставим автомат на 25 А.»

И на практике иногда попадаются розеточные группы, защищенные автоматом на 25А, а освещение — автоматом 16А.

Такой подход при выборе автоматических выключателей приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, и как результат — к короткому замыканию и возгоранию.

Обратимся к таблице 1.3.4. из ПУЭ.

Допустимый длительный ток для медных проводов проложенных скрыто — 25 А. Вроде бы все правильно, так ли это?

Если установить автомат на 25А, что называется «в лоб», а из курса по автоматическим выключателям мы помним, что тепловая защита автомат а сможет сработать при превышении номинального тока на 13%, что в нашем случае составит 25х1,13=28,25А. И время срабатывания будет более часа.

А при перегрузке на 45% тепловой расцепитель сработает за время менее 1 часа, т.е. 25Ах1,45=36,25 А. Но может сработать и за час.

Понятно, что при таких токах кабель просто сгорит.

В случае установки на освещение автомата 16А результат будет аналогичный, можете посчитать самостоятельно.

К тому же розетки выпускаются на максимальный ток 16А, а выключатели — 10А. Если установить на розетки и освещение завышенные номиналы автоматических выключателей — это приведет к их оплавлению, разрушению контактов и потенциально к возгоранию. Я думаю, вы встречали оплавленные розетки — результат подключения очень мощной нагрузки, на которую розетки не рассчитаны.

ЗАПОМНИТЕ! В наших квартирах и домах розеточные группы выполняются кабелем 2,5 мм2 с установкой автоматического выключателя 16А, группы освещения  выполняются кабелем 1,5 мм2 с установкой автомата 10А. Меньший номинал можно, больший нельзя!

Разновидность такого подхода: выбивает автомат, особенно для розеточной группы кухни, где подключаются мощные приборы. Про запас, чтобы «не выбивало», устанавливается автомат 32А и даже 40А. И это при проводке, выполненной кабелем 2,5 мм2!!! Последствия очевидны и рассмотрены выше.

Еще встречаются ситуации, когда до ответвительной коробки закладывают кабель большего сечения (например 4 мм2), а затем разводят линии по 2,5 мм2 и в электрическом щите устанавливают автомат на 25А или 32А.

Ток автоматического выключателя необходимо выбирать, исходя из самого слабого места в линии, в нашем примере — это кабель 2,5 мм2. Поэтому такую группу все равно необходимо защищать автоматом на 16А.

Если установить автомат на 25А, то при включении в одну из розеток нагрузки, близкой к 25А, кабель до ответвительной коробки сгорит, а для кабеля сечением 4 мм2 от ответвительной коробки до автоматического выключателя — это будет нормальный режим.

Все эти моменты необходимо учитывать при расчете сечения кабеля.

Смотрите подробное видео:

Расчет сечения кабеля. Ошибки

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — стратегия выбора.

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Расчет сечения кабеля.

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

elektrik-sam.info

Расчет и выбор автомата по мощности и току

При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять выбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.

Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.

Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил выбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного выбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.

Общие сведения об автоматах

Автоматы для электрощитка

Как правило, автомат содержат три типа расцепителя электрической цепи: тепловой, электромагнитный и механический. Первый предназначен для защиты электрических цепей от перегрузки по току, второй – от короткого замыкания в цепях нагрузки, третий – для оперативных коммутаций электрических цепей.

Существуют электрические автоматы, выполняющие защитные функции от перегрузки и поражения электрическим током (ЭТ). Это выключатели, управляемые дифференциальным током со встроенной защитой от токовых перегрузок – дифавтоматы (ДВ).

Основные технические характеристики автоматических выключателей (АВ)

Номиналы автоматов для различных электросетей

Номинальное напряжение – установленное изготовителем значение, при котором определена работоспособность АВ.

Номинальный ток – установленный изготовителем ток, который АВ способен проводить в продолжительном режиме, при котором главные контакты остаются замкнутыми при указанной контрольной температуре окружающего воздуха (стандартно +30 °С).

Частота выключателя – это промышленная частота, на которую рассчитанно устройство и которой соответствуют значения других характеристик.

Номинальная наибольшая отключающая способность – значение ЭТ, которое может отключить АВ, сохранив при этом свою работоспособность.

Класс токоограничения характеризуется временем отключения между началом размыкания выключателя и концом времени дуги. Существует три класса токоограничения:

• время отключения АВ 3 класса происходит в пределах 2,5 – 6 мс;
• 2 класса – 6–10 мс;
• 1 класса – более 10 мс.

Существует несколько типов защитных (время-токовых) характеристик АВ, наиболее востребованы – B, C и D

Тип защитной характеристики	Диапазон токов мгновенного расцепления, приведенных к номинальному значению тока АВ	Назначение
A	от 1,3Iн	Для защиты цепей, в которых временные перегрузки по току не могут возникать в штатном режиме работы.
В	от 3Iн до 5Iн	Для защиты цепей, в которых допускаются незначительные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы.
С	от 5Iн до 10Iн	Для защиты цепей, в которых допускаются умеренные временные токовые перегрузки в штатном режиме работы.
D	от 10Iн до 20Iн	Для защиты цепей со значительными временными токовыми перегрузками в штатном режиме работы.
K	от 12 Iн	Для защиты промышленных цепей использующих индуктивную нагрузку.
Z	от 4 Iн	Для защиты промышленных цепей использующих в качестве нагрузки промышленную электронную технику.

Дифференциальные автоматические выключатели

Дифференциальный автоматический выключатель

Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn – значение отключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ должен срабатывать при заданных условиях.

Номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0 – значение неотключающего дифференциального тока, указанное изготовителем, при котором ДВ не срабатывает при заданных условиях.

Номинальная дифференциальная наибольшая включающая и отключающая способность IΔm0 – действующее значение переменной составляющей ожидаемого дифференциального тока, которое ДВ может включать, проводить и отключать.

ДВ бывают трех типов:

• S – с выдержкой времени срабатывания по дифференциальному току.
• АС – обеспечивается срабатывание при синусоидальном переменном дифференциальном токе, либо прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.
• А – обеспечивает срабатывание при дифференциальном синусоидальном переменном токе и дифференциальном пульсирующем постоянном токе, прикладываемом скачком, либо медленнорастущем.

Параметры технических особенностей

Подробная информация о технических особенностях выбранного типа изделия указывается в большинстве случаев в линейке, расположенной непосредственно под наименованием фирмы. Она находится в месте, где устанавливается щитковый выключатель.

Главной задачей автоматических выключателей становится способность отключения в автоматическом режиме при нарушении нормального хода и уровня подачи тока и действия электроцепи. Это необходимо для успешного контроля стабильной работы, препятствующей поломкам и нарушениям работоспособности электрических приборов, устройств и оборудования на производстве и в быту. Такие параметры указываются на любых типах автоматических выключателей вне зависимости от особенностей эксплуатации в зависимости от типа расцепителей.

https://youtube.com/watch?v=UNxICEnY8Pw

Что такое отключающая способность автоматического выключателя

Ряд автоматических выключателей в щитке

Автомат устанавливают в цепи электроснабжения. При чрезмерном увеличении потребляемой мощности происходит нагрев биметаллического элемента. На определенном уровне температуры значительное изменение его формы разрывает контакт линии проводника.

Другое защитное устройство разрывает цепь при появлении сильного тока. Кроме короткого замыкания аналогичную реакцию вызывает подключение слишком мощной реактивной нагрузки, например, сварочного аппарата. В опасной ситуации электромагнитная катушка перемещает приводной механизм выключателя.

Классификация

Согласно классификации ГОСТа 9098-78, в ответ на то, какие бывают автоматы, стоит указать, что аппарат бывает:

• однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным;
• токоограничивающим и нетокоограничивающим;
• выкатным и стационарным;
• селективным и неселективным;
• ручным, двигательным и пружинным.

Бывает создан для работы с постоянным или переменным током, иметь в себе максимальный, независимый или нулевой токовый расцепитель. Также есть классификация по выдержке времени, по контактам, по внешним проводникам, по степени защиты и присоединению проводников.

Число полюсов

По числу полюсов бывает одно-, двух-, трех- и четырехполюсная модель. Чаще всего используется в работе одно- и двух-полюсная модель, несмотря на сниженный класс автоматических выключателей защиты.

Обратите внимание! Это характеристика показывает тот факт, сколько можно подключить проводов к аппарату, чтобы защитить сеть. Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Однополюсная модель как одна из самых распространенных

Время токовый параметр

Время-токовая характеристика автомата — зависимость времени срабатывания устройства от энергии электричества, которая протекает через него. Прописывается на каждом устройстве буквой В, С и Д. В первом случае аппарат выключается за 20 секунд. Создан для домашнего использования. Во втором случае автомат выключается за 10 секунд. Применяется как в быту, так и в промышленной сфере. Автовыключатели, имеющие последнюю техническую характеристику, используются только в промышленности. Они работают с током в 14 ампер и выключаются за 10 секунд. Эту разновидность эффективно используют в проводке.

Номинальный ток

Всего на данный момент известно о двенадцати модификационных моделей автоматов, которые отличаются по номинальному току. Этот параметр ответственен за то, чтобы при превышении номинального напряжения срабатывал автомат. Аппарат с малым номиналом используется там, где малое количество электрооборудования. Выключатели в 16 ампер позволяют обеспечить бесперебойной работой всей квартиры. Автоматы с номиналом в 32 ампера защищают проводку квартиры. Аппараты, имеющие большое значение амперов, используются для силового оборудования, имеющего большую мощность.

Модель с номинальным током в 16 ампер

Отключающая способность

Отключающая способность — характеристика, при которой автомат срабатывает, если напряжение в сети выше установленного номинального токового значения.

Выводы и полезное видео по теме

Общая информация об автоматах раскрыта выше, а из интересных видеороликов вы можете узнать о тонкостях, известных только профессионалам.

Как устроен и работает автомат:

Подробнее о тепловых номиналах – разбор таблицы:

Читаем маркировку со специалистом:

Правильно выбрать и подключить устройство защиты домашней электросети помогает маркировка, нанесенная прямо на корпус прибора. Умение расшифровывать символы и правильно определять характеристики поможет в дальнейшем при самостоятельном монтаже нового контура.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по расшифровке маркировки автоматических выключателей? Можете оставлять комментарии к публикации и участвовать в обсуждениях. Форма для связи находится в нижнем блоке.