Содержание
То, что с электричеством шутки плохи, известно каждому. Неправильный расчёт схемы электроснабжения может привести как минимум к двум неприятным последствиям. Первое, это когда при включении нескольких энергоёмких электроприборов (например, стиральной машины, электрочайника и утюга) срабатывают автоматические выключатели и сеть обесточивается. Неприятно, но не смертельно. Второе, это когда при включении тех же приборов автоматы не сработают, и начнёт плавиться и дымиться электропроводка. А это уже смертельная опасность: до пожара всего один шаг. Вот почему выбор автомата по мощности нагрузки – дело первостепенной важности.
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):
| Сечение |
жилы, кв.мм
ток, А
нагрузки, кВт
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:
- Установка чрезмерно мощного автомата может привести к тому, что до его срабатывания электрооборудование, не защищённое собственным предохранителем, выйдет из строя.
- Автомат с заниженным числом ампер способен стать источником нервных стрессов, обесточивая дом или отдельные помещения при включении электрочайника, утюга или пылесоса.
Данный онлайн калькулятор позволяет произвести расчет автоматического выключателя для защиты бытовой электрической сети или электродвигателя по мощности. (Подробнее о принципе работы и характеристиках автоматов см. статью Автоматические выключатели).
ВАЖНО! Помните, что для защиты бытовой электросети необходимо применять автоматические выключатели с характеристикой срабатывания «C», а для защиты электродвигателей — с характеристикой срабатывания «D». Подробнее о характеристиках автоматических выключателей читайте здесь.
Инструкция по использованию калькулятора расчета автомата:
- Выбираем тип защищаемого электрооборудования: бытовая электросеть — в случае если расчет производится для автомата который будет защищать электропроводку дома или квартиры; электродвигатель — в случае если расчет производится для автомата который будет защищать электродвигатель.
- Указываем мощность электродвигателя или бытовой электросети (вкилоВаттах! 1килоВатт=1000Ватт), для бытовой сети дополнительно выбираем тип указанной мощности: «Максимальная разрешенная к использованию мощность» — если мощность взята из проекта (технических условий) на дом (квартиру) или из договора на электроснабжения; «Суммарная мощность всех электроприборов которые будут подключаться в электросеть» — в случае если указанная мощность была получена путем суммирования мощностей всего электрооборудования в доме (квартире); «Мощность конкретного электроприбора» — в случае если указанная мощность относится к одному электроприемнику который будет защищать рассчитываемый автоматический выключатель (например, мощность стиральной машины если на нее будет устанавливаться отдельный автомат), либо суммарная мощность группы электроприемников включение которых происходит одновременно (например ряд светильников включаемых одновременно одним выключателем);
- Выбираем напряжение сети 220 Вольт — для однофазной сети, либо 380 Вольт — для трехфазной.
- Нажимаем кнопку «РАССЧИТАТЬ»
В результате расчета мы получаем требуемый стандартный номинальный ток автоматического выключателя который сможет обеспечить надежную защиту электросети и электрооборудования.
Так же не забывайте, что помимо представленного онлайн расчета автомата по мощности, вы можете произвести выбор автоматического выключателя для защиты электросети самостоятельно руководствуясь этой методикой, а для защиты электродвигателя можно выбрать автоматический выключатель по току рассчитав ток электродвигателя с помощью онлайн калькулятора или выбрав его из таблицы технических характеристик электродвигателей, а затем принять ближайшее большее стандартное значение номинального тока автомата:
Стандартными значениями номиналов автоматов являются:
0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160 и т.д.
Оказался ли полезен для Вас данный онлайн калькулятор? Или может быть у Вас остались вопросы? Напишите нам в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
При сборке электрической сети на предприятии или в квартире, при подключении бытовой техники требуется установка выключателей-автоматов. Они защищают имущество потребителей и человеческие жизни от непредвиденных аварий, приводящих к пожарам. Профессиональный мастер должен хорошо знать, как правильно подобрать номиналы автоматов для надежной и безопасной работы, как сделать выбор автоматов по мощности нагрузки и по другим параметрам.
Для чего служит автоматический выключатель
В электрические цепи устанавливаются автоматы защиты электросети, защищающие провода и включенные электроприборы от перегрева. Медная или алюминиевая проводка исправно служит в течение нескольких десятков лет. Она пропускает через себя переменный или постоянный ток различного напряжения и мощности. Если проходящий на участке цепи ток имеет характеристики, превышающие норму, провод или кабель нагревается.
Если это длится некоторое время, нагрев достигает высоких температур, при которых воспламеняются материалы стен и декоративных покрытий, возникает очаг пожара. Защитный автоматический выключатель обесточивает перегруженный участок электрической цепи, предохраняя строение и электроаппаратуру от возгорания.
Какие бывают автоматы защиты
Квартирная сеть защищается специальными автоматами, в качестве которых применяются однополюсные или двухполюсные виды автоматических выключателей, работающие при напряжении 220 В. К однополюсному присоединяют фазу, к двухполюсному – два провода: фазу и ноль. Однополюсный автомат монтируется в осветительных цепях, работающих в сухих условиях. Иногда их используют для защиты отдельной фазы в трехфазных сетях.
Для трехфазных электрических сетей выпускаются трехполюсные устройства, иногда устанавливаются четырехполюсные. Они защищают приборы, требующие для работы напряжения 380 В. К ним относятся духовки, кухонные панели для приготовления пищи и другие электроприборы. В ванных комнатах и других помещениях, где атмосфера имеет повышенную влажность, нужны двухполюсные автоматы, защищающие группы стиральных машин, мощных агрегатов для мытья посуды и кипячения воды.
При перегреве проводов во время пробоя изоляции в сети происходит короткое замыкание (КЗ), при котором напряжение фазы попадает на ноль. Фаза отключается, но опасное напряжение остается на нулевом проводнике. Это опасно для людей и животных. Классификация автоматических выключателей позволяет выбрать номинальный ток автомата для сети с одной и с тремя фазами.
Выбор автомата по мощности нагрузки
При установке автоматов нужно точно определять номиналы автоматических выключателей по току. При выборе автоматического выключателя по мощности необходимо:
- определить сечения проводов и значения тока КЗ;
- определить максимальный ток для заданного сечения жил;
- выбрать меньший из перечисленных номиналов.
Примерная таблица номиналов:
| Сечение жил из меди | Допустимый нагрузочный ток | Мощность в сети 220 В | Номинальный ток | Предельный ток |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 19 А | 4,1 кВт | 10 А | 16 А |
| 2,5 мм² | 27 А | 5,9 кВт | 16 А | 25 А |
| 4,0 мм² | 38 А | 8,3 кВт | 25 А | 32 А |
| 6,0 мм² | 46 А | 10,1 кВт | 32 А | 40 А |
| 10,0 мм² | 70 А | 15,4 кВт | 50 А | 63 А |
К линии иногда подключают один электрический аппарат высокой мощности. Расчет автомата по мощности выполняют с учетом мощности прибора, включенного в сеть. Для подбора вводного автоматического выключателя складываются мощности аппаратов, включаемых в домашнюю электрическую сеть.
Суммарная нагрузка включается в формулу: I = P/U, где I – ток (А), P – мощность (Вт), U – 220 В (сетевое напряжение). Выбор выключателей лучше проводить для проводки, проложенной с запасом сечения.
Выбираем отключающую способность
Прибор защиты отключает линию в некоторых случаях. Эта характеристика называется отключающей способностью. Для отдельно взятых квартир никакие подсчеты не проводятся, чаще просто учитывается расстояние до подстанции.
Для электропроводки в строении, находящемся поблизости от подстанции, требуется устройство с отключающей способностью около 10000 А. Для остальных домов достаточно сделать выбор автомата на 6000 А. В дачном или деревенском доме используют электроавтомат с отключающей способностью 4500 А, он должен обеспечивать защиту сети.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат срабатывает после превышения током допустимой отметки. В сетях часто наблюдаются кратковременные перегрузки, которые появляются во время включения аппаратов. К таким приборам относятся сварочные агрегаты, стиральные машины, микроволновые печи. При кратковременных колебаниях защитный выключатель не срабатывает, так как у него существует небольшая задержка выключения.
Если произошло короткое замыкание, контакты устройства могут расплавиться. Чтобы избежать этого, в автомате используется встроенное автоматическое устройство – расцепитель. Он обеспечивает защиту приборов до появления токов отсечки, при которых происходит отсечение линии от общей сети. Величина тока отсечки указана на выключателе перед обозначением номинала. Распространенные типы:
- В – превышение номинального значения в 3-5 раз;
- С – превышение в 5-10 раз;
- D – 10-20 раз.
Для того чтобы подобрать автоматический выключатель с учетом этих данных, следует воспользоваться правилом:
- автоматы с обозначением В следует выбирать для домов в сельской местности, получающих электроэнергию с помощью воздушных линий;
- С – распространенный вариант, устанавливаемый в новостройках и домах, находящихся неподалеку от подстанции;
- D – монтируются на предприятиях с установленным оборудованием с высоким пусковым током.
Защитные устройства с маркировкой В найти трудно, лучше выбирать изделия с обозначением С.
Каким производителям стоит доверять
Выбор автомата делают с учетом фирмы-производителя. Неизвестные производители выпускают продукцию, которая редко отличается высоким качеством. К популярным брендам и фирмам относятся: АВВ, Schneider Electric, Legrand и некоторые другие. Доступную продукцию с бюджетными ценами производят фирмы EKF, IEK, TDM и другие. В работе многие изделия ведут себя практически одинаково, поэтому не следует платить лишние деньги за бренд при одинаковом качестве продукции. Изделия фирмы Schneider Electric в 3-5 раз дороже IEK.
На рынке часто встречаются подделки дорогих автоматов. Их легок отличить по весу, который указан в сопроводительных документах. Легкий вес свидетельствует об отсутствии в изделии каких-либо компонентов, обеспечивающих штатную работу изделия. Рассмотрим некоторые модели разных производителей.
TDM – изделие производится в Китае двумя сериями: ВА 47-29 и ВА 47-63. ВА 47-29 имеет на корпусе насечки для пассивного охлаждения. Можно пломбировать устройство специальными заглушками, продающимися отдельно. ВА 47-63 выпускаются без охлаждающих насечек. Цена всех изделий в пределах 130 руб.
Китайская фирма “Энергия” выпускает те же серии, что и TDM, но с боковыми углублениями и индикатором включения. Серия 47-63 без индикатора и углублений на корпусе.
Продукция IEK (Китай) завоевала большую популярность покупателей, как и изделия фирм Decraft и EKF.
КЭАЗ – завод в Курске, выпускающий изделия серий ВМ63 и ВА 47-29. В комплект выключателей входят пломбы, имеется индикация контакта.
Венгерские изделия GE имеют ощутимый вес и большую популярность.
Moeller производятся в Сербии и в Австрии, являются аналогами китайских автоматов защиты, но обладают более высоким качеством.
Shneider Electric окрашены в зеленый цвет. Выпускается несколько серий продукции. Стоимость в пределах 150-180 руб. Альтернативой является продукция польской фирмы Legrand TX.
Электрики России любят продукцию компании АВВ (Германии), которая отличается высоким качеством, доступностью и надежностью. Выпускается две серии: S-6000 и SH-4500 А. Стоят изделия 250-300 руб.
Заключение
Автоматический выключатель призван защищать электрические линии от перегрузок, возникающих в результате подключения большого количества приборов. Для их выбора нужно посчитать общую нагрузку на сеть, допустимый длительный ток, свериться с таблицей. Правильно выбранный прибор исключает возможность возникновения пожара в результате короткого замыкания в сети.
