Вводной автомат

Работа электромагнитного расцепителя

Следует отдельно рассмотреть действие электромагнитного расцепителя, от которого зависит выполнение основных функций автомата. Его характеристики определяет государственный стандарт.

Основной деталью является катушка-соленоид. Она оборудована подвижной частью, приводящей в действие механизм разрыва цепи провода. Протекая через силовые контакты, ток захватывает и соленоид. Если порядок расчета тока соблюдается в пределах номинала, то в нормальном рабочем режиме отключения автомата не происходит. Магнитных усилий недостаточно для сдвига защелки якорем расцепителя, поэтому защитное устройство остается включенным.

При возникновении КЗ наступает превышение порогового значения силы тока. В результате, начинается быстрое возрастание магнитного потока, вызывающего движение подвижной части катушки. В этом случае автомат мгновенно отключается.

Существуют автоматы, работающие с постоянным током. Они защищают электродвигатели и оборудованы сразу несколькими расцепителями. За счет этого отключение значительно ускоряется, даже если одна из систем расцепления не сработала.

Принцип работы и устройство автоматического выключателя

Этот электрический прибор называют еще автомат. Такое короткое имя он получил благодаря сути своего действия — автоматическому срабатыванию.

Принцип работы аппарата состоит в двух функциях:

1. Защита цепи от перегрузок;

2. Блокировка короткого замыкания.

Первое происходит когда в сеть включено больше приборов, чем может выдержать существующая проводка. Сила тока в цепи зависит от потребляемой мощности и может возрастать по мере подключения новых приборов.

Например, при медной проводке с сечением 2,5 мм2, в одной комнате включили электрочайник (2,5 кВт), микроволновку (2 кВт) и духовку (3 кВт). Общее потребление силы тока составит около 34 А. Если эти устройства будут одновременно работать в течение определенного времени, то протекающий по проводке ток сильно нагреет ее и начнется плавиться обмотка.

При дальнейшем развороте событий накаленные провода могут содействовать воспламенению пластиковых частей проводки, розетки или просто перегореть где-то в стене и оборвать контакт. Для восстановления цепи потребуется штробить бетонную перегородку и укладывать новый провод.

Чтобы защитить сеть от таких перегрузок автомат имеет тонкую пластину, реагирующую на повышение температуры в проводах. При достижении номинального значения пластина начинает деформироваться и своим краем надавливает на рычаг и размыкает контакт.

Благодаря этому устройства применяются на вводах проводки в:

1. Квартирах;

2. Домах;

3. Гаражах;

4. Мастерских;

5. Местах отдыха (кинотеатры, рестораны, гостиницы, спортклубы);

6. Предприятиях.

Размещают их в цепи сразу после счетчика электроэнергии. Некоторые модели монтируются непосредственно в него, другие располагаются под ним, а третьи крепятся в отдельной щитовой.

Вторая функция автоматического выключателя — это срабатывание при коротком замыкании. Когда проводка в бытовом приборе или люстре подгорела, то ее токоведущие части оголяются. Коснувшись друг друга появляется электрическая дуга, способная зажечь осветительное оборудование и все окружающее.

Здесь мгновенно срабатывает второй узел прибора — электромагнитный. Он реагирует на значительно возросшее напряжение и толкает боек к рычажку, который размыкает контакт.

При разрыве двух сторон в корпусе автомата образовывается собственная электрическая дуга, поэтому для ее гашения создана специальная камера с решетками, где высокотемпературное пламя разбивается и затухает.

Все это не дает развиться пожару и сохраняет внутренние детали бытовой техники целыми, благодаря чему достаточно отключить прибор от сети, найти замкнутый провод и заменить его на новый.

В устройство автоматического выключателя входят следующие элементы:

1. Рычажок для включения;

2. Клеммы для проводки;

3. Защелка для фиксации на специальной рейке;

4. Два внутренних контакта;

5. Механизм теплового расцепителя;

6. Электромагнитный блок;

7. Дугогасительная решетка;

8. Защитный корпус.

Выбор автоматического выключателя для защиты вновь подключаемого оборудования — пример №1

Пусть мне нужно защитить автоматом группу из 7 светильников мощностью 20 Вт, напряжением 220 В. В первую очередь я сосчитаю суммарную мощность группы 7*20=140 Вт. Во вторую — определю ток 140 Вт/220 В=0,64 А. Фактором мощности светильников и кпд пускорегулирующей аппаратуры пренебрегу. Из популярных номиналов автоматов к полученному току 0,64 А ближе всего номинал 6А.

А для защиты светильников рекомендуется применять автоматы с характеристикой расцепителя В. Выбираю автомат популярной марки ВА47-29 В6А. При отсутствии в зоне досягаемости В6А приобрету С6А.
Для электропитания светильников применяю кабель ВВГнг-ls 3х1,5, который легко войдет в клеммы ВА47-29, рассчитанные на сечение жил до 25 кв. мм.
По условиям эксплуатации автомат ВА47-29 также меня устроит. Он должен применяться в диапазоне температур -40+50 градусов Цельсия. И имеет группу защиты IP20. Размещаю его в сухом щите внутри помещения.

Рейтинг электрических автоматов по надежности

Пользовательский рейтинг автоматических выключателей по качеству и надежности включает несколько приборов.

1 место – SH201L B16 от АВВ

Согласно отзывам потребителей, лучше выбирать электрические автоматы фирмы АВВ. Однополюсный прибор рассчитан на номинальную мощность 16 А, переменный тип напряжения. Номинальная отключающая способность – 4,5 кА.

• совместим с электромагнитными и тепловыми рассеивателями;
• номинальное напряжение 230 В;
• качественная сборка;
• крепится на DIN-рейку.

• высокая стоимость;
• одноразовые пазы.

2 место – Power Break II от General Electric

Американские воздушные автоматы рассчитаны на длительную эксплуатацию. Среднеквадратичное значение составляет 200 тыс. А, номинальное напряжение – до 240 В.

• наличие изоляции;
• сила тока 200-4000 А;
• удобная ручка.

• предназначены только для комбинированных шин;
• проблематично приобрести оффлайн.

3 место – серия «КПРО» от Контактор

Российские модели данной серии можно взять для бытовых нужд. Они поддерживают силу тока до 100 А, ставятся в корпусах, закрываются кожухами.

• наличие регулировки защиты;
• сертификация Таможенного Союза;
• диапазон силы тока 16-100 А.

Минусы: небольшое количество моделей в линейке, контакты не утоплены в корпусе.

4 Подбираем подходящий автомат ввода – на какие параметры нужно опираться

Рассмотрев основные виды вводных устройств, нужно обратить внимание на параметры, учитывать которые необходимо при выборе подходящего варианта для установки в отдельно взятом случае. Первым делом определяем максимальный ток короткого замыкания

Это показатель, при котором устройство ввода должно сработать и разорвать электрическую цепь. Предлагаются ВА с параметрами от 3 до 10 мА. Оптимальным вариантом будет прибор с показателем 6 А. Для квартир допускается устанавливать автоматы на 3 мА, особенно, если вариант возникновения КЗ сведён к минимуму. Если жилище находится рядом с подстанцией, то в этом случае рекомендуется обратить внимание на устройства ввода на 10 мА.

Далее идет показатель рабочего тока, о котором мы упоминали раньше. В этом случае нужно рассматривать не только суммарную нагрузку, приходящуюся на сеть, но и сечение кабеля. Просчитывают этот параметр следующим образом: складываются мощности всего электрооборудования, находящегося в доме, после чего полученный результат умножают на 0,7 – коэффициент одновременной работы всего оборудования. Полученное значение делим на 220 (380). Итоговый результат – номинальный ток, который должен быть у приобретаемого вводного устройства.

https://youtube.com/watch?v=QWn5hL4ZnMM

При выборе ВА не обойтись и без такого понятия, как тип время-токовой характеристики. Поскольку превышение пускового тока над рабочим может быть выше в несколько раз, то автомат может определить такой параметр как короткое замыкание. Вследствие этого произойдет размыкание цепи, что совсем не нужно. Для этого существует определенная градация, позволяющая правильно выбрать класс устройства:

• В. Применяется, если отсутствуют мощные электроприборы.
• С. Используют при наличии электроплиты, котла и подобного оборудования. Применяется в домах, где пользуются приборами средней мощности не на постоянной основе: сварочный аппарат, бетономешалка и т.д.
• D. Ставят при наличии мощного оборудования.

Важно

Устанавливая ВА в доме, обратите внимание на состояние проводки. Быть может, перед установкой ее стоит заменить

Какое УЗО или дифавтомат ставить

Принципы выбора оборудования основываются прежде всего на характеристике электрической сети. Анализируя, какие узлы поставить, учитывают:

• рабочее напряжение сети;
• схему подключения, для которой может понадобиться однополюсный или многополюсный аппарат защиты;
• фазность электрической сети;
• коммутируемую мощность, по которой выбирают автомат ампер, УЗО или дифавтомат.

Существуют и отдельные правила выбора параметров для разных типов устройств. Для АО (автомата отключения) главной характеристикой выступает число ампер тока в рабочем режиме. Сколько именно оно должно составлять, определяется по параметрам стиральной машинки. Например, для агрегата с пиковой мощностью 3.5 кВт будет достаточно АО на 16 А.

УЗО выбирается по граничному показателю тока утечки, при котором происходит срабатывание. Для человека в численном выражении опасным значением считается 30 мА. Именно с таким значением следует покупать УЗО. Если же перестраховываться и приобретать дорогую модель с граничной утечкой в 10 мА — можно добиться негативного эффекта. Например, автоматика будет срабатывать при каждой попытке включения машинки из-за особенностей ее инженерного решения или характеристик проводки бытовой сети.

Соединяя перечисленные критерии выбора, покупают дифавтомат для стиральной машины. Его узел расцепителей должен иметь номинал ампер не ниже 16, с маркировкой С16. Для машинок, мощность которых превышает 3500 Вт, нужно купить дифавтомат С25 или выше. Блок УЗО выбирается по показателю граничного тока утечки, а также маркировке: рекомендуется покупать оборудование класса А.

Установка и подключение

Наиболее просто подключается к стиральной машине дифференциальный автомат. Это устройство двухполюсное. Вход коммутируется с проводами проводки, необходимо соблюдать фазность: назначение контактов указано в техническом паспорте прибора. Если в системе питания машинки используется стабилизатор напряжения, рекомендуется установить его после дифавтомата.

Выходы дифференциального блока выводятся непосредственно к розетке стиральной машины. Для правильной работы системы обязательно делается заземление. Его провод коммутируется к соответствующему контакту стиралки.

Не представляет сложности и схема коммутации с использованием раздельных узлов автомата защитного отключения и УЗО. Последний блок — двухполюсный. Коммутация производится по следующей схеме:

• фаза проводки заводится на вход автомата отключения;
• выход АО соединяется с контактом фазы на входе УЗО;
• на второй контакт входной группы УЗО подается ноль проводки;
• два выхода устройства защитного отключения заводятся на розетку для питания машинки.

В такой схеме также обязательно использовать заземление. Провод заводится на розетку включения машинки. Выбор устройств по номиналу для коммутации такого рода рекомендуется делать с взаимным технологическим запасом. Автомат устанавливается с номиналом, строго соответствующим пиковой мощности потребления машинки. К примеру, 16 ампер.

УЗО в этом случае рекомендуется выбирать на заметно большие токи: 20 и более ампер. Это позволит гарантировать сохранение его работоспособности в аварийной ситуации. Ток в режиме короткого замыкания, приводящий к отсечке автомата, не является критическим для УЗО и не приводит к аварии.

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.

Сечение кабеля для открытой электропроводки

Чтобы воспользоваться таблицами и правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, нам необходимо знать силу тока, или знать мощность всех бытовых электроприемников.

Ток рассчитывается по следующим формулам:

– для однофазной сети напряжением 220 Вольт:

где Р – сумма всех мощностей бытовых электроприемников, Вт;

     U – напряжение однофазной сети 220 В;

     cos(фи) – коэффициент мощности, для жилых зданий  равен 1, для производства будет 0.8, а в среднем 0,9.

– для трехфазной сети напряжением 380 Вольт:

в этой формуле все тоже самое, как и для однофазной сети, только в знаменатель, т.к. сеть трехфазная, добавляем корень 3 и напряжение будет равно 380 В.

Чтобы выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, по вышеуказанным таблицам, достаточно знать сумму мощностей электроприемников данной кабельной линии (группы). Расчет тока все равно нам будет нужен при проектировании электрощита (выбор автоматов, УЗО или диф.автоматов).

Ниже приведены средние значения мощностей, наиболее распространенных  бытовых электроприемников:

Зная мощность электроприемников, можно точно выбрать сечение кабеля для конкретной кабельной линии (группы) в доме или квартире, а значит и автомат (дифавтомат) для защиты этой линии, у которого номинальный ток должен быть ниже длительно-допустимого тока кабеля, определенного сечения. Если мы выбираем сечение кабеля из меди 2,5 кв.мм., который проводит сколько угодно долго ток до 21 А (скрытый способ прокладки), то автомат (дифавтомат) в электрощите для этого кабеля должен быть с номинальным током на 20 А, чтобы автомат отключался до того, как кабель начнет перегреваться.

Типовые сечения кабелей для электромонтажа в быту:

• В квартирах, коттеджах или частных домах, на розеточные группы прокладывают медный кабель 2,5 кв.мм.;
• Для осветительной группы – сечение кабеля из меди 1,5 кв.мм;
• Для однофазной варочной поверхности (электроплиты) – сечение кабеля 3х6 кв.мм., для трехфазной электроплиты – 5х2,5 кв.мм. или 5х4 кв.мм. в зависимости от мощности;
• Для остальных групп (духовые шкафы, бойлеры и т.д.) – по их мощности. А также от способа подключения, через розетку или черех клеммы. Например, если мощность духового шкафа более 3,5 кВт, то прокладывают кабель 3х4 и подключают духовку через клеммы, если мощность духовки меньше 3,5 кВт, то достаточно кабеля сечением 3х2,5 и подключение через бытовую розетку.

Чтобы правильно выбрать сечение кабеля и номиналы автоматов для электрощита частного дома, квартиры, нужно знать важные моменты, не знание которых, может привести к печальным последствиям.

Например:

• На розеточные группы выбирают сечение кабеля 2,5 кв.мм, но автомат при этом выбирают, с номинальным током не 20А, а 16А, т.к. бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16 А.
• Для освещения использую кабель 1,5 кв.мм., но автомат не более 10А, т.к. выключатели рассчитаны на ток не более 10А.
• Необходимо знать, что автомат пропускает ток до 1,13 раза больше своего номинала, сколько угодно долго, а при превышении номинала до 1,45 раза может отключиться только через 1 час. И всё это время кабель будет греться.
• Сечение кабеля правильно выбирать по скрытому способу прокладки, чтобы был необходимый запас прочности.
• ПУЭ п.7.1.34. запрещает использовать алюминиевую проводку внутри зданий.

Спасибо за внимание

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:

• Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
• Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
• Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

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 мм² (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

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

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