Номиналы автоматических выключателей: ток отключения и виды расцепителей

Оглавление

Возможности понижения номинального значения для автомата

Достаточно часто, потребители электроэнергии монтируют в коммуникациях автоматы имеющие заниженный номинал, по сравнению с пропускными возможностями кабеля в сети. Таким образом делается попытка сделать определённый запас на срабатывание автоматики. Однако понижение номинала оправдано только если суммарная мощность подключённых к сети приборов значительно ниже возможностей кабеля выдерживать нагрузки.

Если после монтажа электрических коммуникаций, часть планировавшихся приборов была удалена из схемы подключения, с целью повышения безопасности можно понизить номинал автоматов. Этим достигается повышенная чувствительность автоматики и более быстрое реагирование на пиковые нагрузки.

Например, в стиральной машине заклинило двигатель. В такой ситуации короткого замыкания не происходит, и автоматика не отключает питание в сети. Более чувствительный выключатель успеет среагировать и предотвратить оплавление обмотки в электродвигателе.

Медные проводники различного сеченияИсточник mposolution.com

Более низкие номиналы автоматов часто используют на нескольких линиях и установке жёсткого лимита на каждую ветку схемы. Например, необходимо смонтировать автомат, имеющий номинал 20 ампер на ветку, предназначенную для кухни. Предположим, что к ней подключены следующие бытовые приборы:

варочная панель – 3,5 киловатта;
морозильная камера – 200 ватт;
холодильник –400 ватт и ток запуска 1,2 киловатта.

Дополнительно разрешено подключать ещё один прибор, который потребляет на более 2 киловатт. Путь, это будет электрочайник.

Чрез автомат имеющим номинал 20 ампер можно, не более часа, пропускать ток мощностью:

20×220×1,13=5 киловатт

Чтобы добиться гарантированного отключения мощность должна составлять:

20×220×1,45=6,3 киловатт

Если одновременно включить панель для варки и чайник, то общая потребляемая мощность будет 1,25 от номинального значения автомата. Поскольку чайник включается на непродолжительное время, то автомат не сработает. Если запустится холодильник и подключится морозильная камера, то нагрузка составит уже 1,43 от номинала.

Автомат на 20 ампер с двумя полюсамиИсточник electro58.ru

Этот показатель вплотную приближается к гарантированному отключению, но такая ситуация возникает крайне редко. При этом период пиковых нагрузок будет достаточно коротким. Делается вывод, что подобной схеме допустимо использовать автомат с номиналом в 20 ампер. Подобные подключения позволяют устанавливать более слабые выключатели автоматического типа на отдельные лини без риска для остальных коммуникаций.

О выборе автомата в видео:

Заключение

Ещё раз напоминаем о необходимости установки защитных выключателей с автоматическим срабатыванием, в любые электрические коммуникации. Только так можно избежать ситуаций связанных с аварией, как в быту, так и на производстве и обеспечить безопасность эксплуатации силовых контуров.

Выбор АВ по току короткого замыкания

Вы можете приобрести АВ с номиналом короткого замыкания: 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 Ампер. Выбор АВ с нужным номиналом зависит от длины кабельной или воздушной линии от ТП (Трансформаторной подстанции) до вашего дома, квартиры или коттеджа.

Если ТП располагается рядом, то токи КЗ очень велики, поэтому нужно приобретать автомат с отсечкой 10 000 А. В частном секторе домовладений большая протяженность воздушных линий электропередач, поэтому нужно использовать автоматический выключатель с током КЗ – 4 500 А. В других случаях усредненную величину – 6 000 А.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель – это такая деталь внутри АВ, которая при коротком замыкании (КЗ) размыкает электрическую цепь. Расцепители делятся на категории. Мы рассмотрим те категории, которые используются чаще всего:

В – происходит размыкание цепи, когда номинальный ток превышается в 3 – 5 раз;

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Дорогие или дешевые?

В магазинах и на рынках есть две ценовые категории защитных автоматов. Одна часть выпускается известными брендами и имеет очень солидный ценник. Это такие Schneider Electric (Шнайдер Электрик), ABB, LeGrand и другие. Эти марки давно на рынке, имеют европейские корни и устоявшуюся репутацию. Качество продукции у них всегда на высоте, так что те, кто не любит рисковать и может себе позволить потратить на сборку электрощитка солидные деньги, предпочитают закупаться продукцией этих производителей.

Выбор производителя автомата защиты

Чего не стоит делать, так это покупать изделия неизвестных производителей. Даже если цена у них очень привлекательная и продавец вам очень их нахваливает.

Есть и при покупке известных брендов подводные камни: слишком много развелось подделок. Причем продают их практически по той же цене, что и оригинал и по внешним признакам отличить их очень сложно. Единственное, на что можно ориентироваться — это меньший вес. В подделках меньше металла, могут отсутствовать какие-то элементы. За счет этого и вес меньше. Еще могут быть погрешности в нанесении надписей, иногда используются краски других оттенков. Чтобы все это заметить, надо предварительно хорошо изучить все нюансы оригиналов на официальных сайтах, а еще лучше подержать их в руках.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Полезные советы

Серию автоматов «В» лучше использовать во вторичном фонде, то есть, в старых постройках. «С» лучше устанавливать в новостройках.
В российских условиях эксплуатации, имеются в виду бытовые сети, расчет ведется по току срабатывания 4500 А. Специалисты рекомендуют приобретать автоматы 6000 А.
Класс токоограничения «3» работает быстрее, чем «2».

Обратите внимание, что быстрота срабатывания электро автомата указывается двумя позициями: как быстро срабатывает электромагнитный расцепитель или тепловой. Последний отключает медленнее

Почему?

Все дело в том, что ток перегрузки может действовать определенное время (часами) и при этом никаких последствий электрической цепи не принести. Поэтому его нет необходимости отключать тут же, как он только возник. Вот почему производители устанавливают пределы от номинала в три, в пять или в десять раз. То есть, перегрузка не несет осложнений, как короткое замыкание.

Но ситуация отягощается тем, что каждый электрический контур имеет свой предел перегрузки. И нередко на одном контуре может возникнуть повышение силы тока и в три раза, и в десять. Есть и так называемые ложные перегрузки, о которых нельзя забывать. И, тем более, если это ложная тревога, то сеть отключать нет никакого смысла.

Получается так, что устанавливаемый на контур автомат, необходимо точно выбирать под фактическую нагрузку. Вот почему так важен грамотно проведенный расчет потребляемой мощности на каждом контуре. Но не забывайте, что приобретаемый в магазине прибор надо проверить на нагрузки, хотя на заводе он проходит многоступенчатый контроль.

Итак, основная цель любого потребителя – это правильно выбрать электрический автомат по номинальному току.

Выбор номинала автомата по мощности нагрузки

При выборе номинала автоматического выключателя необходимо правильно рассчитать максимальную нагрузку электрического участка сети.

Таблица соотношения сечения кабеля и номинала автоматического выключателя к потребляемой мощности приведена ниже:

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

Например, для розеток в квартире чаще всего используется сечение медного провода 2,5 мм². Согласно таблице выше такой провод выдерживает ток до 27 А, но автомат подбирается на 16 А. Аналогично для освещения используется медный кабель 1.5 мм² и номинал автоматического выключателя 10 А.

Назначение приборов

Основная функция, возлагаемая на автоматические выключатели, сводится к защите кабеля от коротких замыканий и его перегрузки. Кроме этого, в комплекс задач для устройства входит:

пропускание тока номинальной нагрузки при его длительном использовании;
стабильное поддержание потенциала напряжения сети с гарантией ее изоляции;
возможность ручного управления состоянием силового контакта;
способность определения момента возникновения перегрузки и обеспечение необходимого времени для безопасной работы, после чего питание снимается с подключенных потребителей.

Важно правильно подбирать тип электрических автоматов с учетом технических характеристик сети, так как частое отключение электросети чревато губительными последствиями для подключенных приборов. Для этого стоит понять, как работает автоматический выключатель

Прибор, рассчитанный на высокую мощность, не всегда уместен, так как опасная ситуация для бытового помещения может не распознаться. Сила тока, выходящая за пределы допустимой для кабеля нормы, чаще не определяется автоматическим выключателем как аварийное положение. Тогда короткое замыкание может вызываться расплавлением изоляции, но к этому времени есть риск возникновения возгорания. Устройство автоматического выключателя меньшей мощностью способно часто и регулярно останавливать подачу напряжения на потребителя. В результате автомат перестанет функционировать из-за выхода из строя контактов

Для этого стоит понять, как работает автоматический выключатель. Прибор, рассчитанный на высокую мощность, не всегда уместен, так как опасная ситуация для бытового помещения может не распознаться. Сила тока, выходящая за пределы допустимой для кабеля нормы, чаще не определяется автоматическим выключателем как аварийное положение. Тогда короткое замыкание может вызываться расплавлением изоляции, но к этому времени есть риск возникновения возгорания. Устройство автоматического выключателя меньшей мощностью способно часто и регулярно останавливать подачу напряжения на потребителя. В результате автомат перестанет функционировать из-за выхода из строя контактов.

Принцип работы автоматических размыкателей

Нормальный режим

В штатном режиме, когда рычажок управления находится в верхнем рабочем положении, ток протекает через контакты в предохранителе на катушку соленоида. Затем попадает на биметаллическую пластинку расцепителя.

Если все нормально, ток проходит на нижнюю клемму и дальше отправляется в квартиру.

Перегрузка сети

В момент короткого замыкания или когда электролиния перегружена, это вызывает увеличение тока в цепи «розетка-предохранитель». Биметаллическая пластина мгновенно греется, прогибается и размыкает цепь.

После ликвидации причины КЗ или снятия нагрузки с подающей линии (например, отключили микроволновку), автомат успевает остыть и его снова можно включить.

Такова работа автоматического размыкателя в общих чертах.

Таким способом можно предотвратить более тяжелые последствия от перегрузок в цепи «электросчетчик — квартира».

Важно чтобы в момент перегрузки у потребителя находится размыкатель нужного номинала. Мы всегда рассчитываем на предохранитель. Что будет если неправильно подобран предохранитель?

Что будет если неправильно подобран предохранитель?

Если он слишком мал, то он будет прерывать подачу тока даже тогда, когда вы просто включите телевизор в гостиной.

Если его мощность слишком высока, то он просто не заметит перегрузки на линии, что вызовет перегрев электропроводки и возникнет реальная угроза пожара в помещении.

Поэтому важен выбор автомата по мощности нагрузки.

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

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расщепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток .

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.

Таблица подбор сечения провода по мощности

Какое сечение провода нужно для 3 квт

Формула как найти мощность тока

Плавный пуск асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

Новогодние поздравления с юмором

Защита наиболее слабого звена

Приведённый выше пример, ярко показывает необходимость выполнения расчётов номиналов выключателей с учётом не только общей суммы мощностей подключаемых приборов, но и пропускной способности проводки, из которых сформирована сеть.

Зачастую, особенно в домах старой постройки, электрические коммуникации даже в пределах одной квартиры, могут состоять из проводников различных сечений. В таком случае определяется самый тонкий провод, и расчёт защитного контура выполняют исходя из минимальных показателей.

В ПУЭ чётко регламентируют этот момент, указывая на необходимость защиты самого уязвимого участка в сети. Номинал устанавливаемого автомата должен быть в пределах суммарной мощности подключаемого к сети оборудованию. Исходя из этого, проводка должна выдерживать такую нагрузку. В ином случае защитный выключатель устанавливается, опираясь на минимальное значение сечения проводников в схеме.

Если проигнорировать эти требования, то в случае аварии претензии к производителям бытовых приборов будут безосновательными. Вследствие неправильного выбора номинала защитного устройства опасность эксплуатации сети повышается в разы.

Таблица подбора автомата по мощности Источник www.stroimdom.com.ua

Выбор автоматического выключателя по номинальному току срабатывания