Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сколько автоматов ставить в электрощите: правила расчета

  1. Обеспечивает защиту проводки от короткого замыкания. В результате чего токи в линии резко возрастают, происходит перегрев проводников с оплавлением, а если токи воздействуют длительное время, то и с возгоранием. Это приводит к пожару, утрате материальных ценностей и создается угроза жизни.
  2. Защищает линию от длительного воздействия токов выше номинальных (защита от перегрузки). Как следствие провода нагреваются выше допустимого значения, более +65 0 С. Изоляция начинает плавиться, происходит короткое замыкание с вытекающими последствиями.

Автомат способен обеспечить надежную защиту электропроводки, оборудования, имущества, способен сохранить здоровье и жизнь человека. Но он не может обеспечить защиту человека от поражения электрическим током. Для этого применяются УЗО.

Однако, чтобы автоматический выключатель надежно обеспечивал защиту линии, необходимо правильно выполнить расчет. Промышленностью выпускаются автоматы различного исполнения, однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырех полюсные.

На рисунке представлены однополюсные, двухполюсные и трехполюсные АВ.

Однополюсные, двухполюсные и трехполюсные автоматы

Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:

  • Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
  • Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
  • Коэффициент мощности COSφ = 0,84;

1-й расчет:

Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:

Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А

2-й расчет

Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:

  • Iток.расцепителя = Iр × 1,1
  • Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А

Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:

  • I ном.ав = 150 Ампер (150 А).

Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.

Как правильно подобрать автоматический выключатель

Выбор подходящего автоматического выключателя можно разделить на следующие этапы:

Для начала разберём, что же такое автоматический выключатель и для чего он нужен. Это специальное устройство с установкой на DIN-рейку в электрический щит которое служит для быстрого размыкания сети в случае короткого замыкания или перенагрузки сети. Ведь если этого не сделать, то проводка в доме неизбежно нагреется до температуры выше номинальной выдерживаемой, нарушится целостность изоляции и возникнет прямая угроза пожара. Сомнений в незаменимой пользе этого устройства быть не может, но при неправильном подборе характеристик выключатель может срабатывать и без замыканий или не срабатывать вовсе и привести к порче проводки и её возгоранию. Поэтому так важна процедура поэтапного выбора автоматического выключателя и одной из самых важных характеристик является номинальный ток. Все важные характеристики отображены на корпусе такого устройства и это можно увидеть ниже.

Рис. 1.1 – корпус автоматического выключателя

1 – тип времятоковой характеристики и номинальный ток;

2 – предельная коммутационная способность и класс токоограничений;

3 – напряжение и частота питания.

1. Расчёт номинального тока автоматического выключателя

Номинальный ток – первая в списке важных характеристик на которые стоит обратить внимание (измеряется в амперах). Отображает ток, превышение которого будет считаться перенагрузкой для выбранной электрической группы и спровоцирует срабатывание устройства. Подсчёт для одного и нескольких устройств производится по ряду довольно простых формул, так что не спешим пугаться!

Читайте так же:
Выключатели с винтовыми клеммами

1.1. Одиночный потребитель

1.1.1. Однофазная сеть

С помощью следующей формулы можно мгновенно рассчитать номинальный ток для одиночного потребителя в однофазной сети:

P/(U*cos(phi)), где

P – мощность прибора-потребителя, Вт;

U – напряжение однофазной сети (равно 220), В;

cos(phi) – стандартно для жилых квартир значение применяется от 0,96 до 0,98 (изменяется в зависимости от характера нагрузки). Для большинства офисной и бытовой техники (ламп накаливания, нагревательных приборов, и т.д.) этот параметр равен 1 (не учитывается) поскольку такая техника имеет только активный характер нагрузки. Но для устройств с реактивным характером нагрузки (холодильник, кондиционер, электродвигатель, лампы с балластом и т.д.) значение этого параметра принято считать по стандартам жилых квартир.

1.1.2 Трехфазная сеть

Для одиночного потребителя трёхфазной сети формула расчёта будет следующей:

P/(√3*U*cos(phi)*T), где

U – напряжение трехфазной сети (равно 380), В;

T – номинальный коэффициент полезного действия (КПД) прибора-потребителя.

1.2 Группа потребителей

1.2.1 Групповая мощность всех приборов этой группы

Её можно узнать из этой формулы:

Р(расч) = Кс(Р1+Р2+…+Рn), Вт, где

Кс – коэффициент спроса (зависит от количества устройств в группе). Если все приборы в группе работают одновременно (что бывает крайне редко), то параметр принимается равным 1. В другом случае он изменяется согласно таблице:

Таблица 1.1 – значения коэффициента спроса

1.2.2. Полная расчётная мощность

Её можно получить по следующей формуле:

S(расч) = Р(расч)/cos(phi), ВА

1.2.3. Расчетный ток нагрузки для группы потребителей

  • В однофазной сети

I(расч) = S(расч)/220

  • В трехфазной сети

I(расч) = S(расч)/(√3*380)

1.2.4. Выбор номинального тока

Выбор производится равным расчетному току нагрузки или чаще выбирается ближайший больший из стандартизированного ряда: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.

Важные нюансы:

  • Если автомат меньше номинала, то возможно его срабатывание при полной нагрузке в линии.
  • Все вычисления производятся для эксплуатационной температуры в 30 градусов Цельсия, если она отличается от вышеупомянутой, производится поправка согласно таблице, которую производители предоставляют вместе с автоматом.
  • Для осветительных цепей используются автоматы номиналом до 10A (кабель 3×1,5 мм.кв.).
  • Для розеточных групп используются автоматы номиналом до 16A (кабель 3×2,5 мм.кв.).
  • Если рассчитанный номинальный ток превышает номинальный ток автомата, то необходимо выбрать кабель большего сечения или эту группу разделить на 2 или более групп и начать расчёт сначала.

2. Выбор времятоковой характеристики

У каждого устройства есть свой пусковой ток, который может значительно превышать номинальный ток самого устройства. Времятоковая характеристика отвечает за уровень выдерживаемых пусковых токов при превышении которых автоматический выключатель сработает на отключение.

Типы времятоковых характеристик:

  • Тип А (от 2 до 3 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с большой протяжённостью электропроводки и для защиты полупроводниковых устройств. (от 3 до 5 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей без больших скачков напряжения с преимущественно активной нагрузкой (лампы накаливания, обогреватели, печи). (от 5 до 10 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей установок с умеренными пусковыми токами (компьютерная техника, кондиционеры, холодильники, домашние розеточные группы, газоразрядные лампы с повышенными пусковыми токами, и т.д.). (от 10 до 20 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей, питающих электродвигатели с высокими пусковыми токами (компрессоры, подъёмники, насосы, и т.д.). (от 8 до 12 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с индуктивной нагрузкой. (от 2,5 до 3,5 значений номинального тока) – применяются для защиты цепей с электронными приборами чувствительными к сверхтокам.
Читайте так же:
Какие виды защиты обеспечивают автоматические выключатели дифференциального тока

В быту чаще всего рекомендуют использовать выключатели типа C, B и реже D, а в промышленности рекомендуются выключатели типа D.

3. Построение селективности

Каждый дом имеет своеобразную древовидную систему электропроводки включая множество щитов и автоматов. Стандартно в каждом доме должен быть автоматический выключатель в вводном (главном) щите, по выключателю в щите на каждый этаж (если речь идёт о частном доме) и по выключателю на каждую расчетную группу приборов.

При отсутствии селективности тяжело определить в какой именно группе произошёл случай срабатывания автоматического выключателя, ведь сработает сразу целый ряд выключателей.

Чтобы построить селективность в системе выключателей, нужно помнить несколько простых правил:

  • Все автоматические выключатели должны быть одного производителя и одной серии.
  • Номинал вводного автомата должен превышать номиналы всех групповых автоматических выключателей и соответствовать максимально допустимой нагрузке вводного провода и проводки дома.
  • Номиналы автоматических выключателей, находящихся на одной линии древовидной системы, должны идти по убывающей.
  • Если номинальный ток выключателя стоящего во главе группы или нескольких групп совпадает с номинальным током одного из последующих выключателей, то у автомата стоящего выше должен быть тип времятоковой характеристики с большей устойчивостью к пусковым токам. (Например, если на одной из групп стоит автомат номиналом 25A и типом B, а на стоящем выше по системе автомате установлен такой же номинал, то его тип времятоковой характеристики должен быть C или выше).

4. Подбор предельно-коммутационной способности

На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечена цифрой 2 и обычно отображается в верхнем прямоугольнике.

Существующие стандарты предельно-коммутационных способностей и их предназначения:

    – характерна для старых домов с алюминиевой проводкой (устаревшие и деревенские дома). – наиболее распространенные в быту, используется для медной и относительно новой проводки. – применяется для медной новой проводки, если рядом с домом находится трансформаторная подстанция и если дом новый. В таких случаях рекомендуется устанавливать выключатели с такой предельно-коммутационной способностью если не во все группы, то хотя бы на главный щит.

5. Определение класса токоограничения

При разрыве цепи электронная дуга направляется в дугогасящую камеру автомата и чем быстрее она гаснет, тем меньше контакты поддаются эрозии и соответственно больше сохраняют своё работоспособное состояние.

На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечен цифрой 2 и обычно отображается в нижнем прямоугольнике.

Читайте так же:
Чем проверять автоматические выключатели

Какие бывают классы и что стоит о них знать:

  • «1» — самый плохой показатель среди классов токоограничений. Время гашения дуги = 10 мс. Может даже не маркироваться на корпусе.
  • «2» — средний показатель классов. Время гашения дуги от 6 до 10 мс.
  • «3» — лучший показатель. Время гашения дуги от 2,5 до 6 мс. Рекомендуется выбирать именно этот показатель.

6. Полюса и варианты подключения

Крайне простая процедура, которая отталкивается всего лишь от двух критериев:

  • Фазность сети.
  • Тип заземления.

Рис 6.1 – варианты подключения автоматических выключателей

В выключатели, которые имеют 2 и 4 полюса – помимо фазного провода подключается еще и нулевой, что видно из Рисунка 6.1.

В зависимости от фаз в сети (1 или 3) используются однополюсные/трехполюсные (практически на все звенья древовидной цепи подключения) и двухполюсные/четырехполюсные (чаще в качестве вводного выключателя) автоматы.

Так же иногда вместо автоматов c 2-мя и 4-мя полюсами используются 1p+N и 3p+N, ведь они дешевле. Такие выключатели отличаются тем, что в секции N отсутствует защита в виде теплового и электромагнитного расцепителей, и нулевой (N) контакт размыкается механически после срабатывания расцепителя в фазной (P) секции, а при подключении – питание в N идёт первым. Но такой автоматический выключатель может оказаться абсолютно беспомощным в целом ряде случаев, например, если в результате ошибки фазный и нулевой провода перепутаются местами и т.д.

Важно! Двух- и четырехполюсные автоматические выключатели в которые вставляется нулевой провод можно использовать только при системах заземления в которых ноль (N) и земля (PE) разделены на разные провода, например, в системах «TN-S», «TN-C-S». Это позволяет не разрывать контакт заземления. В старой системе заземления, например, «TN-C» (в основном используемой в устаревших постройках) — ноль и земля соединены в один провод (PEN), поэтому можно использовать только автоматические выключатели с 1 и 3 полюсами!

7. Дополнительные параметры

Все автоматические выключатели известных брендов рассчитаны на стандартные усреднённые условия эксплуатации. И в основном это относится к следующим характеристикам:

  • Напряжение питающей сети.
  • Частота питающей сети.
  • Степень защиты
  • Климатическое исполнение.
  • Эксплуатационная температура.

В случае нестандартных условий использования стоит это учитывать при поиске.

Так же для повышения надёжности и долговечности электропроводки существуют следующие рекомендации выбора автоматических выключателей:

  • Для провода 1,5 мм.кв. = 10A выключатель (нагрузка до 2,2 кВт).
  • Для провода 2,5 мм.кв. = 16A выключатель (нагрузка до 3,5 кВт).
  • Для провода 4 мм.кв. = 25A выключатель (нагрузка до 5,5 кВт).
  • Для провода 6 мм.кв. = 32A выключатель (нагрузка до 7 кВт).
  • Для провода 10 мм.кв. = 50A выключатель (нагрузка до 11 кВт).

8. Поправочные коэффициенты

При установке нескольких выключателей рядом они оказывают сильное тепловое влияние друг на друга и необходимо учитывать поправочный коэффициент согласно таблице:

Выбор

  1. Номинальный ток. Его превышение вызовет срабатывание защиты от перегрузки. Правильно подобрать ток можно по сечению проводки, в которую врезан автомат. Сначала находят допустимый максимальный ток проводов, а номинальный для автомата берут на 10-15 % ниже, приводя затем к стандартному ряду. Катушка гудит при превышении нагрузки. Это можно проверить, уменьшив ее. Если ток нормальный, а автомат гудит, опасности никакой нет.
  2. Ток срабатывания. Номинал по току срабатывания подбирается в зависимости от нагрузки. Для электроники подбирается класс коммутации типа А или Z, для освещения – В, для котла отопления – С, а мощного электродвигателя станка с большим пусковым током – D. В этом случае все электрооборудование надежно защищается, а автоматы не будут срабатывать из-за пуска двигателя или работы сварочного аппарата.
  3. Селективность. Номиналы автоматов по току выбираются в зависимости от нагрузки каждой линии. Главный ввод не должен быть больше предельно допустимой суммарной нагрузки на входной кабель. По номинальному току аппараты выбираются преимущественно следующим образом: основной выключатель – 40 А, электрическая плита – 32 А, мощные электроприборы – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 16 А. Здесь показан общий подход, но схема может отличаться. Если на электроприбор требуется на 25 А, а подключение производится через розетку, то и она должна быть подобрана под ту же мощность.
Читайте так же:
Как вырезать гипсокартон под выключатель

Схема

Схема подключения автоматов к проводке типовой квартиры

На рисунке выше изображена распространенная схема подключения автоматов обычной квартиры. Перед счетчиком устанавливается главный двухполюсный ввод, затем подключается противопожарное УЗО (слева направо), а за ним делается разводка по потребителям с однополюсными автоматами. Красным цветом обозначается фаза, синим – ноль, а коричневым – заземление. Шины нулевого провода и земли подключены отдельно.

На однополюсные автоматы обязательно следует подключать фазный провод, а не нейтраль.

  1. Количество полюсов. Для главного трехфазного ввода выбирается автомат с четырьмя полюсами, а для однофазной сети – с двумя. На бытовую технику и освещение подойдут однополюсные выключатели, а для трехфазного электродвигателя или электрического котла понадобится трехполюсный автомат.
  2. Изготовитель. Поскольку применение автоматического выключателя связано с безопасностью, выбирать следует изделия известных фирм. Не всегда заявленные параметры являются такими же по факту. Покупать аппараты следует в специализированных магазинах, где на них имеется документация. Ведущие производители плохой товар не продают. Даже подделки таких аппаратов могут иметь нормальное качество.

Автоматы

Автоматы с разным количеством полюсов

Аппараты рассчитываются на определенное количество срабатываний. Использовать их как выключатели нагрузки не рекомендуется. Механизм быстро изнашивается, и подгорают контакты. По правилам, коммутация нагрузки производится с помощью реле или контакторов (магнитных пускателей).

Важно правильно выбрать необходимое количество автоматов. Обычно устанавливается автомат ввода, а затем к разводкам на розетки, линии освещения и отдельно на каждый мощный потребитель (если у него нет своей встроенной защиты).

У разных производителей автоматы отличаются друг от друга по способам крепления и подключения проводников. Поэтому рекомендуется делать замену аппаратов на аналогичные тем, что стоят в щитке.

Расчет автомата ввода

Перед приобретением автомата важно правильно его рассчитать.

  • количество полюсов;
  • времятоковую характеристику;
  • номинальный ток;
  • установленная мощность;
  • номинальный ток утечки;
  • линейное напряжение;
  • селективность;
  • максимальный ток короткого замыкания.
Читайте так же:
Выключатель зажигания ваз 2121

Номинал тока определяется для одновременного подключения всех электроприборов в сеть. От тока зависит и мощность.

Используются автоматы для систем TN-S и TN-C. В первом случае выбирается однополюсник с нулем или двухполюсник либо трехполюсник с нейтралью. Во втором случае нужен однополюсный (для сети 220 В) или трехполюсный (для 380 В) автомат.

Расчет для электросети квартиры 220 Вольт

Вводный автомат в квартиру с напряжением 220 В рассчитывается по следующей формуле:

Ip=Pp/(Uф*cosф). В этой формуле Uф – фазное напряжение, Рр – расчетная мощность, Ip – ток нагрузки. Cosф является безразмерной величиной, характеризующей наличие реактивной мощности.

Расчет для электросети квартиры 380 Вольт

Чтобы рассчитать выключатель для электросети 380 В, формула немного видоизменяется:

Ip=Pp/( Uн*cosф). Uн – это напряжение сети.

Выбирая устройство, номинальный ток следует увеличить на 10% для запаса.

Недопустимые ошибки при покупке

Самыми распространенными ошибками при выборе и покупке вводного автоматического выключателя являются незнание принципов его работы и выбор номинала автомата ниже или выше требуемого значения. Если выбрать автомат ниже номиналом, то возможно ложное срабатывание защиты и отключение всей квартиры из-за одного прибора. При выборе номинала выше необходимого значения, он может сработать уже после того, как изоляция проводов, либо устройства внутри электрощитка перегреются и начнут плавиться или гореть.

Также находятся «профессионалы», которые подключают вместо двухполюсника два однополюсных автомата, не зная о том, что это нарушает требования электробезопасности и ПУЭ запрещает такое подключение.

Если есть сомнения в выборе и монтаже такого прибора, стоит обратиться к профессиональному электрику и быть спокойным за правильный выбор и безопасный монтаж.

Какой автоматический выключатель ставить на ввод в квартиру и частный дом?

Как выбрать автоматический выключатель по мощности и току нагрузки?

Какой автоматический выключатель ставить на ввод в квартиру и частный дом?

Чем отличается УЗО от дифавтомата

Какой автоматический выключатель ставить на ввод в квартиру и частный дом?

Что такое дифференциальный автомат?

Какой автоматический выключатель ставить на ввод в квартиру и частный дом?

Почему при включении или во время работы стиральной машины выбивает пробки, УЗО или дифавтомат

Выбор автоматических выключателей для защиты одиночных асинхронных электродвигателей

Применение изложенной методики продемонстрируем на примере защиты асинхронных электродвигателей 0,4 кВ энергоблока 63 МВт газомазутной ТЭЦ автоматическими выключателями Compact NS с электронными расцепителями. Электродвигатели и их параметры перечислены в табл.6.1.

Электродвигатели и их параметры

На основании условий (6.1), (6.2) и (6.4) подберем автоматические выключатели и расцепители, результаты представим в табл.6.1.

Так как рассматриваются автоматические выключатели зарубежного производства, для описания их параметров перейдем к обозначениям МЭК:

• номинальный ток автоматического выключателя – Iн = In;

• номинальное напряжение автоматического выключателя Uн = Un;

• номинальный ток расцепителя – Iн.расц = Ir;

• предельная коммутационная способность ПКС = Icu;

• пусковой ток электродвигателя Iпуск = Ia;

• пиковое значение пускового тока электродвигателя Iпуск.max = Iр.

Переход к другим обозначениям обусловлен спецификой наименования параметров АВ и расцепителей, ориентированной на зарубежную нормативно-техническую документацию.

Более подробно о характеристиках автоматических выключателей можно почитать в нашей статье.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector