Автоматический выключатель и сечение кабеля должны выбираться одновременно, исходя из количества и мощности подключенных электрических устройств. Неправильный выбор размеров может привести к негативным последствиям.
Выбор автомата по мощности
Всем известно, что с электричеством нельзя шутить. Неправильное определение размеров источника питания может иметь как минимум два неприятных последствия. Первое заключается в том, что многие энергопотребляющие приборы (например, стиральная машина, чайник и утюг) отключат автоматические выключатели и прервут подачу электроэнергии. Это неприятно, но не смертельно. Второй случай — выключатели не включаются, а провода плавятся и дымятся при включении тех же приборов. А это уже смертельная опасность: до пожара всего один шаг. Вот почему выбор автоматического выключателя для номинальной нагрузки имеет первостепенное значение.
Schneider BA63 1P 25A C однополюсный автоматический выключатель на 25 ампер.
Немного теории
Из физики мы знаем, что существует взаимосвязь между электрической мощностью, силой тока и напряжением сети. В упрощенном виде эта взаимосвязь выражается следующей формулой для однофазной сети:
Где W — сила тока в ваттах (Вт),
I — сила тока в амперах (A)
V — напряжение в вольтах (В).
В данном случае нас интересует сила тока, поскольку она часто используется для выбора выключателя и характеристик проводки. Для простоты преобразуем приведенную выше формулу в выражение:
Например, рассчитаем силу тока для нагрузки указанных выше нагрузок, потребляющих энергию в электросети. Их общая мощность составляет около 6 кВт, а при напряжении 220 В получим силу тока в цепи:
I = 6000 ВТ / 220 В = 27,3 А.
Для трехфазной цепи формула (2) будет выглядеть следующим образом:
Это изменение связано с тем, что при одинаковой нагрузке и одинаковом распределении мощности по фазам, ток в трехфазной цепи в три раза меньше. Таким образом, для той же общей мощности 6 кВт, но при напряжении 380 В, ток в цепи будет таким же:
I = 6000 Вт / (1,73 x 380 В) = 9,1 А.
Получив эту цифру, вы можете выбрать автоматический выключатель для защиты сети от перегрузки.
Для чего нужны автоматические выключатели
Как видно из слова «автоматический выключатель» или «автоматический выключатель», это устройство самостоятельно, без вмешательства человека, прерывает подачу электроэнергии в линию. Это происходит в двух ситуациях — короткое замыкание и перегрузка.
Это может произойти во время ремонта, если электрик случайно замкнет нейтраль и фазу, или если будет повреждена изоляция в распределительной коробке или другом электрическом устройстве.
В этом случае ток, протекающий в проводниках, может вырасти до очень высокого значения, ограниченного только сопротивлением проводников и пропускной способностью линии. Токоведущие проводники нагреваются до воспламенения изоляции, что может привести к пожару, поэтому необходимо немедленно прекратить подачу электроэнергии в линию.
Зачем отключать сеть при перегрузке
Перегрузка линии не менее опасна. Если через проводники протекает ток, превышающий номинальный, они нагреваются. Это приводит к разрушению изоляционной оболочки кабеля и, как следствие, к короткому замыканию.
Процесс нагрева кабелей занимает некоторое время, поэтому для защиты линии используется защита от перегрузки, которая отключает питание оборудования после возникновения проблемы.
| Информация! Повышенный ток при пуске электродвигателя является нормой и длится меньше, чем задержка срабатывания автомата. |
Причиной перегрузки может быть одновременное включение большого электроприбора, неисправность в электрическом устройстве или запуск электродвигателя, например, в пылесосе или кондиционере.
В то время как короткое замыкание приведет к срабатыванию практически любого автоматического выключателя, неправильно выбранное устройство отключит питание при номинальном токе линии или не защитит линии от перегрева.
Коэффициент спроса (Kc) — таблица
| Наименование | Kc |
| Освещение | 0.7 |
| Бойлер | 0.2 |
| Электробатарея | 0.5 |
| Тепловентилятор | 0.9 |
| Телевизор | 0.7 |
| Холодильник | 0.8 |
| Посудомоечная машина | 0.1 |
| Стиральная машина | 0.1 |
| Утюг | 0.1 |
| Пылесос | 0.1 |
| Другая бытовая техника (в среднем) | 0.2 |
| Другие потребители (в среднем) | 0.3 |
Сопутствующие параметры:
- ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) «Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения»
- ГОСТ Р 50031-99 (МЭК 60934-93) «Автоматические выключатели для электрооборудования»
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
Расчет автоматического выключателя
Недостаточно знать, как правильно выбрать розетку. Необходимо также рассчитать подходящий выключатель нагрузки для распределительной панели.
Вот пример того, сколько ампер необходимо автоматическому выключателю, чтобы справиться с нагрузкой в 12 кВт в сети 220 В и 380 В:
- Согласно стандартной формуле, чтобы узнать требуемую силу тока, необходимо мощность разделить на напряжение.
- Для варианта с номиналом 220 вольт показатель получается таким – 12000 / 220 = 54,5 А.
- Если учесть поправочный коэффициент для данного напряжения, то значение несколько изменится = 12000 / (0,95 * 220) = 57,4 ампер.
- Однако в действительности электроустановки такой силы подключаются к 3-фазной сети с напряжением 380 вольт.
- Рассмотренная выше формула модифицируется = 12000 / (1,73 * 380) = 18,2 А.
- Таким образом, для подключения к 3-м фазам требуется электро-автомат с 3-х-кратно меньшим номиналом (для каждой фазы), чем для 1-фазной сети.
- Обуславливается это равномерным распределением нагрузки по 3-м фазам.
Другая задача, не менее важная, — правильно рассчитать автоматический выключатель в соответствии с сечением электрических линий. Чтобы определить, сколько киловатт может выдержать автоматический выключатель в сети 220 В на 10, 16, 25, 32 и 40 ампер, и какое сечение линии использовать для подключения конкретного потребителя электроэнергии, необходимо соблюдать следующие правила:
- Системы освещения, сигнализации и подобные маломощные приборы – 1,5 мм², при нагрузке не более 4,2 кВт, автомат 16 А.
- Группы электро-розеток, бытовых обогревателей, электронагревательных установок – 2,5 мм², потреблением до 6 кВт, автомат 25 А.
- Бойлер, системы кондиционирования – 4 мм², нагрузка не более 8,4 кВт, автомат 32 кВт.
- Электроплиты, духовки – 6 мм², предельная мощность 10,1 кВт, автомат 40 кВт.
Внимание! Опасность установки автоматического выключателя сверхтока заключается в том, что приборы могут перегреться, выйти из строя и вызвать пожар задолго до срабатывания защиты. И наоборот, вариант с низким номиналом будет постоянно отключать сеть, даже если такие приборы, как чайник или плита, работают нормально.
Примеры таблиц
Чтобы узнать, сколько киловатт может выдержать автоматический выключатель номиналом 16, 25, 32 или выше в однофазной или трехфазной сети, и какие характеристики проводки вам понадобятся, взгляните на приведенные ниже таблицы.
Расчет мощности автоматического выключателя, номинала потребителя и сечения проводников в сети 220 В:
| Сила тока автомата, ампер. | Мощность, кВт. | Сила тока в 1-фазной сети 220 вольт. | Сечение проводника, мм² |
| 16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
| 25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
| 32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
| 40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
| 50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
| 63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
| 80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
| 100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
| 125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
| 160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
| 200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
| 250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
| 315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Коротко о главном
Чтобы рассчитать максимальную мощность подключаемого потребителя, необходимо ток розетки умножить на напряжение сети. Для типичной розетки с током 16 А и напряжением 220 В это составляет 3,5 кВт.
Однако в действительности мощность подключаемых устройств также определяется качеством соединений, контактов и кабелей. Кроме того, кабели должны иметь правильные размеры в соответствии с их сечением.
И последнее, но не менее важное, значение имеет номинальная мощность автоматического выключателя. Существует два способа ее расчета:
- В 1-фазной – мощность делится на напряжение 220 В с учетом поправочного коэффициента 0,95.
- В 3-фазной сети – мощность делится на напряжение 380 В с поправкой 1,73.
Номинальная мощность автоматического выключателя для трехфазной сети всегда в три раза ниже, чем для однофазной. Поэтому электроприборы большой мощности предпочтительнее подключать к сети 380 вольт. Правильный номинал автоматического выключателя и соответствующее сечение кабеля можно найти в таблицах ниже.
