Подбор автоматов по мощности (таблица)

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

Особенности подключения

Современные электрические устройства выпускаются в большом ассортименте и наделены разными функциями. Подсоединение к источнику питания осуществляют по принципиальной схеме, которая позволяет подключать плиту в сеть 220 В или 380 В. Обеспечивается нужное питание для конкретной сети установкой специальных перемычек.

Распределительная коробка на задней стенке изделия имеет изображение такой схемы. Помогает выполнить грамотное подключение цвет изоляции жил.

Провод с изоляцией в черном или коричневом цвете подключается на контакт фазы, синего – на контакт ноль, желто-зеленого – на контакт земля. По международному обозначению возле таких клемм стоят соответственно буквы L, N и перевернутое обозначение буквы Т.

После подсоединения провода или кабеля к устанавливаемому изделию остается только подключить его к электрическому щитку. Теперь, с помощью тестера, необходимо проверить правильность подключения. Работа считается законченной и изделие можно эксплуатировать, если производитель для подключения электроплиты укомплектовал ее розеткой. А если ее там нет, то необходимо приобрести евровилку с тремя штырьками на 25 ÷32 А и провод ПВС 3 х 2,5 в количестве не менее 2 м и выполнить необходимое соединительное устройство.

Проверка правильности подключения тестером выполняется на отсутствие к. з. (короткого замыкания) между каждым проводом кабеля и на вилке при отсутствии контакта между землей и фазой, при этом все переключатели на изделии должны находиться в не рабочем состоянии. Такую же проверку проводят при разных режимах работы переключателей. Показания сопротивления от 4 до 10 Ом считаются нормальными при установленном режиме 100 Ом.

В любом случае, колодка для подключения питающего провода или кабеля содержит шесть контактных зажимов и обязательно в эксплуатационных документах или на самой плите имеется принципиальная схема, с помощью которой можно, разобравшись, выполнить подключение кабеля духового шкафа, электрической плиты или варочной панели самостоятельно при наличии необходимого инструмента и контрольно-измерительного прибора (тестера).

Как выполняется подключение электроплиты подробно показано в этом видео:

Для защиты провода или кабеля в квартирном или домовом щитке устанавливается дифференциальный автомат или автоматический выключатель с характеристикой С и УЗО.

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.

Расчет сечения жил кабеля и провода

– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения. 380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

Автоматический выключатель «автомат»

это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

Короткое замыкание (КЗ)

э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

Длительно допустимый ток кабеля или провода

– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Расчёт мощности потребителей

Каждую электрическую сеть в квартире или доме можно условно поделить на участки (помещения). В зависимости от того, какие приборы планируется использовать на том или ином участке делается расчёт электропроводки. Обычно зоны электропроводки для каждого автомата разделены между собой на каждое помещение квартиры или дома. Один участок проводки на одну комнату, второй на другую, а третий на кухню и ванную комнату. Особняком в данной ситуации стоят такие мощные потребители как электроплитки, духовые шкафы, водонагреватели, котлы отопления. Такая техника требует выделенной линии питания, поэтому в современных домах, предназначенных для использования с электрическими плитами, для обеспечения питания прибора выведен отдельный автоматический выключатель.

Рассчитать требуемый ток для того или иного участка проводки достаточно просто. Для этого используется формула I=P/U, в соответствии с которой I — сила тока, P — мощность (в ваттах) всех работающих электрических приборов на этой линии, U — напряжение сети (является стандартным — 220 вольт). Для расчета необходимо сложить мощности тех электроприборов, которые планируется использовать на линии, после чего разделить полученную сумму на 220. Отсюда и получаем силу тока, в соответствии с которой надо будет выбрать кабель определенного сечения.

В качестве примера возьмем участок (комната) и рассчитаем для неё автомат и кабель необходимого сечения. В комнате одновременно будут работать:

• пылесос (1300 Вт);
• электроутюг (1000 Вт);
• кондиционер (1300 Вт);
• компьютер (300 Вт).

Сложим данные показатели (1300+1000+1300+300 = 3900 Вт) и разделим их на 220 (3900/220 = 17.72). Получается, что сила тока равна 17.72, подбираем для этого оптимальное сечение кабеля исходя из таблицы, берем медный кабель с сечением 2.5 мм или 4 мм квадратных (обязательно берем с запасом) и автомат с номинальным током защиты в 20 ампер.

Стоит упомянуть, что не стоит выбирать автоматический выключатель с завышенным показателем номинального тока, так как при перегрузке электрической сети (превышении показателей длительно-допустимого тока для определенного провода) начнется возгорание проводки. Номинал автомата должен быть соответствовать величине длительно-допустимого тока проводника или быть меньше.

Опытные электрики неоднократно говорят о том, что не стоит устанавливать кабели небольшого сечения из-за их дешевизны, следует выбирать кабель с запасом во избежание перегрузки электрического участка и возгорания проводки. А вот выбирать мощный автомат противопоказано!

Проводка монтируется один раз, заменить её сложно, а произвести замену выключателя в случае значительно возросшей нагрузки в разы проще.

На данный момент появляется все больше мощных электрических приборов, поэтому стоит заранее позаботиться, вдруг вы решите использовать более мощный пылесос или же добавить в помещение какой-то дополнительный прибор.

Понятие нагрузки электрической сети

Схема любой стандартной электрической сети в квартире или частном доме разделяется на несколько основных групп. Для каждой группы предусматривается провод или кабель определенного сечения и защитное автоматическое устройство, номинал которого рассчитан заранее.

Для правильного выбора необходимых параметров сечения кабеля и автомата, проводятся расчеты предполагаемых нагрузок для данной электрической сети. Токовая нагрузка представляет собой величину силы тока, возникающей в сети, во время работы приборов. Расчет токовой нагрузки для отдельно взятого потребителя будет заметно отличаться от таких же расчетов, выполняемых для группы бытовых приборов.

Также следует учитывать разницу рассчитываемых нагрузок при подключении однофазного (220В) и трехфазного (380В) питания. Эти факторы оказывают непосредственное влияние на правильный выбор защитных автоматов и сечения кабелей.

Сфера применения

Первое, что следует отметить — автоматический выключатель или просто «автомат» всегда включается вручную.

И выключается таким же способом, если не произошло автоматического срабатывания защитного механизма.

При анализе системы электроснабжения многоэтажного дома можно предметно определить назначение того или иного выключателя.

Для электропитания квартиры используются три типа автоматов:

• центральный;
• для цепей освещения;
• для приборов большой мощности.

Если расчет объемов потребляемой энергии выполнен правильно, то все эти выключатели будут находиться в рабочем состоянии сколь угодно долго.

Устройства используются в цепях запуска электрических двигателей, обогревающих установок, систем освещения и охлаждения.

Видео:

Особые условия эксплуатации для них не требуются, за исключением специально указанных.

При проектировании строительных объектов или электрических машин — обязательно выполняется расчет мощности нагрузки.

Или ступенчатой системы защиты от различных нарушений в электрической сети, в том числе и от короткого замыкания.

Конвертируем Ватт(Вт) в Амперы(А).

Перевод ампер в киловатты (однофазная сеть 220В)

Для примера возьмём однополюсный автоматический выключатель, номинальный ток которого 16А. Т.е. через автомат должен протекать ток не более 16А. Для того чтобы определить максимально возможную мощность, которую выдержит автомат, необходимо воспользоваться формулой:P = U*I

где: P – мощность, Вт (ватт);

U – напряжение, В (вольт);

I – сила тока, А (ампер).

Подставляем в формулу известные значения и получаем следующее:

P = 220В*16А = 3520Вт

Мощность получилась в ваттах.Переводим значение в киловатты, 3520Вт делим на 1000 и получаем 3,52кВт (киловатт). Т.е. суммарная мощность всех потребителей, которые будут запитаны от автомата с номиналом 16А, не должна превышать 3,52кВт.

Перевод киловатт в амперы(однофазная сеть 220В)

Должна быть известна мощность всех потребителей:

Стиральная машина 2400 Вт, Сплит-система 2,3 кВт, микроволновая печь 750 Вт. Теперь нам нужно все значения перевести в один показатель т.е кВт перевести в вт. 1кВт=1000Вт,соответственно Сплит-система 2,3 кВт*1000=2300 Вт. Суммируем все значения:

2400 Вт+2300 Вт+750 Вт=5450 Вт

Для нахождения силы тока, мощности 5450Вт при напряжении сети 220В, воспользуемся формулой мощности P = U*I. Преобразуем формулу и получим:

I = P/U = 5450Вт/220В ≈ 24,77А

Мы видим,что номинальный ток выбираемого автомата должен быть не менее этого значения.

Переводим ампер в киловатты (трёхфазная сеть 380В)

Для определения потребляемой мощности в трёхфазной сети используется следующая формула:

P = √3*U*I

где: P – мощность, Вт (ватт);

U – напряжение, В (вольт);

I – сила тока, А (ампер);

Необходимо определить мощность, которую способен выдержать трёхфазный автоматический выключатель с номинальным током 32А. Подставляем известные значения в формулу и получаем:

P = √3*380В*32А ≈ 21061Вт

Переводим ватты в киловатты путём деления 21061Вт на 1000 и получаем, что мощность равна примерно 21кВт. Т.е. трёхфазный автомат на 32А способен выдержать нагрузку мощностью 21кВт

Переводим киловатты в амперы (трёхфазная сеть 380В)

Ток автомата определяется по следующему выражению:

I = P/(√3*U)

Известна мощность трёхфазного потребителя,которого равна 5кВт. Мощность в ваттах будет 5кВт*1000 = 5000Вт. Определяем силу тока:

I = 5000Вт/(√3*380) ≈ 7,6 А.

Видим,что для потребителя мощностью 5кВт подойдёт автоматический выключатель на 10А.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя

Основной функцией АВ является защита электропроводки. По этой причине сначала обеспечивают соответствие номинала выключателя в амперах, сечения и материала (медь, алюминий) жил кабеля.

Определение суммарной мощности потребителей

Сколько электричества необходимо для функционирования светильников и других изделий, отмечено в сопроводительной документации. Мощность указывают на корпусе. Эти данные можно получить на официальном сайте производителя. Однако простого суммирования киловатт недостаточно.

Активная и номинальная компонента

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную) мощность по активной (потребляемой)

Простой алгоритм вычислений, показанный в примере, описывает ситуацию с резистивной нагрузкой. Именно эту составляющую (активную мощность – P) указывают в техническом паспорте соответствующего изделия. Она определяется счетчиком для регулярных оплат потребленной энергии.

Однако при подключении станка или другой техники с электроприводом придется учесть индуктивную компоненту. Аналогичным образом действуют при наличии в цепи конденсатора.

Формулы и пояснения:

• P = S * cos ϕ;
• Q = S * sin ϕ;
• S = P/ cos ϕ;
• ϕ – угол между векторами P и S (фазовый сдвиг).

Реактивная составляющая (Q) обозначает цикличный обмен энергией между источником питания и нагрузкой. Сумма векторов P и Q поможет определить итоговую полную мощность (S).

Повышенные стартовые токи

Включения мощного насоса (другой реактивной нагрузки) сопровождается броском тока и последующим колебательным процессом с переходом в обычный рабочий режим. Длительность импульса, как правило, не превышает 1,5-2 секунд. Такая длительность недостаточна для разогрева биметаллической пластины. Но этого может хватить для перемещения штока соленоида.

В перечне представлены типовые уровни превышения номинала, которые активизируют отключение электромагнитной катушкой. В скобках приведены временные задержки до разрыва цепи биметаллической пластиной (сек):

• А – 30% (20-30);
• B – 200% (4-5);
• C – 5 раз (1,5);
• D – 10 раз (0,4).

Соответствующие режимы учтены при создании профильных стандартов. Чтобы предотвратить ошибочное отключение, надо выбирать подходящий тип автомата.

Учет коэффициента спроса

Этот поправочный множитель (Кс) применяют для учета нагрузок в реальных условиях эксплуатации: Расчетная = S * Кс. Его значение (интервал от 0 до 1) обозначает количество подключенных потребителей. Такой способ удобно применять при создании офисных и производственных проектов, где подразумевается использование однотипного оборудования: станков, компьютеров и др.

Расчет потребляемой мощности

Измерение напряжения мультиметром

Приведенные формулы с фазовым сдвигом используют для коррекции индуктивных и емкостных нагрузок. Резистивные учитывают по паспортным данным без пересчета. Значение cos ϕ берут из сопроводительной документации.

Вычислить силу тока можно следующим образом:

• P/U – постоянные источники питания, резистивные нагрузки;
• P/ (U * cos ϕ) = P/ (220 * cos ϕ) – одна фаза, ~220V, реактивные характеристики потребителя;
• P/ (U * √3 * cos ϕ) = P/ (380 * 1.7321 * cos ϕ) – трехфазная сеть ~380V, индуктивные (емкостные) параметры техники.

Измерить реальные напряжения можно с помощью мультиметра. Методика выполнения рабочих операций приведена в официальной инструкции производителя.

Выбор сечения жил

Необходимые сведения о нагрузочных способностях содержит официальная документация производителей кабельной продукции. Рекомендуется выбрать большее из серийного ряда сечение, чтобы исключить перегрев и повреждения в процессе эксплуатации. По действующим правилам для жилых помещений пригодны проводники с площадью от 1,5 мм и более.

Расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в однофазной электросети,220 вольт для одиночного потребителя

Расчет электросети для одного бытового прибора достаточно прост. Для этого нужно вспомнить основной закон электротехники (закон Ома), посмотреть в паспорте на прибор его потребляемую мощность и рассчитать токовую нагрузку.

Приведу пример:

• Бытовая электроплита на 220 вольт. Потребляемая мощность 5000 ватт (5 КВатт).
• Ток нагрузки можно рассчитать по закону Ома.
• Iнагрузки=5000Вт÷220 вольт=22,7 Ампера.

Вывод: На линию для электропитания этой электроплиты нужно установить автомат защиты не менее 23 Ампер. Таких автоматов в продаже нет, поэтому выбираем автомат с большим ближайшим номиналом в 25 Ампер.

Устройство автомата защиты дома

В устройство УЗО входит:

1. Тороидальный сердечник, изготовленный из феррита определенной марки.
2. Две первичные катушки (в однофазном УЗО), изготовленные из медного провода сечением не ниже номинального по току нагрузки.
3. Одна вторичная катушка из более тонкого провода и с большим количеством витков.
4. Исполнительный механизм, предназначенный для отключения силовых контактов в случае утечки тока на землю.
5. Тестовая кнопка с сопротивлением, необходимая для проверки УЗО на работоспособность, при нажатии, на которую меняются токи в фазной и нулевой катушке, что приводит к срабатыванию механизма отключения, усилитель тока (в УЗО с электронным управлением).
6. Корпус устройства.

Принцип работы УЗО без заземления

По большому счету, заземляющий проводник для работы ему не нужен, так как используется фаза и рабочий ноль. Эти два проводника проходят через своеобразный трансформатор тока с обмоткой управления.

Предположим нагрузка 10 ампер. По фазному проводнику к нагрузке будет протекать ток такой силы. И проходя через нагрузку, он возвращаться по нулевому проводнику с такими же параметрами. Как только человек коснулся корпуса бойлера, например, у которого прогорел тэн и на корпусе появился потенциал, то часть тока начинает уходить через тело в землю и разность токов на фазном и нулевом проводнике меняется.

Эти мизерные изменения фиксирует катушка управления и передает на реле, которое в свою очередь, приводит в действие расцепительный механизм и отключает линию от электропитания.

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U —  I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»

Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.

Автоматические выключатели EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший  номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

Похожие записи:

Прозрачный профлист Алебастр и гипс в чем разница? применение материалов в строительстве Арболит или газобетон что лучше? Что такое силикатная пазогребневая плита и где она применяется Как правильно утеплить брусовой дом снаружи? Правильная установка пластиковых окон по госту