Главная → Трубы → Как выбрать защитный автомат. Расчет автоматов защиты. Как выбрать трехфазный автомат

Как выбрать защитный автомат. Расчет автоматов защиты. Как выбрать трехфазный автомат

Расчет сечения жил кабеля и провода

Возможные проблемы проще понять на конкретном примере. Исходные данные:

стандартное питание с переменным напряжением U = 220 В;
в квартире старая алюминиевая проводка (сечение 2,5 мм кв.);
ампераж автомата – 30 А;
подключают 6 конвекторов по 750 Вт и один утюг 850 Вт.

суммарная мощность (Р) потребителей – 5 350Вт;
ток (I) в цепи вычисляют по формуле I = P/U = 5 350 / 220 = 24,32 А).

Автомат в такой ситуации не сработает (30{amp}gt;24,32А). Такой ток сильно нагреет алюминиевый провод, расплавит изоляцию. Разрушенную коротким замыканием цепь придется восстанавливать, что затруднено при монтаже сетей внутри строительных конструкций. В худшей ситуации пожаром будет уничтожены значительные материальные ценности.

Таблица выбора автомата по мощности

Отдельные рабочие операции упрощают, пользуясь специализированными калькуляторами. Такие программы предоставляют бесплатно информационные и справочные сайты. Но подбор автомата по мощности придется делать на основе реального оснащения.

Типовой алгоритм:

уточняют исходные данные потребления отдельных устройств;
распределяют по группам, уточняют суммарные значения;
полученные результаты используют для выбора средств защиты.

Этим параметром обозначают сохранение функциональности при кратном превышении токовых нагрузок (раз):

B (3-5);
C (5-10);
D (40-50).

Табличный способ

В справочных материалах указывают сколько нагрузочной мощности можно применить, если автоматы устанавливать в разных сетях питания. Пример для модели на 2 А (значения в кВт):

220 В, 1 (2) полюса, однофазное подключение – 0,4;
380 В, 3 пол., «треугольник» – 2,3;
380 В, 4 пол., «звезда» – 1,3.

Результат необходимо повысить до ближайшего в модельном ряду значения для надежности.

Графический способ

В это методике применяют аналогичные принципы. Но проверочные параметры представлены в наглядной графической форме.

Нюансы выбора

В любом случае выбор автоматического выключателя по току (мощности) делают с запасом. Специалисты рекомендуют применять повышающий коэффициент 1,4-1,6. Одновременно проверяют способности проводки выдержать максимальную нагрузку.

Для вычислений по этим параметрам применяют определения полной (S), активной (P) и реактивной (Q) мощности. Следующие формулы подходят для расчета однофазных сетей 220 В:

S = U *I;
P = U * I * cos ϕ;
Q = U * I * sin ϕ.

Исходные данные для вычисления можно взять из справочников. Также применяют результаты измерений.

Лампы накаливания и нагреватели не обладают реактивными характеристиками. Такие нагрузки не смещают фазы токов и напряжений. Мощность потребляется полностью с удвоенной частотой.

Емкостная нагрузка

При подключении конденсатора к сети переменного тока происходит обмен энергией в обоих направлениях. Этот процесс не сопровождается полезной работой.

Соотношение энергий

В представленных объяснениях рассматривается идеальная ситуация. Однако в реальности каждый реактивный элемент обладает определенным электрическим сопротивлением. Следует не забывать о соответствующих потерях в соединительных проводах и других компонентах цепи.

При значительных величинах емкостной (индукционной) составляющей надо учитывать отмеченные проблемы. В некоторых схемах кроме увеличения нагрузочной способности автоматов применяют дополнительные компенсационные компоненты.

Мощность защитного устройства подбирают по току проводки (расчетному или табличному значению) с учетом потребления подключенной нагрузкой. Номинал автомата выбирают меньше, чтобы сохранить целостность линии питания в процессе эксплуатации. На разных участках сети устанавливают проводники соответствующего сечения, руководствуясь принципами древовидной структуры.

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

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

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора автоматического включателя

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Таблица 2.

Тип подключения	Однофазное 220 В,	Трехфазное (треугольник), 380 В	Трехфазное (звезда), 220 В
Номинал автомата, А
1	200 Вт	1 100 Вт	700 Вт
2	400 Вт	2 300 Вт	1 300 Вт
3	700 Вт	3 400 Вт	2 000 Вт
6	1 300 Вт	6 800 Вт	4 000Вт
10	2 200 Вт	11 400 Вт	6 600 Вт
16	3 500 Вт	18 200 Вт	10 600 Вт
20	4 400 Вт	22 800 Вт	13 200 Вт
25	5 500 Вт	28 500 Вт	16 500 Вт
32	7 000 Вт	36 500 Вт	21 100 Вт
40	8 800 Вт	45 600 Вт	26 400 Вт
50	11 000 Вт	57 000 Вт	33 000 Вт
63	13 900 Вт	71 800 Вт	41 600 Вт

Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью определенного сечения так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в сечении определенного провода или кабеля, то это дело можно вычислить с помощью формулы.

Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).

Таблица 3.

Ток автомата, А	Сечение провода, мм ²		Мощность, кВт
	Медь	Алюминий	220 В	380 В (cos φ = 0,8)
5	1	2,5	1,1	2,6
6	1	2,5	1,3	3,2
10	1,5	2,5	2,2	5,3
16	1,5	2,5	3,5	8,4
20	2,5	4	4,4	10,5
25	4	6	5,5	13,2
32	6	10	7	16,8
40	10	16	8,8	21,1
50	10	16	11	26,3
63	16	25	13,9	33,2

Главное в подборе АВ и сечение провода (кабеля), чтобы ток автоматического включателя был меньше, чем допустимый ток проводника.

Заключение

Как правильно выбирать АВ вы узнали из этой статьи. Перед покупкой автоматических включателей вы уже должны знать, какие производители изготавливают качественный товар. Выбирайте только проверенные фирмы.

Подбор автоматических выключателей, прежде всего, происходит на основании мощности, которую должна выдерживать домашняя электросеть.

Чем важен выбор автомата по мощности нагрузки:

При несоответствии этого показателя данным АВ постепенно нагревается проводка.
Постоянный нагрев приводит к тому, что изоляционный слой плавится. Это создает сразу две проблемы: токсичное задымление и риск возгорания.
На фоне плавления изоляции появляется короткое замыкание. АВ наконец срабатывает (чего не произошло раньше, поскольку устройство подобрано неправильно), однако в квартире уже мог распространиться огонь, а тем более дым.

Первый вариант максимально доступный. Необходимо учесть общую мощность сети, то есть совокупность мощностей одновременно включенных электроприборов. Учитываются даже небольшие осветительные лампы, подогрев пола, если таковой имеется, бытовая кухонная техника и развлекательные электрические устройства. Полученная цифра должна быть выражена в кВт.

Пример, как проводить расчет мощности:

стиральная машина – 700 Вт;
электроплита – 2,5 кВт;
СВЧ – 1,8 кВт;
5 лампочек – 600 Вт;
холодильник – 400 Вт;
телевизор – 200 Вт;
ПК – 550 Вт;
пылесос – 1 кВт.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают

Автоматические выключатели разных производителей

Устройства данной категории способны регистрировать чрезмерное потребление электрической энергии. Это происходит при коротком замыкании либо подключении мощных или реактивных нагрузок. В подобных ситуациях защитный автомат отключает источник питания 220 (380) V без вмешательства со стороны пользователя.

Для выполнения отмеченных функций в стандартной конструкции применяют две технологии. При быстром увеличении силы тока выше определенного расчетом уровня соленоид создает магнитное поле, которое перемещает шток. Через механический привод этот узел размыкает контактную группу. Параметры узла рассчитывают с учетом пусковых нагрузок, чтобы исключить ложные срабатывания.

Вторая защита организована с применением известного явления – нагрева проводника пропусканием тока. Соответствующий участок цепи создают из биметаллической пластины. При повышении температуры она изменяет форму вплоть до разрыва контакта. В некоторых моделях автоматов предусмотрена специальная регулировка для настройки уровня чувствительности.

Основной функцией автоматических выключателей является защита изоляции проводов и силовых кабелей от разрушений под действием токов коротких замыканий. Эти приборы не способны защитить людей от поражения электротоком, они оберегают только сеть и оборудование. Действие автоматических выключателей обеспечивает нормальный режим функционирования проводки, полностью устраняя угрозу возгорания.

При выборе автомата нужно обязательно учитывать, что завышенные характеристики прибора будут способствовать пропуску токов, критических для проводки. В этом случае не произойдет отключения защищаемого участка, что приведет к оплавлению или возгоранию изоляции. В случае заниженных характеристик автомата линия будет постоянно разрываться при запуске мощной техники. Автоматы очень быстро выходят из строя вследствие залипания контактов под воздействием слишком высоких токов.

Основными рабочими элементами автоматов являются расцепители, непосредственно разрывающие цепь в критических ситуациях. Они разделяются на следующие виды:

Электромагнитные расцепители. Они практически мгновенно реагируют на токи короткого замыкания и отсекают нужный участок в течение 0,01 или 001 секунды. Конструкция включает в себя катушку с пружиной и сердечник, втягивающийся под воздействием высоких токов. Во время втягивания сердечник приводит в действие пружину, связанную с расцепляющим устройством.
Тепловые биметаллические расцепители. Обеспечивают защиту сетей от перегрузок. Они обеспечивают разрыв цепи при прохождении тока, не соответствующего предельным рабочим параметрам кабеля. Под действием высокого тока биметаллическая пластина изгибается и вызывает срабатывание расцепителя.

В большинстве автоматов, используемых в быту, используется электромагнитный и тепловой расцепитель. Слаженная комбинация этих двух элементов обеспечивает надежную работу защитной аппаратуры.

Какие бывают автоматы защиты

Каждая отдельная линия должна иметь свой автоматический выключатель

Кроме сечения при выборе подходящей кабельной продукции обращают внимание на реальные условия эксплуатации. Нормированные значения приведены для нагрева до температуры не выше 60°C. При монтаже линии на участке возле загородного дома необходимо предусмотреть защиту от влажности, других неблагоприятных внешних воздействий.

Внимательно проверяют все части электрической сети. Базовое правило – надежная защита с учетом показателей участка с худшими параметрами. Следует учитывать, что медь рассчитана при одинаковом сечении на большие нагрузки по сравнению с алюминием. Определенное значение имеет чистота металла. По мере увеличения примесей ухудшается проводимость, увеличиваются потери на бесполезный и опасный нагрев.

В таких объектах недвижимости для создания качественной системы электропитания применяют следующие типовые решения:

вводный автомат нужно поставить до счетчика;
за прибором контроля монтируют общее устройство защитного отключения (УЗО);
далее оснащают автоматическими выключателями (АВ) отдельные линии.

УЗО предотвращает аварии, которые провоцируют токи утечки. В некоторых ситуациях препятствует поражению электрическим током. Однако комплексные защитные мероприятия выполняют с помощью автоматических выключателей. Обязательно применяют эффективное заземление.

Номиналы автоматов для кухонной проводки

Как правило, на кухне удобно ставить несколько групп для равномерного распределения нагрузок. Особенно внимательно рекомендуется подбирать распределение мощных потребителей:

варочные панели;
духовые шкафы;
котлы отопления, бойлеры, проточные нагреватели;
электрические конвекторы, тепловые пушки;
кондиционеры.

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.

Для расчета токовой нагрузки группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса. Коэффициент спроса (Кс) определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Кс=1 соответствует одновременной работе всех электроприборов группы.

Понятно, что включение и работа всех электроприборов в квартире практически не бывает. Есть целые системы расчета коэффициента спроса для домов, подьездов. Для каждой квартиры коэффициент спроса различается для отдельных комнат, отдельных потребителей и даже для различного стиля жизни жильцов. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно равен 1,а коэффициент спроса пылесоса равен 0,1.

Поэтому для расчета токовой нагрузки и выбора автомата защиты в группе электропроводки коэффициент спроса влияет на результат. Расчетная мощность группы электропроводки рассчитывается по формуле:

P(расчетная)=К(спроса)×P(мощность установочная).
I (ток нагрузки)=Р (мощность расчетная)÷220 вольт.

Расчетная Мощность в сети расчитавается следующим образом:
480×0,7 75 160 150 380 1000 400 700×0,3=2711,ВТ
К(спроса) квартиры=2711÷3345=0,8
Ток нагрузки:
3345÷220×0,8=12Ампер.
Соответственно выбираем автомат защиты на шаг больше:16Ампер.

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник - фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику - на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях - при коротком замыкании или пробое изоляции - на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении.

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы - электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода

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

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.

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).

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.

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.

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.

Предельное значение номинала определяют по формуле Iном ≤ Iпр/1,45, где Iпр – допустимый в длительном режиме ток для определенной проводки. Если планируется монтаж сети, действуют следующим образом:

уточняют схему подключения потребителей;
собирают паспортные данные техники, измеряют напряжение;
по представленной схеме рассчитывают отдельно, суммируют токи в отдельных цепях;
для каждой группы надо подобрать автомат, который будет выдерживать соответствующую нагрузку;
определяют кабельную продукцию с подходящим сечением проводника.

Если сети установлены в штробах и закрыты штукатуркой, разборка слишком затруднена. В этом случае применяют подбор автомата по сечению кабеля. Начинают с оценки нагрузочных способностей имеющихся линий. Полученный результат используют для оценки подходящих моделей защитных устройств. Далее распределяют потребителей по группам с учетом суммарной мощности (совместного использования).

Пример выбора номинала автомата для каждой линии

Для корректных выводов надо учитывать особенности подключаемого оборудования. Если по расчету суммарный ток составляет 19 ампер, пользователи предпочитают покупать аппарат на 25А. Это решение предполагает возможность применения дополнительных нагрузок без существенных ограничений.

Однако в некоторых ситуациях лучше выбрать автоматический выключатель на 20А. Этим обеспечивают относительно меньшее время на отключения питания при росте тока (повышении температуры) биметаллическим разъединителем. Такая предосторожность поможет сохранить в целостности обмотки электродвигателя при блокировке вращения ротора заклинившим приводом.

Разное время срабатывания пригодится для обеспечения селективной работы средств защиты. На линиях устанавливают устройства с меньшей задержкой. При аварийной ситуации отсоединяется от электричества только поврежденная часть. Вводной автомат не успеет отключиться. Питание по другим цепям пригодится для поддержания в работоспособном состоянии освещения, сигнализации, других инженерных систем.

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.

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.

Сечение жил медных проводов	Допустимый длительный ток нагрузки	Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В	Номинальный ток защитного автомата	Предельный ток защитного автомата
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.

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.

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.

1000 Вт / (220 В х 0,95) = 4,78 А

Пример выбора автоматического выключателя

В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).

чайник – 1,2;
духовка – 1,2;
обогреватель – 1,4.

Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:

Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.

При монтаже электрических сетей в доме или в квартире особую актуальность приобретает вопрос, как подобрать автомат по сечению кабеля. В основном, все расчеты выполняются с привязкой к потребителям, планируемым к подключению. Именно они будут создавать определенную нагрузку, для которой необходимо конкретное сечение проводов и автоматов защиты.

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.

Расчет нагрузки и выбор автомата в разных условиях

Одним из вариантов расчетов рассматривается одиночный потребитель и однофазная электрическая сеть, напряжением 220 вольт. В этой ситуации нужно воспользоваться основным законом электротехники, более известным, как закон Ома. Для этого следует установить точную мощность прибора, обычно указываемую в паспорте.

На примере бытовой электроплиты на 220В и мощностью 4,5 кВт видно, что ее токовая нагрузка составляет: 4500 ÷220 вольт=20,4 ампера. Следовательно, на линии электропитания данной плиты необходимо использовать автомат, номиналом не меньше чем 23 ампера. Поскольку приборов с таким номиналом не существует, нужно выбирать устройство, ближайший номинал которого составляет 25 ампер.

Свои особенности имеет групповая проводка в однофазной электрической сети. В этом случае выполняется параллельное подключение сразу нескольких потребителей от электрощита к общему питающему кабелю. Для таких групп выполняется установка общего защитного автомата. Токовая нагрузка рассчитывается с применением так называемого спроса. С помощью этого параметра определяется вероятность одновременной работы всех имеющихся потребителей в течение продолжительного периода времени.

Например, коэффициент, равный единице, указывает на одновременное включение всех бытовых приборов. На практике такая ситуация почти никогда не возникает. Значение этого показателя будет различным для конкретных помещений или потребителей. Для телевизора он составит 1, а для пылесоса - 0,1. Поэтому данный коэффициент обязательно учитывается в расчетах и влияет на конечный результат.

Вначале определяется расчетная мощность путем умножения коэффициента спроса на установочную мощность потребителей. После этого полученное значение нужно разделить на 220 вольт. Результат деления и будет рассчитываемой токовой нагрузкой. Выбор автомата осуществляется по той же схеме, что и при одиночном потребителе, то есть по номиналу, ближайшему от расчетной токовой нагрузки.

После проведенных расчетов необходимо решить оставшийся вопрос, как подобрать автомат по сечению кабеля. Для этого нужно правильно выбрать сечение самого кабеля, исходя из рассчитанной нагрузки. Так при токовой нагрузке в 11 ампер, напряжении 220 вольт и мощности 2,4 кВт, составит 0,5 мм2. Таким же образом этот показатель вычисляется и при других параметрах электрического тока.

Автоматический выключатель, он же коммутационный защитный аппарат, представляет собой устройство, защищающее здание (в частности, электронику в нем) от поражения электротоком.

При обычных рабочих условиях, когда все оборудования и проводка функционируют в нормальном режиме, ток беспрепятственно проходит через выключатель. Но как только сила тока превышает критическую отметку (увеличилась нагрузка в результате неполадок в работе приборов либо электроцепей и произошло короткое замыкание), в выключателе активизируются расцепители и сеть размыкается.

Как правило, описываемые устройства оснащаются расцепителями двух типов:

В отсутствие выключателя аварийная ситуация может привести к тому, что по сети пойдет сверхток, изоляционный материал расплавится, а сама проводка, скорее всего, загорится. Последствия могут быть самыми плачевными – от возникновения пожара (в особенности это касается деревянных сооружений, таких как баня) до поражения электрическим током. В сегодняшней статье речь пойдет о том, как выбрать автоматический выключатель в зависимости от сечения проводки, тока и других параметров.

Обратите внимание! Если речь идее о замене старого прибора, то нужно просто изучить его маркировку и при выборе ориентироваться на нее. Но если планируется установка выключателя, к примеру, в недавно построенном здании, то все параметры следует подбирать самостоятельно.

Подбор и монтаж автоматов регламентируется Правилами установки электроустановок (ПУЭ).

ПУЭ, раздел 7. «Электрооборудование специальных установок». Глава 7.1. Файл для скачивания

автоматический выключатель

Чтобы выбрать устройство, подходящее как по техническим характеристикам, так и по стоимости (хотя второй показатель и не критичен, т. к. цена на такое оборудование незначительна), необходимо пройти несколько простых шагов.

Обратите внимание! Стоимость однополюсного автомата (а есть еще трехполюсные) варьируется в пределах 50-200 рублей. Для бани средних размеров может потребоваться порядка 5-7 полюсов, следовательно, сама защита обойдется где-то в 250-1500 рублей. Согласитесь, не такая уж большая сумма за электробезопасность в течение 15 лет.

Шаг первый. Место покупки

Вначале следует позаботиться о том, чтобы само устройство было безопасным. Желательно покупать выключатель в специализированном магазине, а не на рынке или в сомнительной торговой точке. Также следует осведомиться у продавца по поводу изготовителя и происхождения устройства, попросить предъявить соответствующие документы. Как известно, дешевая продукция из Китая зачастую не просто бесполезна, но даже опасна.

Да, это стоит дороже, но и качество при этом будет высоким, поскольку большие корпорации вряд ли будут рисковать своей репутацией. Теперь – непосредственно к конкретным параметрам.

Шаг второй. Сечение кабеля

Стоит помнить, что, по сути, выключатель защищает не электротехнику, подключенную к сети, а проводку. Подбор по сечению нужно проводить, если проводку проложили уже достаточно давно. В подобных случаях необходимо всего лишь подстроиться под конкретные условия.

Вначале измеряется и определяется сечение провода. Для дальнейших действий можно воспользоваться соответствующей таблицей.

Таблица. Зависимость предельной величины тока от сечения

Сечение, в мм.кв.	Медная жила	Алюминиевая жила
1	17	-
1,5	22	-
2	26	21
2,5	30	23
3	33	27
4	40	32
6	51	40
10	80	56

Когда будет определена величина тока, по ней нужно подобрать тип автоматического выключателя. Стоит заметить, что параллельно рекомендуется определить и предельную мощность приборов, которые подключены к сети. Дело в том, что, к примеру, подключение одного теплогенератора проводка может выдержать, а если их будет сразу несколько, то кабели начнут греться, что рано или поздно вызовет короткое замыкание.

Именно от пропускной способности проводки и суммарной мощности подключенного оборудования будет зависеть первый показатель – рабочий ток выключателя (его еще называют номинальным током).

Шаг третий. Полюса

Современные выключатели могут быть одно- и трехполюсными, ознакомимся с каждой из разновидностей.

Шаг четвертый. Перегрузочный ток

Очень важен и ток перегрузки прибора. Если речь идет об однофазной сети, то при выборе выключателя следует руководствоваться следующими расчетами: припустим, на помещение выделяется 10 киловатт, следовательно, нужно 10 000 ватт разделить на 220 вольт (напряжение). Результат – 45,5 – округляется до меньшего значения, в данном случае это 40 ампер.

При трехфазной сети проводятся несколько другие расчеты. Формула, которая будет использоваться, выглядит следующим образом:

Р/U х 1,7 = І

В данном случае Р – это 3 000 ватт, U – 380 вольт, 1,7 – корень из трех, а І, соответственно, требуемая сила тока. Если произвести расчеты по этой формуле для помещения, приведенного в качестве примера, то получится, что потребуется такой же прибор на 40 ампер, но уже трехполюсный.

Трехполюсный автоматический выключатель ВА47-100 ТМ UNIVEC

На основе этих расчетов выбирается один из нескольких возможных типов (все зависит от цели применения):

В 3,4 или 5 – используется для активных нагрузок с заземлением (таких как розетки, освещение);
Z 2-3 – подходит для электроники;
С 5-10 – требуется для защиты электроцепей низкоимпульсного тока (сюда относятся и жилые здания, и офисы);
К 8-15 – подходят для мощных трансформаторов и электрических двигателей;
D 10-20 – целесообразен для условий высоких импульсов и тока включения (подъемные устройства, насосы, трансформаторы и проч.).

Шаг пятый. Короткое замыкание (КЗ)

При выборе модели по току КЗ нужно помнить об одном важном условии: в соответствии с упомянутыми выше правилами ПУЭ запрещено использование автоматов мощностью менее 6 кА. Сегодня защитные приборы могут иметь следующие номиналы (кА):

Обратите внимание! Если помещение, в котором планируется установка выключателя, расположено неподалеку от трансформаторной подстанции, то следует подбирать прибор, срабатывающий при максимальном КЗ в 10 кА. Во всех остальных случаях достаточно автомата на 6 кА.

Стоит заметить, что согласно этому документу для освещения и розеточных групп приемлемо использование и менее мощных выключателей – на 4,5 кА, хотя в Европе приборы такого типа запрещены к использованию.

Шаг шестой. Селективность

Под этим термином подразумевается отключение в случае непредвиденной ситуации лишь конкретного участка, а не всего электричества в здании. Здесь номиналы автоматов следует подбирать в соответствии с обслуживающей цепью. Так, на вершине разветвления устанавливается вводный аппарат номиналом, соответствующим предельно допустимой нагрузке на цепь (исходить следует из сечения кабелей). Важно, чтобы рабочий ток этого автомата превышал аналогичный показатель других выключателей, располагающихся в щитке ниже. Ниже приведены основные нормативы:

для среднестатистического загородного дома требуется прибор на 40 ампер (о чем уже упоминалось);
для освещения – на 10 ампер;
для электрической плиты – на 32 ампера;
для розетки – на 16 ампер;
для электрических приборов мощностью до 5 киловатт – на 25 ампер.

Такая технология сборки полностью удовлетворит условие селективности.

Шаг седьмой. Количество выключателей

Необходимо определить и требуемое кол-во коммутационных аппаратов. Вот основные требования:

один вводный выключатель должен быть на щитке;
один – на линии освещения;
один – на розеточной линии;
по одному – на каждый мощный прибор (водонагреватель и проч.).

В таком случае можно быть уверенным в том, что никакого перенапряжения не случится.

Видео – Особенности выбора коммутационного аппарата

Маркировка

При выборе автомата следует также изучить условные обозначения, имеющиеся на передней части. Там вкратце приведены основные характеристики модели, главным из которых является максимально допустимый рабочий ток.

Все модели условно делятся на три категории, обозначаемые буквами В, С и D.

Буква В указывает на то, что прибор срабатывает в течение пяти секунд после того, как ток нагрузки троекратно превысит допустимое значение.
Модели группы С срабатывают за две секунды после пятикратного превышения.
Наконец, выключатели, обозначенные буквой D , срабатывают за одну-две секунды после десятикратного превышения нагрузки.

Видео – Как срабатывает автоматический выключатель

Распространенные ошибки при выборе автомата

Приведенные ниже ошибки зачастую совершаются электриками-новичками. Во избежание «промаха» с номиналом рекомендуется с этими ошибками ознакомиться.

Ориентироваться, в первую очередь, следует не на мощность электрооборудования, а на проводку. Если последняя уже старая, то нужно быть особенно внимательным. К примеру, для розетки требуется прибор на 16 ампер, в то время как старый алюминиевый провод способен выдерживать всего 10 ампер и быстро расплавится после установки такой мощной модели. В таких случаях не остается ничего, кроме как заменить проводку.
В идеале вся приобретенная автоматика должна быть от одного производителя. Здесь вероятность несоответствия будет минимальной.
Если при расчете был получен средний показатель (например, 13,9 ампер, т. е. и не 16, и не 10), то предпочтение лучше отдавать большему показателю, но лишь при условии, что проводка способна выдержать 16 ампер.
Для дачи рекомендуется устанавливать автоматы большей мощности, чем требуется согласно расчетам. Дело в том, что здесь могут использоваться такие мощные приборы, как сварочный аппарат, двигатель асинхронного типа, погружной насос и проч. Как уже отмечалось, для бытового использования вполне достаточно 40 ампер.

И последнее: автоматические выключатели рассчитаны на то или иное число срабатываний в зависимости от фирмы-изготовителя и качества продукции. Поэтому перед покупкой следует выяснить и этот показатель.

Автоматический выключатель является серьезным оборудованием, к выбору которого следует отнестись с большой ответственностью. Это связано с тем, что короткое замыкание или сильный скачок напряжения приводит к возгоранию, выходу из строя бытовых и других приборов. Кроме этого, возгорание проводки – причина возникновения пожара в доме.

Рабочий механизм, как правило, срыт в пластмассовом корпусе. Данный материал для создания корпуса был выбран по причине хороших диэлектрических свойств. Внутренний механизм в открытом состоянии несет с собой опасность, так как через него проходит электричество.

Автоматический выключатель предназначен для выполнения следующих функций:

Для обесточивания сети при помощи ручного нажатия на выключатель.
Для автоматического обесточивания помещения при коротком замыкании или скачке напряжения.

Стоит отметить, что подобное приспособление имеет достаточно простую конструкцию, и оно не проводит фильтрацию подаваемого напряжения для выявления неправильной частоты или низкого показателя напряжения. Срабатывание происходит только при КЗ и скачке в большую сторону напряжения.

Как выбрать?

Определив важные показатели, можно провести обоснованный выбор автоматических выключателей.

Выбор можно провести по нижеприведенным показателям:

По сечению провода . Определенное сечение провода определяет возможные показатели нагрузки и силы тока. В данном случае, следует выбирать автомат, который проводит выключение сети при возникновении силы тока, который не превышает показателя максимального силы тока в проводе. Примером можно назвать провод, сечение которого составляет 1 кв. мм. Величина нагрузки может составлять 10 кВт. Если максимальный показатель силы, который пройдет через провод, будет составлять 10 А, то автомат должен быть рассчитан на выключение при возникновении тока около 9,5 А. Если не провести выбор с учетом подобной информации, автомат сработает только при коротком замыкании. Однако, значение тока, при КЗ значительно превышает допустимого показателя при повышении нагрузки. Увеличение нагрузки приведет к возгоранию проводки.
По току короткого замыкания. Даже профессионалы в данной области не всегда проводят выбор автоматического выключателя по номинальному значению тока короткого замыкания. Как правило, подобное значение указывается в технической документации или на маркировке в виде цифры. Предельный ток КЗ – максимальное значение, при котором будет проведен автоматический разрыв цепи. Важно отметить, что по этому показателю зачастую проводят выбор при установке в промышленных помещениях, так как КЗ может возникать в непосредственной близости с подстанцией. В жилых домах, значение тока КЗ относительно небольшое, что значительно облегчает выбор.
Выбор по показателю мощности. Для того, чтобы провести выбор по мощности, следует воспользоваться специальными таблицами. Подобный таблицы позволяют провести выбор на основании следующих данных: величина напряжения и количество фаз, количество полюсов, мощность нагрузки. По пересечению вышеуказанных показателей можно найти значение, который должен обрывать автоматический выключатель. Как и ранее было отмечено, суммарная мощность может быть рассчитана путем учета потребительской мощности всех подключенных электроприборов.

Вся информация об автоматических выключателях содержится в спецификации или маркировке.

Виды

Автоматические выключатели позволяют защитить как оборудование, так и проводку конечного потребителя от короткого замыкания и высоких показателей напряжения.

Основная классификация заключается в предназначении рассматриваемого оборудования:

Класс «В» часто используется в бытовых условиях. Этот вариант исполнения не предназначен для сильных токов, при возникновении минимального короткого замыкания происходит размыкание цепи. Большая чувствительность определяет то, что модели класса «В» не используются в промышленности, где скачок напряжения может возникнуть вследствие включения или выключения оборудования большой мощности. Большая чувствительность позволяет защитить бытовые приборы и электронику, к примеру, компьютеры от перегорания.
Класс «С» считается общепромышленным вариантом исполнения, применяется в сетях, где также нужно контролировать напряжение в сети в пределах небольшого диапазона.
Класс «D» используется в сети, к которой происходит подключение электродвигателя с большим показателем пусковой мощности. Этот класс используется также в промышленности и имеет небольшой диапазон возможного отклонения от нормального значения.

По виду подаваемого тока можно выделить три категории рассматриваемого выключателя:

Для сети переменного тока.
Для сети постоянного тока.
Универсальный вариант исполнения.

По числу полюсов можно выделить:

однополюсный;
двухполюсный;
трехполюсный;
четырехполюсный;

Также, классификация проводится по типу расцепителя :

Максимальное расцепление.
Независимое расцепление.
Минимальное или нулевое расцепление.

В зависимости от ситуации, может понадобиться промежуток времени, который нужно выдержать после изменения показателей подаваемого электричества до его отключения.

По этому показателю можно провести следующую классификацию:

Без выдержки.
С выдержкой в независимости от показателей подаваемого напряжения.
С выдержкой , которая является обратным значением подаваемого электричества.

Вышеуказанные виды автоматических выключателей повсеместно используются в быту и промышленности, но при этом есть несколько нюансов, которые стоит учитывать при их выборе.

расцепитель

Кроме этого, следует обратить внимание на тип установленного размыкателя . Он является основным рабочим органом, проводит размыкание цепи при определенных значениях.

Данный элемент конструкции различается по спецификации действия и диапазону тока, можно провести нижеприведенную классификацию:

Электромагнитный тип пользуется большой популярностью, так как в считанные доли секунд проводит разъединение цепи. В конструкцию входит катушка и сердечник, также пружина. Сердечник при определенных условиях втягивается, и пружина воздействует на расцепляющее устройство.
Биметаллический тепловой вариант исполнения – зачастую устанавливается для автоматов, которые реагируют на ток, величина которого может привести к разрушению кабеля. На короткое замыкание он также реагирует. Однако, точность работы подобного размыкателя небольшая. Примером можно назвать случай, когда по кабелю, который имеет сечение для 16 А, проходит ток величиной 20 А – выключение произойдет через несколько десятков минут. Если величина тока будет 35 А, то выключение произойдет мгновенно.
Полупроводниковый используется крайне редко при изготовлении бытовых выключателей. Расцепление происходит при работе специального блока полупроводниковых реле.

Стоит отметить, что при маркировке редко происходит указание того, какой тип размыкателя использовался при производстве. Для этого следует ввести номер модели и изучить спецификацию.

Критерии выбора

Как ранее уже было отмечено, важно провести правильный выбор выключателя. Это связано с тем, что при неправильном выборе он может либо не сработать в нужный момент, или постоянно срабатывать от перегрузки.

Также, есть вероятность его выхода из строя.

Провести выбор автоматического выключателя можно по следующим показателям:

Количество полюсов . Важным показателем можно назвать то, сколько есть полюсов. Их количество зависит от того, к какому типу сети проводится подключение. Одно- и двухполюсные варианты исполнения применяются исключительно в однофазной сети. Трех- и четырехполюсные нужно использовать в трехфазной сети. Част,о проводится их подключение к системе с заземлением нейтрали. Для бытового использования подойдут и автоматы с 1 или 2 полюсами.
Номинальное напряжение автомата. Он определяет то, на какое напряжение рассчитано рассматриваемое оборудование. В независимости от того, в каком месте установлен автомат и для каких задач его устанавливают, следует учитывать, что минимальное напряжение автомата должно быть равным или больше напряжения сети.
Максимальный рабочий ток . Еще важным показателем, который стоит учитывать, можно назвать максимальный ток. Выбор по нему проводится с учетом следующего нюанса: номинальный показатель должен быть больше максимальному значению силы тока, который может проходить по одному из защищенных участков сети на протяжении длительного или короткого промежутка времени. Для того, чтобы определить величину максимального тока, который может возникнуть в сети, следует провести расчет максимальной мощности. Для этого, проводится суммирование всех показателей мощности приборов, которые подключаются к участку. Согласно принятым расчетам, при сети 220 В, нагрузка 1 кВт определяет максимальную силу тока 5 А. В трехфазной сети с напряжением 380 В при той же нагрузке, мощность составляет 3 А. С помощью этих данных можно провести приблизительный расчет того, какой максимальный ток может возникнуть в цепи.
Отключающая способность – еще один параметр, по которому проводится выбор. Для того, чтобы провести выбор по данному показателю, стоит провести расчет номинального тока. Автомат должен быть способен отключить подачу электроэнергии, значение силы которой превысит показатель силы короткого замыкания в точке установленного прибора.

Вышеприведенные критерии выбора касаются бытовых вариантов исполнения.

Для промышленных дополнительно проводят расчет нижеприведенных данных:

Термическую стойкость.
Электродинамическую стойкость.

Данные расчеты проводятся по причине того, что сильная нагрузка при длительном воздействии могут привести к нагреву элементов автомата. Чаще всего, проводят производство выключателей с номинальными значениями тока: от 4 до 100 или 160 А. Бытовые выключатели производят с номиналом от 16 до 25 А и возможность отключения электричества со значением силы до 3 кА.

Маркировка выключателей

В независимости от того, кто является производителем, на корпусе проводится нанесение определенной маркировки.

Подобная маркировка заключается в следующем:

С 16. Стандарт, по которой проводится установка. Буква означает кратность максимального тока. Цифровое значение в данном случае означает номинальное значение тока, единица измерения Ампер. В этом случае, 16 Ампер может проходить через прибор в рабочем режиме.
Цифра «3» означает класс по скорости срабатывания. Чем выше показатель, тем лучше.
«4500» – цифра, которая должна обязательно быть в маркировке. Данный показатель измеряется в Амперах, указывает максимальное значение тока, при котором срабатывает автоматический выключатель.
Наносится серия модуля для того, чтобы можно было узнать все особенности прибора.
Указывается номинальное напряжение.
Наносится условное обозначение , которое используется при создании схемы.

Все модели должны иметь подобное обозначение, которое наносят на корпус. Зачастую, производитель наносит также свой бренд.

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) - 60 А;
электроплита (10 кВт) - 50 А;
варочная панель (8 кВт) - 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) - 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) - 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) - 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) - 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) - 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) - 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) - 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) - 9 А;
утюг (1,6 кВт) - 8 А;
солярий (1,5 кВт) - 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) - 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) - 5,5 А;
тостер (1 кВт) - 5 А;
кофеварка (1 кВт) - 5 А;
фен (1 кВт) - 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) - 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) - 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Это интересно: