Выбор автомата по мощности нагрузки и сечению кабеля

Сегодня мы расскажем, как осуществляется выбор автомата по мощности нагрузки. Также вы узнаете, насколько зависимы друг от друга показатели мощности, номинального тока прибора и сечения электрической проводки. Начнем с кратких определений основных понятий:

• мощность — это скорость передачи или преобразования электроэнергии;
• номинальный ток автоматического выключателя — максимальный пропускаемый ток, на который не реагирует тепловой расцепитель;
• сечение провода являет собой площадь среза токоведущей жилы.

Адекватный выбор автоматических выключателей производится с учетом сечения кабеля, поскольку проводка должна обладать способностью пропускать нужную нагрузку и не перегреваться. А вопрос мощности зависит от пиковых нагрузок на линии, то есть надо знать, насколько возрастет сумма мощностей в сети, когда питания одновременно потребуют все потребители.

При выборе автоматического выключателя обратите внимание на номинал по току, который нужно подобрать как можно точнее. С большим запасом брать не стоит, потому что проводка оплавляется при превышении допустимой мощности потребления, а сам автомат не спешит расцеплять цепь, ведь для него мощность вполне нормальна. В результате может произойти пожар или обгорание розеток, если владелец квартиры/дома не заметит неладное и не учует характерный запах. Опять-таки, с точки зрения рационализма тратиться на дорогой АВ с высоким номиналом невыгодно, если реальные требования к защите домашней сети скромные или стандартные.

Если же сделать выбор автомата в пользу маленького номинала (меньше требуемого), то получите в результате “выбивание” света при пиковых нагрузках. Ограничения в потреблении электроэнергии вынудят вас или просчитывать суммарную мощность перед каждым подключением приборов в сеть, или вообще отказаться от использования мощной техники.

Функции автоматического выключателя

Из названия видно, что это выключатель, который выключает автоматически. То есть, сам, в определенных случаях. Из второго названия — защитный автомат — интуитивно понятно, что это некое автоматическое устройство, которое что-то защищает.

Вот примеры установки и применения таких автоматов — при установке квартирного счетчика и при замене электропроводки в квартире.

Теперь подробнее. Автоматический выключатель срабатывает и выключается в двух случаях — в случае перегрузки по току, и в случае короткого замыкания (КЗ).

Перегрузка по току возникает из-за неисправность потребителей, либо когда потребителей становится слишком много. КЗ — это такой режим, когда вся мощность электрической цепи тратится на нагрев проводов, при этом ток в данной цепи является максимально возможным. Далее будет подробнее.

Кроме защиты (автоматического выключения), автоматы могут использоваться для ручного выключения нагрузки. То есть, как рубильник или обычный «продвинутый» выключатель с дополнительными опциями.

Ещё важная функция (это само собой) — клеммы для подключения. Иногда, даже если функция защиты особо не нужна (а она никогда не помешает), клеммы автомата могут очень пригодиться. Например, как показано в статье Прокладка вводного кабеля от гусака до счетчика.

Порядок подключения автоматов – что нужно помнить всегда

Казалось бы, что может пойти не так при подключении однополюсного автомата?

Задача мастера – зачистить провод от изоляции, продеть его внутрь клеммы и затянуть ее! Однако у нас полно людей с руками, растущими не от туда, откуда следует.

Простите за такое откровенное возмущение, но иногда по-другому просто не скажешь. А иногда ошибки случаются и у профессионалов (это реже), так как все мы люди, можем болеть, уставать, быть заваленными проблемами и прочим, что будет нам мешать выполнять свою работу качественно.

Как поменять автомат в щитке — работа с электричеством всегда требует ответственного отношения к делу

Итак, что-то мы увлеклись. Давайте переходить к делу. Начнем мы с самого важного – правильности подключения автоматов в щитке. У такого выключателя идет два контакта, через которые он подключается к сети.

Один из них подвижный, а второй неподвижный, располагаются они сверху и снизу устройства. Вы знаете, на какой из них необходимо подавать питание? Представьте себе, знает об этом очень мало людей, так как на «электрических» форумах постоянно ведутся споры на эту тему.

Мы не будем заниматься самоанализом и обратимся напрямую к ПУЭ, 7-е издание, пункт 3.1.6. Там говорится следующее. Если питание устройства одностороннее, то питающий проводник должен подключаться к неподвижному контакту.

Однако стоит заметить, что есть там оговорка в виде словосочетания «как правило», это немного сбивает с толку, как будто бывают случаи, допускающие исключение из этой рекомендации. Но пояснений больше никаких не прилагается.

Выдержка из ПУЭ – всегда при возникновении вопросов нужно обращаться за помощью к технической документации

Это же правило распространяется на все защитные устройства, диавтоматы и УЗО. Чтобы понять, где у автомата, какой контакт находится, нужно знать, как он устроен изнутри. Давайте погрузимся в мир электротехники чуть глубже и рассмотрим строение простого однополюсного автомата.

Перед вами однополюсной автомат в разрезе

• Не нужно быть инженером, чтобы заметить, что верхний контакт у такого автомата является неподвижным, а нижний – подвижным. Чтобы распознать типы контактов, вовсе необязательно разбирать устройство. Вы также можете воспользоваться маркировкой на его корпусе. Посмотрите следующий снимок.

Как подключить автоматы в щитке — схематическое обозначение разных типов контактов на автомате

Маркировка на выключателях других фирм может немного отличаться, но, в общем, там тоже все предельно понятно. На крайний случай, вы всегда сможете найти информацию в интернете, сделав запрос по конкретной модели. В целом, практически все современные однополюсные автоматы имею точно такое же расположение контактов, однако в этом нужно обязательно удостовериться.

Теперь давайте попробуем разобраться в вопросе с чисто техническим подходом. Итак, сверху или снизу?

• Назначение автоматического выключателя заключается в протекции подключенной к нему линии от коротких замыканий и перегрузок. Работает он так – при появлении в цепи сверхтоков происходит реакция теплового и магнитного расцепителей, которые находятся внутри корпуса устройства. При этом никакой разницы в том, с какой стороны подключен силовой кабель, нет, устройство будет срабатывать в любом случае.
• Это подтверждается тем, что некоторые производители, например, Hager или ABB допускают обратное подключение питания к автомату. Для этих целей на них специально установлены зажимы для гребенчатых шин.

Как подключаются автоматы в щитке: ABB – однополюсной автомат

• Тогда почему в ПУЭ указывается другая информация, не с потолка же они ее взяли? Данное утверждение установлено в общем порядке. Любой электрик с соответствующим образованием вам скажет, что перед выполнением работ необходимо снимать напряжение с оборудования, с которым предстоит работать. Когда мастер, выполняющий такую работу регулярно, подходит к щитку, он на интуитивном уровне, так сказать – машинально, считает, что фаза находится сверху. Отсоединив клеммы, он будет думать, что на нижних проводах напряжения нет.
• В итоге, если какой-то горе электрик, пусть будет дядя Ваня, при установке действовал не по такому принципу, то ситуация чревата несчастным случаем, иногда со смертельным исходом. Конечно, никто не освобождает электричка, тем более профессионального от необходимости знания техники безопасности, но все же изначально нужно делать так, как заведено стандартом. Это и безопаснее и быстрее по времени в итоге.
• Суть проблемы также кроется в том, что раньше у всех автоматов неподвижный контакт всегда был сверху, но сейчас, когда на рынках представлена продукция производителей разных стран, а, как видите, нет строгого регламента, попасться под руки может все что угодно. То есть, фактически, норма ПУЭ регламентирует не техническую часть, а «эстетическую», и от расположения контактов никак не зависит строение цепи подключения.

Параллельная схема подключения автомата в щитке

Если вы не согласны с данным утверждением, по попробуйте с технической точки зрения описать необходимость подключения питающего провода к любому из контактов. Нам, если честно, в голову ничего не приходит.

Количество полюсов

По количеству полюсов автоматы бывают:

1. Однополюсные (1п, 1p). Это самой распространенный тип. Он стоит в цепи и защищает один провод, одну фазу. Такой изображен в начале статьи.
2. Двухполюсные (2п, 2p). В данном случае — это два однополюсных автомата, с объединенным выключателем (ручкой). Как только ток через один из автоматов превысит допустимое значение, отключатся оба. Применяются такие в основном для полного отключения однофазной нагрузки, когда рвется и ноль, и фаза. Именно двухполюсные автоматы применяются на вводе в наши квартиры.
3. Трехполюсные (3п, 3p). Применяются для разрыва и защиты трехфазных цепей. Так же, как и в случае с двухполюсными, фактически это три однополюсных автомата, с общей ручкой включения/выключения.
4. Четырехполюсные (4п, 4p). Встречаются редко, устанавливаются в основном на вводе трехфазных РУ (распределительных устройств) для разрыва не только фаз (L1, L2, L3), но и рабочего нуля (N). Внимание! Провод защитного заземления (РЕ) ни к коем случае разрывать нельзя!

Ток автоматического выключателя

Токи автоматов бывают из следующего ряда:

0,5, 1, 1,6, 2, 3,15, 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Жирным выделены номиналы, наиболее часто применяющиеся в быту. Есть и другие номиналы, но о них сейчас не будем.

Данный ток для автоматического выключателя является номинальным. При его превышении выключатель выключится. Правда, не сразу, о чем сказано ниже:

Нижний уровень розеток

Нижний уровень розеток запланирован для большинства встроенных бытовых приборов кухни.

• Микроволновая печь;
• Духовой шкаф;
• Варочная поверхность;
• Посудомойка;
• Измельчитель отходов (Диспоузер);
• Стиральная машина;
• Холодильник.

Негласные правила установки кухонных розеток гласят, что высота розеток нижнего ряда от пола, составляет 10 см. Это стандартный уровень нижних розеток за кухней. При такой высоте нижние розетки попадают в свободное расстояние между полом и началом напольных шкафов. 10 см должно быть не до середины, а до верха розеток, так как высота ножек кухонных шкафов составляет, обычно 12,5 см. Правда, высота ножек регулируется, но не на много. В кухонных шкафах без ножек сзади, на заводе, делается специальный вырез, обычно на высоте 11,4 см. от пола (на фото его хорошо видно).

Статья по теме: Крепление подвесного светильника. Соединение проводов в патроне и коробке

Время-токовые характеристики

Очевидно, что автомат не всегда отключается мгновенно, и иногда ему надо «подумать и принять решение», или дать шанс нагрузке войти в норму.
Время-токовая характеристика показывает, через какое время и при каком токе отключится автомат. Эти характеристиками также называют кривыми отключения или токо-временными характеристиками. Что точнее, поскольку именно от тока зависит, через какое время отключится автомат.

Кривые отключения или токо-временные характеристики

Поясню эти графики. Как я уже говорил выше, у защитного автомата есть два вида защиты — тепловая (от перегрузки по току) и электромагнитная (от КЗ). На графике работа тепловой защиты — это участок, который плавно спускается. Электромагнитная — кривая резко обрывается вниз.

Тепловая работает медленно (например, если ток превышает номинал в два раза автомат выбьет примерно через минуту), а электромагнитная — мгновенно. Для графика В это мгновение «начинается», когда ток превышает номинал в 3-5 раз, для категории С — в 6-10 раз, для D (не показан, поскольку в быту не применяется) — в 10-20 раз.

Как это работает — можно пофантазировать, что будет, если ток будет превышать номинал в 5 раз, а защита стоит с характеристикой «С», как во всех домах. Автомат выбьет только через 1,5-9 секунд, как повезёт. За 9 секунд поплавится изоляция, и проводку надо будет менять. В данном случае поэтому КЗ лучше, чем перегруз.

Средний уровень розеток

Средний уровень розеток предназначен для временного подключения переносимых бытовых приборов. Этот уровень розеток, называют дополнительными блоками розеток. Таких розеток можно запланировать любое количество. В данном примере над столешницей рабочего стола запланировано два блока по три розетки.

Высота розеток среднего уровня принимается на 10-15 см выше уровня рабочей поверхности стола, что соответствует 110-115 см от уровня пола для невысоких кухонь или 115-120 см для кухонных шкафов с высоким цоколем.

Выбор автоматического выключателя. Основное правило

Выбирать защитный автомат надо, исходя из площади сечения провода, который этот автомат защищает (который подключен после этого автомата). А сечение провода — из максимального тока (мощности) нагрузки.

Алгоритм выбора автоматического выключателя таков:

1. Определяем мощность и ток потребителей линии, которая будет питаться через автомат. Ток рассчитывается по формуле I=P/220, где 220 — номинальное напряжение, I — ток в амперах, Р — мощность в ваттах. Например, для нагревателя мощностью 2,2 кВт ток будет 10 А.
2. Выбираем провод по таблице выбора сечения в зависимости от тока. Для нашего нагревателя подойдет кабель с жилой сечением 1,5 мм². Он в самых худших условиях в однофазной сети держит ток до 19А.
3. Выбираем автомат, чтобы он гарантированно защищал наш провод от перегруза. Для нашего случая — 13А. Если поставить автомат с таким номинальным тепловым током, то при токе 19А (превышение в полтора раза) автомат сработает примерно через 5-10 минут, судя по время-токовым характеристикам.

Много это или мало? Учитывая, что кабель тоже имеет тепловую инерцию, и не может мгновенно расплавиться, то нормально. Но учитывая то, что нагрузка не может просто так увеличить свой ток в полтора раза, и за эти минуты может произойти пожар — это много.

Поэтому, для тока 10 А лучше использовать провод сечением 2,5 мм² (ток при открытой прокладке — 27А), а автомат 13А (при превышении в 2 раза сработает примерно через минуту). Это для тех, кто хочет перестраховаться.

При этом главное правило будет таким:

Ток провода должен быть больше тока автомата, а ток автомата — больше тока нагрузки

Iнагр < Iавт < Iпров

Имеются ввиду максимальные токи.

И если есть такая возможность, номинал автомата должен быть смещён в сторону тока нагрузки. Например, макс.ток нагрузки 8 Ампер, макс.ток провода — 27А (2,5мм2). Автомат следует выбирать не на 13 или 16, а на 10 Ампер.

Привожу таблицу выбора автомата:

Вступление: с чего начать расчет электропроводки на кухни

Если вы решили сделать ремонт кухни, то, скорее, всего, запланировали купить новую мебель. Ремонт кухни и покупка новой кухонной мебели обычно взаимосвязанные события. Их нельзя разделить и прежде всего потому, что новая кухня это и новая кухонная техника. А новая кухонная техника это новые розетки и как следствие новая электропроводка. Иначе, лучшим вариантом обновить кухню это сделать в ней ремонт и купить новую мебель, и ремонт делать уже под готовый проект покупаемой кухонной мебели.

В этой статье я не буду рассказывать обо всех этапах ремонта кухни. Здесь я расскажу, как сделать расчет электропроводки на кухни при покупке новой современной кухонной мебели и не просто ирреальный расчет, а расчет электропроводки, основываясь на проект будущей кухонной мебели со встроенной техникой.

Статья по теме: Таблица мощностей бытовых приборов для расчета сечения электрокабеля

Для примера я взял проект кухни, который делают продавцы мебели при оформлении ее покупки.

Этот план и будет основой для расчета электропроводки, а впоследствии и планом для выполнения электромонтажных работ.

Вы можете сказать: “Зачем мне это нужно, пусть считают рабочие”. Но по моему для контроля работ, который вы, несомненно, будете осуществлять, нужно разбираться или иметь представление о тех работах, которые вам будут делать. Задача, как сделать расчет электропроводки на кухни при покупке новой современной кухонной мебели.

Таблица выбора защитного автомата по сечению кабеля

Выбор защитного автомата однозначно зависит от сечения кабеля. Если ток автомата выбран больше, чем надо, то возможен перегрев кабеля из-за протекания большого тока. Если же автомат выбран правильно, то при превышении тока он выключится, и кабель не повредится.

Таблица выбора автомата по сечению кабеля

Обратите внимание на способы прокладки кабеля (тип установки). От того, где проложен кабель, ток выбранного защитного автомата может отличаться в 2 раза!

По таблице — имеем исходно сечение кабеля, и под него выбираем защитный автомат. Для нас, как для электриков, наиболее важны первые три столбца таблицы.

Теперь — как выбрать защитный автомат, если известна мощность приборов?

Нюансы

В основном, вопросов с подбором пакетника по сечению кабеля у читателей не должно возникнуть, но есть некоторые тонкости, которые мы не упомянули выше.

1. Автомат с каким типом электромагнитного расцепителя выбрать В быту чаще всего используются автоматы категории «В» и «С». Обусловлено это максимально быстрым срабатыванием пакетных выключателей при превышении номинального тока. Это крайне актуально при использовании таких приборов как электрочайники, тостеры и утюги. В зависимости от типа используемой техники следует выбирать определенную категорию, желательно отдать предпочтение выключателям категории «В».
2. Автомат с какой максимальной мощностью отключаемой способности выбрать Зависит от места расположения ввода электричества с подстанции в квартиру, если в непосредственной близости, то стоит выбирать с отключаемой способностью в 10000 ампер, в остальном же для городских квартир хватает устройств на 5000–6000 ампер. Можно перестраховаться и выбрать вариант в 10000 ампер, в конечном счете данный показатель влияет лишь на то, будет ли работоспособен автомат после короткого замыкания.
3. Какой тип провода выбрать: алюминий или медь Настоятельно не рекомендуем приобретать алюминиевые проводники. Медная проводка более надежная и способна выдерживать более высокие токи.

Таблица выбора защитного автомата по мощности нагрузки

Таблица потребления и ток защитного автомата по мощности приборов

Видно, что производитель рекомендует разные время-токовые характеристики для разных электроприборов. Там, где нагрузка чисто активная (разные типы нагревателей), рекомендована характеристика автомата «B». Там, где есть электродвигатели — «С». Ну а там, где используются мощные двигатели с тяжелым запуском — «D».

Время-токовая характеристика D в эту таблицу не вошла, потому что она не для бытового применения. Подробнее о запуске двигателей рассказано в статье про подключение электродвигателя через магнитный пускатель. А также — про включение твердотельного реле.

Верхний уровень розеток

Верхний уровень розеток предназначен для подключения вытяжки и встроенного освещения кухни. Размещение розеток на кухне практически не регламентируется, а рекомендованная высота их расположения составляет 30 см от верхних шкафов кухни. При такой высоте верхние розетки будут не видны.

С расположением розеток разобрались, переходим к электрическому расчету.

Статья по теме: Схемы подключения варочной панели

Таблица зависимости тока защитного автомата (предохранителя) от сечения

А вот как к току автоматического выключателя в зависимости от площади сечения провода относятся немцы:

Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают бОльший запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из «стратегического» промышленного оборудования.

Зачем кондиционеру отдельный автомат?

Обладатели бытовых кондиционеров часто задаются вопросом о необходимости установки для своего устройства отдельного автомата и прокладки к нему отдельной линии от квартирного или этажного распределительного щита. Сплит системы малой мощности часто оснащаются проводом со стандартной вилкой для подключения в бытовую розетку, что еще больше добавляет вопросов.

Первое, что нужно сделать, чтобы выяснить необходимость установки отдельного автоматического выключателя и линии для вашего устройства, это ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. В инструкции к абсолютно любому кондиционеру есть раздел, посвященный подключению к электросети.

Если требование о наличии отдельной линии и автомата четко прописано в руководстве, то его нужно безоговорочно выполнить. В противном случае можно лишиться гарантии на прибор и столкнуться с другими неприятностями.

Производитель кондиционера в своей инструкции конкретно указал, что к выключателю кондиционера недопустимо подключать другие устройства. Если в вашей инструкции фигурирует подобное требование, то делайте подключение сплит-системы по отдельной линии с отдельным автоматом

Если такого требования нет, то выбор вам предстоит сделать самостоятельно. Для этого нужно знать, какие преимущества и недостатки имеет подключение по отдельной линии.

Плюсы устройства отдельной линии с автоматом:

• Можно использовать мощные кондиционеры даже в квартирах со старой, в том числе алюминиевой, электропроводкой без ее замены;
• Снижение отрицательного влияния кондиционера на работу других устройств: кондиционер оснащен компрессором и вентиляторами, которые имеют значительные пусковые токи, вызывающие колебания напряжения в сети при его включении. Такие колебания при слабой проводке способны нанести вред другой бытовой технике;
• Исключение вероятности перегрузки при одновременной работе кондиционера и других устройств, подключенных к одной линии;
• Нет необходимости тестировать существующую электропроводку на предмет ее работоспособности и безопасности;
• Возможность отключения кондиционера для его обслуживания или ремонта без прерывания работы других устройств в квартире;
• Можно не устанавливать розетку для подключения кондиционера, а завести провод напрямую в клеммную колодку устройства, что будет выглядеть более эстетично.

Чем мощнее кондиционер и, соответственно, чем больший ток он потребляет, тем больше ваш выбор должен склоняться в сторону прокладки отдельной линии и установки отдельного автомата для кондиционера.

Если кондиционер устанавливается уже после выполненных отделочных работ, то подвести к нему отдельную линию можно в кабель-канале. В случае если устройство оснащено заводским шнуром с вилкой, то нужно установить розетку с заземляющими контактами

В списке недостатков сооружения отдельной ветки числятся только:

• Необходимо провести электромонтажные работы по прокладке линии от щитка к устройству, что может повредить отделку квартиры;
• Не всегда есть возможность установить еще один автомат в существующий распределительный щит, что может потребовать его замены или доработки.

Не устанавливать отдельный автомат и отдельную линию для климатической системы, а обойтись подключением устройства к существующей бытовой розетке, можно только в случае, если об этом есть прямое указание в инструкции.

При этом розетка должна иметь контакты защитного заземления, а электропроводка и защитный автомат, установленный в щите, выдерживать суммарную нагрузку от кондиционера и других бытовых устройств, подключенных к этой линии.

Для того чтобы выяснить, какие устройства присоединены к линии, в которую предполагается включить кондиционер, нужно поочередно выключать автоматы в квартирном или этажном щитке. Так проще проверить, какая бытовая техника при этом осталась без электропитания, то есть не включается.

Перед подключением кондиционера к существующей розетке проверьте из какого материала сделана электропроводка и каково ее сечение. Если проводка старая алюминиевая, кондиционер к ней лучше не подключать

Также не следует включать кондиционер в существующую розетку, если она подключена к линии, от которой запитаны микроволновка, электрический чайник, стиральная машина или другие устройства с большой потребляемой мощностью.

Если у вас маломощная сплит-система, и выбор пал на подключение к существующей розетке, то обязательно проведите ревизию электропроводки. Убедитесь, что в ответвительных коробках не окислились и не ослабли соединения проводов, болтовые зажимы в розетке и автомате в щитке не развинтились, а вилка кондиционера плотно вставляется в розетку, обеспечивая надежный контакт.

Как устроен защитный автомат

Бонусом — устройство защитного автомата, несколько фото автомата, который приведён в начале статьи.

Устройство автоматического выключателя. Как видно, устройство непростое. Верхний (неподвижный) контакт — справа

Автоматический выключатель. За секунду до мусорки)

Скачать

Для тех, кто интересуется темой глубже и основательней, выкладываю ГОСТ, в котором подробно расписаны все характеристики и терминология автоматических выключателей.

• ГОСТ Р 50345-2010 / ГОСТ Р 50345-2010 (МЭК 60898-1:2003) Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Автоматические выключатели для переменного тока. Настоящий стандарт распространяется на воздушные автоматические выключатели (далее — выключатели) для переменного тока для работы при частоте 50 или 60 Гц на номинальное напряжение (между фазами) не более 440 В, номинальный ток не более 125 А и номинальную отключающую способность не более 25000 А., pdf, 1.89 MB, скачан: 868 раз./ • Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения / Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Автоматические выключатели модульного исполнения: Справочное пособие. В справочном пособии изложены требования ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95) к автоматическим выключателям бытового назначения, предназначенным для защиты от сверхтока, рассмотрена конструкция автоматических выключателей, даны характеристики и приведена их классификация. Разбираются ошибки, которые частично исправлены в новой версии ГОСТ Р 50345-2010, pdf, 7.17 MB, скачан: 837 раз./ Как всегда, буду рад вопросам и замечаниям по статье в комментариях!