Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Уже достаточно давно в современных домах перестали использовать пробки. Им на смену пришли более технологические устройства — автоматы, они же пакетники, хотя некоторые до сих пор именуют их по-прежнему пробками, но это неправильно, ведь принцип работы пробки и автомата несколько разный. Так как в этой статье мы будем рассматривать подбор автомата, в зависимости от сечения кабеля, то и о пробках речи не будет.

Итак, автомат представляет собой устройство, позволяющее размыкать электрическую цепь автоматическим путем в двух случаях:

• токовая перегрузка линии;
• возникновение короткого замыкания (КЗ).

В первом случае перегрузка возникает из-за неисправности электроприборов или их большого количества и удельной мощности. Во втором же случае, из-за замыкания, расход электроэнергии идет на нагрев проводов с максимально возможным током для этого участка. Кроме вышеуказанных случаев разрыва цепи автомат предоставляет возможность мануального управления. На корпусе устройства имеется рубильник, позволяющий размыкать цепь.

Предназначение автоматического выключателя — защита того участка электрической цепи для которой он установлен, а так же своевременное размыкание этого участка при возникающей перегрузке или коротком замыкании.

Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Уже достаточно давно в современных домах перестали использовать пробки. Им на смену пришли более технологические устройства — автоматы, они же пакетники, хотя некоторые до сих пор именуют их по-прежнему пробками, но это неправильно, ведь принцип работы пробки и автомата несколько разный. Так как в этой статье мы будем рассматривать подбор автомата, в зависимости от сечения кабеля, то и о пробках речи не будет.

Итак, автомат представляет собой устройство, позволяющее размыкать электрическую цепь автоматическим путем в двух случаях:

• токовая перегрузка линии;
• возникновение короткого замыкания (КЗ).

В первом случае перегрузка возникает из-за неисправности электроприборов или их большого количества и удельной мощности. Во втором же случае, из-за замыкания, расход электроэнергии идет на нагрев проводов с максимально возможным током для этого участка. Кроме вышеуказанных случаев разрыва цепи автомат предоставляет возможность мануального управления. На корпусе устройства имеется рубильник, позволяющий размыкать цепь.

Предназначение автоматического выключателя — защита того участка электрической цепи для которой он установлен, а так же своевременное размыкание этого участка при возникающей перегрузке или коротком замыкании.

Недопустимые ошибки при покупке

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

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

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

Как рассчитать мощность автомата

Чтобы обеспечить самую эффективную и точную защиту от перегрузок, для расчета автомата по мощности для сети 220V используется формула:

в которой номинальный ток выражен I, сумма мощностей всех питаемых потребителей с осветительными приборами в том числе, — это P, а напряжение электрической сети — U. Таким образом, величина номинального тока будет расти при увеличении суммарной мощности потребителей.

А для сети 380V расчет автомата по мощности производится по формуле:

в которой добавляется величина cosφ, означающая коэффициент мощности (точное значение можно посмотреть в табл. 6.12 норматива СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электрических установок жилых и общественных зданий»). Для упрощения расчетов в бытовых условиях косинус фи принимают равным единице. А вообще этот коэффициент зависит от типа электрического приемника, к примеру:

• для сетей освещения с люминесцентными лампами коэффициент мощности равен 0,92;
• для осветительных сетей с лампами накаливания — единице;
• для газосветных рекламных установок — от 0,35 до 0,4;
• для вычислительных машин без технологического воздушного кондиционирования — 0,65;
• для холодильников и кондиционеров с электродвигателем до 1 кВт cosφ равняется 0,65, а с двигателем 1 — 4 кВт коэффициент мощности возрастает до 0,75.

Попробуем сделать расчет автомата по мощности на примере. Допустим, вы стремитесь защитить от короткого замыкания группу кухонных розеток в количестве три штуки. В одну постоянно включен холодильник мощностью 400 Вт, в другие периодически подключают микроволновку или чайник (1000 Вт) или блендер (300 Вт). Подсчитаем суммарную мощность, если вы захотите одновременно подключить самые мощные приборы: 400 + 1000 + 1000 = 2400 Вт. Сила тока для сети 220V находится так:

И мы рекомендуем делать выбор автомата по мощности в пользу ближайшего номинала 10А. Может возникнуть закономерное опасение, не будет ли «выбивать» при подаче большего напряжения на такой номинал? На самом деле, если подать на 10-амперный защитный прибор нагрузку в 15 ампер, то срабатывание произойдет через восемь минут, а если подать 11 ампер, то и целых двадцать минут. За это время чайник выключится и нагрузка вновь станет допустимой — гораздо раньше, чем в дело включится расцепитель.

А как выбрать автоматический выключатель в случае с трехфазным вводом, актуальным для частных домов и некоторых новостроек? Можете либо воспользоваться формулой с коэффициентом мощности, либо сориентироваться по таблице.

Для чего нужен

Автомат считается устройством, главной задачей которого является обеспечение неопасного использования электрической сети. Также он занимается предохранением оборудования от сверхтока, считающегося коротким замыканием с перегрузкой. Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Оснащается или электромагнитным расцепителем или комбинированным видом. Благодаря этому можно защитить цепь. Главным его плюсом служит тот факт, что он позволяет защитить электрическую установку или трансформаторную подстанцию от короткого замыкания, перегрузки сети и поломки в результате частого отключения сети.

Защита сети как основная задача автоматического отключателя

Имеет на своем корпусе маркировки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе. Бывает однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным и подходит для соответствующих названию фаз сетей.

Важно! Чаще всего его используют для защиты электрической плиты или других кухонных нагревательных приборов. Также его применяют, чтобы уберечь систему освещения с двигательной, трансформаторной системой

Кабели ГОСТ 31996–2012

При выборе автомата необходимо учитывать характеристики кабелей. Важнейшей является допустимый ток (Iдоп). Она показывает, при каком максимальном токе кабель может работать на протяжении всего срока службы. Данная таблица из ПУЭсодержит сведения о допустимых токах кабеля в зависимости от материала и условий прокладки кабелей.

Допустимые токи для кабеля в зависимости от материалов

Из этой таблицы можно найти необходимое сечение кабеля и допустимый ток в зависимости от условий прокладки проводки, открытая или зарытая. Например, мощность всех приборов в квартире 9 квт. Для открытой однофазной медной проводки сечение провода 4 мм 2 , ток 41А, для закрытой – ближайшее большее значение мощности 11 квт, сечение 10 мм 2 , ток 50А. Ближайший меньший номинал автоматического выключателя –32А.

Если существует сомнение в качестве электропроводки, то лучше проявить осторожность и выбрать автомат номиналом меньше, чем значение в таблице.

Квартирная сеть имеет разветвленную структуру: в каждой ветви будет протекать ток разной силы, поэтому провода имеют различное сечение. Если поставить один автомат только на входе, то он не сможет защитить отдельные участки проводки от перегрузки. Если всю сеть проложить кабелем одного сечения, то это неоправданные денежные затраты. Лучшим выходом будет установка на каждом участке автомата на соответствующий ток. На рисунке приведена примерная структура.

Установка автоматов на соответствующий ток

На рисунке четко видно нагрузку на каждом участке и сечение провода. Установив соответствующие автоматы, можно надежно защитить всю сеть от короткого замыкания или перегрузки. Кроме того, в любой момент имеется возможность выбрать и отключить тот или иной участок, сохранив работоспособность остальной сети.

При использовании в быту мощных асинхронных двигателей, особенно 3-фазных, например, электроинструментов, желательно их включать через отдельный автомат, так как они имеют большой пусковой ток, и при работе через общий автомат может произойти отключение сети даже при штатной работе оборудования.

Немного теории

W = I x V (1)

где W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

I = W / V (2)

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

I = W / 1,73V (3)

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

От чего зависит выбор сечения кабеля

Главная задача сохранности изначальных функциональных возможностей электрокабеля – недопущение его перегрева. Это решается очень просто, если на 1 мм2 будет оказываться нагрузка в виде длительного суммарного тока не превышающая 9 Ампер. При переводе этого показателя в более привычную для обывателя величину – мощность, получится, что условный кабель сечением 1 мм2 может служить для питания электроприборов с потребляемой мощностью до 2 кВт. Если такие числовые трансформации вызывают затруднения, а специальный онлайн калькулятор

в нужный момент недоступен, стоит просто запомнить несколько простых правил.

• Кабель для освещения – сечение жилы 1,5 мм2.
• Кабель для всех розеток, кондиционера, лоджий – сечение жилы 2,5 мм2.
• Кабель для электродуховок – сечение жилы 4 мм2.
• Кабель для варочных панелей и проточных электроводонагревателей – сечение жилы 6 мм2.

Важно! Кабель, питающий розетки и систему осветительных приборов, может разрываться, иметь разветвления и соединения. А все другие, из представленного выше перечня, должны быть цельными. Это значит, что для организации питания, скажем, духовки должна быть проложена специальная линия из кабеля с сечением 4 мм2 прямо от щитка, причем с установкой отдельного автомата. Это стандарт и нет такой ситуации, которая бы позволила от него отступить и организовать ответвления для питания других силовых приборов. Любой стык на такой линии – это минус к долговечности и надежности.

Быстродействие

От того, как быстро включается и замыкает свои контакты выключатель, во многом зависит его срок службы. Однако можно ли в домашних условиях определить, насколько соответствует этому параметру ваш аппарат, не разбирая сам корпус и не прибегая к специализированным лабораторным испытаниям?

Конечно можно. Все делается очень просто. Берете обычную индикаторную отвертку на батарейках. Именно с батарейкой.

Ее обычно применяют для прозвонки и определения целостности цепи. Хотя знающие люди используют этот полезный девайс еще многими способами. Какими именно, читайте в отдельной статье.

Жалом отвертки прикасаетесь к верхнему контакту, прижимая металлический пятачок на ручке сверху, а пальцем другой руки дотрагиваетесь до нижнего контакта выключателя.

После чего, медленно начинаете включать автомат, взводя язычок.

Контакт должен появиться (загорится светодиод в отвертке) только в самый последний момент, когда аппарат уже щелкнул.

Если ту же самую манипуляцию проделать с другим выключателем, то лампочка загорается при достижении середины хода рычага включения.

Получается, что аппарат еще не взведен, а контакты уже замкнуты. Вот к чему это иногда приводит при большой нагрузке (вид контактов изнутри автомата):

Это в конечном итоге сказывается на быстром износе и выгорании контактов. В то время как механизм быстрого включения, увеличивает срок службы изделия почти на 30%.

Применение измерительных приборов

Для определения диаметра жил проводов и кабелей широко применяются различные измерительные приборы, показывающие наиболее точные результаты. В основном для этих целей практикуется использование микрометров и штангенциркулей. Несмотря на высокую эффективность, существенным недостатком данных устройств является их высокая стоимость, имеющая большое значение, если инструмент планируется задействовать всего 1-2 раза.

Как правило, специальными приборами пользуются электрики-профессионалы, постоянно занимающиеся электромонтажными работами. При грамотном подходе становится возможным измерение диаметра жил проводов даже на рабочих линиях. После получения необходимых данных остается только воспользоваться специальной формулой:

Результатом вычисления будет площадь круга, которая и есть сечение жилы провода или кабеля.

Принцип работы

Главным элементом устройства является электромагнитный с тепловым расцепителем. Первый гарантирует защиту от замыкания, второй — от перенапряжения. Электромагнитный прибор это катушка с сердечником, которая поставлена на специальной пружине и при нормальном режиме создает электромагнитный вид поля, притягивающий катушечный сердечник.

Тепловой агрегат включается в работу, когда появляется перегрузка. Это биметаллическая пластина с металлом А и В.

Важно! В момент перенапряжения, ток поступает на пластину, она нагревается и благодаря свойству В расширяться, искривляется поверхность и размыкается подвижный вид контакта.

Принцип работы любого автоматического отключателя

Какой автомат выбрать для кабеля 2.5 мм2?

Для потребителей, суммарная мощность которых не будет превышать 3,5 кВт рекомендуем использовать медный кабель сечением 2,5кв.мм и защищать эти линии автоматом на 16А.

Для медного кабеля сечением 2,5 кв.мм согласно таблице 1.3.6 ПУЭ длительный допустимый ток 27А. Исходя из этого, можно подумать, что к такому кабелю подойдет автомат на 25А. Но это не так. Кстати кто не знает где искать публикую данную таблицу:

Согласно ПУЭ, п. 1.3.10 значение тока 25А разогреет кабель 2,5 кв.мм до 65 градусов Цельсия. Это достаточно высокая температура для постоянных режимов работы.

Еще важно понимать, что не все производители изготавливают кабель согласно ГОСТ и его сечение может быть ниже заявленного. Так что сечение может быть 2,0 кв.мм вместо 2,5 кв.мм. Качество меди у разных заводов тоже отличается и вы не сможете гарантировано точно сказать о том, какое качество кабеля имеете.

Поэтому очень важен запас в защите кабеля для избегания проблем в процессе эксплуатации электропроводки. Выбор автомата по сечению кабеля осуществляют следующим образом:

• кабель 1,5 кв.мм применяю при монтаже сигнализации и освещения, ему соответствует автомат 10А ;
• кабель 2,5 кв.мм часто используется для отдельных розеток и розеточных групп, где суммарная мощность потребителей не будет превышать 3,5 кВт. Ему соответствует номиналы автоматов по току 16А ;
• кабель 4 кв.мм используют в быту для подключения духовых шкафов, стиральных и посудомоечных машин, обогревателей и водонагревателей, к нему покупают автомат номиналом 25А ;
• кабель 6 кв.мм нужен для подключения серьезных мощных потребителей: электрических плит, электрических котлов отопления. Номинал автомата 32А ;
• кабель 10 кв.мм обычно максимальное сечение используемое в быту, предназначено для ввода питания в квартиры и частные дома к электрощитам. Автомат на 40А .

Для расчета электрической сети у себя дома смело и строго руководствуйтесь предоставленной выше таблицей и руководством. При правильном расчете силовых линий и защитных устройств всё будет работать долговечно и не принесет вам неудобств и проблем.

Автоматические выключатели (пакетники, автоматы, автоматы на DIN-рейку)

Автоматические выключатели служат для коммутации электрических сетей, их защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. В быту применяют модульные автоматы, имеющие стандартизованные габариты.

Устройство модульных автоматов

Модульные автоматические выключатели собирают в корпусах из диэлектрических материалов, ширина которых кратна 17,5 мм. Внутри корпуса расположены:

• механизм расцепления с рычагом;
• катушка электромагнита;
• подвижные и неподвижные контакты;
• устройство гашения дуги;
• биметаллическая пластина;
• винтовые зажимы для подключения проводов.

На корпусе имеются элементы крепления на DIN-рейку, логотип производителя, надписи с основными характеристиками.

Включение/отключение автомата производится механизмом расцепления при нажатии на рычаг. При токе, превышающем номинальный на 13 – 45%, биметаллическая пластина нагревается и через некоторое время разрывает цепь. При коротком замыкании шток электромагнита воздействует на устройство расцепления и автомат отключается почти мгновенно.

Лучшие отечественные производители

Пользовательский рейтинг автоматов для электропроводки в квартире также презентует отечественные модели. В Топ-5 изготовителей входят:

1 место – Контактор

Приборы имеют защиту от превышения мощности, легко устанавливаются в щиток, отдельный корпус, могут закрываться кожухами. Параметры тока зависят от серии. ВАЗ рассчитаны на 250 А, Протон – на 1600 А, Электрон – на 6,3 кА. Бытовой автоматический выключатель «КПРО» имеет силу тока до 100 А.

• регулировка от перегрузки и замыкания;
• гравировка на корпусе;
• хорошая защита оборудования.

• мало бытовых моделей;
• риски поражения током от открытых контактов.

2 место – Коренево

Низковольтная аппаратура рассчитана на 1-3 полюса, имеет номинальное напряжение 230-600 В. Каждый товар бренда – надежный, эксплуатируется без сбоев на протяжении 1000 циклов.

• полное соответствие продукции ГОСТам;
• качество выше среднего.

одна бытовая серия – ВНК.

3 место – DEKraft

Основное производство сосредоточено в Китае, но в рейтинг производителей УЗО и автоматов фирма попала по причине доступной стоимости товаров. Модели рассчитаны на 6000 циклов. Разъединение цепи при перегреве проводки и восстановление осуществляется 25 тыс. раз.

• тестирование автоматов в немецких центрах TUV;
• оптовые продажи со складов в Екатеринбурге и Москве;
• русские подписи на положении рукоятки.

• номинал тока 63 А;
• вход под тип кабеля с сечением до 25 мм2.

4 место – КЭАЗ

Производитель из России работает почти 75 лет. Стандартные автоматы и УЗО представлены линейкой КЭАЗ, новейшие приборы – серией KEAZ Optima. Все устройства рассчитаны на постоянный и переменный ток.

• можно приобрести дополнительное оборудование – модули сигналов, расцепители;
• компактность.

• дорогая стоимость приборов серии Optima;
• гарантийный срок эксплуатации – от 12 до 24 мес.

5 место – IEK

Российская компания, выпускающая 4000 товаров на китайских заводах. Модульные устройства имеют номинал тока 0,5-64 А, подходят для классов В, С и D. Индикаторные окошки промаркированы красным и зеленым цветом.

• доступная цена;
• прочный корпус;
• механическая и электромагнитная система срабатывания.

• нередко бывает брак;
• сборки в России нет;
• незначительные подгорания при коротких замыканиях.