Критерий выбора автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели («Автоматы») представляют собой специальные электромеханические системы, использование которых нацелено на, то чтобы защитить электрическое оборудование от возможных перенапряжений и коротких замыканий, которые нередко могут случаться в токоподводящих электрических цепях. Чтобы «Автоматы» эффективно работали и обеспечивали требуемый уровень защиты нужно, чтобы рабочие параметры выключателя, а также его конструкция соответствовали техническим параметрам электрической цепи, в которую они предназначаются. Для того чтобы правильно подобрать автоматический выключатель нужно пройти несколько этапов, о которых речь пойдет ниже.

Критерий выбора автоматических выключателей

Основными показателями на которые ссылаются при выборе автоматов

количество полюсов;
номинальное напряжение;
максимальный рабочий ток;
отключающая способность (ток короткого замыкания).

1#. Количество полюсов

Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные (сети с системой заземления нейтрали TN-S). В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.

2#. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата должно быть равным или большим номинальному напряжению сети :

3#. Максимальный рабочий ток

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

Чтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети (например для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключатся через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.).Величину тока из полученной мощности можно найти двумя способами: методом сопоставления или по формуле.

Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. С помощью такого варианта сопоставления можно найти ток через известную мощность. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А. Для более точного нахождения тока можно воспользоваться известной формулой:

Для бытовых электроприборов .

4#. Отключающая способность

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток который автомат способен отключить был больше тока короткого замыкания в точке установки аппарата:Номинальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

Расчет токов короткого замыкания необходим для правильного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземленным корпусом электроприемника в схемах с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом. Его величина, А, может быть определена по формуле

где U
ф
— фазное напряжение сети, В;

Z
п
— сопротивление петли фаза-нуль, Ом,

— активное сопротивление одного провода цепи короткого замыкания, Ом;

— индуктивное сопротивление, рассчитываемое по удельному индуктивному сопротивлению равному 0,6 Ом/км;

т — полное сопротивление фазной обмотки трансформатора на стороне низшего напряжения, Ом,

где UH
,IH
— номинальные напряжение и ток трансформатора;

UK
%
— напряжение короткого замыкания трансформатора, % от номинального.

Величины UH
,lН
и
Uк%
для соответствующего трансформатора приводятся в главе 5.

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, по роду напряжения и тока, ->о величине мощности.

Следует иметь в виду современную тенденцию, заключающуюся в том, что при выборе между предохранителями и автоматическими выключателями, предпочтение отдается последним в силу их большей надежности, лучшей защиты от неполнофазных режимов, универсальности и т. д.

Выбор аппаратов по напряжению заключается в соответствии номинального напряжения, указанного в паспорте аппарата, и его рода (переменное, постоянное) номинальному напряжению питающей сети. При выборе аппарата по току следует учесть, что его номинальный ток должен быть не меньше рабочего тока установки.

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели

выбираются прежде всего по номинальным значениям напряжения и тока. Затем определяются токи уставки теплового и электромагнитного расцепителей.

Читать еще: Устройство сетевого удлинителя с выключателем

Тепловой
росцепитель
автомата защищает электроустановку от длительной перегрузки по току. Ток уставки теплового расцепителя принимается равным на 15-20% больше рабочего тока:

где 1
Р
— рабочий ток электроустановки, А.

Электромагнитный
расцепитель
автомата защищает электроустановку от коротких замыканий. Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется из следующих соображений: автомат не должен срабатывать от пусковых токов двигателя электроустановки
Iпуск.дв.,
а ток срабатывания электромагнитного расцепителя
IЭМР
выбирается кратным току срабатывания теплового расцепителя:

= 4,5-10 — коэффициент кратности тока срабатывания электромагнитного расцелителя.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности и по отключающей способности. Автоматы с номинальным током до 100 А должны срабатывать при условии

где I
О.К.З.
— ток однофазного короткого замыкания.

Чувствительность автомата, имеющего только тепловой расцепитель, определяется соотношением:

Выбор

Какой автоматический выключатель лучше всего выбрать, чтобы максимально обеспечить безопасные характеристики электросети? Если щиток не так далеко от подстанции, то берите стандартный варианта на 6кА. В жилых помещениях чаще ставят автоматы с более высокими величинами до 10кА. Это излишняя подстраховка, если 6000А вдруг не хватит для ваших приборов.

Есть и другие устройства по автоматическому отключению, которое сокращенно называется УЗО. Часто его применяют дома. От просто короткого замыкания спасает даже 4.5кА системы, но это уже на свой страх и риск. Слишком маленькие показатели.

Как выбрать автоматический выключатель?

Нельзя приобретать автомат с поврежденным корпусом, с видимыми трещинами, сколами. Так же нельзя применять автоматы с большим, чем расчетный номинал тока. В первую очередь автоматический выключатель выбирается исходя из характеристик вашей электропроводки и нагрузок.

Как выбрать автоматический выключатель

Автоматы следует приобретать в специальных магазинах и известных производителей автоматических выключателей. Стоимость таких автоматов конечно выше, но она уйдет на второй план, если это касается вашей безопасности. Выбор автоматических выключателей осуществляют по таким критериям как;

— число полюсов автомата;
— длительное рабочее напряжение;
— максимальный допустимый рабочий ток выключателя;
— отключающая способность;
— селективность автомата.

Определение числа полюсов автомата

Выбор числа полюсов автомата зависит от типа электросети. При однофазной сети число полюсов может быть 1 или 2, т. е. автомат может быть однополюсным или двухполюсным.

Подключение однополюсного и трехполюсного автоматического выключателя

В быту при однофазной сети на вводе и для отдельных автоматов используют однополюсные конструкции. Двухполюсные автоматы можно использовать на вводе. В этом случае вероятность срабатывания двухполюсного автомата увеличивается вдвое, в трехфазных сетях используют автоматы на три или четыре полюса.

Номинальное напряжение автомата

Пластиковый корпус автомата содержит сведения о его характеристиках и его рабочем напряжении, которое должно быть Uном ≥ Uсети равное или больше сетевого напряжения.

Основные характеристики автоматического выключателя маркированы на его корпусе

Выбор автоматического выключателя по току нагрузки

Для защиты электропроводки от перегрева при высокой нагрузке должны учитываться условия:

Ток, потребляемый электрической цепью не должен превышать номинальный ток автомата, при этом номинальный ток автомата также не должен быть больше номинального расчетного тока для этого сечения проводов электропроводки.

Iэл 1#. Количество полюсов

2#. Номинальное напряжение

3#. Максимальный рабочий ток

Читать еще: Выключатель сапфир как выключить

Для бытовых электроприборов .

4#. Отключающая способность

Селективность

Понятие селективности – отключение лишь определенного участка при аварийной ситуации. При этом другие участки будут работать. В этом случае необходимо немного разобраться в логической цепочке и подобрать номиналы АВ согласно линии обслуживания. В вершине разветвления проводки должен находиться вводной АВ, номинал которого должен быть меньше либо равен величине максимально допустимой нагрузке на проводку, согласно сечению кабеля.

Рабочий ток вводного коммутационного устройства должен быть выше значения номинального тока всех нижестоящих автоматов в электро-щитке. Для квартиры или частного дома оптимальными будут аппараты со следующими значениями: ввод – 40А, электроплита – 32А, освещение – 10А, розетки – 16А, электроприборы до 5кВт – 25А. Выбрав такой вариант сборки распределительного щитка, необходимое условие селективности будет достигнуто.

Выбираем автоматический выключатель

Устройство должно удовлетворять запросам потребителя, как в плане технических характеристик, так и по стоимости. Последний показатель не очень критичен, поскольку цена на подобное оборудование, как правило, доступна для широкого круга потребителей.

Цена на однополюсный автомат находится в диапазоне 50 – 200 рублей. Если речь вести о бане, то необходима защита, предполагающая наличие 5-7 полюсов. Соответственно выше будет и цена. Но даже такая стоимость считается небольшой платой за безопасность в течение длительного времени. Средний срок эксплуатации составляет 15 лет.

Автоматические защитные устройства отличаются высокой надежностью и рабочими параметрами при доступной цене

Приобретение устройства схематично можно представить следующим алгоритмом действий:

1. Место, где будет осуществляться приобретение

Чтобы не сомневаться в безопасности и надежности устройства, местом его приобретения должен быть специализированный магазин. Нельзя совершать покупки автоматических выключателей на рынках либо торговых точках, вызывающих явное сомнение.

Совет №1: При покупке следует расставлять акценты на производителе. Этот момент является очень важным. Известные бренды хоть и стоят дороже, но их надежность и безопасность находятся на должном уровне. Лучше обходить стороной дешевую продукцию китайских производителей.

Экономия здесь просто неуместна, поскольку в последующем использование такого выключателя может привести к плачевным последствиям. Покупка дешевых китайских товаров подобного плана, не только является бесполезной тратой денег, но и сопряжено с определенной опасностью.

Следует понимать, что работа устройства направлена не на защиту электрического оборудования, нагруженного на сеть, а имеет отношение больше к проводке.

Совет №2: Выбор по такому критерию надо осуществлять в том случае, если провода уже уложены раньше. Требуется лишь провести замеры сечения, а затем полученное значение сравнить с табличными данными.

В таблице представлен сортамент кабелей, разделяющихся в зависимости от материала жилы и ее сечения.

После определения величины тока подбирается подходящий тип автовыключателя. Одновременно с этим определяется и максимальная мощность устройства. Если, например, подключить всего один теплогенератор, то с проводкой будет все в порядке. Такую нагрузку она вполне выдержит. Но если таких устройств подключено будет уже несколько, то провода будут нагреваться, что в конечном итоге повлечет короткое замыкание.

График для подбора автоматического выключателя в зависимости от номинального тока

Номинальный ток (рабочий ток выключателя) характеризуется пропускной способностью проводки и общей мощностью нагруженного электрооборудования

4. Выбор по количеству полюсов

Читать еще: Почему автоматический выключатель выключается

Устройство может быть с одним либо с тремя полюсами. Первый вариант предназначается лишь для сетей с одной фазой. Они предназначены для защиты отводящих веток. Речь идет о линиях освещения либо розетках.

Во втором случае устройства предназначены для трехфазной сети. Их, как правило, используют в качестве автоматов для вводов.

Автовыключатель марки Univec ВА47-100 оснащается двумя системами защиты от воздействия сверхтоков

5. Перегрузочный ток

Этот показатель также является достаточно важным. В случае с сетью с одной фазой во внимание принимаются следующие расчеты.

Например, в помещение необходимо подать 10 киловатт электроэнергии. Выполняется простое арифметическое действие, при котором 10 000 ватт необходимо разделить на величину напряжения 220 вольт. Получится 45,5. Если данное значение округлить в сторону меньших величин, то получится 45 ампер. Если в сети присутствует три фазы, то формула имеет иной вид.

Проведя расчеты, выбирается один из возможных типов:

В 3, 4 или 5 – связан с активными нагрузками с заземлением;
Z 2-3 сопряжен с электроникой;
С 5-10. Защищаются электроцепи с низкоимпульсным током (жилые постройки, офисные здания);
К 8-15. Используется в мощных трансформаторах и электродвигателях;
D 10-20. Применяются в устройствах с высокими импульсами (механизмы для подъема, насосы).

Для защиты от короткого замыкания не следует использовать приборы, мощность которых ниже 6 кА. Если где-то вблизи размещена трансформаторная подстанция, то надо использовать прибор, который сработает при наибольшем КЗ в 10кА. Все другие случаи предусматривают использование автоматов на 6 кА.

6. Селективность

Имеется в виду то, что при нештатной ситуации отключится лишь какой-то отдельно взятый участок. Во всем остальном здании электричество останется. Номинал автомата в этом случае будет зависеть от характера обслуживания цепи:

коттедж за городом — 40 ампер;
освещение – 10 ампер;
электроплита – 32 ампера;
розетка – 16 ампер;
электроприборы мощностью до 25 киловатт – 25 ампер.

Для самых мощных электрических приборов необходимы подбор и установка отдельного автоматического выключателя

Требуется установить, какое количество автовыключателей необходимо. По одному экземпляру должно находиться на следующих линиях:

щиток.
освещение.
розеточная линия.
для любого мощного электроприбора (водонагреватель, электроплита) должен быть отдельный выключатель.

Обращается внимание и на маркировку. Каждый прибор связан со своими условными обозначениями. Можно провести условное разделение всех моделей на группы:

В – время срабатывания прибора составляет 5 секунд;
С — промежуток времени равняется двум секундам;
D – прибор сработает за 1 секунду, если нагрузка превысит допустимые величины в 10 раз.

Итого, если у меня трехкомнатная квартира + коридор + кухня + лоджия + балкон, получается, что мне надо 2 х 5 = 10 автоматов на комнаты + 2 на лоджию и балкон + 3 на ванну с туалетом, получается 15 автоматов. И это не считая мощных потребителей типа духовки и водонагревателя + 2 штуки еще, а если у меня есть кондиционер, то еще 1.

Итого выходит 18 автоматов + вводной + УЗО = 20 штук. не многовато ли?

DALES, мне кажется, такое количество — в самый раз. При замыкании розетки свет остается гореть, при этом можно отключить одни розетки, например в детской комнате, где находится ребенок. Оставив при этом включенный кондиционер. Ничего лишнего. Все как надо

Это значит, что при подключении всех указанных приборов с суммой мощности 3,1кВт через автомат защиты будет протекать ток примерно равный 14-и Амперам. Максимальная мощность автомата, то есть та мощность и соответственно ток, который автомат может через себя пропустить и не отключиться, зависит от отношения протекающего по автомату тока и номинального тока автомата, указанного в технических данных автоматического выключателя.