Выбор автомата по мощности нагрузки: расчет автоматического выключателя

Выбор автомата по мощности нагрузки: расчет автоматического выключателя

Подбор автоматического выключателя – это очень важный параметр, от которого часто зависит качество работы конкретных электрических приборов и сети в целом. Чтобы подобрать правильный автоматический выключатель, стоит руководствоваться определенными правилами, которые необходимо знать.

Выбор автомата по мощности нагрузки должен выполняться правильно, ведь в противном случае могут возникнуть проблемы.

Автоматические выключатели – это один из элементов защиты электрической сети от перезагрузок, и они обязательно должны быть качественными. Мощность потребления электричества не должна превышать мощности самого автомата, поэтому, прежде чем его покупать, нужно внимательно рассчитать реальные свои потребности.

Автоматические выключатели — стратегия выбора

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В одной из предыдущих статей я уже писал, что у меня давно появилась идея создания простого понятного пошагового алгоритма выбора электрических аппаратов защиты. Было желание создать универсальный пошаговый алгоритм-стратегию, который бы был применим для любых случаев и отражал бы мою концепцию комплексного подхода.

Комплексный подход при выборе электрических аппаратов защиты я подробно изложил в публикации как правильно выбирать автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы. Там же вы можете посмотреть подробное видео. Напомню, что при выборе электрических аппаратов защиты необходимо учитывать три основных факторах . В этом — суть комплексного подхода.

В курсе Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство, в соответствии с этими факторами подробно рассмотрены принцип работы автоматических выключателей, их устройство, основные параметры и технические характеристики, методика расчета, выбор необходимого сечения кабеля и другие вопросы.

Пошаговый алгоритм выбора УЗО я уже подробно рассматривал в предыдущей публикации.

На страницах этого сайта опубликовано много материалов по автоматическим выключателям. В завершении материалов курса предлагаю вам обобщающий комплексный алгоритм выбора — стратегию выбора автоматических выключателей.

Алгоритм универсальный, выполняя последовательно восемь основных шагов, вы рассчитаете и выберите автоматический выключатель для любого применения в быту.

Стратегия выбора автоматических выключателей — универсальный пошаговый алгоритм выбора.

Пройдемся вкратце по каждому из восьми этапов.

ВНИМАНИЕ!

Полностью подробно весь алгоритм выбора от… и до…, с конкретным обзором и расчетами каждого этапа смотрите в ВИДЕО в конце этой статьи.

1 этап.

Рассчитываем номинальный ток автоматического выключателя.

Для этого вначале необходимо рассчитать ток в линии. Причем расчет тока в линии будет отличаться для одиночного потребителя и для группы потребителей. Также учитывается тип сети — однофазная 220В или трехфазная 380В.

Затем выбираем номинал автомата, основываясь на полученном в расчете значении.

После этого выбираем сечения, учитывая допустимые токовые нагрузки и материал токопроводящей жилы.

2 этап.

Выбираем тип время-токовой характеристики.

Для этого нам необходимо знать характер подключаемой нагрузки.

Время-токовую характеристику автоматических выключателей я подробно рассматривал в одной из статей по автоматическим выключателям, входящую в курс Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Подробно описание этого этапа, также как и других, смотрите в видео ниже.

3 этап.

При выборе автоматических включателей необходимо правильно организовать селективность их работы.

При содлюдении селективности, в случае возникновения в защищаемой линии тока перегрузки или короткого замыкания, должен сработать только автомат, который защищает эту линию.

4 этап.

Выбираем необходимую предельную коммутационную способность — ПКС, учитывая ряд факторов.

5 этап.

Определяем необходимый класс токоограничения. Этот параметр напрямую влияет на надежность, безопасность и долговечность электропроводки.

При правильно выбранном классе токоограничения при коротких замыканиях изоляция электропроводки не подвергается повышенному нагреву, что снижает риск возникновения возгорания.

6 этап.

На этом этапе, в зависимости от используемого типа электросети, выбираем конструктивное исполнение — количество занимаемых модулей.

Это позволит определится с тем, сколько модулей аппарат занимает на DIN-рейке и в конечном итого определить необходимый размер электрического щита.

7 этап.

Следующим шагом выбираем дополнительные параметры.

Из статьи, посвященной основным характеристикам автоматических выключателей, мы помним, что существуют исполнения для эксплуатации в различных климатических условиях, также автоматы выпускаются с различной степень защиты от внешней среды, также нормируются параметры электрической сети.

8 этап.

На завершающем этапе мы выбираем фирму (торговую марку) производителя, и по каталогу выбираем конкретную серию аппарата.

Более развернуто и детально стратегию выбора автоматических выключателей с подробным описанием каждого этапа смотрите в видео

Автоматические выключатели — пошаговый алгоритм выбора:

Расчет токовой нагрузки и выбор автомата защиты в однофазной электросети,220 вольт для группы электропроводки

Под группой электропроводки понимается несколько потребителей подключенных параллельно к одному питающему кабелю от электрощитка. Для группы электропроводки устанавливается общий автомат защиты. Автомат защиты устанавливается в квартирном электрощитке или этажном щитке. Расчет сети группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

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.

Пример: В таблице ниже рассмотрим электроприборы, входящие в одну группу. Рассчитаем токовую нагрузку для этой группы и выберем автомат защиты с учетом коэффициента спроса.Коэффицмент спроса в примере выбирается индивидуально:

Подбираем подходящий автомат ввода – на какие параметры нужно опираться

Рассмотрев основные виды вводных устройств, нужно обратить внимание на параметры, учитывать которые необходимо при выборе подходящего варианта для установки в отдельно взятом случае. Первым делом определяем максимальный ток короткого замыкания. Это показатель, при котором устройство ввода должно сработать и разорвать электрическую цепь. Предлагаются ВА с параметрами от 3 до 10 мА. Оптимальным вариантом будет прибор с показателем 6 А. Для квартир допускается устанавливать автоматы на 3 мА, особенно, если вариант возникновения КЗ сведён к минимуму. Если жилище находится рядом с подстанцией, то в этом случае рекомендуется обратить внимание на устройства ввода на 10 мА.

Далее идет показатель рабочего тока, о котором мы упоминали раньше. В этом случае нужно рассматривать не только суммарную нагрузку, приходящуюся на сеть, но и сечение кабеля. Просчитывают этот параметр следующим образом: складываются мощности всего электрооборудования, находящегося в доме, после чего полученный результат умножают на 0,7 – коэффициент одновременной работы всего оборудования. Полученное значение делим на 220 (380). Итоговый результат – номинальный ток, который должен быть у приобретаемого вводного устройства.

При выборе ВА не обойтись и без такого понятия, как тип время-токовой характеристики. Поскольку превышение пускового тока над рабочим может быть выше в несколько раз, то автомат может определить такой параметр как короткое замыкание. Вследствие этого произойдет размыкание цепи, что совсем не нужно. Для этого существует определенная градация, позволяющая правильно выбрать класс устройства:

• В. Применяется, если отсутствуют мощные электроприборы.
• С. Используют при наличии электроплиты, котла и подобного оборудования. Применяется в домах, где пользуются приборами средней мощности не на постоянной основе: сварочный аппарат, бетономешалка и т.д.
• D. Ставят при наличии мощного оборудования.

Важно. Устанавливая ВА в доме, обратите внимание на состояние проводки. Быть может, перед установкой ее стоит заменить.

Маркировка

На рисунке ниже изображены автоматы разных ведущих фирм. Цифрой (1) обозначен номинальный ток в амперах. Буква слева отражает характеристику электромагнитного расцепителя. На рисунке указан класс С – наиболее распространенный.

Цифра (2) показывает, при каком токе короткого замыкания в амперах отключается автомат. При расхождении контактов возникает электрическая дуга, которую необходимо погасить. Автомат срабатывает и при больших токах короткого замыкания, но дуга может оказаться слишком мощной. Отключающая способность отражает способность автомата ее погасить. На рисунке указана относительно небольшая отключающая способность – 4500 А и 6000 А. Она является характерной для жилого фонда, но в новостройках может быть и 10000 А, где в подъездах установлены стояки больших сечений.

Цифра (3) отражает класс токоограничения – время реакции на ток КЗ (1/3 полупериода фазы). Этот класс применяется практически везде, ему отдается предпочтение из-за высокого быстродействия. Есть еще класс 2, но такие автоматы срабатывают позже (1/2 полупериода).

Как выбрать автомат?

• Тип, определяющий назначение (“А” – размыкание цепей большой протяженности; “В” – осветительные линии общего функционала; “С” – электрические устройства с умеренными токами; “D” – для активной нагрузки, превышающей стандартные значения; “K” – индуктивные объемы; “Z” – электроника);
• Количество полюсов (для однофазной сети – один или два, для трехфазной – три или четыре);
• Номинальное напряжение, соответствующее данному показателю сети;
• Максимальный рабочий ток линии, рассчитываемый из мощности всех подключенных к ветке приборов и техники;
• Отключающая способность при превышении допустимых значений.

Если требуется заменить старый автомат, то ориентироваться необходимо на предыдущее устройство (в случае, если его работа полностью устраивала). Когда заменяемый пакетник был далек от совершенства, то можно отталкиваться от не устроивших параметров.

Выделенная мощность и вводной автомат

В соответствии со значением выделенной мощности в электрощите, куда поступает внешний силовой кабель электросети, устанавливается соответствующий вводной автомат (или автоматический выключатель), который размещается сразу после электросчетчика.

Устройство представляет собой коробку с выключателем, предназначенную для защиты всей электропроводки дома от перегрузки и токов короткого замыкания, а также общего отключения его электропитания от внешней линии. Как правило, после вводного автомата, ставятся дополнительные автоматические выключатели на различные виды нагрузок.

Вводные автоматы могут быть однополюсными, двухполюсными (используются в однофазных электросетях) и трёхполюсными (применяются в трёхфазной сети и позволяют отключать каждую фазу). Например, при разрешенной мощности 5,5 кВт в электрощите будет установлен вводной автомат на 25 А (С25). В интернете можно легко найти таблицы, в которых указана разрешенная мощность каждой модели автоматического выключателя.

Выбор автомата защиты

В случае прямого запуска, когда двигатель включается в работу с помощью мотор-автомата и контактора, необходимо в первую очередь знать его мощность. Эту информацию можно найти либо в технических характеристиках на двигатель, либо в паспортных данных, которые указаны на шильде.

Следующим шагом подбираем автомат, исходя из номинальной мощности двигателя. У различных фирм-производителей можно найти таблицы характеристик, где указаны номинальный рабочий ток и диапазон регулировки автоматов защиты в зависимости от мощности двигателя. В частности, на рисунке ниже приведена таблица соответствия автоматов защиты двигателей компании Allen Bradley.

И последним этапом выставляем необходимый ток отключения при помощи регулятора диапазона. Обычно указывается, что он должен быть больше или равен номинальному току электродвигателя. Но желательно, чтобы ток срабатывания защиты превышал на 10-20% номинальный ток двигателя.

То есть в случае, если номинальный ток двигателя составляет например 10 А, умножаем это значение на 1,1. Получаем 11 А. Это значение тока и выставляем регулятором.

И еще хотел сказать пару слов о конструктивном исполнении мотор автоматов. В первую очередь следует отметить, что по способу управления существует два типа автоматов — кнопочные и с поворотным выключателем. Также клеммы могут быть либо винтовые, либо с пружинным контактом ( применяются для двигателей, мощностью до 2 кВт). Можно еще отметить наличие кнопки Тест на лицевой стороне корпуса, позволяющей имитировать срабатывание защиты автомата для проверки его работоспособности.

И в заключении хотел отметить, что эксплуатация двигателей без защитных устройств часто приводит к их выходу из строя, в следствии перегрузки, обрыва фазы, скачков напряжения и т.д. А это в свою очередь приводит к финансовым затратам, простою оборудования. Поэтому автоматы защиты двигателей являются необходимым элементом и не стоит на них экономить, тем более, что цены на них на данный момент вполне приемлемые.