Выбор автоматического выключателя — по току, мощности и сечению кабеля

Выбор автоматического выключателя — по току, мощности и сечению кабеля

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.

Подскажите, пожалуйста, какое нужно сечение алюминиевого кабеля АВВГ от трансформаторной подстанции, при протяжённости трассы 200 м в земле? Мощность — 100 кВт.

Здравствуйте, Анатолий!
Ваш вопрос перенаправлен на Электротехнический Форум «ЭлектроАС». Вы можете зарегистрироваться на форуме и более подробно обсудить «Как рассчитать необходимое сечение алюминиевого кабеля?» с участниками форума.

Смотрю вашу таблицу расчёта сечения кабеля в зависимости от нагрузки и не пойму.
К примеру сечение 1.0кв по таблице нагрузка 3.0квт
Я точно знаю что кабель будет горячий и будет провисание по напряжению!
А открытою проводку можно использовать вместо обогревателей!

Уважаемый Саня!
Данная таблица взята из ПУЭ, глава 1.3.
Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами;
Таблица 1.3.5. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами.

Нужно подключить очень большой цех. ВРУ на 630 А, расстояние от ТП до ВРУ 100 – 150 метров. В цеху ; 20 шт сварочников по 400 ват , 2 шт гильотины. Лентопилы, сверлилки, токарные, фрезерные – все по 2 шт. Освещение 35 светильников по 1000 ват,компрессоры 8 шт, 3шт кранбалки. Кабель пойдет в кабель-канале по стене. Помогите рассчитать сечение алюминиевого кабеля.

Здравствуйте, Алексей!
Ваш вопрос перенаправлен на Электротехнический Форум «ЭлектроАС». Вы можете зарегистрироваться на форуме и более подробно обсудить «Как рассчитать сечение алюминиевого кабеля от ТП до ВРУ?» с участниками форума.

Нужно подключить кабель АВВГ от ТП с РУ-0,4 кВ компрессор мощностью 206 кВт. Подскажите, какого сечения выбрать кабель?

Здравствуйте, Байжан!
Ваш вопрос перенаправлен на Электротехнический Форум «ЭлектроАС». Вы можете зарегистрироваться на форуме и более подробно обсудить «Какого сечения выбрать кабель АВВГ?» с участниками форума.

Мне надо подключить оборудование общей мощностью 360 квт. Коэффициент загрузки- 0,8.. Кабель можно вести по эстакаде по воздуху. Предлагается решение — Алюминий СИП-4 4*120 или 4*150.Ложатся параллельно 2 линии( 2* СИП-4 4*120 или 4*150). Правильно ли?

Здравствуйте, Олег!
Ваш вопрос перенаправлен на Электротехнический Форум «ЭлектроАС». Вы можете зарегистрироваться на форуме и более подробно обсудить «Правильно ли выбрали сечения проводников?» с участниками форума.

Как рассчитать необходимое сечение для медного (3-х жильного) кабеля для 6000 вольт; 2000 кВА длиной в 260 метров.

Здравствуйте, Александр!
Ваш вопрос перенаправлен на Электротехнический Форум «ЭлектроАС». Вы можете зарегистрироваться на форуме и более подробно обсудить «Как рассчитать необходимое сечение для кабеля?» с участниками форума.

Назначение

Автоматический выключатель 25 ампер — устройство, основная задача которого обеспечивать безопасность электрической сети от действия сверхтока, то есть от короткого замыкания с перегрузкой. Главное предназначение аппарата заключается в обеспечении безопасности самого пользователя при использовании сети и электроприборов.

Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Чаще всего его используют, чтобы защитить электрическую плиту или другие кухонные нагревательные приборы.

Обратите внимание! Также он может быть использован, чтобы уберечь систему освещения, двигатель, трансформатор и электронный электроприбор.

Защита электроцепи как основное предназначение

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

• количество полюсов;
• номинальный и предельный токи;
• применяемый тип электромагнитного расцепителя;
• максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

1. Однополюсные.
   Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
2. Двухполюсные.
   Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
3. Трехполюсные.
   Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
4. Четырехполюсные.
   Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

• B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
• C — при превышении в 5–10 раз;
• D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Важно! Сначала следует рассчитывать мощность потребителей, а затем уже выбирать проводник соответствующего сечения и только после этого выбирать автомат (пакетник). Номинальный ток пакетника должен быть меньше максимального тока, разрешенного для провода этого сечения.

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Современные аналоги

Устаревшие переключатели в большинстве случаев, особенно в быту, заменяют на автоматические защитные устройства. Этими заменителями выступают такие приборы, как:

УЗО и дифавтомат

1. УЗО. Приспособление служит для предотвращения утечки тока. Оно способно почувствовать дифференциальный ток, от которого нагреваются электропровода, что способствует короткому замыканию, а вследствие этого и к возгоранию кабелей. Кроме этого сверхтоки могут убить человека. УЗО реагирует на утечку тока и обесточивает электролинию при возникновении аварийной ситуации. Однако данное устройство не способно защитить человека и электрооборудование от короткого замыкания и высоких нагрузок, если с ним вместе не установлен автоматический выключатель.
2. Автоматический выключатель. Это настоящий заменитель описываемого устройства. Он способен исполнять те же задачи, но имеет большой срок службы, износоустойчивость, а также удобство при эксплуатации. Автоматы, как и переключатели, имеют полюсность: однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные. Между собой автоматические выключатели подразделяются на ручные, пружинные и двигательные. Кроме этого они отличаются по типу подсоединения и прочим критериям.
3. Дифференциальный автомат. Защитное устройство, выполняющее функции двух приборов – УЗО и автомата. Это изобретение получила свою популярность благодаря небольшим размерам, удобству в использовании. Он способен предупредить утечку тока, предотвратить короткое замыкание, а так же снизить риск поражения человека электричеством. Автомат имеет два расцепителя: тепловой – защитит от перегрузок в цепи; электромагнитный – обесточит электрическую сеть при возникновении короткого замыкания.
4. Контактор. Устройство служит для отключения и включения электрической сети на расстоянии. Это изобретение работает только при превышении номинального тока. Он не способен оградить электрическую сеть от короткого замыкания. Зачастую приборы устанавливаются на транспорте, в лифтах, а также на производстве.

Категории контакторов

В первую очередь обратите внимание на категорию применения и цикл активации расцепителя. Стоит отметить, что любой электродвигатель представляет собой достаточно сложный агрегат, который функционирует при поступлении пусковых токов и повторно-кратковременных включений. В такой электрической цепи, работающей нестандартно, механизм расцепления должен отвечать за четкое и своевременное срабатывание. Обращайте внимание на маркировку, нанесенную на корпус устройства. Для сетей с переменным током подходят контакторы с маркировкой от АС1 до АС4, а для постоянного – от DC1 до DC5. Для промышленных пусковых электромоторов оптимальными считаются модели категории АС3, АС4, DC3, DC4 и DC5.

Значение номинального тока и напряжения

Значение номинального тока является значимым параметром, на который следует обращать внимание. При этом потребитель должен учитывать исключительно номинальную мощность, которую можно рассчитать по простой формуле:

где Р – это мощность, измеряемая в Ваттах;

U – напряжение, измеряемое в Вольтах;

сosφ – коэффициент мощности электродвигателя.

Коэффициент мощности двигателя заноситься в паспорт, который идет вместе с электрооборудованием.

Что касается подбора электропитания катушки управления, то в данном случае внимание следует обратить на два критерия: тип электрического тока и напряжение. Прибор может функционировать в сети с постоянным либо переменным током. При этом значение напряжения может быть следующим:

• при постоянном токе – 12В–440В;
• при переменном токе: 12В–660В частота 50Гц, 24В – 660В частота 60Гц.

Также на рынке в широком ассортименте представлены универсальные контакторы, управляющая катушка которых способна работать и при постоянном, и при переменном токе.

Степень износостойкости устройства

Коммутационная износостойкость указывает на количество циклов включения и выключения, на которые рассчитан расцепитель. Выбирайте устройство, у которого цикл срабатываний самый большой. К примеру, контакторы категории АС3 рассчитаны на 1,7 миллиона цикла, а АС4 на 200 миллионов циклов. От данного показателя напрямую зависит срок эксплуатации устройства. Устройства, в зависимости от коммутационной износостойкости, подразделяются на следующие классы:

• А – рассчитан на 1,5–4 миллиона циклов в режиме работы;
• Б – способен выдержать от 630 тысяч до 1,5 миллиона циклов;
• В – рассчитан на 100–500 тысяч циклов.

Механическая износостойкость указывает на количество запусков и отключений при отсутствующем напряжении. Стандартные механизмы способны выдержать примерно 10 – 20 миллионов операций. Информация о количестве допустимых циклов указывается в техническом паспорте устройства.

Частота включений

Подобная характеристика является очень важной для электрического двигателя с частым запуском. По частоте включения устройства подразделяют на разные классы.

Время сработки

На скорость сработки контактора влияет:

• момент запуска устройства – промежуток времени от начала сигнала до замыкания основных контактов;
• момент выключения устройства – период с момента обесточивания электрического магнита до полного отсоединения от линии.

В сети с постоянным током время сработки контактора длиться несколько сотен миллисекунд, а в сети с переменным – десятки миллисекунд.

Вышеперечисленные характеристики являются важными при подборе контактора по мощности. Однако существуют и другие параметры, которые способны повысить эффективность работы устройства. Поэтому подбирая оптимальную модель прибора обращайте внимание на следующие моменты:

Коэффициент возврата. Данная характеристика рассчитывается по простой формуле

У электромагнитных катушек, запитанных от постоянного тока, коэффициент возврата составляет 0,2–0,3. У приборов, катушка которых запитана от переменного тока, коэффициент возврата равен 0,6–0,7.

Наличие реверса. Реверсивные контакторы необходимо выбирать для управления реверсивным электродвигателем. При этом у устройства должно присутствовать в корпусе два пускателя, которые вместе соединены.

Степень защиты от пыли и влаги. В данном случае следует учитывать параметры помещения, в котором будет размещаться контактор. Если монтаж планируется проводить в защищенном шкафу, тогда подойдет модель со степенью защиты IP20. Если прибор будет установлен в запыленном помещении либо в условиях повышенной влажности, тогда выбирайте модель со степенью защиты IP54 либо IP65.

Расчет мощности автоматического выключателя

Определив номинал автомата, нужно избрать время-токовую характеристику, которая определяется электроприборами, нагружающими линию, точнее пусковым током этой нагрузки. Существует таблица, которую можно использовать для определения время-токовой характеристики в зависимости от типа нагрузки.
Беря в таблице кратность пускового тока и зная ток электроприбора, вычисляем силу тока при подключении электроприбора к линии и длительность повышенного тока, измеряемую в секундах.