Для каждого кто разбирается в электрике кажется очевидным одно простое правило. Тот, кто правильно распланировал расстановку автоматических выключателей в доме – может быть уверен в сохранности своего жилья. И это действительно так! В наше время ни один дом не обходится без автоматических выключателей. Это маленькое устройство на дин-рейку способно защитить любой прибор от короткого замыкания и дом любых размеров от пожара по причине возгорания электропроводки. Но даже самый качественный и самый надёжный автоматический выключатель окажется абсолютно бесполезным, при неправильном подборе. Что же такого особенного в процедуре подбора автоматических выключателей, почему эта процедура является уникальной для каждого пользователя и для чего же нужны десятки характеристик каждому автомату? На все эти и другие вопросы ответ можно найти в этой статье.
Выбор подходящего автоматического выключателя можно разделить на следующие этапы:
Для начала разберём, что же такое автоматический выключатель и для чего он нужен. Это специальное устройство с установкой на DIN-рейку в электрический щит которое служит для быстрого размыкания сети в случае короткого замыкания или перенагрузки сети. Ведь если этого не сделать, то проводка в доме неизбежно нагреется до температуры выше номинальной выдерживаемой, нарушится целостность изоляции и возникнет прямая угроза пожара. Сомнений в незаменимой пользе этого устройства быть не может, но при неправильном подборе характеристик выключатель может срабатывать и без замыканий или не срабатывать вовсе и привести к порче проводки и её возгоранию. Поэтому так важна процедура поэтапного выбора автоматического выключателя и одной из самых важных характеристик является номинальный ток. Все важные характеристики отображены на корпусе такого устройства и это можно увидеть ниже.
Рис. 1.1 – корпус автоматического выключателя
где 1 – тип времятоковой характеристики и номинальный ток;
2 – предельная коммутационная способность и класс токоограничений;
3 – напряжение и частота питания.
Номинальный ток – первая в списке важных характеристик на которые стоит обратить внимание (измеряется в амперах). Отображает ток, превышение которого будет считаться перенагрузкой для выбранной электрической группы и спровоцирует срабатывание устройства. Подсчёт для одного и нескольких устройств производится по ряду довольно простых формул, так что не спешим пугаться!
С помощью следующей формулы можно мгновенно рассчитать номинальный ток для одиночного потребителя в однофазной сети:
P/(U*cos(phi)), где
P – мощность прибора-потребителя, Вт;
U – напряжение однофазной сети (равно 220), В;
cos(phi) – стандартно для жилых квартир значение применяется от 0,96 до 0,98 (изменяется в зависимости от характера нагрузки). Для большинства офисной и бытовой техники (ламп накаливания, нагревательных приборов, и т.д.) этот параметр равен 1 (не учитывается) поскольку такая техника имеет только активный характер нагрузки. Но для устройств с реактивным характером нагрузки (холодильник, кондиционер, электродвигатель, лампы с балластом и т.д.) значение этого параметра принято считать по стандартам жилых квартир.
Для одиночного потребителя трёхфазной сети формула расчёта будет следующей:
P/(√3*U*cos(phi)*T), где
U – напряжение трехфазной сети (равно 380), В;
T – номинальный коэффициент полезного действия (КПД) прибора-потребителя.
Её можно узнать из этой формулы:
Р(расч) = Кс(Р1+Р2+…+Рn), Вт, где
Кс – коэффициент спроса (зависит от количества устройств в группе). Если все приборы в группе работают одновременно (что бывает крайне редко), то параметр принимается равным 1. В другом случае он изменяется согласно таблице:
Количество устройств | 2 | 3 | 4-200 |
Кс | 0,8 | 0,75 | 0,7 |
Таблица 1.1 – значения коэффициента спроса
Её можно получить по следующей формуле:
S(расч) = Р(расч)/cos(phi), ВА
I(расч) = S(расч)/220
I(расч) = S(расч)/(√3*380)
Выбор производится равным расчетному току нагрузки или чаще выбирается ближайший больший из стандартизированного ряда: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.
Важные нюансы:
У каждого устройства есть свой пусковой ток, который может значительно превышать номинальный ток самого устройства. Времятоковая характеристика отвечает за уровень выдерживаемых пусковых токов при превышении которых автоматический выключатель сработает на отключение.
Типы времятоковых характеристик:
В быту чаще всего рекомендуют использовать выключатели типа C, B и реже D, а в промышленности рекомендуются выключатели типа D.
Каждый дом имеет своеобразную древовидную систему электропроводки включая множество щитов и автоматов. Стандартно в каждом доме должен быть автоматический выключатель в вводном (главном) щите, по выключателю в щите на каждый этаж (если речь идёт о частном доме) и по выключателю на каждую расчетную группу приборов.
Селективность – это свойство автоматических выключателей которое в случае срабатывания выключателя одной из групп, не позволяет выключиться другим последующим выключателям.
При отсутствии селективности тяжело определить в какой именно группе произошёл случай срабатывания автоматического выключателя, ведь сработает сразу целый ряд выключателей.
Чтобы построить селективность в системе выключателей, нужно помнить несколько простых правил:
Предельно-коммутационная способность – максимально допустимый ток короткого замыкания, при котором автоматический выключатель не сломается и сможет продолжить своё функционирование при повторном включении (измеряется в амперах и килоамперах).
На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечена цифрой 2 и обычно отображается в верхнем прямоугольнике.
Существующие стандарты предельно-коммутационных способностей и их предназначения:
Класс токоограничения – отвечает за время гашения электронной дуги возникающей в случае срабатывания и прерывания электрической цепи. При разрыве цепи электронная дуга направляется в дугогасящую камеру автомата и чем быстрее она гаснет, тем меньше контакты поддаются эрозии и соответственно больше сохраняют своё работоспособное состояние.
На фотографии корпуса автоматического выключателя отмечен цифрой 2 и обычно отображается в нижнем прямоугольнике.
Какие бывают классы и что стоит о них знать:
Крайне простая процедура, которая отталкивается всего лишь от двух критериев:
Рис 6.1 – варианты подключения автоматических выключателей
В выключатели, которые имеют 2 и 4 полюса – помимо фазного провода подключается еще и нулевой, что видно из Рисунка 6.1.
В зависимости от фаз в сети (1 или 3) используются однополюсные/трехполюсные (практически на все звенья древовидной цепи подключения) и двухполюсные/четырехполюсные (чаще в качестве вводного выключателя) автоматы.
Так же иногда вместо автоматов c 2-мя и 4-мя полюсами используются 1p+N и 3p+N, ведь они дешевле. Такие выключатели отличаются тем, что в секции N отсутствует защита в виде теплового и электромагнитного расцепителей, и нулевой (N) контакт размыкается механически после срабатывания расцепителя в фазной (P) секции, а при подключении – питание в N идёт первым. Но такой автоматический выключатель может оказаться абсолютно беспомощным в целом ряде случаев, например, если в результате ошибки фазный и нулевой провода перепутаются местами и т.д.
Важно! Двух- и четырехполюсные автоматические выключатели в которые вставляется нулевой провод можно использовать только при системах заземления в которых ноль (N) и земля (PE) разделены на разные провода, например, в системах «TN-S», «TN-C-S». Это позволяет не разрывать контакт заземления. В старой системе заземления, например, «TN-C» (в основном используемой в устаревших постройках) - ноль и земля соединены в один провод (PEN), поэтому можно использовать только автоматические выключатели с 1 и 3 полюсами!
Все автоматические выключатели известных брендов рассчитаны на стандартные усреднённые условия эксплуатации. И в основном это относится к следующим характеристикам:
В случае нестандартных условий использования стоит это учитывать при поиске.
Так же для повышения надёжности и долговечности электропроводки существуют следующие рекомендации выбора автоматических выключателей:
При установке нескольких выключателей рядом они оказывают сильное тепловое влияние друг на друга и необходимо учитывать поправочный коэффициент согласно таблице:
Число автоматов | 1 | 2…3 | 4…5 | ≥6 |
Коэффициент К | 1 | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
Таблица 8.1 – тепловое влияние автоматических выключателей, установленных рядом
Рассчитанный в первом пункте номинальный ток автомата нужно разделить на коэффицент согласно таблице и подобрать равный или ближайший больший из стандартного ряда.
Тепловое влияние выключателей друг на друга это не всё что может повлиять на точность выбора. Все характеристики приводятся и рассчитываются для температуры окружающей среды 30˚C. При нестандартных вариантах температурного использования или скажет при использовании жарким летом – стоит опираться на поправочный коэффициент, который приводит каждый из производителей к своим выключателям.
Рассмотрим пример подбора автоматического выключателя для группы из трех потребителей:
- микроволновка: 1150 Вт
- электрочайник: 2000 Вт
- посудомоечная машина: 2200 Вт
Суммарная мощность = 1150+2000+2200 = 5350 Вт
Коэффициент спроса = 0,75 (т.к. 3 устройства)
cos(phi) = 0,98 (потому что есть приборы с реактивным характером нагрузки)
Расчетная мощность этой группы = 0,75*5350 = 4013 Вт
Полная расчетная мощность = 4013/0,98 = 4095 ВА
Расчетный ток = 4095/220 = 18,61 A
Выбираем ближайший номинал из стандартного ряда и получаем автомат номиналом 20A.
Но! В розеточную группу нельзя ставить автоматы свыше 16 A, поэтому рекомендуется разделить на 2 группы.
В первую группу войдут чайник и микроволновка, так как они работают в основном короткое время и не перегрузят линию. В эту линию ставим автомат 16 A.
Во вторую группу войдёт посудомоечная машина, потому что она единственная из группы осуществляла длительную нагрузку на линию. Тут тоже автомат 16 A.
(044) 592-51-40 
(066) 613-31-31 
(097) 999-31-31 
(093) 303-93-77