Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет автоматических выключателей

Расчет автоматических выключателей

Перед приобретением автоматического выключателя необходимо выполнить расчет его параметров.

Расчет подразумевает определения номинального электротока автоматического устройства и время-токовые параметры. При этом количество полюсов выключателя не зависит от полученных показателей, во внимание берется схема подключения питания.

Автоматический выключатель – это устройство для защиты линии электропитания от разрушений электротоком, значение которого превышает возможности конкретной проводки. Таким образом, при расчете нужно учитывать не только мощность включенных в сеть нагрузок, но и допустимый для линии питания рабочий электроток, возникающий при включении потребителей (пусковые токи).

При расчете номинального значения выключателя берется во внимание рабочий ток электрической проводки и используются специальные расчетные таблицы, в которых приведено соответствие материала и сечения провода определенных характеристикам тока. Также не следует забывать и о пусковых токах подключаемых устройств.

Расчет тока автоматического выключателя

Как уже было оговорено выше, в расчет показателя защитного автомата берется сила тока, допускаемая для безопасного и нормального функционирования конкретной линии электропитания. То есть, чтобы определить номинал автоматического выключателя необходимо определить максимальный рабочий электроток линии питания, но не силу и мощность тока подключенного оборудования. Иными словами, расчет мощности нагрузки выполнятся лишь в случаях, когда электрическая проводка соответствует мощностям нагрузки.

Во многих случаях, используемый расчет выключателя по суммарной мощности нагрузок не учитывает тот факт, что это устройство в первую очередь используется для защиты электрических линий, а не самой нагрузки.

диаметры и сечения электрических проводов

В документации на электрическую проводку обычно не указывается номинальный рабочий электроток, поэтому определять этот показатель приходится только по сечению токопроводящей жилы кабеля.

Величина электротока, который способен выдержать провод без нагрева, зависит от материала его исполнения (алюминия или меди), площади сечений и способа монтажа проводки (скрытая, открытая, в трубе, в земле, в лотке).

Сечение провода напрямую зависит от диаметра проводника, который можно измерить с помощью штангельциркуля или микрометра. Рассчитывается сечение проводника по следующей формуле:

  • S– это площадь сечения, квадратные миллиметры;
  • D– это диаметр проводника, миллиметры.

Измерение диаметра проводиться только для токопроводящей жилы. Диаметр провода с изоляцией будет больше, следовательно, результат рабочего электротока проводки будет неверным.

Зная диаметр токопроводящей жилы и таблицы зависимости от материала (первая – для медных, вторая – для алюминиевых жил), устанавливаем допустимые показатели для электропроводки.

допустимы ток для разных сечений

допустимый ток для сечений

Отметим, что допустимая величина электротока электрической проводки, указанная в таблицах, справедлива для скрытого типа проводки. Кроме того, по таблице видно, что допустимый ток для проводки с одним двухжильным проводом немного выше, чем с трехжильным. Это объясняется тем, что рабочий электроток ограничен температурой, до которой нагреваются провода при прохождении по ним тока. При использовании трехжильного кабеля, теплоотдача в сравнении с двухжильным, снижается, следовательно, уменьшается и величина допустимого электротока.В свою очередь при применении одножильного провода, допустимый ток проводки выше, чем у двухжильного.

Читайте так же:
Выключатель с шпионской камерой

После того, как установлен рабочий электроток, можно выбирать номинал автоматического выключателя, который будет эту электропроводку защищать. Обычно номинал автомата выбирается равным или немного меньшим от рабочего значения. В некоторых случаях возможно установка автомата с номиналом немного выше рабочего электротока.

Выбор характеристической кривой

Кроме номинала выключателя, необходимо выбрать и время-токовую характеристику,- кривая автомата, зависящая от пусковых электротоков.

В приведенной ниже таблице указана кратность пусковых токов и их продолжительность для некоторых электрических приборов.

пусковые токи электроприборов

Зная кратность пускового электротока и тока электрических приборов можно установить силу тока и время действия повышенного электротока при включении прибора в сеть. Например, мощность электрической мясорубки составляет 1,5 киловатт, рабочий ток – 6,81 ампер. С учетом кратности пускового тока для этого прибора – получаем 48 ампер. Такой ток может протекать по электрической цепи в течение 3 секунд. Если использовать выключатель B16 для защиты линии, которая питает эту мясорубку, то посмотрев на время-токовую характеристику можно увидеть, что при перегрузка в момент ее включения в три раза превышает номинал выключателя. В связи с этим для защиты линии лучше использовать выключатель С16, у которого срабатывание при кратковременном повышении тока, составляет 80 ампер.

В таблице приведена и большая кратность электротоков, например, у блоков питания, где электролитические конденсаторы создают пусковые токи с 10 разовой кратность. Обычно мощность таких токов незначительна, а продолжительно такого тока невелика, поэтому они не создают угроз для пускового срабатывания автомата.

Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи

Любая электрическая цепь в квартире и доме, должна защищаться автоматом защиты от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания. Эту нехитрую истину можно наглядно продемонстрировать в любом электрическом щите квартиры, этажном щите, вводно-распределительном щите дома и т.п. электрическим шкафам и боксам.

Вопрос не в том, ставить автомат защиты или нет, вопрос, как рассчитать автомат защиты, чтобы он правильно выполнял свои задачи, срабатывал, когда нужно и не мешал стабильной работе электроприборов.

Примеры расчета автоматических выключателей

Теорию расчетов автоматических выключателей вы можете почитать в статье: Расчет автоматов защиты. Здесь несколько практических примеров расчета автоматических выключателей в электрической цепи дома и квартиры.

Читайте так же:
Выключатель противотуманок ваз 2106

Пример 1. Расчет вводного автомата дома

Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:

  • Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
  • Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
  • Коэффициент мощности COSφ = 0,84;

1-й расчет:

Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:

Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А

2-й расчет

Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:

  • Iток.расцепителя = Iр × 1,1
  • Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А

Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:

  • I ном.ав = 150 Ампер (150 А).

Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.

Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни

примеры расчета автоматических выключателей

примеры расчета автоматических выключателей

Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.

Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.

Расчет тока нагрузки

  • Напряжение сети Uн = 220 В;
  • Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
  • Коэффициент мощности COSφ = 1;

1. Расчетную мощность считаем, как сумму мощностей всех бытовых приборов кухни, умноженной на коэффициент использования, он же коэффициент использования бытовой техники.

2. Коэффициент использования бытовой техники это поправочный коэффициент, уменьшающий расчетную (полную) потребляемую мощность электроцепи и учитывающий количество одновременно работающих электроприборов.

То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

  • Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
  • Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
  • Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
  • Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микроволновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
  • Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
  • Разделите Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.
Читайте так же:
Автоматический выключатель tmax этм

На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.

Примечание:

В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:

  • коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
  • коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
  • коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
  • коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.

Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:

  • Iр = Рр / 220В;
  • Iр = 6000 / 220= 27,3 А.
  • Iрасчет.= Iр×1,1=27,3×1,1=30А

По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.

Вывод

Приведенный пример расчета кухни получился несколько завышенным, обычно для электропроводки кухни хватает 16 ампер если учесть, что плиту, стиральную машину, посудомоечную машину выводят в отдельные группы.

Эти примеры расчета автоматических выключателей для групповых цепей, лишь показывают общий принцип расчетов, причем не включают расчет инженерных цепей включающий работу насосов, станков и других двигателей частного дома.

Номинальные токи автоматических выключателей

При выборе автоматического выключателя следует обратить внимание на величину номинального тока, который еще называют током срабатывания. При превышении величины номинального тока происходит срабатывание автомата, включаются защитные свойства, электрическая сеть размыкается. Данные о номинальном токе автоматического выключателя всегда присутствуют на маркировке прибора. Помимо этой характеристике на корпусе указываются рабочее напряжение, тип тока, тип расцепителя и др.

Номинальные токи автоматов

В зависимости от номиналов автоматы могут использоваться в сетях с различной токовой нагрузкой, по типу применения их условно разделяют на три основные группы – слаботочные, средней и высокой мощности. В таблице автоматических выключателей указаны номинальные токи для однофазной и трехфазной сети при наличии медной проводки. Эти данные соответствуют номинальному значению при температуре не выше +30 градусов, при увеличении температуры номинальный ток понижается.

Сечение кабеля, мм2 при медной проводке

Номинальный ток автомата, Ампер

Мощность, кВт однофазной нагрузки в сети 220 В

Мощность, кВт трехфазной нагрузки, в сети 380 В

Автоматические выключатели слабого тока

Условно к этой группе относят выключатели малого тока с номиналом до 3 Ампер. Эти автоматы не используются ни в бытовых, ни в промышленных целях, а лишь для специализированного применения на некоторых устройствах с маленькой токовой нагрузкой. Для примера: мощность прибора, который можно было бы защитить автоматическим выключателем в 3 А, составила бы всего 0,66 кВт в однофазной сети.

Читайте так же:
Монтаж проходных выключателей легранд

Автоматические выключатели среднего тока

Это самые распространенные в быту автоматы с номинальным током до 32 Ампер. Они способны защитить электрическую сеть с общей мощностью всех приборов до 7 кВт, то есть обычную квартиру или даже частный дом с увеличенным энергопотреблением. Нужно помнить, что номинальный ток автоматического выключателя рассчитывается исходя из общей мощности всех приборов, бытовой техники и электрооборудования, одновременно подключаемых к электрической сети. Так, при номинальном токе автомата в 32 А можно одномоментно пользоваться отопительными приборами, водонагревателем, крупной и мелкой техникой, если их общая мощность не превышает 7 кВт. Особняком стоят электроплиты и варочные панели, обычно их потребляемая мощность довольно высока, к тому же эти приборы очень часто используются на полную нагрузку, то есть работают сразу все комфорки. Вот почему на варочные панели и электрические плиты всегда рекомендуется устанавливать отдельный автоматический выключатель, номинальный ток которого обычно составляет 32 А.

На группы осветительных приборов можно устанавливать автоматы от 6 Ампер, но опять же – следует исходить из сечения проводки. Чаще всего распределительные боксы выглядят вот так:

Пример номинального тока автоматических выключателей в частном доме

Здесь автомат 32 А отвечает только за электроплиту, три автомата по 25 А отвечают за группы приборов по зонам – первый этаж частного дома, второй этаж частного дома, на баню также идет отдельный автомат.

Автоматические выключатели высокого тока

Условно автоматические выключатели с номинальными токами от 40 Ампер относят к группе автоматов высокого тока. Это хороший выбор для загородных домов, если в доме полно электроприборов большой мощности – водонагреватели, обогреватели, системы газового и водного отопления, электропечи и электрокамины, теплые полы. При выборе мощных автоматов нужно внимательно делать расчеты, поскольку даже небольшие отклонения могут привести к перегреву проводки.

Выбор и расчет мощности автоматического выключателя

выбор автоматического выключателя

В данной статье мы расскажем, как подобрать и рассчитать мощность автоматического выключателя, а так же опишем принцип его назначения.

Автоматический выключатель или проще в народе — автомат «пробка», по назначению, должен защищать линию от разрушения электрическим током, значения которого могут превышать расчетное значение для этой проводной сети. Говоря более простым языком, автоматы служат для защиты электро-сетей и электрического оборудования от перегрузок и токов короткого замыкания, а так же отключений электрических цепей и оперативных нечастых включений.

Для примера, возьмем частый случай, а именно кухонную комнату, где электромонтаж розеток выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для такого кабеля будет равняться 25А. После нам нужно подсчитать суммарную мощность электроприборов подключенных к этой линии сети и узнать, не будет ли превышено значение этого показателя.

Читайте так же:
Выключатели диммеры принцип работы

Расчет мощности электроприборов на кухне:

  • холодильник 0.5 kW+ микроволновка 1.6 kW+ телевизор 0.4 kW + чайник 2.0 kW + блендер 0.1 kW = 4.6 kW

Получившиеся от электроприборов киловатты переводим в Ватты 4.5 kW * 1000 = 4500 W

Далее, Ваты (W) переводим в Амперы, для этого приводим простейшую формулу P (мощность) / U (Напряжение) = I (сила тока)

  • 4600 / 220 = 20.9А

Зачастую устанавливая автомат для кухни, принимают во внимание коэффициент спроса, который рассчитывается от количества потребителей, т.е.:

  • количество потребителей 2 коэффициент 0,8
  • количество потребителей 3 коэффициент 0,75
  • количество потребителей 5-200 коэффициент 0,7

Для нашего случая, выберем число потребителей в количестве 3-х, с учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А.

После определения рабочего тока нашей проводки, подбираем автомат «пробку», который эту проводку будет защищать. Номинал автомата выбирается либо равным номинальному току проводки, либо меньшим. Иногда используют автомат с номиналом, немного превышающим рабочий ток проводки, в нашем случае подойдет автомат на 16А.

Стандартно номинал автоматов по току, составляет: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Сечение и материал кабеля проводки

При выборе автомата, помимо подключенной нагрузке (рабочему току) весомую роль играет сечение кабеля сети. Обязательно уточните тип, сечение и марку отходящего кабеля (если нет возможности уточнить все показатели, то необходимо знать хотя бы сечение) и только после этого устанавливайте нужный Вам автомат.

И так, уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.

Сечение жилы мм 2Для медиДля алюминия
0,75118
1,01511
1,51713
2,52519
4,03528
6,04232
106047
168060

Подобный расчет и выбор автоматического выключателя применим к гаражу или рабочему месту, где могут использоваться разные виды сварочного оборудования и прочих инструментов. Но, чаще в гараже проложена разводка освещения, выполненная под нагрузку 16А на одну точку и то, только на освещение. Значит и автоматы защиты по стандарту стоят 16А из-за этого и бывают проблемы с напряжением в гараже приводящие к поломке оборудования. Берегите свой силовой аппарат!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector