Как выбрать автомат по мощности нагрузки
Выбрать автомат по мощности нагрузки
Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 2,4 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.
Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U — I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.
Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.
Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ
Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника
| cos φ | |
| Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: | |
| до 1 | 0,65 |
| от 1 до 4 | 0,75 |
| свыше 4 | 0,85 |
| Лифты и другое подъемное оборудование | 0,65 |
| Вычислительные машины (без технологического кондиционирования воздуха) | 0,65 |
| Коэффициенты мощности для расчета сетей освещения следует принимать с лампами: | |
| люминесцентными | 0,92 |
| накаливания | 1,0 |
| ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА | 0,85 |
| то же, с некомпенсированными ПРА | 0,3-0,5 |
| газосветных рекламных установок | 0,35-0,4 |
Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.
Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.
Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.
Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к появлению пожара. Необходимо при покупке учитывать еще и сечение провода или кабеля.
Выбор автомата по сечению кабеля
Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности и.т.д. Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.
Напряжение 220В. – однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.
Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).
Автоматический выключатель «автомат»
— это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки. Короткое замыкание (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.
Ток перегрузки – превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.
Длительно допустимый ток – величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева провода или кабеля.
Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.
| Сечение токо- проводящей жилы, мм | Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с медными жилами. | Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами. |
| 1,5 | 19 | — |
| 2,5 | 25 | 19 |
| 4 | 35 | 27 |
| 6 | 42 | 32 |
| 10 | 55 | 42 |
| 16 | 60 | |
| 25 | 95 | 75 |
| 35 | 120 | 90 |
| 50 | 145 | 110 |
Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ
Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.
Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.
Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.
Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника.
Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.
Пример выбора автоматического выключателя
Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,2 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.
Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.
Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.
Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.
Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток,1 фаза, 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
| 25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
| 32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
| 40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
| 50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
| 63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
| 80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
| 100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
| 125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
| 160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
| 200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
| 250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
| 315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток, 1 фаза 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-7,9 | 0-15 | 1,5 |
| 25 | 8,3-12,7 | 15,8-24,1 | 2,5 |
| 32 | 13,1-16,3 | 24,9-31,0 | 4 |
| 40 | 16,7-20,3 | 31,8-38,6 | 6 |
| 50 | 20,7-25,5 | 39,4-48,5 | 10 |
| 63 | 25,9-32,3 | 49,2-61,4 | 16 |
| 80 | 32,7-40,3 | 62,2-76,6 | 25 |
| 100 | 40,7-50,3 | 77,4-95,6 | 35 |
| 125 | 50,7-64,7 | 96,4-123,0 | 50 |
| 160 | 65,1-81,1 | 123,8-124,2 | 70 |
| 200 | 81,5-102,7 | 155,0-195,3 | 95 |
| 250 | 103,1-127,9 | 196,0-243,2 | 120 |
| 315 | 128,3-163,1 | 244,0-310,1 | 185 |
| 400 | 163,5-207,1 | 310,9-393,8 | 2х95* |
| 500 | 207,5-259,1 | 394,5-492,7 | 2х120* |
| 630 | 260,1-327,1 | 494,6-622,0 | 2х185* |
| 800 | 328,1-416,1 | 623,9-791,2 | 3х150* |
* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120
kunch.kg
как подобрать и рассчитать мощность, номинал автоматов по току
Все те пользователи, которые испытывают регулярные трудности с отключением электричества, покупают автоматический отключатель. Он не только позволяет сохранить работоспособность электрооборудования, но и уберечь пользователя от короткого замыкания и удара током. Как осуществить выбор автомата по мощности нагрузки и другим критериям, для чего он нужен? Об этом и другом далее.
Для чего нужен
Автомат считается устройством, главной задачей которого является обеспечение неопасного использования электрической сети. Также он занимается предохранением оборудования от сверхтока, считающегося коротким замыканием с перегрузкой. Подобное оборудование включается и выключается от электрической цепи. Оснащается или электромагнитным расцепителем или комбинированным видом. Благодаря этому можно защитить цепь. Главным его плюсом служит тот факт, что он позволяет защитить электрическую установку или трансформаторную подстанцию от короткого замыкания, перегрузки сети и поломки в результате частого отключения сети.
Защита сети как основная задача автоматического отключателя
Имеет на своем корпусе маркировки номинального тока, коммутационной способности, класса токоограничения, номинальной отключающей способности и время-токовой характеристики срабатывания расцепительной системе. Бывает однополюсным, двухполюсным, трехполюсным и четырехполюсным и подходит для соответствующих названию фаз сетей.
Важно! Чаще всего его используют для защиты электрической плиты или других кухонных нагревательных приборов. Также его применяют, чтобы уберечь систему освещения с двигательной, трансформаторной системой.
Принцип работы
Главным элементом устройства является электромагнитный с тепловым расцепителем. Первый гарантирует защиту от замыкания, второй — от перенапряжения. Электромагнитный прибор это катушка с сердечником, которая поставлена на специальной пружине и при нормальном режиме создает электромагнитный вид поля, притягивающий катушечный сердечник. В момент короткого замыкания электроток повышается и превышает номинально заявленный по техническим характеристикам. Этот ток проходит по катушке расцепителя и увеличивает поле. В результате цепь обесточивается.
Тепловой агрегат включается в работу, когда появляется перегрузка. Это биметаллическая пластина с металлом А и В.
Важно! В момент перенапряжения, ток поступает на пластину, она нагревается и благодаря свойству В расширяться, искривляется поверхность и размыкается подвижный вид контакта.
Принцип работы любого автоматического отключателя
Критерии выбора
Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.
Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя
По мощности нагрузки
Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.
Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.
Мощность нагрузки как критерий выбора
По сечению кабеля
Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.
Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4. Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время.
Таблица сечения кабели и мощности
По току короткого замыкания (КЗ)
Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.
Ток короткого замыкания как критерий выбора
По длительно допустимому току проводника
Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети. Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом.
Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.
Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами
В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.
rusenergetics.ru
Выбор автомата по мощности нагрузки: способы и нюансы
Автоматический выключатель предназначается для защиты электрической сети, к которой подключены потребители. При этом суммарная мощность потребителей не должна превышать мощность самого автомата. Поэтому необходимо правильно проводить выбор автомата по мощности нагрузки. Как это можно сделать, существует ли один способ выбора или их несколько?
Способы выбора
Сразу же оговоримся, что способов несколько. Но какой бы вы не выбрали, в первую очередь необходимо определить суммарную нагрузку в сети. Как рассчитать этот показатель? Для этого придется разобраться со всеми бытовыми приборами, которые устанавливаются на участок питающей сети. Чтобы не быть голословным, приведем пример такой сети, в которую обычно подключается большое количество бытовой техники. Это кухня.
Итак, на кухне обычно располагается:
- Холодильник с потребляемой мощностью 500 Вт.
- Микроволновая печь – 1 кВт.
- Электрический чайник – 1,5 кВт.
- Вытяжка – 100 Вт.
Это практически стандартный набор, который может быть чуть больше, или чуть меньше. Складывая все эти показатели, получаем суммарную мощность участка, которая равна 3,1 кВт. А вот теперь способы определения нагрузки и сам выбор автомата.
Табличный способ
Это самый простой вариант правильно выбрать автоматический выключатель. Для этого вам потребуется таблица, в которой по суммарной показателю можно подобрать автомата (одно- или трехфазный). Вот эта таблица выбора внизу:
Здесь все достаточно просто. Самое важное, необходимо понимать, что расчетная суммарная мощность может оказаться не той, что в таблице. Поэтому придется расчетный показатель увеличивать до табличного. По нашему примеру видно, что потребляемая мощность участка равна 3,1 квт. Такого показателя в таблице нет, поэтому берем ближайший больший. А это 3,5 кВт, которому соответствует автомат на 16 ампер.
Графический способ
Это практически то же самое, что и табличный. Только вместо таблицы здесь используется график. Они также находятся в свободном доступе в интернете. Для примера приводим один из таковых.
На графике по горизонтали расположены автоматические выключатели с показателем токовой нагрузки, по вертикали потребляемая мощность участка сети. Чтобы определить мощность выключателя, необходимо сначала на вертикальной оси найти полученную расчетным путем потребляемую мощность, после чего от него провести горизонтальную линию до зеленого столбика, определяющего номинальный ток автомата. Вы можете самостоятельно проделать это с нашим примером, который показывает, что наш расчет и подбор был сделан правильно. То есть, такой мощности соответствует автомат с нагрузкой 16А.
Нюансы выбора
Сегодня необходимо учитывать тот факт, что количество удобной бытовой техники расчет, и каждый человек старается обзавестись новыми приборами, тем самым облегчая свой быт. А это значит, что увеличивая количество техники, мы увеличиваем и нагрузку на сеть. Поэтому специалисты рекомендуют при проведении расчета мощности автомата использовать повышающий коэффициент.
Вернемся к нашему примеру. Представьте себе, что хозяин квартиры приобрел кофе-машину на 1,5 кВт. Соответственно суммарный мощностной показатель будет равен 4,6 кВт. Конечно, это больше мощности выбранного нами автоматического выключателя (16А). И если одновременно все аппараты будут включены (плюс и кофе-машина), то автомат тут же сбросит и разъединит цепь.
Можно пересчитать все показатели, купить новый автомат и сделать переустановку. В принципе, это все несложно. Но оптимально будет, если заранее предвидеть эту ситуацию, тем более она стандартная в наши дни. Точно предвидеть, какая бытовая техника дополнительно может быть установлена, сложно. Поэтому самый простой вариант – увеличить суммарный расчетный показатель на 50%. То есть, использовать повышающий коэффициент 1,5. Опять возвращаемся к нашему примеру, где будет вот такой конечный результат:
3,1х1,5=4,65 кВт. Возвращаемся к одному из способов определения токовой нагрузки, в котором будет показано, что для такого показателя потребуется автомат 25 ампер.
Для некоторых случаев можно использовать понижающий коэффициент. К примеру, недостаточное количество розеток, чтобы одновременно работали сразу все приборы. Это может быть одна розетка для электрочайника и кофе-машины. То есть, одновременно эти два прибора включить нет возможности.
Внимание! Когда дело касается повышения токовой нагрузки на сетевом участке, необходимо менять не только автомат, но и проверить, выдержит ли нагрузку электропроводка, для чего рассматривается сечение уложенных проводов. Если сечение не соответствует нормам, то проводку лучше поменять.
Выбор трехфазного автомата
Обойти стороной в этой статье трехфазные автоматы, предназначенные для сети напряжением 380 вольт, нельзя. Тем более в таблицах они указаны. Здесь немного другой подход к выбору, в основе которого лежит предварительный расчет токовой нагрузки. Вот его упрощенный вариант.
- Сначала определяется суммарная мощность всех приборов и источников освещения, которые подключены к автомату.
- Полученный результат умножается на коэффициент 1,52. Это и есть ток нагрузки.
- Далее, выбираем автоматический выключатель по таблице.
Но учтите, что номинальная сила тока должна быть больше расчетной минимум на 15%. Это первое. Второе – данный расчет можно использовать только в том случае, если на трех фазах сети потребления будет одинаковая нагрузка или приближенная к одному показателю. Если на одной из фаз нагрузка больше, чем на двух других, то автомат выбирается именно по этой высокой нагрузке. Но учитывайте тот момент, что для расчета нагрузки в данном случае используется коэффициент 4,55, так как учитывается одна фаза.
onlineelektrik.ru
Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?
При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.
Задачи устройств для защиты электродвигателей
Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.
Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:
- Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
- Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
- Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.
Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:
- Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
- Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
- Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
- Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.
Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.
Расчет автомата для электродвигателя
Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.
Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:
Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.
Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.
Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.
Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.
Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (In/Кт).
Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов
Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.
Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.
Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.
Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях
Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.
Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:
Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.
Заключение
В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.
yaelectrik.ru
Как расшифровать маркировку, рассчитать и выбрать автоматический выключатель
Для эффективной защиты сети необходимо выбрать оптимальные параметры, часто указанные в маркировке.
Из маркировки несложно расшифровать наиболее значимые для выбора характеристики. Иногда в маркировке указывается название серии производителя и прочее. Каждый бренд выпускает бюджетные, среднеценовые и премиальные серии, по ним легче сориентироваться с выбором. Тем не менее для эффективности прежде всего нужно определить, какой Вам нужен номинал.
Что такое номинальный ток?
Это максимальный пропускаемый ток, на который не реагирует тепловой расцепитель. Подбирается он по:
- Сечению кабеля — площади среза, достаточной, чтобы пропустить определенную нагрузку и при этом нагреться не выше безопасной температуры;
- Пиковой нагрузке на линии — расчетная суммарная мощность сети, когда работает максимальное количество потребителей.
В данном случае в приоритете сечение кабеля. Нельзя ставить защиту больше, чем кабель может безопасно пропустить. В ином случае он будет сильно нагреваться, до того, как среагирует автомат и возникнет аварийная ситуация.
Фактически, сечение и нагрузка взаимосвязаны. Дело в том, что любой кабель пропускает нагрузку, ограниченную сечением. Его значение рассчитывается еще на этапе планирования. Например, световые линии — маломощные, для них достаточно 0,5мм² или 0,75мм². Для розеточных силовых линий обычно берут 1,5мм² и больше. А уже под сечение подбирается номинал. В свою очередь, как выбрать сечение кабеля, мы рассматривали.
Как рассчитать автоматический выключатель
Исходя из того, что он взаимосвязан с максимальной нагрузкой и сечением кабеля, зная хотя бы один из параметров, легко подобрать остальные. Для удобства воспользуйтесь таблицей выбора по мощности и подключению.
| Сечение проводника | Номинальный ток | Напряжение | |
| 220В | 380В | ||
| 0,5 мм2 | 10А | 2,4 кВт | — |
| 0,75 мм2 | 15А | 3,3 кВт | — |
| 1 мм2 | 17А | 3,7 кВт | 11 кВт |
| 1,5 мм2 | 23А | 5 кВт | 15 кВт |
| 2,5 мм2 | 30А | 6,6 кВт | 19 кВт |
| 4 мм2 | 41А | 9 кВт | 26 кВт |
Если щиток находится в помещении, необходимо брать номинал максимально близкий к силе тока. Но, учитывайте температуру окружающей среды, так как она влияет на характеристики.
Тепловой расцепитель работает за счет биметаллической пластины, которая при нагревании деформируется и приводит в действие механизм расцепления контактов. Таким образом в помещениях с минусовой температурой тепловая пластина будет дольше нагреваться и «тормозить» с реакцией, потому берите номинал ниже. В саунах, на улице под солнцем и других местах, где всегда жарко, берите выше, так как там реакция расцепителя будет быстрее.
Тем не менее для чистоты расчетов будем ориентироваться на средние значения. Так как в быту чаще всего применяется одна фаза, с нее и начнем.
Расчет для 220В
Если не знаете сечение провода, подбирайте номинал по суммарной мощности потребителей. Рассмотрим пример, когда стоит задача защитить от КЗ розеточную группу на кухне. Там постоянно или время от времени работает:
| Бытовая техника | Мощность, Вт |
| Холодильник | 400 Вт |
| Микроволновка | 1000 Вт |
| Блендер | 300 Вт |
| Электрочайник | 1000 Вт |
| Соковыжималка | 400 Вт |
| Итого | 3100 Вт |
Допустим, что на соковыжималку, электрочайник и блендер отведена одна розетка (да и в принципе сложно представить, чтобы все работало одновременно), и они не будут включаться одновременно. Берем самый мощный из этих трех потребителей — чайник (1000 Вт). Таким образом максимальная вероятная нагрузка получается 2400Вт (2,4 кВт).
Чтобы узнать силу тока (I), нужно максимальную мощность (P) поделить на напряжение (U). И так, значение I в пике составит:
2400Вт / 220В = 10,9 А.
Берем ближайший номинал — 10А. Возникает вопрос, 10,9А — больше 10А, разве тогда «не выбьет»?
Не успеет, так как для нагрева расцепителю необходимо время. Например, если на автомат в 10А подать 15А, то он сработает примерно через 8 мин, а при 11А будет нагреваться 20 мин, пока не разорвет контакты. Учитывая, что электрочайник выключится через 3-5 минут, сетевая нагрузка упадет раньше, чем среагирует расцепитель.
Обычно в бытовых сетях принято ставить 32А или 25А на вводе, 16А и 10А — на розетки и 6А на освещение. Но, чтобы получить более эффективную защиту от перегрузок, не поленитесь сделать расчеты.
Во многих частных домах и квартирах новостроек делается трехфазный ввод и здесь расчет делается немного иначе.
Расчет для 380В
Для трех фаз применяется формула: I=P/(U × cosφ × √3).
В данном частном случае коэффициент мощности (cosφ) для бытовой сети условно равен 1, а √3 ≈ 1,73.
Представим, что Вам нужно защитить от КЗ трехфазную электроплиту максимальной мощностью 4 кВт.
При включении всех конфорок на максимум, значение I составит:
4000Вт / (380В × 1,73) = 6,08 А.
Ближайший вариант — 6А его и выбираем. По аналогии рассчитывается номинальная сила тока и для других трехфазных потребителей. В любом случае, к его расчету стоит отнестись с большим вниманием, иначе ошибка может дорого обойтись.
Если неправильно выбрать номинальный ток?
Вы можете сделать две ошибки — взять слишком большой, или слишком маленький номинал. Если взять слишком мало, то при пиковых нагрузках будет пропадать свет. В таких условиях Вы будете ограничены в электроснабжении, так как не сможете взять из сети максимум допустимой мощности.
С другой стороны, некоторые пользователи берут номинал «с запасом». Это делать нецелесообразно по двум причинам:
- При превышении допустимой мощности проводка начнет плавиться до того, как сработает расцепитель. В результате обгорают розетки, иногда случаются пожары;
- Вы переплатите деньги, так как чем больше характеристики, тем выше стоимость.
В любом случае при ошибочном выборе у Вас будет неэффективная защита от перегрузок. Потому, лучше не поддавайте себя и свое жилье неоправданному риску.
Не редкость и ситуации, когда номинальный ток выбран правильно, но свет все равно выбивает, при том что проводка целая и все электроприборы исправны. Чаще всего такая проблема возникает из-за неправильно выбранной характеристики расцепления, иногда именуемой классом или типом.
Что такое характеристика расцепления и как ее выбрать?
Бытовая техника, работающая на электродвигателях, выдает пусковые токи, часто в несколько раз превышающие мощность, указанную в техническом паспорте. Например, тот же холодильник на 400Вт на старте обычно выдает 1000-1200Вт.
Чтобы не было мгновенной реакции на кратковременный скачок нагрузки, нужна задержка. По ее длительности и определяется характеристика расцепления.
В быту применяются три класса:
- B — европейский стандарт с наименьшей задержкой перед срабатыванием. Ставится на линии без предполагаемых пусковых токов: освещение, нагревательное оборудование и пр.;
- C — характеризуется средней задержкой перед срабатыванием. Ставится на комбинированные розеточные и силовые линии, где частично включены потребители, работающие на электродвигателях. Самый популярный вариант в домах, квартирах, офисах и пр.;
- D — с наибольшей задержкой, ставится на линии с потенциально высокими пусковыми токами: скважина, полив, гараж и пр.
У каждого класса определяется закономерность между перегрузкой и временем срабатывания. По ней были выведены кривые отключения.
Как видите из графика, чем больше нагрузка превышает номинал, тем быстрее нагреется и сработает расцепитель.
Но, при достижении определенной нагрузки, расцепитель срабатывает мгновенно, воспринимая высокую мощность на старте в качестве КЗ.
Выглядит значение мгновенного отключения следующим образом:
- B — 3-5 In;
- С — 5-10 In;
- D — 10-20 In, где In — номинал.
Чтобы было понятнее, представьте что Вы выбрали In 10А и класс B. При резком скачке нагрузки свыше 30А (что в 3 раза больше), цепь разорвется меньше чем за секунду. Класс C совершит мгновенное отключение только от 50А (в 5 раз больше).
Для каждой цели применения оптимально подходит соответствующая характеристика расцепления, потому никогда ею не пренебрегайте.
Что будет если выбрать не тот класс?
В быту очень часто встречаются проблемы якобы ложного срабатывания. Например, Вы начали ремонт, включаете в розетку перфоратор и «бамс» — резко пропал свет (при средней мощности 800Вт, перфоратор выдает на старте 2400Вт).
А вся причина в том, что на защищаемой розетке скорее всего стоит автомат класса С. В такой ситуации возможны два решения:
- Тянуть переноску от розетки с классом защиты D;
- Отключить все потребители из линии, пока мощности не хватит для запуска перфоратора.
Оба решения вызовут дополнительные хлопоты, потому лучше сразу выбирайте подходящую характеристику.
Почему бы просто не ставить максимальную задержку?
Это довольно распространенный вопрос среди неопытных пользователей, и судя по форумам, он возникает достаточно часто. А причин не выбирать класс выше необходимого всего две:
- Чем меньше задержка перед срабатыванием, тем безопаснее сеть. Дело в том, что каждую лишнюю секунду жилы в проводах будут все больше нагреваться, от чего постепенно увеличивается износ всей проводки. Притом задержка будет не только при пусковом токе, но и при реальной перегрузке, от чего зачастую оплавляется изоляция;
- Высокая стоимость. У большинства производителей классы B и C идут в одинаковую цену, но D — традиционно дороже. Получается, так Вы просто переплатите за менее эффективную защиту.
Характеристика срабатывания расцепителя была созданы не спроста, и пренебрегать ею как минимум неразумно. Она так же важна, как и номинал.
Правильно подобранные характеристики — залог эффективности, но чтобы в ответственный момент не случилось беды, не экономьте и на отключающей способности.
На что влияет отключающая способность?
При коротком замыкании расцепитель среагирует только в том случае, если сила КЗ не превышает отключающую способность. Минимальный показатель 3 кА, но в быту, особенно в новостройках, где новая проводка, часто случаются и более мощные замыкания. В таком случае расцепитель просто не разорвет цепь, так как слипнутся контакты и загорится кабель до того, как он успеет среагировать.
Это как раз тот случай, когда лучше не экономить. Но, как определить сколько кА будет достаточно?
Какую отключающую способность выбрать?
В характеристиках Вы наверняка найдете показатели 6кА, 20кА и даже 50кА. Почему бы, например, не поставить дома 35кА?
Дело в том, что в этом нет необходимости. Чтобы возник настолько высокий разряд, необходимо большое сечение проводов, а также источник, который его выработает. Обычно ток КЗ в бытовой проводке не превышает 5кА.
Европейский стандарт рекомендует ставить дома автоматы не ниже 6 кА (!). В старых проводках обычно хватает и 4,5 кА так, как у них выше износ и провода чисто технически не смогут пропустить столько электричества.
Потому брать меньше 3кА нельзя, а выше 6кА особого смысла нет.
Исключение — ввод в квартиру, где стоит защита всей сети. Обычно в щиток заводят толстый кабель с высоким потенциалом проводимости, потому лучше перестраховаться и поставить 10кА.
Почему производители не делают высокую отключающую способность «везде»?
Главная причина — увеличится себестоимость. Для достижения высоких показателей производители применяют высококачественные дорогостоящие материалы, с напылениями серебра, золота и других металлов. Это в разы увеличивает стоимость конструкции.
Потому, брать в квартиру десяток автоматов выше 6 кА нецелесообразно, Вы зря переплатите деньги. Лучше взять один, чтобы поставить на вводе, а остальные выбрать на 4,5кА или 3 кА. В случае КЗ, он разорвет контакты, до того, как пару тысяч ампер проникнут в дом. Так Вы получите более дешевую, и не менее эффективную защиту.
В названиях многих брендов вместе с отключающей способностью встречается и количество полюсов. Но, и однополюсники и двухполюсники ставят на одну и ту же однофазную сеть. Какая между ними разница?
Как и на что влияет количество полюсов?
Полюс в данном случае — это часть корпуса (один модуль) с двумя винтовыми клеммами для присоединения проводов с противоположных сторон. Двухполюсные предназначены для установки на фазу и нейтраль, и при возникновении перегрузки или КЗ, они разрывают оба контакта одновременно.
Чисто технически, если случится авария, то однополюсник и двухполюсник защитят одинаково, так как защита ставится именно на фазу (нейтраль защищать необязательно). Но, зачем тогда два полюса?
Все дело в том, что так надежнее. Например, если из-за поломки вдруг нулевой провод окажется под напряжением, то «однополюсник» в таком случае будет бесполезным. В быту такая авария маловероятная, но все же может случиться.
В каких случаях нужно защищать нейтраль?
Наиболее распространенный случай, когда из-за ошибки электрика страдает весь дом. Например, если во время работ в распределительном щитке он перепутал фазу с нулем. Бытовая техника будет работать, как и работала, а вот в случае КЗ однополюсник уже не защитит. Он разорвет цепь на выходе сверхтока из сети, после того, как пострадает включенное в розетку оборудование.
Ни ПУЭ, ни СНиПы не говорят о том, что нейтраль нужно защищать от КЗ, но в определенных случаях это необходимо.
Обычно двухполюсные автоматы устанавливают на вводе, чтобы защитить всю сеть или отдельное электрооборудование подключенное напрямую к щитку, например, бойлер, кондиционер или электрокотел. Если тот же бойлер сломается, то его разборка подвергнет Вас опасности, так как нейтраль не будет отключена. Если вдруг она окажется под напряжением, то можно получить сильные токовые ожоги и травмы.
С помощью двух полюсов Вы полностью изолируете бойлер от электроснабжения, разорвав силовую линию и нейтраль.
Аналогичным образом применяются четырехполюсники в трехфазных сетях. Вместе с фазными линиями одновременно разрывается «ноль», за счет чего в мгновение отключается определенный участок от электроснабжения. Потому их целесообразно ставить на вводе 380В или например, для защиты трехфазной электроплиты.
С другой стороны, нет никакого смысла «тулить» двухполюсники или четырехполюсники на розеточные группы и освещение. Если потребуется ремонт, просто отключите ввод. Этого будет вполне достаточно для безопасного ремонта и обслуживания. Кроме того, Вы еще и сэкономите место в щитке.
В определенных условиях применять двухполюсники или четырехполюсники вообще запрещено.
Когда нельзя ставить 2P и 4P
Почти во всех бытовых сетях применяется система заземления TN-S, где нейтраль (N) и земля (PE) — разделены. Она более безопасная и эффективная.
Но, в старых домах еще советской постройки иногда встречается система TN-C, где «ноль» соединен с землей (PEN). В таком случае 2Р, 4Р ставить запрещено — ПУЭ (п.1.7.145).
Запрет обусловлен тем, что вероятна ситуация, когда при аварии не произойдет одновременного расцепления фазы и PEN-проводника. Например, если при отключении случилась утечка с поврежденного электрооборудования, то при обрыве заземления, ее потенциал вызовет обгорание нейтральной клеммы, залипание расцепителя и прочие проблемы. В такой ситуации нет гарантии одновременного расцепления фазных и нулевых проводов.
Неопытные пользователи в 220В сетях иногда ставят отдельные однополюсники на фазу и нейтраль. Так делать нельзя, потому что оба контакта должны разрываться одновременно.
Представьте ситуацию, когда в щитке первый раз работает человек, не знающий о таком «хитроумном» подключении. Ему нужно отремонтировать что-либо из бытовой техники и для этого он отключает автомат. Но, не тот, который стоит на фазе, а тот, что на нулевом проводе. В результате вся техника остается под напряжением и при неосторожном касании к фазному проводу гарантирован удар током.
Будьте внимательны к выбору автоматического выключателя — конечно, если Вам важна работоспособность бытовой техники, целостность сетевой проводки и здоровье. В ином случае, Вы просто выбросите деньги на ветер и при аварии не получите достаточный уровень защиты.
Автор: Владислав Сиромаха
axiomplus.com.ua