Таблица нагрузки автоматических выключателей: Страница не найдена — specable.ru

Таблица для выбора автоматических выключателей для однофазной и трехфазной сети

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U P — общая мощность U — напряжение в сети

Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.

Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)

Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с медными жилами
Сечение токопроводящей жилы, мм2	Ток, А, для проводов, проложенных
открыто	в одной трубе
двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одного двухжильного	одного трехжильного
0,5	11	—	—	—	—	—
0,75	15	—	—	—	—	—
1	17	16	15	14	15	14
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21
3	34	32	28	26	28	24
4	41	38	35	30	32	27
5	46	42	39	34	37	31
6	50	46	42	40	40	34
8	62	54	51	46	48	43
10	80	70	60	50	55	50

Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами
Сечение токопроводящей жилы, мм2	Ток, А, для проводов, проложенных
открыто	в одной трубе
двух одножильных	трех одножильных	четырех одножильных	одного двухжильного	одного трехжильного
2	21	19	18	15	17	14
2,5	24	20	19	19	19	16
3	27	24	22	21	22	18
4	32	28	28	23	25	21
5	36	32	30	27	28	24
6	39	36	32	30	31	26
8	46	43	40	37	38	32
10	60	50	47	39	42	38

Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм. кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.

Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.

Предыдущая запись: Установка встраиваемой раковины в мраморную столешницу.
Следующая запись: Замена вводного переключателя на двухполюсный автомат.

Плюсы и минусы

Преимуществом дифавтомата в его компактности, многофункциональности, 100% защита цепи от внезапных перегрузок или иной опасности. Ну а главный «козырь» — стоимость, которая ниже, нежели суммарная стоимость УЗО и выключателя автоматического типа.

Если учитывать единичный случай, то разница не слишком ощутима, но при покупке на весь дом выгода существенная. Впрочем, многое зависит от марки изделия. Монтаж занимает мало времени, на рейке дифавтомат также помещается довольно компактно.

Есть и свои недостатки у дифавтоматов. При выходе со строя придётся приобретать изделие в комплекте, а не по отдельности.

Возникновение короткого замыкания приведёт к трудностям в поиске его причины. При разделенной установке идентификация намного проще: выключился УЗО – утечка, автомат – короткое замыкание.

Какой выбрать вид защитного устройства, вопрос не из лёгких. Как делают многие электрики: если речь идёт о небольшой квартире, тогда используйте дифавтомат.

Теперь опредилемся,как выбрать сечения кабеля для электропроводки

По приведенным выше формулам можно рассчитать мощность электросети и значение рабочего тока в сети.

Остаяется по полученным значениям выбрать сечение электрического кабеля, который можно использовать для рассчитываемой проводки в квартире.

Это совсем просто. В настольной книги электрика, ПУЭ-правила устройства электрустановок, все сделано за нас. По таблице ниже ищете значение расчитаного тока нагрузки или расчетную мощность сети и выбираете сечение электрического кабеля.Таблица приводится для медных жил кабелей или проще, медного кабеля ,потому что использование аллюминевых кабелей в электропроводке жилых помещений запрещено.(читайте ПУЭ изд.7)

Проложенные открыто
Сечение жил кабеля	Медные жилы
мм2	Ток нагрузки	Мощн.кВт
	А	220 В	380 В
0,5	11	2,4
0,75	15	3,3
1	17	3,7	6,4
1,5	23	5	8,7
2	26	5,7	9,8
2,5	30	6,6	11
4	41	9	15
5	50	11	19
10	80	17	30
16	100	22	38
25	140	30	53
35	170	37	64
Проложенные в трубе
Сечение жил кабеля	Медные жилы
мм2	Ток накрузки	Мощн. кВт
	А	220 В	380 В
0,5
0,75
1	14	3	5,3
1,5	15	3,3	5,7
2	19	4,1	7,2
2,5	21	4,6	7,9
4	27	5,9	10
5	34	7,4	12
10	50	11	19
16	80	17	30
25	100	22	38
35	135	29	51

Две расчетные таблицы для расчета и правильного выбора сечения кабеля и автоматов защиты

ТАБЛИЦА 1.

из нормативов для определения расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской распределительной сети

NN пп	Наименование	Установленная мощность, Вт
1	Осветительные приборы	1800-3700
2	Телевизоры	120-140
3	Радио и пр. аппаратура	70-100
4	Холодильники	165-300
5	Морозильники	140
6	Стиральные машины без подогрева воды	600
	с подогревом воды	2000-2500
7	Джакузи	2000-2500
8	Электропылесосы	650-1400
9	Электроутюги	900-1700
10	Электрочайники	1850-2000
11	Посудомоечная машина с подогревом воды	2200-2500
12	Электрокофеварки	650-1000
13	Электромясорубки	1100
14	Соковыжималки	200-300
15	Тостеры	650-1050
16	Миксеры	250-400
17	Электрофены	400-1600
18	СВЧ	900-1300
19	Надплитные фильтры	250
20	Вентиляторы	1000-2000
21	Печи-гриль	650-1350
22	Стационарные электрические плиты	8500-10500
23	Электрические сауны	12000

ТАБЛИЦА2.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ для расчетов электрических нагрузок жилых зданий (квартир) и коттеджей на перспективу

1. Средняя площадь квартиры (общая), м:
— типовых зданий массовой застройки	— 70
— здания с квартирами повышенной комфортности (элитные) по индивидуальным проектам	— 150
2. Площадь (общая) коттеджа, м	— 150-600
3. Средняя семья	— 3,1 чел.
4. Установленная мощность, кВт:
— квартир с газовыми плитами	— 21,4
— квартир с электрическими плитами в типовых зданиях	— 32,6
— квартир с электрическими плитами в элитных зданиях	— 39,6
— коттеджей с газовыми плитами	-35,7
— коттеджей с газовыми плитами и электрическими саунами	-48,7
— коттеджей с электрическими плитами	— 47,9
— коттеджей с электрическими плитами и электрическими саунами	— 59,9

Elesant. ru

Выбор светильника для спальни
Групповые линии освещения: общие норма и правила
Как и когда вызывать электрика?
Как подобрать кабель в электросети 0,4кВ: сечение и длина кабеля
Осветительные сети промышленных предприятий
Отличие групповых сетей от питающих и распределительных сетей электропроводки
Получение разрешений для дополнительных мощностей
Ремонт старой электропроводки
Силовые цепи квартиры
Скрытая электропроводка

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Как подключить проходной выключатель: схемы подключения

Расчет сечения кабеля по мощности: практические советы от профессионалов

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Вычисление показателей

Расчет мощности при выборе автомата проводится так. Например, все монтажные работы выполнены электрическим кабелем с сечением 3,0 и максимальной силой 25А.

Общая мощность приборов равна: микроволновая печь 1,5 kW, электрочайник 2,1 kW, холодильник 0. 7 kW, телевизор 0.5 kW. Суммарная мощность получается равной 4,7 kW или же 4.7 * 1000 W.

Чтобы мощность в каждой цепи было проще рассчитать, нагрузку разделяют на группы. Оборудование наибольшей мощности подключают отдельно. Не стоит пренебрегать нагрузкой малой мощности, поскольку при расчетах в сумме может получиться существенный результат.

Для вычисления используем формулу: мощность / напряжение. Итого 21,3 А. Потребуется УЗО или дифавтомат с граничным потреблением 25А, не более. Если количество потребителей более двух, то суммарную мощность следует умножать на 0,7, для корректировки данных. При нагрузке три и более – на 1,0.

Понижающие коэффициенты для некоторых приборов:

холодильное оборудование от 0,7 до 0,9, в зависимости от характеристик мотора;
подъёмные устройства и лифты 0,7;
оргтехника 0,6;
люминесцентные лампы 0,95;
лампы накаливания 1,1;
тип ламп ДРЛ 0,95;
неоновые газовые установки 0,4.

Понижение мощности обусловлено тем, что не все приборы могут быть включены одновременно.

По значению рабочего тока нагрузки подбирается автомат. Номинал автомата должен быть чуть меньше рассчитанного значения тока, но допускается выбирать и немного большие значения.

Какие еще параметры важны при выборе

Количество полюсов

Для простоты восприятия, вынесем за скобки трехфазные выключатели. Выбираем между 1 и 2 полюсными конструкциями. С точки зрения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), разницы нет. Но те же правила подразумевают качественную организацию заземления или зануления. А если возникнет проблема с появлением фазы на нуле (к сожалению, в старом жилом фонде это реально), то лучше будет полностью отключить вашу квартиру от линий электропередач. Поэтому, если вы можете выбрать какой вводной автомат устанавливать — возьмите двухполюсный.

Время — токовая характеристика

Существуют разные типы кривых времятоковых характеристик, обозначаются они латинскими буквами: A, B, C, D… Начиная с A и далее происходит постепенное загрубление чувствительности устройства. Например, тип «B» означает срабатывание электромагнитного расцепителя при 3–4 кратном превышении тока, тип «C» при 5–7 кратном, «D» при 10-ти кратном. Тепловой расцепитель будет срабатывать одинаковым образом у разных типов времятоковых характеристик.

Более точные данные всегда необходимо получать из документации производителя на каждое конкретное изделие, например, для вводных автоматов BA47-29 характеристики срабатывания следующие:

Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей. Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.

Также, использование типов с уменьшенной чувствительностью срабатывания имеет смысл для увеличения вероятности срабатывания нижестоящих групп автоматических выключателей.

Номинальный ток

Основная характеристика, по которой и происходит, в основном, выбор устройства. Тем не менее, как мы убедились в предыдущем разделе, необходимо учитывать и времятоковую характеристику, так как реальный ток срабатывания зависит одновременно как от номинального тока, так и от типа характеристики. В ранее приведенных таблицах номинальный ток обозначен как In. Теоретически, при отсутствии пусковых токов, нагрузка, потребляющая ток, равный номинальному не должна приводить к срабатыванию (отключению) устройства.

Способ крепления

На сегодняшний день, альтернативы нет. Это выключатели, которые устанавливаются на DIN рейку. Никакого прямого прикручивания на стену или корпус щитка. Только монтаж на DIN фиксаторы. Однако, при использовании специальных аксессуаров возможны и другие типы крепления.

Прибор может быть в отдельном корпусе, или установлен в общий щит — это неважно. Главное, обеспечить свободный доступ для владельца

Важный момент: опломбировка вводного автомата. Есть множество способов ограничить доступ к контактам (для исключения несанкционированного подключения). Можно установить заглушки на отверстия для затяжки винтов на контактах.Или просто поставить пломбы на крышки, закрывающие контактные группы.Главное, чтобы после опломбирования можно было беспрепятственно включать и выключать энергоснабжения.

Номиналы автоматов по току таблица

Необходимость выбора автоматических выключателей возникает во время проектирования электрических сетей в новых домах, а также при подключении приборов и оборудования с более высокой мощностью. Таким образом, в процессе дальнейшей эксплуатации обеспечивается надежная электрическая безопасность объектов.

Халатное отношение к выбору устройства с необходимыми параметрами приводит к серьезным негативным последствиям. Поэтому перед выбором автоматического защитного устройства нужно обязательно убедиться, что установленная проводка выдержит запланированную нагрузку. В соответствии с ПУЭ автоматический выключатель должен обеспечивать защиту от перегрузки наиболее слабого участка цепи. Его номинальный ток должен соответствовать току подключаемого устройства. Соответственно и проводники выбираются с требуемым сечением.

Чтобы рассчитать мощность автомата по току, необходимо воспользоваться формулой: I=P/U, где Р является суммарной мощностью всех электрических приборов, имеющихся в квартире. Вычислив необходимый ток, можно выбрать наиболее подходящий автомат. Существенно упрощает проведение расчетов таблица, с помощью которой можно выбрать автоматический выключатель в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Расчет автомата по мощности тока осуществляется в основном для электроустановок – электродвигателей, трансформаторов и других устройств, имеющих реактивную нагрузку.

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.

Как выбрать автоматический выключатель для дома: по мощности, по току

Если у вас часто срабатывает автоматический выключатель на 16-20 А и обесточивает квартиру, не верьте тем, кто говорит, что нужно просто поставить автомат номиналом побольше. Новый автомат реагировать на перегрузки перестанет, но начнут гореть розетки.

Зачем менять автомат?

Любой электрик скажет: «При наличии отсутствия острой необходимости лучше в электропроводку дома своими руками не лезть». Последствия могут быть печальными. Когда же возникает такая необходимость?

Для того чтобы поменять розетку, нужно знать физику за 8-9 классы. С прочей электрической начинкой все немного сложнее. Если в квартире регулярно срабатывает автомат (автоматический выключатель в щитке) и пропадает свет, пора его менять.

Вероятно, автоматический выключатель выработал свой ресурс, даже несмотря на то, что срок, указанный в паспорте, еще не истек. Изношенный аппарат на 16 А может срабатывать при слабой нагрузке на сеть (10 А), а может не срабатывать при экстремальных значениях (произойдет спаивание контактов, дальше – пожар).

Напомним на всякий случай некоторые сведения из школьной программы:

Мощность = Напряжение х Ток.
Ток = Мощность \ Напряжение.

Напряжение в розетке — 220 В. На кофеварке указано 1200 Вт, значит, потребляемый ток будет 1200\220=5,45 (А).

Если вам удалось сложить мощность всех домашних электроприборов и рассчитать общую силу тока, можете считать себя электриком второго уровня.

Как работает автомат и от чего он защищает

Внешне автоматический выключатель представляет собой пластиковый коробок с клеммами для подсоединения проводки, плюс тумблер. Лезть внутрь не обязательно. Для нас важно, что в нем установлены контакты, тепловой и электромагнитный расцепители, которые отвечают за обесточивание сети при повышенной и экстремальной нагрузке.

Как расшифровать маркировку на автоматическом выключателе:

Буква (A, B, C, D) – это класс автомата, она означает предел тока мгновенного срабатывания, то есть напряжения, когда автомат сразу же обесточивает сеть в квартире. В большинстве случаев в жилых домах будет стоять автомат с буквой C. Он будет моментально срабатывать при 5-10 кратном увеличении силы тока от номинала. То есть автомат с номиналом 10 А вырубит сеть без задержки при значении силы тока 50-100 А. Автомат с B-характеристикой (3-5 кратное превышение) тоже самое сделает при значении 30-50 А.
Цифра указывает на номинальный ток, то есть значение, до которого автомат будет работать в штатном режиме, ничего не выключая. Тот же автомат на 10 А при превышении силы тока до 11,5 сработает лишь через два часа. При 14,5 подождет минуту, если перенапряжение сети не исчезнет, обесточит квартиру. И так далее, до пиковых значений, обозначенных буквой, когда сеть упадет без задержки.
Рядом меньшим шрифтом будет стоять другая цифра (в тысячах ампер), обозначающая максимальное значение силы тока, при котором автомат сработает, не получив повреждений.

В чем здесь фокус, почему нельзя сразу отключить сеть, если превышено номинальное значение? Автомат учитывает кратковременные токи, возникающие в сети на доли секунды при включении электрооборудования. Когда вы включаете стиральную машину, пусковой ток может быть выше номинального в 2-3 раза.

Основная функция автоматического выключателя – защищать сеть от короткого замыкания и перегрузки. Когда по линии течет слишком большой ток, проводка нагревается. Если это происходит слишком долго – провод может загореться.

Автомату по большому счету все равно на ваши электроприборы, он их, вопреки расхожему мнению, не защищает от скачков напряжения. Но потерять микроволновку или чайник, подключенные к розетке, это одно, а перегоревшая проводка в стене или в люстре – другое.

Важно понимать, что и от удара током человека при случайном касании токоведущих участков и заземленных предметов автомат тоже не убережет. Для этого существуют устройства защитного отключения (УЗО). Советуют ставить одно общее после вводного автомата и на группы, где есть риск поражения током.

Как выбрать автомат для электропроводки

Для того чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, нужно прикинуть максимально допустимую токовую нагрузку сети (суммировать все приборы). Номинал автомата (цифра после буквы) не должен превышать этого значения.

Для обычной квартиры, где нет «серьезных» потребителей питания типа кондиционера, водонагревателя, подойдет автомат класса B. Такая сеть считается слабонагруженной. Ставить высоконагруженный автомат (класса D) для сети, которая питает лампочки опасно. Он не будет воспринимать скачки напряжения в ней как вредные и может пропустить даже короткое замыкание.

Слабонагруженный прибор в сети с большой нагрузкой в штатном режиме наоборот, будет срабатывать не по делу и часто.

Да, чуть не пропустили: автоматы различаются по количеству фаз (полюсов). Число полюсов автомата указывает, с каким из типов сетей он может работать.В квартиру можно также поставить один входной выключатель класса C и по одному однофазному для обеспечения отдельных участков (кухня, комната, отдельно на кондиционер, если предусмотрен). Если нет желания все усложнять, в двухкомнатной квартире можно вполне обойтись одним автоматическим выключателем B с номиналом 16.

Мы почти разобрались, как выбрать автоматический выключатель по току и мощности. Но, если учесть только нагрузку потребителей, можно нарваться на неприятности. Выбор автомата напрямую зависит от типа проводки, кабеля. На слабой проводке мощный автомат при перегрузках не справится со своими задачами. То есть всегда нужно принимать во внимание сечение провода и его пропускную способность.

В домах до 2001-2003 годов с большой долей вероятности будет алюминиевая проводка в однослойной изоляции. Скорее всего, она свое уже отслужила (номинально она может выдержать 20 лет при идеальных условиях, без перегрузок). Ставить на нее новый автомат, учитывая лишь суммарную мощность потребителей, категорически не рекомендуется. Автомат часто срабатывать перестанет, а проблема перегрева останется.

Варианта, по сути, два:

Менять проводку на медную.
К мощным потребителям (стиральная машина, бойлер, кондиционер) провести отдельную линию от щитка и поставить на нее отдельный автомат.

Медный провод пропускает больший ток, чем алюминиевый. Но и здесь важно, кроме материала, учитывать его сечение. Оно дает понять, сколько ампер можно пропустить через кабель, не опасаясь повреждения и перегрева.

Для примера:

Алюминиевый провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами до 16-24 А.
Медный провод сечением 2,5 мм2 безопасно работает с токами 21-30 А.

Это означает, что при нагрузке в 23 А, автомат с номиналом 16 А обесточит проводку через минуту. Вполне достаточно, чтобы медный провод не перегрелся. Если поставить автомат 25 А, до отключения кабель будет пропускать ток за пределами своей нормальной нагрузки, он перегреется, изоляция быстрее износится, розетка со временем перегорит. Для алюминиевой проводки, соответственно, эти значения ниже.

Для простоты понимания предлагаем таблицу выбора автоматического выключателя, исходя из сечения кабеля.

Последний совет: на своей безопасности не следует экономить. Лучше брать автоматы в специализированных магазинах, выбирать производителей с проверенной репутацией. Менеджеры на месте ответят на вопросы, которые мы могли упустить в этой статье.

Выбор автоматического выключателя: определяем нужную мощность

Домовой автоматический выключатель – важная предохранительная часть электросети. Она помогает продлить срок службы проводки, а также повышает уровень безопасности. Чтобы знать, какие автоматы ставить в частном доме, необходимо учесть сразу несколько параметров.

Для чего нужен автомат

Автоматические выключатели для квартиры, таунхауса, небольшого промышленного объекта обладают общим принципом работы.

Они оснащены двухступенчатой системой защиты:

Тепловая. Тепловой расцепитель выполнен из биметаллической пластины. При длительном действии со стороны тока высокой мощности повышается гибкость пластины, из-за чего она задевает выключатель.
Электромагнитная. Роль электромагнитного расцепителя играет соленоид. При регистрации повышенной мощности тока, на которую не рассчитан автомат и кабель, также срабатывает выключатель. Это уже защита от короткого замыкания.

АВ (общепринятое сокращение) защищает электросеть от нагревания изоляции и пожара. Именно по причине такой схемы работы важно знать, на сколько ампер ставить автомат в квартиру: если неправильно подобрать устройство, оно не сможет блокировать несоответствующий по мощности ток, и произойдет возгорание. Выбранный по всем рекомендациям АВ будет защищать от пожаров, ударов током, нагревания и сгорания микросхем домашних приборов.

Выбираем автомат по мощности нагрузки

Подбор автоматических выключателей, прежде всего, происходит на основании мощности, которую должна выдерживать домашняя электросеть.

Чем важен выбор автомата по мощности нагрузки:

При несоответствии этого показателя данным АВ постепенно нагревается проводка.
Постоянный нагрев приводит к тому, что изоляционный слой плавится. Это создает сразу две проблемы: токсичное задымление и риск возгорания.
На фоне плавления изоляции появляется короткое замыкание. АВ наконец срабатывает (чего не произошло раньше, поскольку устройство подобрано неправильно), однако в квартире уже мог распространиться огонь, а тем более дым.

Чтобы предотвратить эти негативные последствия, важно учесть несколько нижеприведенных правил. Расчет автоматического выключателя может быть осуществлен при помощи точной формулы или приблизительно.

Первый вариант максимально доступный. Необходимо учесть общую мощность сети, то есть совокупность мощностей одновременно включенных электроприборов. Учитываются даже небольшие осветительные лампы, подогрев пола, если таковой имеется, бытовая кухонная техника и развлекательные электрические устройства. Полученная цифра должна быть выражена в кВт.

Пример, как проводить расчет мощности:

стиральная машина – 700 Вт;
электроплита – 2,5 кВт;
СВЧ – 1,8 кВт;
5 лампочек – 600 Вт;
холодильник – 400 Вт;
телевизор – 200 Вт;
ПК – 550 Вт;
пылесос – 1 кВт.

Общая мощность подключенных на розетки или непосредственно проводку приборов составляет 7,75 кВт. Чтобы, учитывая эти данные, подобрать автомат, чей показатель выражается в амперах, достаточно умножить полученную сумму на пять. Именно такая разница в среднем присутствует в однофазной сети между значением тока АВ и мощностью устройств. Полученное число – 38,75 А. Показатель автоматического выключателя должен быть по крайней мере равным вычисленной сумме или выше ее.

Ближайшая по мощности распространенная модель – 40А. Такой АВ и следует монтировать в жилье с перечисленным количеством электроприборов. Он выдержит 7,75 кВт и даже немного превосходящую этот параметр нагрузку. Если в здании проведена трехфазная сеть, алгоритм вычисления не меняется, только умножать кВт нужно на 2. Пример: 7,75*2=15,5 А.

Однако вышеуказанная формула недостаточно точная. Лучше выбор номинала осуществлять по закону Ома: I=P/U, где I – номинал тока АВ, P – мощность электроприемников, U – напряжение сети. При той же нагрузке вычисление по формуле даст иной результат, чем приблизительный расчет: 7750/220=35,2 А. Видно, что погрешность первого метода вычисления составляет около 3,5 А. Но выбор автомата от этого не меняется: все равно поставить на ввод в доме для однофазной сети нужно 40А.

Узнавать показания для электродвигателя лучше не навскидку, используя общедоступные таблицы, а по паспорту устройства. Если он утерян, рекомендуется связаться с производителем для выяснения характеристик.

Выбираем автомат по сечению кабеля

Если учитывать только мощность электросети, не принимая во внимание сечение кабеля, в квартире произойдет возгорание. По правилам пожарной безопасности, сечение должно соответствовать нагрузке сети. Что происходит, если это требование не соблюдено, видно по советским квартирам с устаревшей проводкой: в лучшем случае – постоянное срабатывание АВ, в худшем – возгорание проводки и всей квартиры вместе с ней.

Кабели с разными сечениями выдерживают различные нагрузки. Чем больше диаметр, тем значительнее может быть длительно допустимый ток. Последняя величина измеряется в А. Чтобы подобрать кабель с оптимальным диаметром жилы, достаточно провести расчет по одной из вышеуказанных формул и узнать величину номинала тока.

То, сколько ампер длительное время выдерживает кабель, зависит не только от диаметра, но и от материала изготовления жилы. Можно приобрести изделия с алюминиевой основной или из меди.

Таблица поможет лучше ознакомиться с разрешенными показателями для отдельных кабелей и упростит выбор автомата по сечению кабеля:

Сечение, мм	Максимальный показатель для алюминиевых жил	Для медных жил
1,5	19	Не изготавливаются
4	35	27
6	42	32
10	55	42
25	95	75
50	145	110

Как видно, лучше использовать алюминиевую проводку – при равных показателях сечения она оказывается более надежной. Это заметно по домам постройки 2003–2018 годов, при возведении которых было запрещено использовать медные кабели.

Чтобы АВ работал нормально, показатель предельно допустимого тока проводки должен совпадать с его номинальным током, а также с нагрузкой на электросеть. Для нагрузки в 7,75 кВт и АВ с показателем 40А устанавливается алюминиевая проводка 6 мм или медная 10 мм. При подборе диаметра проводника достаточно смотреть на показатель автоматического выключателя и сверяться по таблице.

Выбираем автомат по току короткого замыкания (КЗ)

Вычислять оптимальный тип автомата КЗ довольно сложно. Нужно учитывать показатели электростанции, длину проводки и ее сечение. Однако прибегать к сложным вычислениям и помощи калькулятора не нужно. Для удобства пользователей автоматы разделены на три группы по время-токовым характеристикам (времени, за которое происходит отключение при угрозе кз, и показателе, в случае регистрации которого срабатывает отключение).

Какие бывают автоматы:

B. Срабатывает за 5–20 секунд. Выключается, если произошло превышение в 5 раз. Подходят только для домов, где не задействована современная электротехника, а используются только осветительные приборы.
C. Токовая нагрузка может превышать номинальную в 10 раз, время срабатывания – 1–10 секунд. Нужны при монтаже электропроводки в жилом доме только АВ типа C.
D. Ток срабатывания может быть больше номинального в 14 раз, отключение происходит не более чем за 10 с. Такие АВ предназначены для промышленного использования.

Выбираем автомат по длительно допустимому току (ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя по току не отличается от подбора диаметру жилы. Суть в том, чтобы ДДТ не превышал возможности установленного кабеля. Достаточно учесть показатели таблицы, приведенной выше. Главное, чтобы показатель ДДТ автомата не превышал этот же показатель жилы. ДДТ проводника может равняться 42 А при модели АВ 40А, но обратная ситуация не допустима.

Пример выбора автоматического выключателя

В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).

чайник – 1,2;
духовка – 1,2;
обогреватель – 1,4.

Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:

Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.

Расчет автомата лучше проводить при помощи профессионала.

Таблица выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В

В таблице представлено, как выбрать автоматический выключатель под сеть 220 в зависимости от кабеля и совокупной мощности приборов:

Номинальный ток автоматического выключателя, А.	Мощность, кВт.	Сечение (ал. жилы), мм
16	До 2,8	1,5
25	2,8–4,5	2,5
32	4,5–5,8	4
40	5,8–7,3	6
50	7,3–9,1	10
63	9,1–11,4	16
80	11,4–14,6	25
100	14,6–18	35
125	18–22,5	50
160	22,5–28,5	70

Таблица выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 в

Расчет автомата по мощности 380:

Номинальный ток АВ	Мощность, кВт.	Сечение, мм
16	0–7,9	1,5
25	8,3–12,7	2,5
32	13,1–16,3	4
40	16,7–20,3	6
50	20,7–25,5	10
63	25,9–32,3	16
80	32,7–40,3	25
100	40,7–50,3	35
125	50,7–64,7	50

ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году

Подбирая АВ, необходимо учитывать рейтинг производителей подобных устройств.

Самые лучшие автоматы (точнее, их производители) на сегодняшний день:

Schneider Electric. Французская фирма. Автоматы ее производства давно испытаны в российских условиях, служат долго и отличаются надежностью.
General Electric. Недостаток – высокая цена, зато надежность и качество исполнения также на высоте. Американский производитель выпускает отличные АВ для трехфазных сетей.
Siemens. Низкая цена, но качество хуже, чем у двух лидеров, представленных выше. Тяжело найти приборы в продаже. Изначально бренд был немецким, затем его приобрели американцы. Надежность АВ и средняя стоимость делают компанию такой популярной.
Контактор. Лучший бренд из российских, однако цены кусаются. Лучше приобрести автоматы европейского производства, хотя Контактор – хорошее решение для слабонагруженных сетей.

Лучший автомат – не только тот, который получил положительные отзывы, но и обязательно способный выдержать мощность электроприборов.

Как обезопасить электросеть от пожара

Чтобы избежать возгораний и выхода из строя электротехнике, лучше доверять проект подключения электросетей профессионалам. Они учтут такие важные аспекты, как номинальный ток, максимальная мощность одновременно включенных приборов, сечение кабеля, схема подключения в щитке и т.д. Рекомендуется заказывать такой проект не только при строительстве частного дома, но и при ремонте квартир советской постройки.

Расчет тока автоматических выключателей, таблица и расчёты

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.

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≈0,785*D²,

Где:

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.

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.

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.

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.

Технические характеристики автоматических выключателей

Рассмотрим технические характеристики автоматических выключателей, установленные требованиями стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2, ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011.

Вся информация, которую вы прочитаете ниже основана на материалах из книги Ю.В. Харечко [3], а также соответствующих ГОСТов.

Коммутационная износостойкость.

Коммутационная износостойкость представляет собой способность автоматического выключателя выполнять определенное число циклов оперирования, когда в его главной цепи протекает электрический ток, оставаясь после этого в предусмотренном состоянии.

При номинальном напряжении и токовой нагрузке в своей главной цепи, равной номинальному току, любой автоматический выключатель должен выдерживать не менее 4000 циклов электрического оперирования.

Под циклом оперирования понимают последовательность оперирований автоматического выключателя из одного положения в другое с возвратом в начальное положение. Каждый цикл оперирования состоит из замыкания главных контактов автоматического выключателя с последующим их размыканием.

После выполнения 4000 циклов включения номинальной электрической нагрузки с ее последующим отключением автоматический выключатель не должен быть чрезмерно изношенным, не должен иметь повреждений подвижных контактов главной цепи, а также ослабления электрических и механических соединений. Кроме того, не должна ухудшаться электрическая прочность изоляции автоматического выключателя, которую проверяют соответствующими испытаниями.

Номинальное рабочее напряжение (номинальное напряжение).

Под номинальным рабочим напряжением (номинальным напряжением) U_е понимают установленное изготовителем значение напряжения, при котором обеспечена работоспособность автоматического выключателя, особенно при коротком замыкании. Для одного автоматического выключателя может быть установлено несколько значений номинального напряжения, каждому из которых соответствует собственное значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения для различных видов автоматических выключателей:

для однополюсных – 120, 230, 230/400 В;
для двухполюсных – 120/240, 230, 400 В;
для трехполюсных и четырехполюсных – 240, 400 В.

Предпочтительные значения номинального напряжения, равные 120, 120/240 и 240 В, установлены стандартами для автоматических выключателей, предназначенных для использования в однофазных трехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 120/240 В.

Автоматические выключатели, имеющие значения номинального напряжения 230, 230/400 и 400 В, применяют в широко распространенных однофазных двухпроводных, трехфазных трехпроводных и четырехпроводных электрических системах переменного тока с номинальным напряжением 230 В, 400 и 230/400 В.

Помимо указанных выше в стандарте МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 установлены следующие предпочтительные значения номинального напряжения постоянного тока для универсальных автоматических выключателей:

для однополюсных – 125, 220 В;
для двухполюсных – 125/250, 220/440 В.

В обоих стандартах также сказано, что производитель должен указать в своей документации значение минимального напряжения, на которое рассчитан данный автоматический выключатель.

Номинальное напряжение изоляции U_i.

Номинальное напряжение изоляции U_i представляет собой установленное изготовителем напряжение, к которому отнесены напряжения испытания изоляции и расстояния утечки. Номинальное напряжение изоляции применяют для определения значений напряжения, используемых при испытании изоляции автоматического выключателя. Его также учитывают при установлении расстояний утечки автоматического выключателя. Когда отсутствуют другие указания, номинальное напряжение изоляции соответствует наибольшему номинальному напряжению автоматического выключателя. При этом значение наибольшего номинального напряжения автоматического выключателя не должно превышать значения его номинального напряжения изоляции.

Номинальный ток I_n.

Номинальный ток I_n – установленный изготовителем электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при определенной контрольной температуре окружающего воздуха.

Под продолжительным режимом в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 понимают такой режим, при котором главные контакты автоматического выключателя остаются замкнутыми, проводя установившийся электрический ток без прерывания в течение продолжительного времени (неделями, месяцами и даже годами).

Контрольной температурой окружающего воздуха называют такую температуру окружающего воздуха, при которой устанавливают время-токовую характеристику автоматического выключателя. Стандартная контрольная температура окружающего воздуха принята равной 30 °С.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие предпочтительные значения номинального тока: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А.

Номинальная частота.

Характеристика «номинальная частота» определяет промышленную частоту, для которой разработан автоматический выключатель и с которой согласованы другие его характеристики. Автоматический выключатель может иметь несколько значений номинальной частоты. Автоматические выключатели, соответствующие требованиям стандарта МЭК 60898-2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011, могут также функционировать при постоянном токе. Стандартные значения номинальной частоты автоматических выключателей равны 50 и 60 Гц.

Характеристика расцепления.

Характеристика расцепления каждого автоматического выключателя, с одной стороны, должна обеспечивать надежную защиту проводников электрических цепей от сверхтока. С другой стороны, она не должна допускать в стандартных условиях эксплуатации расцепления автоматического выключателя при протекании в его главной цепи электрического тока, равного номинальному току. Характеристика расцепления автоматического выключателя должна быть стабильной во время его эксплуатации и находиться в пределах соответствующей стандартной время-токовой зоны¹.

Примечание 1: Эта характеристика автоматического выключателя в п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-1-2020 названа нормальной время-токовой характеристикой, а п. 8.6.1 ГОСТ IEC 60898-2-2011 – стандартной время-токовой характеристикой. Однако время-токовая характеристика любого автоматического выключателя имеет вид кривой. В стандартах установлены граничные значения, в пределах которых должны находиться характеристики расцепления всех автоматических выключателей, т. е. в них заданы время-токовые зоны, которые находятся между граничными время-токовыми кривыми. Поэтому рассматриваемую характеристику логичнее поименовать стандартной время-токовой зоной. В п. 8.6.1 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898-2 она названа именно так – «standard time-current zone».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Основные параметры стандартных время-токовых зон представлены в таблицах 7 стандартов МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2. Время-токовая характеристика любого качественного автоматического выключателя должна находиться в пределах его стандартной время-токовой зоны.

Ток мгновенного расцепления.

Под током мгновенного расцепления понимают минимальный электрический ток, вызывающий автоматическое срабатывание автоматического выключателя без выдержки времени.

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 для каждого типа мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления¹:

тип В – свыше 3 I_n до 5 I_n;
тип С – свыше 5 I_n до 10 I_n;
тип D – свыше 10 I_n до 20 I_n².

Примечание 1: В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика имеет наименование «стандартный диапазон мгновенного расцепления» («standard range of instantaneous tripping»). Однако это название нельзя признать удачным. Мгновенное расцепление не может иметь какой-либо диапазон. Оно либо происходит, либо нет. В требованиях стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ Р 50345 речь идет о диапазонах, в которых находятся минимальные электрические токи, вызывающие мгновенное расцепление автоматических выключателей, т. е. стандарты устанавливают диапазоны, в которых должны находиться токи мгновенного расцепления. Поэтому рассматриваемую характеристику автоматического выключателя в международном стандарте более правильно назвать стандартным диапазоном токов мгновенного расцепления, как она названа в п. 5.3.5 ГОСТ IEC 60898-1-2020.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Примечание 2: В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 указано, что для специальных автоматических выключателей, имеющих тип мгновенного расцепления D, верхняя граница может быть увеличена до 50 I_n.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Для универсальных автоматических выключателей требованиями стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены только два типа мгновенного расцепления – B и C. При этом для постоянного тока даны иные, чем для переменного тока, стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления.

тип В – свыше 4 I_n до 7 I_n;
тип С – свыше 7 I_n до 15 I_n.

Если в главной цепи автоматического выключателя протекает электрический ток, величина которого равна нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n переменного тока, а для универсальных автоматических выключателей также 4 I_n и 7 I_n постоянного тока), то автоматический выключатель должен расцепиться за промежуток времени более 0,1 с, но менее 45 с или 90 с (тип мгновенного расцепления B), 15 с или 30 с (тип мгновенного расцепления C) и 4 с или 8 с (тип мгновенного расцепления D) соответственно при номинальном токе до 32 А включительно и более 32 А, т. е. нижняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления не является током мгновенного расцепления.

При протекании в главной цепи автоматического выключателя электрического тока, равного верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (5 I_n, 10 I_n, 20 I_n переменного тока или 7 I_n, 15 I_n постоянного тока), он должен расцепиться за промежуток времени менее 0,1 с, т. е. верхняя граница стандартного диапазона токов мгновенного расцепления представляет собой максимально допустимое значение тока мгновенного расцепления. Любой сверхток, превышающий верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, тем более
должен вызывать мгновенное расцепление автоматического выключателя.

В том случае, если значение электрического тока, протекающего в главной цепи автоматического выключателя, находится между нижней и верхней границами стандартного диапазона токов мгновенного расцепления, он может расцепиться либо с незначительной выдержкой времени (несколько секунд), либо без выдержки времени (менее 0,1 с). Фактическое время срабатывания конкретного автоматического выключателя определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой. Ток мгновенного расцепления автоматического выключателя также определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой.

Стандарт МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 классифицируют автоматические выключатели согласно их токам мгновенного расцепления по типам B, С и D, т. е. все автоматические выключатели подразделяют на три типа мгновенного расцепления: тип B, тип С и тип D. Конкретному типу мгновенного расцепления соответствует собственный стандартный диапазон токов мгновенного расцепления, а также собственная стандартная время-токовая зона. Для универсальных автоматических выключателей стандартом МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 предусмотрены два типа мгновенного расцепления B и С.

Импульсное выдерживаемае напряжение.

Под импульсным выдерживаемым напряжением понимают наибольшее пиковое значение импульсного напряжения предписанной формы и полярности, которое не вызывает пробоя изоляции при установленных условиях. Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение U_imp автоматического выключателя должно быть равным или превышать стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения, которые установлены в таблицах 3 стандарта МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 в зависимости от номинального напряжения электроустановки (см. табл. 1).

Таблица 1. Стандартные значения номинального импульсного выдерживаемого напряжения
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (U_imp), кВ	Номинальное напряжение электроустановки, В
Номинальное импульсное выдерживаемое напряжение (U_imp), кВ	Трехфазные системы	Однофазная система с заземленной средней точкой
2,5	—	120/240
4	230/400, 250/440	120/240, 240

Предельная отключающая способность при коротком замыкании I_cu.

Под предельной отключающей способностью при коротком замыкании I_cu¹ понимают отключающую способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний не предусматривают способности автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «предельная наибольшая отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «предельная отключающая способность при коротком замыкании» («ultimate short-circuit breaking capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «предельная наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «предельная отключающая способность при коротком замыкании». В требованиях стандарта МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании I_cn.

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании I_cn¹ представляет собой значение предельной отключающей способности при коротком замыкании, установленное изготовителем для автоматического выключателя.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «номинальная наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «номинальная способность при коротком замыкании» («rated short-circuit capacity»). При этом под способностью при коротком замыкании (short-circuit capacity) в международных стандартах понимают (включающую и отключающую) способность при коротком замыкании (short-circuit (making and breaking) capacity), т. е. коммутационную способность автоматического выключателя при коротком замыкании. Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в международных и национальных нормативных документах целесообразно использовать термин «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Характеристика «номинальная коммутационная способность при коротком замыкании» определяет максимальный ток короткого замыкания, который автоматический выключатель должен гарантированно включить, проводить определенное время и отключить при заданных стандартом условиях, например, при установленном в стандарте диапазоне коэффициентов мощности (см. таблицу 17 ГОСТ IEC 60898-1-2020). Автоматический выключатель тем более должен отключить любой ток короткого замыкания, значение которого не превышает его номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

Для понимания характера поведения автоматического выключателя после отключения им максимального тока короткого замыкания обратимся к требованиям, изложенным в п. 9.12.11.4.3 стандартов¹. Каждый автоматический выключатель должен обеспечить одно отключение испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания, равным номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, а также одно включение с последующим автоматическим отключением электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток.

Примечание 1: В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 этот пункт назван «Испытание при номинальной способности при коротком замыкании (I_cn)», в ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 − «Испытание при номинальной наибольшей отключающей способности (I_cn)». Этот пункт в международных и национальных стандартах целесообразно назвать иначе: «Испытание при номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (I_cn)».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

После проведения этого испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства, а также должен выдержать установленные стандартом испытания на электрическую прочность и проверку характеристики расцепления.

Рассматриваемую характеристику автоматического выключателя используют для согласования ее численного значения с токами короткого замыкания в электроустановке здания. Значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании должно превышать или быть равным максимальному току короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя.

Для автоматических выключателей бытового назначения в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 установлены следующие значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании:

в диапазоне сверхтока до 10 000 А включительно – стандартные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равные 1500, 3000, 4500, 6000, 10 000 А;
в диапазоне сверхтока свыше 10 000 А до 25 000 А включительно – предпочтительное значение номинальной коммутационной способности при коротком замыкании, равное 20 000 А.

Указанные значения номинальной коммутационной способности при коротком замыкании имеют и универсальные автоматические выключатели.

Включающая и отключающая способность при коротком замыкании.

Включающую и отключающую способность при коротком замыкании² автоматического выключателя оценивают в стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 по действующему значению переменной составляющей ожидаемого тока³, который он предназначен включать, проводить в течение его времени размыкания и отключать при определенных условиях.

Примечание 2: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «наибольшая включающая и отключающая способность». В стандарте МЭК 60898‑1 эта характеристика названа иначе – «(включающая и отключающая) способность при коротком замыкании» («short-circuit (making and breaking) capacity»). В национальных стандартах, распространяющихся на автоматические выключатели, вместо термина «наибольшая включающая и отключающая способность» следует использовать термин «включающая и отключающая способность при коротком замыкании». В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 не используют рассматриваемый термин.
Примечание 2 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Примечание 3: Ожидаемый ток – электрический ток, который будет протекать в электрической цепи, если каждый полюс коммутационного устройства заменить проводником с пренебрежимо малым полным сопротивлением.
Примечание 3 от Харечко Ю.В. из книги [3]

Время отключения и время дуги.

Для отключения сверхтока автоматическому выключателю требуется определенное время – время отключения, которое представляет собой интервал времени между началом времени размыкания и концом времени дуги. Началом времени размыкания считают момент, когда электрический ток в главной цепи автоматического выключателя достигнет уровня срабатывания его расцепителя сверхтока. Концом времени дуги является момент гашения электрических дуг во всех полюсах автоматического выключателя. Поэтому время отключения однополюсного автоматического выключателя приблизительно равно сумме времени размыкания и времени дуги в полюсе, а многополюсного автоматического выключателя – сумме времени размыкания и времени дуги в многополюсном автоматическом выключателе.

Рабочая отключающая способность при коротком замыкании I_cs.

Номинальной коммутационной способности при коротком замыкании автоматического выключателя соответствует определенная рабочая отключающая способность при коротком замыкании I_cs¹ – отключающая способность, для которой предписанные условия соответственно установленной последовательности испытаний предусматривают способность автоматического выключателя проводить в течение условного времени электрический ток, равный 0,85 его тока нерасцепления.

Примечание 1: В ГОСТ IEC 60898-1-2020 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 рассматриваемая характеристика автоматического выключателя имеет наименование «рабочая наибольшая отключающая способность». В стандартах МЭК 60898‑1 и МЭК 60898‑2 эта характеристика названа иначе – «рабочая отключающая способность при коротком замыкании» («service short-circuit breaking capacity»). Для устранения расхождений в наименованиях одной и той же характеристики автоматического выключателя в национальных нормативных документах вместо термина «рабочая наибольшая отключающая способность» следует использовать термин «рабочая отключающая способность при коротком замыкании».
Примечание 1 от Харечко Ю.В. из книги [3]

В стандарте МЭК 60898‑1 и ГОСТ IEC 60898-1-2020 между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании автоматического выключателя и его рабочей отключающей способностью при коротком замыкании установлены соотношения, представленные в табл. 2. Указанная информация приведена в таблицах 18 стандартов, в которых соотношение между рабочей отключающей способностью и номинальной коммутационной способностью задано посредством коэффициента, равного К = I_cs/I_cn.

Таблица 2. Соотношения между номинальной коммутационной способностью при коротком замыкании и рабочей отключающей способностью при коротком замыкании

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании I_cn	Рабочая отключающая способность при коротком замыкании I_cs
I_cn ≤ 6000 А	I_cs = I_cn
6000 А < I_cn ≤ 10 000 А	I_cs = 0,75 I_cn, но не менее 6000 А
I_cn > 10 000 А	_Ics = 0,5 I_cn, но не менее 7500 А

Рабочая отключающая способность при коротком замыкании значительно меньше номинальной коммутационной способности при коротком замыкании (при I_cn > 6000 А). Поэтому каждый автоматический выключатель способен отключить электрический ток, равный рабочей отключающей способности при коротком замыкании, бóльшее число раз, чем электрический ток, равный номинальной коммутационной способности при коротком замыкании.

Однополюсный и двухполюсный автоматические выключатели должны обеспечить два отключения испытательной электрической цепи с ожидаемым током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, и одно включение указанной электрической цепи с последующим ее автоматическим отключением. Трехполюсный и четырехполюсный автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи, в которой протекает указанный испытательный ток, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.

Однополюсный и двухполюсный универсальные автоматические выключатели должны обеспечить одно отключение электрической цепи с ожидаемым постоянным током короткого замыкания в ней, равным рабочей отключающей способности при коротком замыкании, а также два ее включения с последующим автоматическим отключением.

После проведения указанного испытания качественный автоматический выключатель не должен иметь повреждений, ухудшающих его эксплуатационные свойства. Автоматический выключатель также должен выдержать предписанные стандартами испытания на электрическую прочность и проверку его характеристики расцепления.

В требованиях подраздела 533.3 «Выбор устройств для защиты электропроводок от коротких замыканий» стандарта МЭК 60364‑5‑53 сказано, что, когда стандарт на защитное устройство определяет и рабочую отключающую способность при коротком замыкании, и номинальную предельную отключающую способность при коротком замыкании, допустимо выбирать защитное устройство на основе предельной отключающей способности при коротком замыкании для максимальных характеристик короткого замыкания.

Однако условия эксплуатации могут сделать желательным выбор защитного устройства по рабочей отключающей способности при коротком замыкании, например, когда защитное устройство устанавливают на вводе низковольтной электроустановки. Аналогичное требование, сформулированное с терминологическими ошибками, имеется в ГОСТ Р 50571.5.53-2013, который разработан на основе стандарта МЭК 60364‑5‑53:2002. Поэтому при согласовании характеристик автоматических выключателей с характеристиками электрических цепей в электроустановке здания значения их рабочих отключающих способностей при коротком замыкании целесообразно выбирать так, чтобы они превышали или были равными максимальным токам короткого замыкания в местах их установки.

Характеристика I²t.

Характеристика I2t представляет собой кривую, отражающую максимальные значения I²t автоматического выключателя как функцию ожидаемого тока в указанных условиях эксплуатации. Эта характеристика позволяет оценить способность автоматического выключателя ограничивать ожидаемый сверхток в защищаемых им электрических цепях. Некоторые виды электрооборудования, например устройства дифференциального тока без встроенной защиты от сверхтока, имеют ограничения по значению характеристики I²t. Поэтому при проектировании электроустановок зданий с помощью рассматриваемой характеристики проводят проверку возможности использования автоматических выключателей для обеспечения защиты подобного электрооборудования от токов короткого замыкания.

Значения характеристики I²t для конкретных электрических токов – так называемый «интеграл Джоуля» – интеграл квадрата силы тока по данному интервалу времени (t₀, t₁) – определяют по следующей формуле:

В стандарте EN 60898‑1 рассматриваемая характеристика положена в основу классификации автоматических выключателей, устанавливающей способность автоматических выключателей ограничивать ожидаемые сверхтоки в защищаемых ими электрических цепях. Автоматические выключатели подразделяют на три класса ограничения энергии.

Класс ограничения электроэнергии.

Характеристика «класс ограничения электроэнергии» и значения характеристики I²t, по которым автоматические выключатели могут быть отнесены к определенному классу, не предусмотрены ни в стандарте МЭК 60898‑1, ни в ГОСТ IEC 60898-1-2020. Однако в обоих стандартах отмечается, что в дополнение к характеристике I²t, обеспеченной производителем, автоматические выключатели могут быть классифицированы согласно их характеристике I²t. По требованию производитель должен сделать доступным характеристику I²t. Он может указать классификацию I²t и соответственно маркировать автоматические выключатели.

В табл. 3 представлены максимальные значения характеристики I²t автоматических выключателей по классам ограничения электроэнергии, значения которых заимствованы из изменения А11, внесенного в стандарт EN 60898 в 1994 г.

Таблица 3. Предельные значения характеристики I²t для автоматических выключателей, А²с
Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании, А	Класс ограничения электроэнергии
	1	2		3
	Тип мгновенного расцепления автоматического выключателя
	B и C	В	С	В	С
Номинальный ток до 16 А включительно
3000	Предельные значения не установлены	31000	37000	15000	18000
4500		60000	75000	25000	30000
6000		100000	120000	35000	42000
10000		240000	290000	70000	84000
Номинальный ток свыше 16 А до 32 А включительно^*
3000	Предельные значения не установлены	40000	50000	18000	22000
4500		80000	100000	32000	39000
6000		130000	160000	45000	55000
10000		310000	370000	90000	110000
^* Для автоматических выключателей с номинальным током 40 А могут быть применены максимальные значения, равные 120 % от указанных в таблице. Такие автоматические выключатели могут быть маркированы символом соответствующего класса ограничения электроэнергии.

Автоматические выключатели, имеющие класс ограничения электроэнергии 2 и 3, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели, характеризующиеся малым временем отключения, в течение которого ток короткого замыкания не успевает достичь своего пикового значения. Применение токоограничивающих автоматических выключателей в электроустановках зданий позволяет уменьшить негативное воздействие токов короткого замыкания на низковольтное электрооборудование и, прежде всего, на проводники электрических цепей.

Современные автоматические выключатели бытового назначения, имеющие номинальный ток до 40 А и типы мгновенного расцепления B и C, как правило, представляют собой токоограничивающие автоматические выключатели и соответствуют третьему классу ограничения электроэнергии.

В стандарте МЭК 60898‑2 и ГОСТ IEC 60898-2-2011 дополнительно установлена следующая классификация универсальных автоматических выключателей по постоянной времени:

автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 4 мс;
автоматические выключатели, пригодные для электрических цепей постоянного тока с постоянной времени T ≤ 15 мс.

В ГОСТ IEC 60898-2-2011 приведено следующее пояснение: «Очевидно, что токи короткого замыкания не превышают значения 1500 А в тех установках, где в силу присоединенных нагрузок постоянная времени при нормальной эксплуатации может быть не более 15 мс. В электроустановках со значениями токов короткого замыкания свыше 1500 А постоянная времени T = 4 мс считается достаточной».

Список использованной литературы

ГОСТ IEC 60898-1-2020
ГОСТ IEC 60898-2-2011
Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 5// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2017. – № 2. – 160 c

предназначение устройства, принцип работы, подбор номинала по таблице

При проведении электромонтажных работ основным критерием всегда должна выступать безопасность. Ведь от этого зависит очень многое, вплоть до жизни и здоровья человека. И совершенно не имеет значения причина подобного мероприятия. В любом случае необходимо правильно подобрать защитные устройства. Именно в связи с этим придётся провести расчёт автомата по мощности, учитывая некоторые важные нюансы.

Автоматические выключатели

Каждому, кто сталкивался с электропроводкой, приходилось слышать об автоматических выключателях или автоматах. В первую очередь грамотный электрик всегда посоветует отнестись к выбору столь важной части электросети с особой щепетильностью. Так как впоследствии именно этот нехитрый прибор может избавить от многих неприятностей.

Совершенно неважно, какого рода проводятся электромонтажные работы — ложится ли новая проводка в только что построенном доме, заменяется старая, модернизируется щиток или прокладывается отдельная ветка для слишком энергоёмких приборов — в любом случае особое внимание необходимо уделить подбору автомата по мощности и прочим параметрам.

Предназначение устройства

Любой современный автомат имеет две степени защиты. Это означает, что помочь он сможет в двух, наиболее распространённых ситуациях.

Первая, подразумевает перегрев проводки в результате прохождения по ней токов, больше номинальных. К чему это может привести, догадаться несложно: перегорание кабеля, а в итоге короткое замыкание или вообще возгорание.
Вторая ситуация, предотвратить которую способен автоматический выключатель, это короткое замыкание, вследствие которого сила тока в цепи может увеличиваться на огромные значения, а это чревато в лучшем случае выходом из строя всего электрооборудования. В худшем — возгоранием электротехники, а от неё и всего помещения. Говорить же о целостности проводки и вовсе не приходится.

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров. А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

Что же касается защиты человека от поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, то здесь предпочтительнее использовать УЗО.

Принцип работы

Основной задачей защитного выключателя является отсечение подачи электрического тока от подающего кабеля в сеть потребителя. Происходит это благодаря расцепителям, находящимся в теле автомата. Причём существуют два вида таких частей:

Электромагнитные, представляющие собой катушку, пружину и сердечник, который при превышении номинальных токов втягивается и через пружину разъединяет контакты. Происходит это практически мгновенно — от 0,01 до 0,001 секунды, что способно обеспечить надёжную защиту.
Биметаллические тепловые — срабатывают при прохождении токов, превышающих предельные значения. При этом биметаллическая пластина, являющаяся основой такого расцепителя, изгибается и происходит разрыв контактов.

Для более надёжного отключения в большинстве современных моделей автоматов стараются применять оба вида расцепителей.

Виды АВ и их особенности

Учитывая разнообразие электросетей и определённых ситуаций, автоматы могут быть разных видов. Принцип их работы ничем существенным не отличается — срабатывают всё те же расцепители, но в зависимости от ситуации и ряда других нюансов используют разные их вариации.

Так, для стандартной однофазной сети напряжением 220 вольт выпускаются однополюсные и двухполюсные АВ. Первые способны разрывать лишь один провод — фазу. Вторые могут работать и с фазой, и с нулём. Безусловно, предпочтительнее использовать второй вариант. Особенно, если дело касается помещений с повышенной влажностью. Конечно, и однополюсный автомат вполне справится со своей задачей, но могут возникнуть ситуации, когда перегоревшие провода замкнут между собой. В таком случае, естественно, фаза будет отсечена, но вот нулевой провод окажется под напряжением, что может быть крайне опасно.

Для трёхфазных сетей напряжением 380 вольт используются трёх- или четерёхполюсные автоматы. Устанавливать их необходимо и на входе, и непосредственно перед потребителем. Как понятно, такие автоматы отсекают все три фазы, подключённые к ним. В редких случаях возможно использование одно- или двухполюсных защитных устройства для отсекания, соответственно, одной или двух фаз.

Выбор защитного устройства

Конечно, любой автомат превосходно справится с возложенными на него задачами — это не вызывает сомнения, если он исправен. Но дело в том, что подбирать АВ необходимо с учётом нескольких параметров.

Если выбранный автомат слишком «слабый», то будут происходить постоянные ложные срабатывания. И наоборот, слишком «сильная» модель, будет иметь довольно сомнительную полезность.

Мощность нагрузки

Одной из возможностей подобрать защитное устройство является выбор автомата по мощности нагрузки. Для этого необходимо узнать значение тока нагрузки. И уже из этих данных выбирать соответствующий номинал. Проще всего (да и точнее) это сделать с помощью закона Ома по формуле:

I=P/U,

где P — мощность потребителя (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина и т. п. ), а U — напряжение сети.

Для примера потребитель будет взят 1,5 кВт, а напряжение сети обычное 220 В. Имея эти данные, подставив их в формулу, получится:

I = 1500/220 = 6,8 А.

В случае с трёхфазной сетью 380 вольт, напряжение будет 380 В.

Опираясь на закон Ома, можно без труда посчитать мощность нагрузки, из которой подбирать требуемый номинал автомата. Однако не стоит забывать, что, выбирая таким образом АВ, необходимо сложить нагрузку всех потребителей.

Существует и ещё одна формула для выбора автоматического выключателя по току, но она немного сложнее, но и конечный результат будет куда более точен. На практике это не принципиально, но в ознакомительных целях всё же стоит её привести:

I=P/U*cos φ.

Значения I, P, U будут теми же, что и в законе Ома, а вот cos φ — это коэффициент мощности, который учитывает в нагрузке реактивную составляющую. Это значение помогает определить таблица 6.12 нормативного документа СП 31−110−2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для примера данные будут использованы те же, т. е. потребитель 1,5 кВт, а напряжение всё те же 220 В. Согласно таблице, cos φ будет равен 0,65, как для вычислительных машин. Следовательно:

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

Выбирать автомат лишь по мощности нагрузки будет непростительной ошибкой, которая может дорого стоить. Ведь если не учесть при этом сечение кабеля, то теряется всякий смысл в подборе автомата. Однако полученные значения нагрузки и номинал АВ смогут помочь в подборе необходимого кабеля.

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

Чтобы выбрать автоматический выключатель по мощности хотя и понадобились некоторые расчёты, но они были крайне просты. Этого совсем нельзя сказать о расчётах при выборе автомата по токам короткого замыкания.

Но при подборе номинала АВ для дома, коттеджа, квартиры или офиса, подобные расчёты будут излишни, так как основной показатель, особенно влияющий на данные, это длинна проводника. Но в подобных ситуациях она крайне мала, чтобы существенно повлиять на результат. Поэтому такие расчёты проводят лишь при проектировании подстанций и других подобных сооружений, где длина кабелей значительная.

Поэтому при выборе автоматического выключателя обычно приобретают модели с обозначением «С», где учитываются значения пусковых токов.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Номиналы автоматических выключателей.

Чтобы обезопасить электрическую сеть в случае перегрузки или короткого замыкания, используют устройства автоматического отключения. Но выбирать такие автоматические выключатели нужно с учетом их характеристик, иначе работа устройств будет неэффективной. И одним из ключевых параметров является номинал автоматического выключателя. Он представляет собой максимальное значение силы тока, которое способно выдерживать устройство, не допуская автоматического размыкания электрической цепи. Если сила тока превысит это значение, то автомат в любом случае сработает.

Разбираться в номиналах необходимо, чтобы правильно рассчитать нагрузку потребителей. К счастью, узнать этот параметр не составит труда — он маркируется на лицевой стороне корпуса устройства. Это цифровое значение в амперах, хотя единица измерения может не указываться. Для начала стоит разобраться в том, какие номиналы существуют. Их диапазон во многом зависит от типа выпускаемых устройств.

Компактные автоматические выключатели.

Такие аппараты характеризуются малыми габаритами корпуса. Их удобно располагать группами на DIN-рейке, как правило, они занимают не более одного стандартного модуля. Но из-за малых размеров возможности аппаратов также не велики. Обычно их устанавливают в сетях с небольшой нагрузкой. Какими-либо возможностями дополнительной настройки они не обладают. Соответственно, номинал таких автоматов исчисляется лишь единицами и десятками ампер. В качестве примера можно привести серию однополюсных автоматических выключателей NBH8-40 с диапазоном номинальных токов от 1 до 40 ампер.

Подобные устройства отключения можно использовать в осветительных сетях или для группы маломощных электроприборов. Миниатюрные модели с небольшими номиналами скорее имеют бытовое назначение. Для промышленных сетей они попросту не подходят, поскольку на предприятиях сила тока в основном существенно выше их номинала.

Автоматические выключатели в литом корпусе.

Более серьезными по характеристикам являются автоматические выключатели в литом корпусе. Они имеют закрытую конструкцию, которая обеспечивает максимальную герметичность и надежность в работе. Номинал устройств данного типа может достигать сотен ампер и более. Характерным примером служит серия NM8 — номинал от 16A до 1250A.

Номиналы автоматических выключателей в литом корпусе допускают их использование в промышленной сфере. Они подходят для защиты заводских станков и другого промышленного оборудования. Могут использоваться в электросетях коммерческих зданий — деловые и торговые центры, административные сооружения, учебные заведения и др. Благодаря закрытому корпусу из тугоплавких материалов аппараты прекрасно работают в экстремальных условиях окружающей среды.

Воздушные автоматические выключатели.

Если нужно устройство мощнее, то стоит отдать предпочтение воздушным автоматическим выключателям. Их номинал на порядок выше других автоматов и может исчисляться тысячами ампер. В частности, воздушные выключатели NA1 работают с номинальным током в диапазоне от 400A до 6300A. Главная особенность данной категории состоит в том, что величину номинальных характеристик можно изменять. Для этого на контакты устанавливают специальные калиброванные вставки.

Данные устройства имеют промышленное назначение. Могут защищать электродвигатели и целые группы мощных потребителей. В связи с этим имеют трехполюсное исполнение, т.е. предназначены для трехфазных электросетей. Как правило, характеризуются сходными габаритами и отличаются только по ширине. В качестве места установки зачастую используется распределительный шкаф, который обеспечивает дополнительную защиту от пыли и воздействия среды.

Дифференциальные автоматы и УЗО.

Иногда в качестве защиты используются дифференциальные автоматы или связка автоматического выключателя с УЗО. Во втором случае устройство защитного отключения в электрической цепи всегда ставится перед автоматом. Иначе при коротком замыкании УЗО выйдет из строя из-за высоких импульсных токов.

По номиналу такие устройства аналогичны компактным моделям и автоматам в литом корпусе. То есть номинальная сила тока может составлять десятки и доходить до сотни ампер. Это хорошо видно на примере дифференциальных автоматов NXBLE-63Y (от 6 до 63A) и серии УЗО NL1-100 (от 63 до 100A). Отличие от других категорий скорее в том, что они дают дополнительную защиту от поражения человека электрическим током.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя по току?

Во-первых, нужно учитывать одну важную особенность. Заявленные номиналы автоматических выключателей всегда рассчитываются под определенную температуру окружающей среды. Обычно это от 32 до 40 градусов тепла. Если рабочие условия будут отличаться, то и допустимые параметры номинального тока изменятся. В связи с этим всегда нужно делать поправку в расчетах с учетом температуры окружающей среды.

Во-вторых, нужно рассчитывать с определенным запасом. Чтобы не было ложных срабатываний, если одновременно будут включены все потребители. И, наоборот, при большом числе потребителей шанс одновременного включения всех потребителей практически равен нулю. Тогда используется понижающий коэффициент. Это актуально для зданий больших компаний и крупных производств.

Что касается непосредственно способов расчета номинала, то для этого существуют специальные формулы. Но можно упростить задачу и наглядно представить обобщенные данные в таблице.

Сила тока (А)	Мощность сети с 1 фазой (кВт)	Мощность 3- фазной сети (кВт)	Cечения медных проводов (мм²)	Сечения алюминиевых проводов (мм²)
1	0,2	0,5	1	2,5
2	0,4	1,1	1	2,5
3	0,7	1,6	1	2,5
4	0,9	2,1	1	2,5
5	1,1	2,6	1	2,5
6	1,3	3,2	1	2,5
8	1,7	5,1	1,5	2,5
10	2,2	5,3	1,5	2,5
16	3,5	8,4	1,5	2,5
20	4,4	10,5	2,5	4
25	5,5	13,2	4	6
32	7	16,8	6	10
40	8,8	21,1	10	16
50	11	26,3	10	16
63	13,9	33,2	16	25
80	17,6	52,5	25	35
100	22	65,7	35	50

Подбор автоматического выключателя | EC&M

Спасибо за посещение одной из наших самых популярных классических статей. Если вы хотите получить обновленную информацию по этой теме, ознакомьтесь с недавно опубликованной статьей

Overcurrent Protective Device Sizing .

Один из наиболее часто задаваемых вопросов: «Как выбрать автоматический выключатель?» Часто неправильно понимаемый факт об автоматических выключателях (CB) связан с процентом нагрузки, разрешенной NEC и конструкцией выключателя, и почему они могут отличаться.Давайте исследуем оба аспекта.

CB Дизайн

Автоматический выключатель спроектирован и рассчитан на то, чтобы выдерживать 100% номинального тока в течение неопределенного периода времени в стандартных условиях испытаний. Эти условия, согласно UL 489, стандарту безопасности лабораторий Underwriters для автоматических выключателей в литом корпусе и корпусов автоматических выключателей, включают установку выключателя на открытом воздухе (т. Е. Без корпуса), где температура окружающей среды поддерживается на уровне 40 [градусов] C ( приблизительно 104 [градусов] F). В этих условиях выключатели в литом корпусе не должны срабатывать при номинальном токе.

Однако выключатель чаще всего применяется в оборудовании на 80% номинального тока согласно NEC Sec. 384-16 (с). Если вы понимаете, почему существует это требование, вы сможете правильно применять CB.

Характеристики отключения CB

Характеристические кривые отключения выключателя документируют, сколько времени требуется для отключения определенных выключателей в зависимости от уровня тока. На рис. 1 представлена типичная кривая для термомагнитного выключателя. Изогнутая часть вверху показывает время, необходимое выключателю для отключения при перегрузке.Состояние перегрузки вызовет накопление тепла вокруг пути тока, внутри выключателя, а также вдоль силовых проводов. Это тепло, которое генерируется током, на самом деле вызывает отключение выключателя в этой области, а не просто величина тока. Считается, что эта часть кривой имеет обратнозависимую временную характеристику, что означает, что выключатель сработает за меньшее время при более высоких уровнях протекания тока.

Поскольку путь прохождения тока (включая как выключатель, так и проводник) реагирует на тепло, общая рабочая температура оборудования становится фактором при выборе выключателя в корпусе.

Другие факторы, которые могут повлиять на рабочую температуру оборудования, включают:

Размер и расположение корпуса;
В одном корпусе размещено более одного токонесущего устройства;
Уровень тока, который несет каждое устройство; и
Условия окружающей среды в зоне установки оборудования.

Следовательно, простая разработка автоматического выключателя на 100% номинального тока решает лишь часть проблемы.Оборудование должно быть в состоянии безопасно выдерживать тепло, выделяемое всеми источниками, без превышения температурных пределов, установленных в стандарте испытаний продукции. Оба эти фактора учитываются правилами калибровки, установленными NEC.

1996 NEC

NEC 1996 года признает, что на устройства защиты от сверхтоков будет влиять тепло в системе. Таким образом, он определяет концепцию непрерывных нагрузок и правило 80%, чтобы попытаться компенсировать влияние тепла в системе при определении размеров выключателя.

Постоянные нагрузки. Чтобы лучше понять размерные аспекты CB, вы должны сначала четко понять концепцию непрерывных нагрузок. В ст. 100, NEC определяет непрерывную нагрузку как «нагрузку, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более». Вам очень важно понимать, что это нагрузка при максимальном токе без перебоев в течение как минимум трех часов. Офисное освещение обычно соответствует этому критерию.

Правила определения размеров NEC. П. 210-22 (c), 220-3 (a), 220-10 (b) и 384-16 (c) все относятся к правилам определения размеров для устройств защиты от сверхтоков (OCPD).Первые три указывают одно и то же требование:

Размер OCPD = 100% периодической нагрузки + 125% продолжительной нагрузки.

п. 384-16 (c) имеет то же требование, за исключением того, что оно указано в терминах загрузки OCPD. Это правило гласит, что OCPD может быть загружен только до 80% от своего номинала для непрерывных нагрузок. Помните, что 80% — это величина, обратная 125% (0,80 = 1 [деленное на] 1,25), и поэтому правила действительно идентичны по конечному требованию.

Внимательно прочтите правило; 125% -ный размер OCPD (или 80% -ная нагрузка) применим только тогда, когда задействованы постоянные нагрузки.Автоматические выключатели и другие OCPD могут быть рассчитаны на 100% от их номинала для приложений с непостоянной нагрузкой.

100% -норейтинговых устройств. NEC распознает полные сборки (включая OCPD), которые указаны для работы на 100% от их номинала для продолжительных нагрузок. Это означает, что оборудование прошло дополнительные испытания, чтобы убедиться, что оно может выдерживать дополнительный нагрев, связанный с этим уровнем эксплуатации.

Автоматический выключатель со 100% номинальными характеристиками и оборудование конечного использования были испытаны для подтверждения того, что дополнительное тепло, выделяемое в условиях 100% непрерывной нагрузки, безопасно рассеивается.Другие спецификации оборудования также обусловлены необходимостью рассеивания тепла, связанного с уровнем нагрева, достигнутым во время 100% номинальных испытаний. В случаях, когда температура на клеммах проводки выключателя превышает 50 [градусов] C во время 100% номинального испытания, UL 489 требует использования изолированного провода 90 [градусов] C (рассчитанного на допустимую нагрузку 75 [градусов] C) с этими выключателями. и CB должен быть отмечен производителем как таковой. UL 489 также определяет минимальный размер корпуса и требования к вентиляции, если это необходимо для отвода тепла.CB, успешно прошедший эти дополнительные испытания, все еще не включен в список для применения со 100% -ным рейтингом для непрерывной нагрузки, если он не отмечен как таковой производителем.

Таким образом, ЦБ имеет либо стандартный рейтинг (80%), либо рейтинг 100%. Стандартный рейтинг зависит от правил NEC, которые мы только что обсудили. Автоматические выключатели со 100% -ным номиналом разрешается непрерывно нагружать с полным номиналом до тех пор, пока сборка указана в списке и проводники подключены должным образом.

CB Примеры размеров

Ниже приведены примеры правил выбора размеров.

Пример 1: 50 А непрерывная нагрузка и 125 А прерывистая нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 125A) + (1,25 x 50A) = 187,5A
Следовательно, требуется OCPD на 200 А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допустимым является номинал 175А (125А + 50А).

Пример 2: Прерывистая нагрузка 300 А.

Допускается устройство на 300 А; устройство со 100% номиналом не требуется, поскольку нагрузка непостоянна.

Пример 3: 200A непрерывная нагрузка.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 0A) + (1,25 x 200A) = 250A
Следовательно, нужен прибор на 250А. Если выбран автоматический выключатель со 100% -ным номиналом, допускается номинальный ток 200А.

Пример 4: 16A непрерывно и 30A прерывисто.

OCPD = 100% прерывистая нагрузка + 125% продолжительная нагрузка = (1,00 x 30A) + (1,25 x 16A) = 50A
Следовательно, можно выбрать устройство на 50 А.Хотя устройства со 100% -ным номиналом обычно недоступны для таких небольших размеров, допустимый номинал все равно будет 50 А (16 А + 30 А = 46 А; округлено до 50 А).

Джим Поли является менеджером по отраслевым стандартам, а Сэнди Янг — специалистом по продукции для автоматических выключателей в Square D Co., Лексингтон, штат Кентукки, и Cedar Rapids, штат Айова, соответственно.

Как найти автоматический выключатель подходящего размера? CB Calculator

Как рассчитать размер автоматического выключателя? Калькулятор размера выключателя с решенными примерами

В соответствии с NEC (Национальный электротехнический кодекс), IEC (Международная электротехническая комиссия) и IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) правильный размер автоматического выключателя является обязательным для всех. электрические цепи i.е. электропроводка в жилых домах, а также промышленная или коммерческая установка для предотвращения поражения электрическим током, опасного пожара и защиты подключенного электрического оборудования и приборов.

Для максимальной безопасности и надежной работы электрических машин рекомендуется использовать автоматический выключатель правильного и подходящего размера в соответствии с током, протекающим через него. Если мы не используем автоматический выключатель правильного размера.

В случае использования автоматического выключателя другого (большего или меньшего) размера вместо автоматического выключателя правильного размера, цепь, кабели и провода, даже подключенное устройство, могут нагреться, а в случае короткого замыкания оно может начать дымиться и гореть.Вот почему для бесперебойной работы необходим автоматический выключатель правильного размера.

В этом посте мы покажем, как выбрать автоматический выключатель правильного размера для монтажа и проектирования электропроводки с учетом соответствующего уровня напряжения, потребляемой мощности и разницы в% к нагрузке цепи и допустимой нагрузке по току выключателя.

Что такое автоматический выключатель?

A Автоматический выключатель (CB) — это устройство управления и защиты, которое:

Управляет (замыкает или размыкает) цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных и аварийных условиях.
Автоматическое размыкание цепи при возникновении неисправности (например, перегрузка по току, короткое замыкание и т. Д.).

Автоматический выключатель используется для механизма переключения и защиты системы.

Автоматический выключатель — это переключающее, а также защитное устройство, используемое для включения / выключения цепи, а также для предотвращения поражения электрическим током. Для точной работы и защиты используются даже сложные конструкции с автоматическими выключателями, такими как предохранители, реле, переключатели, заземление и т. Д.

Как работает автоматический выключатель?

В нормальных условиях, когда номинальный ток цепи ниже номинального тока автоматического выключателя, работа цепи нормальная, и ее можно изменить вручную. В случае неисправности или короткого замыкания, когда значение тока превышает ток автоматического выключателя, он автоматически сработает, т. Е. Отключит цепь от основного источника питания.

Например, автоматический выключатель на 30 А сработает при 30 А, независимо от того, постоянная это или прерывистая нагрузка.Вот почему мы должны выбрать номинал тока для автоматического выключателя на 20-25% больше, чем ток, протекающий в кабелях и проводах к подключенному устройству.

Если мы используем автоматический выключатель на 100 А для цепи 30 А, он не защитит схему от токов короткого замыкания и может сжечь и повредить устройство, поскольку ток более 30 ампер не отключит автоматический выключатель. Короче говоря, мы должны использовать автоматический выключатель правильного размера в соответствии с устройством, т.е. ток выключателя не должен быть ни ниже, ни выше, а должен составлять 125% от тока цепи.

Связанные сообщения:

Калькулятор размера автоматического выключателя

Следующий калькулятор размеров автоматического выключателя покажет разницу в% к нагрузке, уровень напряжения в разных странах и точный размер выключателя в амперах.

Связанные калькуляторы:

Расчет размера автоматического выключателя для однофазного источника питания

Определение подходящего размера автоматического выключателя для однофазного питания зависит от множества факторов, таких как тип нагрузки, материал кабеля, температура окружающей среды и т. Д.

Общее практическое правило состоит в том, что размер автоматического выключателя должен составлять 125% допустимой токовой нагрузки кабеля и провода или цепи, которая должна быть защищена автоматическим выключателем. Давайте посмотрим на следующие решенные примеры:

Пример 1:

Предположим, что провод 12 калибра используется для цепи освещения на 20 ампер с однофазным питанием 120 В. Какой автоматический выключатель лучше всего подходит для этой цепи на 20 А?

Решение:

Ток цепи: 12A

Размер автоматического выключателя:?

Размер выключателя должен составлять 125% тока цепи.

= 125% x 20A

= 1,25 x 20A

Размер автоматического выключателя = 25A

Пример 2:

Какой размер автоматического выключателя подходит для 2000 Вт, однофазного источника питания 120 В?

Решение:

Нагрузка: 2000 Вт
Напряжение: 120 В (однофазное)

Ток цепи:

Согласно закону Ома

I = P / V
I = 2000 Вт / 120 В
I = 16.66 A.

Размер автоматического выключателя:

Просто умножьте 1,2 или 1,25 на ток нагрузки.

1,2 x 16,66 A

Размер автоматического выключателя = 20 A

Пример 3:

Какой размер автоматического выключателя подходит для однофазной цепи с нагрузкой 230 В, 1840 кВт?

Решение:

Ток = мощность / напряжение
I = 1840 Вт / 230 В
I = 8A

Минимальный номинальный ток автоматического выключателя должен быть 8A.

Рекомендуемый размер автоматического выключателя должен быть

= 8A x 1,25

= 10

Расчет размера автоматического выключателя для трехфазного источника питания

Чтобы найти размер автоматического выключателя для трехфазного напряжения питания, мы должны знать точный вид нагрузки, так как на ток нагрузки влияет множество факторов. Другими словами, одно и то же правило не будет применяться к различным типам нагрузок, то есть к легкой, двигательной, индуктивной или емкостной нагрузке, поскольку двигатель изначально потребляет очень большой ток во время процесса запуска, а также влияет на коэффициент мощности.Для использования в жилых помещениях мы можем использовать ту же формулу, что и выше для однофазной сети, взяв √3 (1,732) из-за формулы трехфазной мощности.

Полезно знать: для той же нагрузки размер выключателя в трех фазах меньше номинала выключателя, используемого в однофазных цепях переменного тока.

Давайте подберем автоматический выключатель правильного размера для трехфазных цепей следующим образом.

Пример 1: Автоматический выключатель какого размера необходим для трехфазной нагрузки мощностью 480 В 6,5 кВт?

Решение:

Трехфазное питание: P = V x I x √3

Ток: P / V x √3

I = 6.5 кВт / (480 В x 1,732)… (√3 = 1,732)
I = 6,5 кВт / 831,36
I = 7,82 A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя:

1,25 x 7,82 A = 9,77 A

Следующий ближайший стандарт автоматического выключателя — 10A .

Пример 2: Найдите автоматический выключатель подходящего размера для трехфазной нагрузки 415 В и 17 кВт?

Решение:

Ток = мощность / (напряжение x √3)
I = 17000 Вт / (415 В x 1.732)
I = 23,65 A

Рекомендуемый размер автоматического выключателя: 1,25 x 23,65 A = 29,5 A . Следующее ближайшее значение — 30A .

Расчет размера автоматического выключателя для длительной и неконфликтной нагрузки

Поскольку автоматические выключатели (CB) и устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) рассчитаны на 100% номинальный ток, то есть автоматический выключатель на 30A может безопасно выдерживать ток 30A, но NEC предлагает 80% в качестве безопасного предела тока по сравнению с номинальным током выключателей.Это связано с тем, что все нагрузки не одинаковы, то есть некоторые нагрузки являются одновременными (непрерывными), а другие — неодновременными (прерывистыми).

В случае спорных нагрузок в течение трех и более часов ток нагрузки не должен превышать 80% номинального тока автоматического выключателя и OCPD.

80% автоматического выключателя на 30 А составляет 24 А. Таким образом, цепь на 30 А можно безопасно использовать для цепи на 24 А.

Другими словами, для цепи нагрузки, имеющей 24 А, соответствующий размер выключателя будет:

24 А / 0.8 = 30А.

Пример 1: CB Размер для неконфликтной нагрузки 30A

Точный 100% номинальный ток для автоматического выключателя 30A может использоваться для прерывистой нагрузки 30A.

Пример 2: Размер CB для конфликтной нагрузки 28A

В случае непрерывной нагрузки применяется коэффициент 125%.
1,25 x 28 A = 35A

Пример 3: CB Размер для неконфликтной нагрузки 30A и конфликтной нагрузки 28A

= 125% непрерывной нагрузки + 100% прерывистой нагрузки
= (1 .25 x 28A) + (30A)
= 75A

Связанное сообщение: Разница между реле и автоматическим выключателем

Полезно знать:

Прерыватель большего размера, используемый для защиты, может повредить воду обогреватель или другие подключенные к нему приборы даже приводят к возгоранию из-за перегрева.
Выключатель меньшего размера или такой же номинал с выключателем тока нагрузки может отключать и сбрасывать цепь снова и снова. Используйте прерыватель правильного размера.
Однофазный автоматический выключатель нельзя использовать для трех уровней напряжения питания.
3-полюсный автоматический выключатель может использоваться в 3-фазной системе с 2 или 3 полюсами.
Трехполюсный автоматический выключатель может использоваться только в однофазной системе и только в том случае, если это обозначено маркировкой или указано в руководстве пользователя.
30A прерыватель и провод 10 калибра можно использовать с питанием 240 В переменного тока.
Выключатель не может превышать допустимую нагрузку на провод, за исключением некоторых нагрузок, например, большего количества нагрузок.

Кроме того, автоматический выключатель, рассчитанный на:

120 В, можно использовать только для 120 В.
240 В можно использовать для 120, 240 В, но не для 277 В (коммерческие приложения)
120-277 можно использовать для 120, 240 и 277 В.
120 В нельзя использовать в цепи 240 В и наоборот.
15A, 120V нельзя использовать в цепи 20A, 120V.

Связанное сообщение: Как узнать номинальное напряжение и ток выключателя, вилки, розетки и розетки

Размер автоматического выключателя в% и диаграммы ампер

Максимальный безопасный предел тока составляет 80% от номинального размера выключателя, за исключением некоторых моторы.Имейте в виду, что размер выключателя не должен увеличивать максимальную номинальную силу тока кабеля и провода. Ниже приведена диаграмма, показывающая% от максимального номинального тока номинала выключателя для различных типов токов нагрузки.

Тип нагрузки	Максимальный размер автоматического выключателя% от тока
Резистивные нагрузки, тепло, плиты, тостеры, водонагреватель и т. Д.	125%
Осветительные нагрузки	125 %
430-152 Герметичные двигатели *, кондиционеры и тепловые насосы	175%
Сварочные аппараты	200%
Автоматические выключатели MCP для двигателей	125% или более крупные

* Двигатели, кроме герметичных 00-250% NEC

На следующих двух диаграммах показаны подходящие размеры автоматического выключателя с калибром проводов и различным уровнем напряжения.

Похожие сообщения:

Выбор автоматического выключателя — Руководство по электрическому монтажу

Выбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и необходимостью дистанционного управления, а также типом предполагаемой системы связи.

Выбор выключателя

Выбор CB производится по:

Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение…) установки, для которой предназначен выключатель
Окружающая среда: температура окружающей среды, в помещении киоска или распределительного щита, климатические условия и т. Д.
Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки
Характеристики защищаемых кабелей, сборных шин, шинопроводов и область применения (распределение, двигатель …)
Координация с вышестоящим и / или последующим устройством: селективность, каскадирование, координация с выключателем нагрузки, контактором…
Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) к дистанционному управлению и индикации и связанным вспомогательным контактам, вспомогательным катушкам отключения, соединению
Правила монтажа; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (см. Защита от поражения электрическим током и электрического пожара)
Нагрузочные характеристики, такие как двигатели, люминесцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы низкого / низкого напряжения.

Следующие примечания относятся к выбору автоматического выключателя низкого напряжения для использования в распределительных сетях.

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при данной температуре окружающей среды, как правило:

30 ° C для выключателей бытового типа в соответствии с IEC 60898 серия
40 ° C по умолчанию для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с серией IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

Характеристики этих выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависят от технологии их расцепителей (см. Рис. х47).

Рис. H47 — Температура окружающей среды

Некомпенсированные термомагнитные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют ток срабатывания, зависящий от температуры окружающей среды.

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми отключающими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если выключатель установлен в кожухе или в горячем месте (котельная и т. Д.), Ток, необходимый для отключения выключателя при перегрузке, будет значительно снижен.Когда температура, при которой находится выключатель, превышает его эталонную температуру, его номинальные характеристики будут «снижены». По этой причине производители выключателя предоставляют таблицы, в которых указаны факторы, которые следует применять при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. , рис. h49) можно заметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению номинальной мощности автоматического выключателя. Кроме того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые рядом, как обычно показано на рис. , рис. h34, обычно устанавливаются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при прохождении нормальных токов нагрузки обычно требует их снижения в 0,8 раза.

Пример

Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?

Защита цепи, максимальный ток нагрузки которой оценивается в 34 А
Устанавливается бок о бок с другими выключателями в закрытой распределительной коробке
При температуре окружающей среды 60 ° C

Выключатель iC60N номиналом 40 А будет снижен до 38.2 А в окружающем воздухе при 60 ° C (см. , рисунок h49). Однако, чтобы обеспечить взаимный нагрев в замкнутом пространстве, необходимо использовать указанный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 x 0,8 = 30,5 A, что не подходит для нагрузки 34 A.

A 50 A автоматический выключатель, следовательно, будет выбран с номинальным (пониженным) номинальным током 47,6 x 0,8 = 38 A.

Компенсированные термомагнитные расцепители

Эти расцепители включают биметаллическую компенсирующую полосу, которая позволяет регулировать уставку тока отключения при перегрузке (Ir или Irth) в пределах указанного диапазона независимо от температуры окружающей среды.

Например:

В некоторых странах система TT является стандартной для низковольтных распределительных систем, а бытовые (и подобные) установки защищены на рабочем месте автоматическим выключателем, предоставленным органом электроснабжения. Этот выключатель, помимо защиты от опасности косвенного прикосновения, срабатывает при перегрузке; в этом случае, если потребитель превышает текущий уровень, указанный в его договоре поставки с энергетическим органом. Автоматический выключатель (≤ 60 A) рассчитан на диапазон температур от — 5 ° C до + 40 ° C.
НН на номинальные токи ≤ 630 A обычно оснащаются компенсируемыми расцепителями для этого диапазона (от — 5 ° C до + 40 ° C)

Примеры таблиц, в которых приведены значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры для цепи -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями

Тепловые характеристики автоматического выключателя приведены с учетом сечения и типа проводника (Cu или Al) в соответствии с IEC60947-1, таблицы 9 и 10 и IEC60898-1 и 2, таблица 10.

iC60 (МЭК 60947-2)

Фиг.h48 — iC60 (IEC 60947-2) — значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры окружающей среды

Рейтинг	Температура окружающей среды (° C)
(А)	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70
0,5	0,58	0,57	0.56	0,55	0,54	0,53	0,52	0,51	0,5	0,49	0,48	0,47	0,45
1	1,16	1,14	1,12	1,1	1.08	1.06	1,04	1.02	1	0,98	0,96	0,93	0,91
2	2.4	2,36	2,31	2,26	2,21	2,16	2,11	2,05	2	1,94	1,89	1,83	1,76
3	3,62	3,55	3,48	3,4	3,32	3,25	3,17	3,08	3	2,91	2,82	2,73	2,64
4	4.83	4,74	4,64	4,54	4,44	4,33	4,22	4,11	4	3,88	3,76	3,64	3,51
6	7,31	7,16	7,01	6,85	6,69	6,52	6,35	6,18	6	5,81	5,62	5,43	5,22
10	11.7	11,5	11,3	11,1	10,9	10,7	10,5	10,2	10	9,8	9,5	9,3	9
13	15,1	14,8	14,6	14,3	14,1	13,8	13,6	13,3	13	12,7	12,4	12,1	11,8
16	18.6	18,3	18	17,7	17,3	17	16,7	16,3	16	15,7	15,3	14,9	14,5
20	23	22,7	22,3	21,9	21,6	21,2	20,8	20,4	20	19,6	19,2	18,7	18,3
25	28.5	28,1	27,6	27,2	26,8	26,4	25,9	25,5	25	24,5	24,1	23,6	23,1
32	37,1	36,5	35,9	35,3	34,6	34	33,3	32,7	32	31,3	30,6	29,9	29,1
40	46.4	45,6	44,9	44,1	43,3	42,5	41,7	40,9	40	39,1	38,2	37,3	36,4
50	58,7	57,7	56,7	55,6	54,5	53,4	52,3	51,2	50	48,8	47,6	46,3	45
63	74.9	73,5	72,1	70,7	69,2	67,7	66,2	64,6	63	61,4	59,7	57,9	56,1

Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-G

Рис. H49 — Compact NSX100-250, оборудованный расцепителями TM-D или TM-G — номинальные / повышенные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

Рейтинг	Температура окружающей среды (° C)
(А)	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70
16	18.4	18,7	18	18	17	16,6	16	15,6	15,2	14,8	14,5	14	13,8
25	28,8	28	27,5	25	26,3	25,6	25	24,5	24	23,5	23	22	21
32	36.8	36	35,2	34,4	33,6	32,8	32	31,3	30,5	30	29,5	29	28,5
40	46	45	44	43	42	41	40	39	38	37	36	35	34
50	57.5	56	55	54	52,5	51	50	49	48	47	46	45	44
63	72	71	69	68	66	65	63	61,5	60	58	57	55	54
80	92	90	88	86	84	82	80	78	76	74	72	70	68
100	115	113	110	108	105	103	100	97.5	95	92,5	90	87,5	85
125	144	141	138	134	131	128	125	122	119	116	113	109	106
160	184	180	176	172	168	164	160	156	152	148	144	140	136
200	230	225	220	215	210	205	200	195	190	185	180	175	170
250	288	281	277	269	263	256	250	244	238	231	225	219	213

Электронные расцепители

Электронные расцепители очень стабильны при изменении температурных уровней.

Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа в изменяющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, связывающую максимальные значения допустимых уровней тока срабатывания с температурой окружающей среды (см. , рис. h50).

Более того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может использоваться для лучшего управления распределением электроэнергии, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

Рис. H50 — Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

Тип выдвижения Masterpact		МТЗ2 Н1 — х2 — х3 — х4 -L1 -х20
Тип выдвижения Masterpact		08	10	12	16	20 ^[а]	20 ^[b]
Температура окружающей среды (° C)
Спереди или сзади по горизонтали	40	800	1000	1250	1600	2000	2000
	45
	50
	55
	60					1900
	65					18:30	1950
	70				1520	1750	1900
Задняя вертикальная	40	800	1000	1250	1600	2000	2000
	45
	50
	55
	60
	65
	70

^ Тип: h2 / h3 / h4
^ Тип: L1

Выбор порога срабатывания мгновенного или кратковременного срабатывания

На рисунке h51 ниже приведены основные характеристики расцепителей мгновенного действия или с кратковременной задержкой.

Рис. H51 — Различные устройства отключения, мгновенные или с кратковременной задержкой

Тип	Расцепитель	Приложения
	Низкое значение тип B	Источники, генерирующие малые токи короткого замыкания (резервные генераторы) Длинные отрезки линии или кабеля
	Стандартная настройка тип C	Защита цепей: общий случай
	Высокая установка тип D или K	Защита цепей с высокими начальными уровнями переходного тока (например,грамм. двигатели, трансформаторы, резистивные нагрузки)
	12 дюймов типа МА	Защита двигателей в сочетании с контакторами и защита от перегрузки

Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

Установка низковольтного выключателя требует, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или отключающая способность автоматического выключателя вместе с соответствующим устройством) была равна или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в точке его установки.

Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:

Либо иметь номинальную отключающую способность при коротком замыкании Icu (или Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для точки установки, либо
Если это не так, быть связанным с другим устройством, расположенным выше по потоку и имеющим требуемую отключающую способность при коротком замыкании

Во втором случае характеристики двух устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не должна превышать ту, которую может выдержать последующее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты без какого-либо повреждения.Этот метод с успехом применяется в:

Объединения предохранителей и автоматических выключателей
Объединения токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей.

Метод известен как «каскадирование» (см. «Координация между автоматическими выключателями»).

Автоматические выключатели для IT-систем

В системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда второе замыкание на землю происходит в присутствии первого замыкания на противоположной стороне автоматического выключателя (см. , рисунок h52).

В этом случае автоматический выключатель должен устранить короткое замыкание с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо напряжения между фазой и нейтралью. В такой ситуации отключающая способность выключателя может быть изменена.

Приложение H стандарта IEC60947-2 рассматривает эту ситуацию, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением.

Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на паспортной табличке должна использоваться маркировка с помощью символа.

Правила некоторых стран могут добавлять дополнительные требования.

Рис. H52 — Ситуация двойного замыкания на землю

Выбор автоматических выключателей в качестве главных вводов и фидеров

Установка с питанием от одного трансформатора

Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, согласно некоторым национальным стандартам требуется автоматический выключатель низкого напряжения, в котором разомкнутые контакты четко видны, например: выкатной автоматический выключатель.

Пример

(см. рис. х53)

Какой тип автоматического выключателя подходит для главного выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора СН / НН (400 В) 250 кВА на подстанции потребителя?

В трансформаторе = 360 А

Isc (3 фазы) = 9 кА

Компактный NSX400N с регулируемым диапазоном отключающего устройства от 160 до 400 А и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА будет подходящим выбором для этой работы.

Рис. H53 — Пример трансформатора на подстанции потребителя

Установка с питанием от нескольких трансформаторов параллельно

(см. рис. х54)

Каждый выключатель фидера CBP должен быть способен отключать полный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подключенных к шинам: Isc1 + Isc2 + Isc3
Главные автоматические выключатели CBM должны выдерживать максимальный ток короткого замыкания (например) Isc2 + Isc3 только для короткого замыкания, расположенного на стороне входа CBM1.

Из этих соображений будет видно, что автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему уровню тока короткого замыкания в этих обстоятельствах, в то время как автоматический выключатель наибольшего трансформатора пройдет наименьший уровень короткого замыкания. -схемный ток

Номинальные параметры CBM следует выбирать в соответствии с номинальными значениями кВА соответствующих трансформаторов.

Рис.h54 — Трансформаторы параллельно

Примечание: Существенные условия для успешной работы трехфазных трансформаторов, включенных параллельно, можно резюмировать следующим образом:

1. фазовый сдвиг напряжений от первичного к вторичному должен быть одинаковым во всех параллельных устройствах.

2. Соотношение напряжения холостого хода между первичной и вторичной обмотками должно быть одинаковым во всех блоках.

3. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех устройств.

Например, трансформатор 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно разделять нагрузку с трансформатором на 1000 кВА, имеющим Zsc 6%, т.е.е. трансформаторы будут загружены автоматически пропорционально их номинальной мощности в кВА. Для трансформаторов, имеющих коэффициент мощности более 2 кВА, параллельная работа не рекомендуется.

На рисунке h56 для наиболее обычного расположения (2 или 3 трансформатора с одинаковой мощностью кВА) указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются основные и главные выключатели (CBM и CBP, соответственно, в , рисунок h55). В его основе лежат следующие гипотезы:

Мощность трехфазного короткого замыкания на стороне СН трансформатора составляет 500 МВА
Трансформаторы стандартные 20/0.Распределительные устройства 4 кВ, указанные в перечне
Кабели от каждого трансформатора до его выключателя низкого напряжения состоят из 5 метров одножильных проводов
Между каждым CBM входящей цепи и каждым CBP исходящей цепи есть 1 метр сборной шины
Распределительное устройство устанавливается в закрытом распределительном щите, монтируемом на полу, при температуре окружающего воздуха 30 ° C.

Пример

(см. рисунок h55)

Выбор автоматического выключателя для режима CBM

Для трансформатора 800 кВА In = 1155 А; Icu (минимум) = 38 кА (из Рисунок h56), CBM, указанный в таблице, представляет собой Compact NS1250N (Icu = 50 кА)

Выбор автоматического выключателя для режима CBP

С.c. Отключающая способность (Icu), необходимая для этих автоматических выключателей, указана на рисунке Рисунок h56 как 56 кА.

Рекомендуемым выбором для трех исходящих цепей 1, 2 и 3 были бы токоограничивающие автоматические выключатели типов NSX400 H, NSX250 H и NSX100 H. Номинал Icu в каждом случае = 70 кА.

Эти автоматические выключатели обладают следующими преимуществами:

Полная селективность с выключателями на входе (CBM)
Использование «каскадного» метода с связанной с ним экономией на всех последующих компонентах

Рис.h55 — Трансформаторы параллельно

Рис. H56 — Максимальные значения тока короткого замыкания, прерываемые автоматическими выключателями ввода и фидера (CBM и CBP соответственно), для нескольких трансформаторов, включенных параллельно

Количество и номинальные значения кВА трансформаторов 20 / 0,4 кВ	Минимальная отключающая способность S.C главных выключателей (Icu) кА	Общая селективность главных автоматических выключателей (CBM) с исходящими автоматическими выключателями (CBP)	Минимальная отключающая способность основного выключателя (Icu) кА	Номинальный ток In главного выключателя (CPB) 250A
2 х 400	14	МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н	28	NSX100-630F
3 х 400	28	МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н	42	NSX100-630N
2 х 630	22	МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н	44	NSX100-630N
3 х 630	44	МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н	66	NSX100-630S
2 х 800	19	МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н	38	NSX100-630N
3 X 800	38	МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н	57	NSX100-630H
2 X 1000	23	МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н	46	NSX100-630N
3 X 1000	46	МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / НС1600Н	69	NSX100-630H
2 X 1250	29	МТЗ2 20Н1 / НС2000Н	58	NSX100-630H
3 X 1250	58	МТЗ2 20х2 / НС2000Н	87	NSX100-630S
2 х 1600	36	МТЗ2 25Н1 / НС2500Н	72	NSX100-630S
3 х 1600	72	МТЗ2 25х3 / НС2500Н	108	NSX100-630L
2 X 2000	45	МТЗ2 32х2 / НС3200Н	90	NSX100-630S
3 X 2000	90	МТЗ2 32х3	135	NSX100-630L

Выбор выключателей фидера и конечного контура

Уровни тока короткого замыкания в любой точке установки можно узнать из таблиц.

Использование таблицы G42

Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:

Значение тока короткого замыкания в точке перед током, предназначенным для соответствующего выключателя.
Длина, гр.s.a., и состав проводников между двумя точками

Затем может быть выбран автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение.

Детальный расчет уровня тока короткого замыкания

Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, указанного в таблице, необходимо использовать метод, указанный в разделе Ток короткого замыкания. .

Двухполюсные выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищенным полюсом

Эти выключатели обычно снабжены устройством защиты от перегрузки по току только на фазном полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. Однако в схеме ИТ должны соблюдаться следующие условия:

Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойного замыкания
Номинальный ток отключения при коротком замыкании: 2-полюсный выключатель фаза-нейтраль должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного короткого замыкания
Защита от непрямого прикосновения: эта защита обеспечивается согласно правилам для ИТ-схем

Майк Холт Размеры и защита проводов

Майк Холт [на основе NEC 2011 г.]

Требования Национального электротехнического кодекса к сечению проводов и защите от сверхтоков всегда были запутанными и сложными.Факторы, которые необходимо учитывать, включают:

Постоянные нагрузки
Номинальные температуры клемм
Изоляция проводов
Максимальный ток проводника
Связка проводов
Температура окружающей среды
Специальное приложение

NEC 240.4 требует, чтобы ответвленная цепь, фидер и сервисные проводники были защищены от перегрузки по току в соответствии с их допустимыми токами, указанными в 310.15. Раздел 240.4 (A) — (G) содержит правила, которые изменяют общие требования и разрешают защищать проводники способом, отличным от их максимальной силы тока из 310.15, включая:

Опасность потери мощности [240,4 (A)]
Устройства максимального тока номиналом 800 А или менее [240,4 (B)]
Малые проводники [240,4 (D)]
Отводы [240,4 (E)]
Вторичные проводники трансформатора [240.4 (F)]
Проводники контуров оборудования для кондиционирования воздуха и охлаждения [240,4 (G)]
Конденсаторные проводники цепи [240,4 (G)]
Проводники для электрических сварочных аппаратов [240,4 (G)]
Проводники цепи системы пожарной сигнализации [240,4 (G)]
Проводники цепей электроприводов [240,4 (G)]
Двигатель и проводники цепи управления двигателем [240.4 (G)]
Провода питания фазового преобразователя [240,4 (G)]
Проводники цепей дистанционного управления, сигнализации и ограничения мощности [240,4 (G)]

При таком большом количестве различных правил Кодекса, которые изменяют общие требования, становится непросто выбрать проводник цепи и устройство защиты от перегрузки по току. Однако следующие шаги и примеры должны помочь вам понять основные правила выбора размеров и защиты проводов.

Шаг 1 — Подобрать устройство максимального тока в соответствии с 210.20 (A) и 215.3. Эти два правила NEC требуют, чтобы устройство максимального тока (прерыватель или плавкий предохранитель) имело размер не менее 100% от непостоянной нагрузки плюс 125% от продолжительной нагрузки.

Шаг 2 — Выберите провод, соответствующий требованиям 210,19 (A), 215,2 и 230,42 (A). Разделы 210.19 (A), 215.2 и 230.42 (A) требуют, чтобы проводник имел размер не менее 100% от непостоянной нагрузки плюс 125% от продолжительной нагрузки.

Кроме того, 110,14 (C) требует учета номинальной температуры клемм оборудования при выборе размеров проводов. Размер проводов цепи должен соответствовать столбцу 60 ° C таблицы 310.15 (B) (16) для оборудования на 100 ампер и менее, если не указано иное, а для оборудования номиналом более 100 ампер размер оборудования должен соответствовать столбцу 75 ° C таблицы. 310,15 (B) (16) [110,14 (C)]. Целью этого правила является обеспечение того, чтобы тепло, выделяемое на клеммах оборудования, могло должным образом рассеиваться без повреждения проводников.Для всех практических целей большая часть электрического оборудования рассчитана на подключение проводов с размерами, указанными в столбце 75 ° C таблицы 310.15 (B) (16).

Шаг 3 — Выбранный провод должен быть защищен от перегрузки по току в соответствии с 240.4. Это требует, чтобы ответвленная цепь, фидер и сервисные проводники были защищены от перегрузки по току в соответствии с их допустимыми значениями тока, указанными в таблице 310.15 (B) (16).

Пример непрерывной нагрузки ответвленной цепи

Какого размера требуется устройство защиты от перегрузки по току и проводник (THHN) для продолжительной нагрузки 23 А (клеммы 75 ° C).

Шаг 1 — Размер устройства защиты от перегрузки по току в соответствии с 210.20 (A) — Устройство защиты от перегрузки по току в параллельной цепи должно иметь размер не менее 125% от 23A.

23A x 125% = 28,75A или 30A [240,6 (A)]

Шаг 2 — Выберите проводник в соответствии с 210,19 (A), который требует, чтобы провод ответвления имел размер не менее 125% от продолжительной нагрузки, 23A x 125% = 28.75А. Провод выбирается в соответствии с номинальной температурой 75 ° C клемм оборудования в соответствии с таблицей 310.15 (B) (16). В этом случае подходит 10 THHN с номиналом 35 А при 75 ° C.

Шаг 3 — Мы должны обеспечить защиту проводника от перегрузки по току в соответствии с требованиями 240.4. Опять же, в этом случае 10 THHN (из Шага 2) номиналом 35A [Таблица 310.15 (B) (16) защищен устройством защиты 30A.

Пример непрерывной нагрузки питателя

Устройство максимальной токовой защиты фидера и провод (THHN) какого размера требуются для продолжительной нагрузки 184A на щитовой щит (клеммы 75 ° C).

Шаг 1 — Размер устройства максимального тока в соответствии с 215.3. Устройство максимального тока фидера должно иметь номинал не менее 125% от 184A, 184A x 125% = 230A. В соответствии с 240,6 (A) мы должны выбрать устройство максимального тока минимум 250A.

Шаг 2 — Выберите проводник в соответствии с 215.2, который требует, чтобы проводник фидера имел размер не менее 125% от продолжительной нагрузки, 184A x 125% = 230A. Мы должны выбрать проводник в соответствии с температурным режимом 75 ° C клемм щитка [110.14 (C)] — 4/0 THHN имеет номинал 230 А при 75 ° C, что соответствует этому требованию.

Шаг 3 — Убедитесь, что проводники, выбранные на шаге 2, должным образом защищены от перегрузки по току в соответствии с 240.4. Провод 4/0 AWG из шага 2 рассчитан на 230 А при 75 ° C, он может быть защищен устройством защиты на 250 А в соответствии с «правилом следующего размера» 240,4 (B).

Бесплатно Схема подключения коммерческих / промышленных объектов и дорожек качения

[ Щелкните здесь для получения дополнительной информации о Размер дирижера Майка — Программы обучения на дому ]

Консультации — Специалист по спецификациям | Понимание максимальной токовой защиты

Стивен Эйч, PE, CDT, REP, LEED AP; Дизайн экологических систем, Чикаго 17 августа 2017 г.

Цели обучения

Поймите три типа условий перегрузки по току, которые следует учитывать в типичных приложениях NFPA 70: National Electrical Code.
Узнайте, как защитить электрическую цепь от опасных перегрузок и коротких замыканий.
Проверить защиту от сверхтоков для определенных типов строительного оборудования.

Защита от перегрузки по току кажется простой концепцией: ограничьте ток в цепи до безопасного значения. Электротехники ежедневно сталкиваются с этой задачей.

Но это еще не все. Как ограничить текущий поток? Что такое безопасная ценность? Ответы зависят от приложения, защищаемого оборудования и мощности источника.

К счастью, NFPA 70: National Electric Code (NEC) устанавливает требования для большинства приложений, с которыми инженеры-электрики и проектировщики сталкиваются в своей работе. Хотя на первый взгляд требования NEC могут показаться непростыми, за правилами кодекса защиты от перегрузки по току есть веские доводы. Защита от перегрузки по току (OCP) защищает цепь от повреждений из-за перегрузки по току. В типичных приложениях NEC следует учитывать три типа условий перегрузки по току:

Перегрузка: NEC 2017 определяет перегрузку как работу оборудования, превышающего нормальную номинальную полную нагрузку, или проводника, превышающего номинальную допустимую токовую нагрузку, которая, если она сохраняется в течение достаточного периода времени, может вызвать повреждение или опасный перегрев.Неисправность, такая как короткое замыкание или замыкание на землю, не является перегрузкой.

Условия перегрузки обычно не так критичны по времени, как короткое замыкание и замыкание на землю. Электрооборудование обычно может выдерживать некоторый уровень тока нагрузки сверх его номинального в течение длительного времени. Информация о перегрузочной способности оборудования часто исходит от производителя. Однако к некоторому оборудованию, например к двигателям, трансформаторам и проводам, предъявляются требования по защите от перегрузки, установленные NEC.

Короткое замыкание: Короткое замыкание определяется как протекание тока вне предполагаемого пути прохождения тока.В трехфазной цепи возможны два типа коротких замыканий: симметричные трехфазные замыкания и несимметричные однофазные замыкания (рисунок 1). Симметричные повреждения приводят к одинаковому протеканию тока в каждой фазе во время состояния повреждения. Несимметричные КЗ имеют разные токи КЗ в каждой фазе. Симметричные трехфазные неисправности возникают редко, но их анализ полезен для понимания реакции системы на неисправность и обычно приводит к наихудшим уровням неисправности. Несимметричные замыкания встречаются чаще и обычно приводят к меньшему току замыкания, чем симметричное трехфазное замыкание.

Замыкание на землю: Замыкание на землю — это особый тип короткого замыкания, в котором по крайней мере один из фазных проводов встречается с заземленным проводом или поверхностью. Замыкания на землю включают одиночное замыкание между фазой и землей и множественные замыкания на землю (рисунок 1). Одиночное замыкание линии на землю является наиболее распространенным типом короткого замыкания.

Различные типы неисправностей показаны на рисунке 1, чтобы проиллюстрировать концепцию максимальной токовой защиты.

Что происходит при перегрузке или неисправности? На рисунке 2 изображена простая однофазная схема, работающая в нормальной конфигурации.В этом случае ток нагрузки составляет 10 ампер. Схема защищена автоматическим выключателем на 15 А. Автоматический выключатель не размыкается; ток нагрузки протекает, и проводники не перегреваются.

На рисунке 3 показан результат состояния перегрузки. В перегруженной цепи ток нагрузки составляет около 20 ампер. Автоматический выключатель позволит перегрузке сохраняться в течение примерно 2,5 минут перед размыканием цепи. Проводники начнут нагреваться, но не будут повреждены.

На рисунке 4 показан результат короткого замыкания. Ток повреждения составляет приблизительно 10 000 ампер. Автоматический выключатель пропускает ток короткого замыкания только на короткое время. Если ток короткого замыкания не исчезнет, изоляция расплавится, а сами проводники будут повреждены.

На рисунке 5 показано состояние замыкания на землю. В этом примере путь замыкания на землю добавляет примерно 0,012 Ом сопротивления параллельно сопротивлению нагрузки, что приводит к гораздо более низкому сопротивлению цепи.Ток повреждения составляет примерно 5000 ампер. Как и в случае с коротким замыканием, автоматический выключатель пропускает ток короткого замыкания только на короткое время. Опять же, если ток короткого замыкания сохраняется, изоляция расплавляется, и проводники в конечном итоге будут повреждены.

Как защитить цепь от опасных перегрузок и коротких замыканий

Требования к максимальной токовой защите оборудования можно найти в статье NEC, которая касается этого конкретного оборудования.Таблица 240.3 NEC содержит список применимых разделов. Разделы для статей, относящихся к оборудованию, обычно используемому в коммерческих зданиях, включают:

230 Услуги
368 Автобусных маршрутов
406 Емкости
410 Светильники
422 Приборы
427 Стационарный электрообогрев трубопроводов и сосудов
430 Двигатели, электрические цепи и контроллеры
440 Кондиционирование и холодильное оборудование
445 Генераторы
450 Трансформаторы и трансформаторные ячейки
460 Конденсаторы
517 ЛПУ
620 Лифты
660 Рентгеновское оборудование
695 Насосы пожарные
700 Аварийные системы.

Общие требования к максимальной токовой защите проводников приведены в Разделе 240.4 «Защита проводников». Основное правило для защиты проводников от сверхтоков — кроме использования гибких шнуров, гибких кабелей и крепежных проводов — заключается в защите проводника в соответствии с допустимыми токовыми нагрузками, указанными в Разделе 310.15. Статья 310 содержит общие требования к проводам, изоляции, маркировке, механической прочности и допустимой нагрузке.

Несколько статей, применимых к коммерческим зданиям, изменяют общее правило NEC для защиты от сверхтоков, как указано ниже:

240.4 (A) Опасность потери мощности. Если прерывание цепи из-за состояния перегрузки может создать опасность — например, отключение защиты пожарного насоса от перегрузки не требуется. Требуется защита от короткого замыкания.
240,4 (B) Устройства максимального тока номиналом 800 ампер или меньше. Этот раздел позволяет использовать следующий более высокий стандартный номинал устройства максимальной токовой защиты (при условии, что номинал не превышает 800 ампер), при условии, что проводники, которые оно защищает, не используются для питания ответвленной цепи с более чем одной розеткой для штепсельного подключения. нагрузки и допустимая нагрузка на проводник не соответствуют стандартному номинальному току.Если устройство защиты от сверхтоков регулируется, оно должно быть отрегулировано на значение, равное или меньшее допустимой токовой нагрузки проводника.
240,4 (E) Отводы. Общее правило NEC требует, чтобы OCP располагался перед защищаемым проводником. Однако существуют специальные правила, позволяющие размещать OCP в других местах цепи при соблюдении всех условий NEC. Например, для бытовых плит и кухонных приборов, электропроводки, шинопроводов и двигателей действуют особые правила, разрешающие использование кранов.
240,4 (F) Вторичные проводники трансформатора. NEC, за исключением двух особых условий, включающих двухпроводную, однофазную и трехпроводную схему «треугольник-треугольник», требует, чтобы вторичные проводники трансформатора были защищены вторичной OCP.
240,4 (G) Максимальная токовая защита для конкретных проводников. Требования NEC к защите от перегрузки по току для конкретных приложений можно найти в разделах, кроме 240. Например, требования к оборудованию для кондиционирования воздуха и холодильному оборудованию можно найти в статье 440, части III и VI.Требования OCP к проводнику цепи конденсатора приведены в разделе 460. Требования к максимальной токовой защите двигателей и проводов управления двигателями содержатся в частях II, III, IV, V, VI и VII статьи 430.

Выбор рейтингов OCP.

В следующих примерах номинальное значение срабатывания OCP будет определяться вместе с допустимой токовой нагрузкой проводов, используемых в цепи. Номинальный ток короткого замыкания и отключающая способность также должны определяться на основе имеющегося тока короткого замыкания в цепи.Расчет доступного тока короткого замыкания выходит за рамки этого обсуждения.

Ответвительные цепи. Требования к максимальной токовой защите параллельной цепи приведены в Разделе 210.20. Общее требование состоит в том, чтобы рассчитать ОСР не менее чем на 125% от продолжительной нагрузки и 100% от непостоянной нагрузки. Согласно определению NEC, непрерывная нагрузка — это нагрузка, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение 3 часов или более.

Например, рассмотрим однофазную цепь 120 В, питающую осветительную нагрузку открытого офиса (постоянную) в 1000 ВА, и нагрузку конденсатного насоса небольшого холодильного агрегата (непостоянную) в 100 ВА.Нагрузка схемы для определения размеров OCP составляет:

Расчетная нагрузка OCP = 1,25 x 1000 ВА + 1,00 x 100 ВА

Расчетный ток OCP = 1350 ВА / 120 В

Следующий по величине стандарт OCP (см. Таблицу 240,6 (A)) составляет 15 А.

Теперь выберите провод в соответствии с разделами 210.19 (A) и 310.15. Раздел 210.19 (A) требует, чтобы размер проводника был таким же, как у OCP — не менее 125% от продолжительной нагрузки и 100% от непостоянной нагрузки.В приведенном выше примере проводники цепи (медный термостойкий термопласт (THHN [A1] [A2])) проложены через офисную среду в кабелепроводе, содержащем шесть токопроводящих проводов. Ссылаясь на Таблицу 310.15 (B) (16), минимальный допустимый размер проводника составляет # 14. Несмотря на то, что в этом примере используется медный провод THHN, рассчитанный на 90 ° C, столбик 60 ° C должен использоваться в соответствии с требованиями Раздела 110.14 (C) (1) (a). В этом разделе требуется использовать столбец 60 ° C в таблице 310.15 (B) (16), поскольку предполагается, что выводы для оборудования с номинальным током 100 А или менее рассчитаны на 60 ° C, если не указано и не указано иное.Кроме того, Раздел 240.4 (D), Малые проводники, требует, чтобы OCP для провода №14 был рассчитан на 15 ампер.

Общее правило выбора допустимой нагрузки NEC можно найти в Разделе 310.15, который ссылается на таблицы в Разделе 310.15 (B). Раздел 310.15 содержит ограничивающие факторы, которые должны применяться к значениям таблицы допустимой нагрузки при определении допустимой нагрузки для ваших конкретных проектных условий. Среди факторов, которые следует учитывать, два наиболее часто встречающихся фактора или отклонения от номинальных характеристик — это температура окружающей среды и количество проводников в кабельной канавке.Просматривая таблицы в 310.15 (B), обратите внимание, что некоторые таблицы основаны на температуре окружающей среды 30 ° C, а другие основаны на температуре 40 ° C.

Поправочные коэффициенты температуры окружающей среды для таблиц 30 ° C приведены в таблице 310.15 (B) (2) (a). Поправочные коэффициенты температуры окружающей среды для таблиц 40 ° C приведены в таблице 310.15 (B) (2) (b). Поправки на количество токоведущих проводов в кабельной дорожке приведены в Таблице 310.15 (B) (3) (a). Есть некоторые условия, при которых коэффициенты снижения не применяются, как показано в 310.С 15 (B) (3) (a) (2) по (4). Например, коэффициенты снижения номинальных характеристик не применяются к типам кабелей с армированным (AC) и с металлической оболочкой (MC) при условии, что кабели не имеют общей оболочки, каждый кабель имеет не более трех токоведущих проводников, проводников 2 AWG и не более 20 токоведущих проводов устанавливают без соблюдения зазора.

В этом примере провода проложены через офисную среду, где ожидается, что максимальная температура составит 85 ° F в периоды, когда системы охлаждения выключены.В таблице 310.15 (B) (2) (a) приведены поправочные коэффициенты температуры окружающей среды, которые должны применяться к значениям силы тока, указанным в таблице 310.15 (B) (16). Для температуры окружающей среды 85 ° F поправочный коэффициент для медного провода THHN 90 ° C равен 1,0, поэтому регулировка допустимой нагрузки не требуется.

Затем необходимо учесть снижение номинальных характеристик количества проводников в кабелепроводе. В нашем примере в кабелепроводе проложено шесть токоведущих проводов. Таблица 310.15 (B) (3) (a) используется для определения соответствующего коэффициента снижения мощности.Для четырех-шести проводников в дорожке качения коэффициент снижения номинальных характеристик составляет 80%. Количество жил

# 14 медь THHN допустимая нагрузка = 25 ампер x 0,8

Как обсуждалось выше, в этом примере для провода №14 должна использоваться допустимая токовая нагрузка при 60 ° C, равная 15 амперам, несмотря на рассчитанную более высокую допустимую токовую нагрузку.

Фидерные цепи. Требования к максимальной токовой защите фидера приведены в разделе 215.3 и аналогичны требованиям для ответвленных цепей. Как и в случае с параллельными цепями, общее требование состоит в том, чтобы размер OCP составлял не менее 125% от продолжительной нагрузки и 100% от непостоянной нагрузки.

Рассмотрим трехфазный фидер на 208 В, питающий щитовой щит с прерывистой нагрузкой 10 кВА и продолжительной нагрузкой 30 кВА. Нагрузка схемы для определения размеров OCP составляет:

Размерная нагрузка OCP

= 1,25 x 30 000 ВА + 1,00 x 10 000 ВА

= 47 500 ВА

Расчетный ток OCP

= 47 500 ВА / (1,73 x 208 В)

= 132 ампер

Следующий по величине стандарт OCP (см. Таблицу 240,6 (A)) составляет 150 ампер.

Затем выберите проводник в соответствии с разделами 215.2 и 310.15. Раздел 215.2 требует, чтобы размер проводника был таким же, как у OCP — не менее 125% от постоянной нагрузки и 100% от непостоянной нагрузки. В этом примере проводники цепи (медь THHN) проложены через котельную, где температура не превышает 120 ° F. В трубопроводе будет три токопроводящих жилы.

Ссылаясь на таблицу 310.15 (B) (16), минимальный размер проводника, разрешенный для номинального тока OCP 150 ампер, составляет # 1/0.Как и в предыдущем примере, выбранный тип провода — медный THHN, рассчитанный на 90 ° C. В этом случае необходимо использовать колонку 75 ° C в соответствии с требованиями Раздела 110.14 (C) (1) (a). В этом разделе требуется использовать столбец 75 ° C в таблице 310.15 (B) (16), поскольку заделки для оборудования с номинальным током 100 А или выше должны быть рассчитаны на 75 ° C, если не указано и не указано иное.

В этом примере провода проложены через котельную, где ожидается, что максимальная температура будет не выше 120 ° F.В таблице 310.15 (B) (2) (a) приведены поправочные коэффициенты температуры окружающей среды, которые должны применяться к значениям силы тока, указанным в таблице 310.15 (B) (16). Для температуры окружающей среды 120 ° F поправочный коэффициент для медного провода THHN 90 ° C составляет 0,82. Таким образом, расчетная допустимая токовая нагрузка для медного провода THHN №1 / 0, используемого в этом примере, составляет:

Температура окружающей среды

# 1/0 медь THHN допустимая нагрузка = 170 ампер x 0,82 = 139,4 ампер

Обратите внимание, что есть исключение из таблицы 310.15 (A) (2), который позволяет использовать более высокую допустимую нагрузку для кабелей с разной емкостью, где более низкая допустимая нагрузка не превышает 10 футов или 10% от общей длины цепи.

Затем необходимо учесть снижение номинальных характеристик количества проводников в кабелепроводе. В приведенном выше примере в кабелепроводе проложены три токоведущих проводника. Поскольку значения силы тока в таблице 310.15 (B) (3) (a) уже учитывают до трех токоведущих проводов, дальнейшее снижение номинальных характеристик не требуется.

После определения допустимой нагрузки следует также учитывать падение напряжения.Для длинных цепей, возможно, потребуется увеличить размер проводника, чтобы обеспечить минимальные требования к падению напряжения. У NEC есть информационные примечания относительно падения напряжения в ответвленных цепях и фидерах, но это не является правилом кодекса. Однако многие компетентные органы сделали падение напряжения обязательным. Кроме того, энергетические нормы требуют учета падения напряжения.

После применения соответствующих отклонений расчетная допустимая токовая нагрузка провода №1 / 0 будет надлежащим образом защищена выбранным выше OCP на 150 ампер.Следует учитывать рост нагрузки. Расчетные значения нагрузки и кабеля являются минимальными. Обычной практикой является добавление 20% минимального номинала кабеля, которое будет использоваться для увеличения нагрузки в будущем.

Требования к защите цепей электродвигателей

Требования к максимальной токовой защите в цепи двигателя начинаются с Таблицы 240.4 (G) «Конкретные применения проводников». Таблица 240.4 (G) требует, чтобы статья 430 использовалась для выбора максимальной токовой защиты цепи двигателя.Требования к максимальной токовой защите в цепи двигателя отличаются от требований к ответвлению и фидеру, что часто приводит к путанице. Для цепей двигателя защита от перегрузки обеспечивается устройством защиты двигателя от перегрузки (см. Статью 430, часть III).

Устройство защиты двигателя от перегрузки обычно представляет собой устройство, расположенное в пускателе двигателя, которое реагирует на ток двигателя и настроено на отключение контроллера двигателя, когда ток двигателя превышает 125% тока, указанного на паспортной табличке, для двигателей с коэффициентом обслуживания 1,15 или 115%. тока, указанного на паспортной табличке, для двигателей без эксплуатационного фактора.OCP, используемый для подачи питания на контроллер двигателя и двигатель, должен обеспечивать защиту цепи двигателя от короткого замыкания и замыкания на землю. Требования к определению максимального номинального значения или уставки для защиты от короткого замыкания в параллельной цепи двигателя и замыкания на землю можно найти в таблице 430.52. Чтобы использовать эту таблицу, вы должны знать тип двигателя, используемого в цепи, и тип OCP, используемый для защиты цепи.

Рассмотрим 3-фазную параллельную цепь двигателя 460 В, подающую питание на двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 100 л.с., защищенный автоматическим выключателем в литом корпусе с обратнозависимой выдержкой времени.Медные проводники цепи THHN прокладываются в зоне с температурой окружающей среды не выше 104 ° F, а количество токонесущих проводов в кабельной канавке равно трем. Для этого примера в таблице 430.52 разрешен автоматический выключатель с максимальной номинальной мощностью, в 2,5 раза превышающей ток полной нагрузки двигателя. Ток полной нагрузки двигателя, используемый в этом расчете, — это не ток, указанный на паспортной табличке, а значение тока, указанное в таблице 430.250.

Ток двигателя

= 124 ампер

Макс.рейтинг OCP

= 2.5 x 124 ампер

= 310 ампер

Раздел 430.52 (C) (1) содержит исключение, которое позволяет использовать следующий более высокий стандартный рейтинг. В этом случае максимальный рейтинг OCP составляет 350 ампер. Если пусковой момент двигателя и время для достижения рабочей скорости таковы, что двигатель не запускается, Раздел 430.52 (C) (1), исключение 2 позволяет поднять рейтинг OCP еще выше. В случае автоматического выключателя с обратнозависимой выдержкой времени для двигателя в этом примере исключение (c) позволяет увеличить номинал OCP с 250% до 300%.Однако следующий более высокий рейтинг не применяется к Исключению (c). Рейтинг OCP на 300% выше, чем ток полной нагрузки, составляет 3 x 124 ампера = 372 ампера. Этот рейтинг находится между стандартными значениями от 350 до 400 ампер. В этом примере рейтинг OCP не может быть увеличен выше 350 ампер. Типичной практикой является использование рейтинга OCP ниже максимального, рассчитанного выше. Некоторые производители распределительных устройств предоставляют направляющие в виде логарифмической линейки для помощи в выборе номинальных характеристик цепи двигателя. Также доступны телефонные приложения, которые выполняют ту же функцию, что и линейка для слайдов.Были проверены направляющие линейки трех разных производителей; все они рекомендуют автоматический выключатель с номиналом OCP на 200 ампер для следующего примера.

Сила тока в проводе цепи двигателя может быть определена в соответствии со статьей 430, часть II. Раздел 430.22 применяется к этому примеру в том смысле, что это цепь с одним двигателем. Требование к подбору сечения проводов составляет просто 125% от тока полной нагрузки, указанного в таблице 430.50.

Токовая нагрузка проводов цепи двигателя

= 1.25 x 124 ампер

= 155 ампер

Ссылаясь на таблицу 310.15 (B) (16), используя столбец 75 ° C, минимальный допустимый размер провода — # 2/0 с номиналом 175 ампер. Обратите внимание, что максимальный рейтинг OCP составляет 350 ампер, что значительно выше, чем допустимая токовая нагрузка колонки при 90 ° C, равная 195 ампер. Это условие разрешено NEC, поскольку защита от перегрузки обеспечивается устройством защиты от перегрузки в пускателе двигателя, которое настроено на 125% от номинального тока полной нагрузки для эксплуатационного фактора двигателя, равного 1.15. OCP цепи двигателя обеспечивает только защиту от короткого замыкания и замыкания на землю.

В этом примере провода проложены в среде, где ожидается, что максимальная температура будет не выше 104 ° F. В таблице 310.15 (B) (2) (a) приведены поправочные коэффициенты температуры окружающей среды, которые должны применяться к значениям силы тока, указанным в таблице 310.15 (B) (16). Для температуры окружающей среды 104 ° F поправочный коэффициент для медного провода THHN 90 ° C составляет 0,91. Расчетная допустимая токовая нагрузка для медного провода THHN №2 / 0, используемого в этом примере, составляет:

Температура окружающей среды

# 2/0 медь THHN допустимая нагрузка

= 195 ампер x 0.91

= 177,5 ампер

Допустимая допустимая токовая нагрузка проводника, сниженная для температуры окружающей среды, выше, чем указанная в столбце допустимая токовая нагрузка 75 ° C, поэтому она приемлема для использования в этом примере.

Контуры кондиционирования и холодильного оборудования. Как и в случае с двигателями, требования к максимальной токовой защите в цепи двигателя начинаются с Таблицы 240.4 (G) «Конкретные применения проводников». Таблица 240.4 (G) требует, чтобы Статья 440 использовалась для выбора максимальной токовой защиты цепи двигателя для оборудования кондиционирования воздуха и холодильного оборудования.

При определении номинальных значений OCP для двигателей используются значения в амперах при полной нагрузке (FLA), указанные в статье 430. Эти значения обычно выше, чем значения FLA, указанные на фактической паспортной табличке двигателя, что приводит к консервативно выбранным значениям OCP и проводников. В случае герметичных двигателей-компрессоров значения FLA двигателя, указанные в статье 430, не будут выше фактических значений двигателя из-за охлаждающего эффекта, который хладагент оказывает на обмотки двигателя. Например, 1.Двигатель мощностью 5 л.с., используемый в герметичном компрессоре, может иметь мощность 2 л.с., поскольку тепло отводится от обмоток двигателя, позволяя протекать более высоким токам без превышения номинальной температуры проводника обмотки.

По этой причине производитель должен предоставить данные, относящиеся к используемому оборудованию для кондиционирования воздуха и холодильному оборудованию. В частности, максимальное значение защиты от перегрузки по току (MOP) должно использоваться для определения номинальных характеристик контура кондиционирования воздуха или хладагента.Кроме того, для определения минимального номинала проводника необходимо использовать минимальный ток цепи (MCA). Эти данные находятся на паспортной табличке оборудования, а также могут быть получены от производителя в виде спецификации. Производитель оборудования для кондиционирования воздуха и холодильного оборудования также должен указать, можно ли использовать предохранитель или автоматический выключатель для питания оборудования.

Рассмотрим пример кондиционера с MOP (автоматический выключатель или предохранитель) на 50 ампер и MCA на 31,0 ампер.В этом примере кондиционер питается с помощью медного провода THHN в трубопроводе, содержащем три токоведущих проводника. Блок кондиционирования воздуха находится на открытом воздухе с максимальной температурой окружающей среды 120 ° F.

В этом примере OCP просто равно предоставленному производителем значению MOP в 50 ампер, поскольку 50 ампер является стандартным номиналом OCP согласно таблице 240.6 (A). Можно использовать либо автоматический выключатель, либо предохранитель, поскольку производитель указал оборудование с обоими типами устройств OCP.

Размер провода будет основываться на значении MCA, предоставленном производителем, которое в данном случае составляет 31,0 ампер. Используя таблицу 310.15 (B) (16), столбец 75 ° C, минимальный размер провода составляет # 8. Провод № 10 имеет достаточную допустимую силу тока, но согласно Разделу 240.4 (D) он должен быть защищен OCP с номиналом 30 А или меньше. В этом примере требуется OCP на 50 ампер, поэтому необходимо использовать провод №8. Поскольку в этом примере в кабелепроводе всего три токопроводящих проводника, снижение номинальных характеристик количества проводников не требуется.Максимальную допустимую нагрузку кабеля необходимо скорректировать для температуры окружающей среды 120 ° F. Ссылаясь на таблицу 310.15 (B) (2) (a), поправочный коэффициент для медного провода THHN с номинальной температурой 90 ° C и максимальной температурой окружающей среды 120 ° F составляет 0,82.

Температурное снижение допустимой нагрузки = 0,82 x 55 А.

= 45,1 ампер

Пониженная номинальная температура выше, чем значение MCA в 31,0 ампер для проводника №8, что является приемлемым для этого примера.

Есть несколько применимых разделов NEC, которые устанавливают требования к выбору OCP и проводников для коммерческих зданий.Некоторые секции NEC модифицированы для всех конкретных установок и оборудования в коммерческих зданиях. Обращая внимание на детали, можно выбрать рейтинг OCP, чтобы обеспечить безопасную и надежную работу в течение всего срока службы оборудования. [HEAD]

Непрерывные и прерывистые нагрузки

NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс (NEC) дает мало указаний относительно постоянных и прерывистых нагрузок и того, почему это важно. Важно различать постоянные и прерывистые нагрузки из-за нагрева.Рассмотрим 25-амперную нагрузку в цепи. В непостоянном случае (например, при большом отстойнике) нагрузка может быть активна менее минуты. В случае непрерывной работы (например, чиллер) нагрузка может быть активна в течение 8 часов или дольше. Сравнивая эти два случая, проводники контура чиллера будут иметь более высокую температуру во время работы, чем проводники контура отстойника.

NEC требует более консервативного выбора (125%) в случае непрерывных нагрузок из-за повышенного рассеивания тепла проводниками цепи по сравнению с прерывистыми нагрузками.Некоторые примеры непрерывных нагрузок включают офисное освещение, внешнее освещение, оборудование центра обработки данных, стационарные водонагреватели емкостью менее 120 галлонов (450 л; согласно NEC 422.13) и циркуляционные насосы охлажденной / горячей воды. Некоторые примеры непостоянных нагрузок включают устройства для удаления пищевых отходов, насосы для отстойников / сточных вод, приводы гаражных ворот и электрические точилки для карандашей. Не всегда ясно, является ли нагрузка непрерывной или непостоянной. Рассмотрим схему освещения офисной кладовой.Если он спроектирован в соответствии с текущими требованиями энергетического кодекса, он должен иметь датчик незанятости, чтобы автоматически отключать свет, когда люди не обнаруживаются. Это похоже на пример прерывистой цепи. Что делать, если датчик вышел из строя или помещение было временно переоборудовано под офис? Некоторые специалисты по проверке разрешений могут потребовать, чтобы это считалось постоянной нагрузкой. В случаях, когда нагрузка определенно непостоянна, установите схему на 100% нагрузки. Если нагрузка спорна, будьте консервативны и рассчитывайте на длительную нагрузку.

Стивен Эйх — вице-президент и технический директор по электротехнике в компании Environmental Systems Design в Чикаго. Его опыт включает 29 лет проектирования электрических систем для промышленных и коммерческих проектов, включая высотные здания, больницы, школы, театры, музеи, отели, конференц-центры, производственные объекты, водоочистные сооружения и объекты ядерной энергетики.

Как рассчитать нагрузку на субпанель

Определение безопасной полной электрической нагрузки для субпанели требует нескольких расчетов.Нагрузка схемы — это общая нагрузка, которую вы будете прикладывать к субпанели. Вам необходимо знать квадратные метры площади, в которую вы подаете электроэнергию, а также тип электрических устройств и приборов, которые будут обслуживаться вспомогательной панелью. Расчет нагрузки для определения размеров субпанели также поможет вам найти правильную силу тока для автоматического выключателя субпанели и определить размер кабеля для фидерного кабеля, подающего питание на субпанель.

Расчет нагрузки NEC

Все расчеты субпанели, выключателя и фидера должны производиться в соответствии с местными электротехническими нормами.Большинство кодексов соответствуют Национальным электротехническим нормам и правилам (NEC) и используют «Длинную форму» NEC для расчета нагрузки. По сути, это форма, которая помогает подсчитать мощность или потребление электроэнергии устройствами и приборами в зоне, обслуживаемой субпанелью. Как только вы найдете общую мощность, вы разделите ее на 240 (вольт), чтобы найти минимальную силу тока, необходимую для дополнительной панели, ее выключателя и кабеля питания.

Зона покрытия субпанели

Первый расчет нагрузки включает сложение общей площади той части вашего дома (или другого здания), на которую субпанель будет подавать электроэнергию.Это простой способ определить нагрузку цепей общего освещения и розеток для данной местности. Измерьте длину и ширину каждой комнаты и умножьте их, чтобы найти квадратные метры комнаты. Сложите квадратные метры всех комнат, чтобы найти общую площадь в квадратных метрах. Умножьте общую площадь в квадратных футах на 3 (ватты), чтобы завершить расчет.

Мощность прибора

Расчет нагрузки на бытовую технику зависит от типа помещений, в которые вы подаете электроэнергию.Например, если субпанель будет обеспечивать реконструированную кухню, вам нужно будет учесть как минимум две небольшие цепи бытовой техники по 1500 Вт каждая. Другая категория приборов — это приборы, «закрепленные на месте», такие как посудомоечная машина, водонагреватель, диспенсер для пищевых продуктов или вентилятор на чердаке.

Мощность для больших приборов, таких как плиты, сушилки для одежды, электрические обогреватели или кондиционеры, обычно рассчитывается при минимальной указанной мощности (например, 5000 Вт для сушилки) или на паспортной табличке прибора, в зависимости от того, что больше.

После суммирования мощности всех устройств умножьте на 1, если фиксированных устройств меньше четырех; умножьте на 0,75, если есть четыре или более приборов. Сюда не входят электрические цепи для небольших бытовых приборов, которые представляют собой розетки для питания электрических цепей для подключения переносных устройств.

Наконец, вам, возможно, придется добавить 25 процентов максимальной нагрузки двигателя к общей мощности (за некоторыми исключениями). Это дополнительная мощность, необходимая для увеличения нагрузки на большие двигатели при запуске.

Расчет мощности субпанели

Чтобы рассчитать требуемую номинальную мощность, необходимую для питания вспомогательной панели, умножьте общую мощность (из расчета площади в квадратных футах и прибора) на 1,25, чтобы получить скорректированную нагрузку . Эта регулировка безопасности требуется Национальным электротехническим кодексом и обеспечивает буфер для падения напряжения в цепи питания. Падение напряжения — это потеря напряжения, которая возникает, когда электричество проходит по длинным отрезкам провода или кабеля.

Размер автоматического выключателя субпанельного типа

Цепь, которая питает субпанель, должна быть защищена автоматическим выключателем соответствующего размера, чтобы предотвратить перегрев питающей проводки. Чтобы рассчитать размер автоматического выключателя, просто разделите отрегулированную мощность на 240 вольт, чтобы найти номинальную силу тока, необходимую для вашей вспомогательной панели. Часто результатом является нестандартный размер автоматического выключателя. и вы можете просто округлить до следующего большего размера прерывателя. Например, если расчет нагрузки составляет 48 ампер, вы должны использовать прерыватель на 50 ампер для защиты цепи.Фидерные цепи, питающие субпанели, имеют напряжение 240 В и требуют двухполюсного автоматического выключателя.

Размер проводки субпанели

Проводка, питающая субпанель, должна соответствовать или превышать номинальный размер автоматического выключателя, а не расчетную нагрузку субпанели. Это означает, что если автоматический выключатель рассчитан на 50 ампер, проводка питающего кабеля должна быть рассчитана на 50 ампер или более. Однако, если для подачи требуется большое расстояние, следует использовать провод следующего большего размера, чтобы учесть падение напряжения.Определите размер проводки, используя таблицу размеров проводки, в которой перечислены типы и размеры проводов в зависимости от области применения. Используйте диаграмму только для первоначальной оценки. Опять же, вся конструкция системы должна соответствовать местным электротехническим нормам и правилам.

Как рассчитать допустимую нагрузку электрической цепи

Понимание емкости и нагрузки становится необходимым, если вы планируете электроснабжение нового дома или если вы рассматриваете возможность модернизации электроснабжения старого дома. Понимание потребностей в нагрузке позволит вам выбрать электрическую службу соответствующей мощности.В старых домах очень часто существующие услуги сильно занижены для нужд всех современных приборов и функций, используемых в настоящее время.

Что такое электрическая нагрузка?

Термин « электрическая нагрузка» относится к общему количеству мощности, обеспечиваемой основным источником электричества для использования в ответвленных цепях вашего дома и подключенных к ним осветительных приборах, розетках и приборах.

Общая электрическая мощность электросети измеряется в амперах (амперах).В очень старых домах с трубчатой проводкой и ввинчиваемыми предохранителями вы можете обнаружить, что оригинальные электрические сети выдают 30 ампер. Чуть более новые дома (построенные до 1960 года) могут рассчитывать на 60 ампер. Во многих домах, построенных после 1960 года (или модернизированных старых домах), стандартная мощность 100 ампер. Но в больших, более новых домах теперь как минимум 200 ампер, а на самом верхнем уровне вы можете увидеть, что электричество на 400 ампер установлено.

Как вы узнаете, адекватны ли ваши текущие электрические услуги, или как вы планируете новые электрические услуги? Для определения этого требуется небольшая математика, чтобы сравнить общую доступную емкость с вероятной нагрузкой , которая будет размещена на этой емкости.

Ель / Нуша Ашджаи

Общие сведения об электрической емкости

Чтобы рассчитать, сколько энергии нужно вашему дому, нужно рассчитать нагрузку в амперах для всех различных приборов и приспособлений, а затем создать запас прочности. Как правило, рекомендуется, чтобы нагрузка никогда не превышала 80 процентов мощности электросети.

Чтобы использовать математику, вам нужно понимать взаимосвязь между ваттами, вольтами и амперами. У этих трех общих электрических терминов есть математическая взаимосвязь, которую можно выразить двумя разными способами:

Вольт x Ампер = Ватт
Ампер = Ватт / Вольт

Эти формулы можно использовать для расчета мощности и нагрузок отдельных цепей, а также для всей электрической сети.Например, общая мощность 20-амперной и 120-вольтовой ответвленной цепи составляет 2400 ватт (20 ампер x 120 вольт). Поскольку стандартная рекомендация заключается в том, чтобы общая нагрузка не превышала 80 процентов от мощности, это означает, что реальная мощность 20-амперной схемы составляет 1920 Вт. Таким образом, чтобы избежать опасности перегрузки, все осветительные приборы и подключаемые к электросети устройства вместе в этой цепи должны потреблять не более 1920 Вт мощности.

Достаточно легко прочитать номинальные мощности всех лампочек, телевизоров и других приборов в цепи, чтобы определить вероятность перегрузки цепи.Например, если вы регулярно подключаете обогреватель мощностью 1500 Вт в цепь и включаете в одну цепь несколько осветительных приборов или ламп со 100-ваттными лампами, вы уже израсходовали большую часть безопасной мощности в 1920 Вт.

Эту же формулу можно использовать для определения мощности всей системы электроснабжения дома. Поскольку основное напряжение в доме составляет 240 вольт, математические расчеты выглядят следующим образом:

240 В x 100 А = 24000 Вт
80 процентов от 24 000 Вт = 19 200 Вт

Другими словами, ожидается, что электрическая сеть на 100 А обеспечит мощность нагрузки не более 19 200 Вт в любой момент времени.

Расчет нагрузки

После того, как вы узнаете мощность отдельных цепей и полную электрическую сеть дома, вы можете сравнить ее с нагрузкой, которую вы можете рассчитать, просто сложив номинальные мощности всех различных приспособлений и приборов, которые будут потреблять электроэнергию в в то же время.

Вы можете подумать, что это включает в себя сложение мощности всех лампочек осветительных приборов, всех подключаемых устройств и всех проводных устройств, а затем сравнение этой мощности с общей мощностью.Но редко все электроприборы и приспособления работают одновременно — например, нельзя запускать печь и кондиционер одновременно; маловероятно, что вы будете пылесосить, пока работает тостер. По этой причине у профессиональных электриков обычно есть альтернативные методы определения подходящего размера для электрического обслуживания. Вот один из часто используемых методов:

Сложите мощность всех ответвленных цепей общего освещения.
Добавьте номинальную мощность всех штепсельных розеток.
Добавьте номинальную мощность всех постоянных приборов (плиты, сушилки, водонагреватели и т. Д.).
Вычтем 10,000.
Умножьте это число на 0,40
Добавьте 10,000.
Найдите полную номинальную мощность постоянных кондиционеров и номинальную мощность нагревательных приборов (печь плюс обогреватели), затем добавьте , большее из этих двух чисел, . (Вы не нагреваете и охлаждаете одновременно, поэтому не нужно складывать оба числа.)
Разделите сумму на 240.

Это результирующее число дает предполагаемую силу тока, необходимую для адекватного питания дома. Вы можете легко оценить текущее электрическое обслуживание, используя эту формулу.

Другие электрики предлагают еще одно простое практическое правило:

Служба на 100 А обычно достаточно велика, чтобы обеспечить питание общих цепей в доме небольшого и среднего размера, а также одного или двух электроприборов, таких как плита, водонагреватель или сушилка для белья.Этой услуги может хватить для дома площадью менее 2500 квадратных футов, если отопительные приборы работают на газе.
200-амперный сервис будет обрабатывать ту же нагрузку, что и 100-амперный, плюс электрические приборы и электрическое отопительное / охлаждающее оборудование в домах размером до 3000 квадратных футов.
Обслуживание на 300 или 400 ампер рекомендуется для больших домов (более 3500 квадратных футов) с полностью электрическими приборами и электрическим нагревательным / охлаждающим оборудованием. Этот размер рекомендуется, если ожидаемая электрическая тепловая нагрузка превышает 20 000 Вт.Обслуживание на 300 или 400 ампер обычно обеспечивается установкой двух сервисных панелей — одна обеспечивает 200 ампер, а вторая — еще 100 или 200 ампер.

План на будущее

Как правило, рекомендуется увеличивать размер электрической службы, чтобы сделать возможным расширение в будущем. Точно так же, как 100-амперный сервис быстро стал малоразмерным, когда электрические приборы стали обычным явлением, сегодняшнее 200-амперное обслуживание может когда-нибудь показаться сильно малоразмерным, когда вы обнаружите, что заряжаете два или три электромобиля.Негабаритное электрическое обслуживание также позволит установить дополнительную панель в гараж или сарай, если вы когда-нибудь решите заняться деревообработкой, сваркой, гончарным делом или другим хобби, требующим большого количества энергии.