Как правильно пользоваться таблицами ПУЭ 1.3.4. и 1.3.5 во время выбора сечения кабеля
Таблицы из ПУЭ 1.3.4 и 1.3.5 знакомы уже многим и разжеваны сотни раз на разных форумах профессиональными электриками. В эту дискуссию хочу внести свою лепту и я. Ниже я описываю свое мнение как нужно правильно пользоваться данными таблицами. Там вы найдете ссылки и выдержки на соответствующие пункты ПУЭ, мои расчеты и примеры. Если вы еще не знаете как правильно выбирать сечение кабеля и как пользоваться этими таблицами, то вам нужно обязательно прочитать эту статью.
Вот они эти заветные таблицы ПУЭ.
Таблица 1.3.4. предназначена для выбора проводов с медными жилами.
Таблица 1.3.5. предназначена для выбора проводов с алюминиевыми жилами.
Посмотрели их внимательно? Теперь давайте подумаем, почему для кабеля одного и того же сечения допустимый длительный ток может быть разным. Например, для сечения 2,5мм
Итак, давайте во всем этом мы с вами вместе разберемся. Для этого открываем ПУЭ и смотрим пункт 1.3.2. Тут сказано, что все провода должны удовлетворять только требованиям предельно допустимого нагрева. Это означает, что ограничения по току выбираются исходя из нагрева токопроводящих жил, то есть при выборе сечения нам нужно исключить только перегрев кабелей.
Оказывается, что от способа прокладки кабеля зависит его естественное охлаждение. Если мы прокладываем провод открыто, то он лучше охлаждается, чем если мы его проложим в кабель-канале. Если мы кабель закопаем в землю, то он еще лучше будет охлаждаться и соответственно меньше греться, поэтому по нему допускается протекание более высокого длительного номинального тока.
Листаем ПУЭ дальше и смотрим пункт 1.3.10. Тут сказано, что все номинальные токи, указанные в таблице, рассчитаны исходя из температуры жил +65С0, окружающего воздуха +25С0 и земли +15С0. Таким образом получается, если на улице теплая погода +25С0, а мы проложили кабель сечением 2,5мм2 открыто и по нему протекает ток величиной 30А, то температура его жил должна быть +65С0. Вы представляете себе эту температуру? Ее даже не сможет выдержать ваша рука. Конечно для изоляции может эта температура и нормальная, но признаюсь честно, что я не хочу чтобы у меня дома жилы кабелей имели температуру +65С
Делаем вывод что, если кабель имеет хорошее охлаждение, то для того чтобы его жилу нагреть до критической температуры необходимо, чтобы по нему протекал больший ток. Поэтому в таблицах ПУЭ 1.3.4 и 1.3.5 присутствует разброс по величине номинального тока в зависимости от способа прокладки, т.е. от условий его охлаждения.
Теперь давайте разберем, что означает в столбцах таблиц прокладка кабеля в одной трубе и т.д. В том же пункте ПУЭ 1.3.10. написана следующая фраза:.
При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе (или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока, а также заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.
Я ее понимаю так, что при подсчете количества проводов при использовании многожильных кабелей, нулевые защитные проводники в расчет не принимаются. Также если сеть 3-х фазная, то здесь еще не принимается в расчет нулевой рабочий проводник N.
Поэтому получаем, что когда мы используем 3-х жильный кабель у себя дома, то у него не учитывается нулевой защитный проводник. Для такого кабеля нужно смотреть столбец в таблице для «одного двухжильного». Если вы дома используете 5-ти жильный кабель для подключения 3-х фазной нагрузки, то у него уже не учитываются две жилы — это нулевой защитный и нулевой рабочий проводники. Для такого кабеля нужно смотреть в таблице столбец как для «одного трехжильного».
Нулевой защитный проводник в расчет не принимается, так как по нему не протекает ток, он соответственно не греется и не оказывает теплового влияния на свои соседние жилы. В трехфазном кабеле протекает ток в трех жилах, которые греют друг друга и поэтому жилы этого кабеля нагреваются до температуры +65С
Также если вы прокладываете провода в кабель-каналах (коробах) или пучками на лотках, то в таблицах ПУЭ это понимается как прокладка в одной трубе.
Вот вроде бы и разобрались с этими волшебными таблицами из ПУЭ )))
Теперь давайте всю полученную информацию подытожим. Для примера я возьму самый распространенный кабель в домах — это 3х2,5. Данный кабель 3-х жильный и поэтому мы у него не считаем третью жилу. Если мы его прокладываем не открыто, а в чем-нибудь (в коробе и т.д.), то значение длительного номинального тока нужно выбирать из столбца «для прокладки в одной трубе одного двухжильного». Для сечения 2,5 мм2 мы получает 25А. В принципе мы его можем защитить автоматическим выключателем на 25А, что многие и делают. Когда данный автомат сработает из-за перегрузки, то кабель будет иметь температуру выше +65С 0. Лично я не хочу, чтобы кабели у меня дома могли нагреваться до такой высокой температуры. Вот из каких соображений:
- Автомат срабатывает от перегрузки при токе превышающем его номинал более чем на 13%, т.е 25Ах1,13=28,25А. Этот ток уже будет завышенным для кабеля сечением 2,5мм2 и соответственно жилы кабеля нагреются больше чем на +65С0.
- Современный кабель имеет заниженное сечение, чем заявлено на его изоляции. Если взять кабель сечением 2,5мм2, то реальное его сечение может оказаться 2,3мм2, а то и меньше. Это наша действительность. Вы сейчас уже не сможете найти в продаже кабель соответствующий заявленному сечению. Если на нем будет написано ГОСТ, то уже с большой уверенностью я могу сказать, что его сечение будет меньше на 0,1-0,2 мм2. Я делаю такой вывод, так как нами уже измерено множество кабелей и разных производителей, на которых написано ГОСТ.
Исходя из вышесказанного лично я всегда буду защищать кабель сечением 2,5мм
Если вы не согласны с моим мнением, то пожалуйста выскажете это в комментариях. Нам всем будет полезно найти правильное решение в этом нелегком выборе )))
sam-sebe-electric.ru
Как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля, мощности
Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.Основные критерии выбора
Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.
- Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
- Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:
- Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током автомата нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Как Вы знаете, при включении мощных электроприборов пусковой ток может быть значительно Выше номинального (вплоть до 12 кратного значения). Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата. На сегодняшний день для бытового применения могут использоваться классы B, C и D. Для дома и квартиры лучше всего выбрать устройство класса B, если в кухне установлена газовая плита и нет мощных потребителей электроэнергии. Если установлена электроплита либо мощный электрический котел, лучше подобрать подходящий автомат класса C. Ну и если у Вас в частном доме задействованы электродвигатели большой мощности, необходимо осуществить выбор коммутационного аппарата с маркировкой «D».
- Селективность. Данный термин подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Тут уже нужно немного вникнуть в логическую цепочку и выбрать номиналы автоматических выключателей согласно обслуживающей линии. Вершину так называемого разветвления должен занимать вводной автомат, номинал которого не должен превышать максимально допустимую нагрузку на электропроводку, исходя из сечения провода. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех остальных, нижестоящих автоматических выключателей в щитке. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.
- Количество полюсов. Еще один, не менее важный критерий выбора, с которым, как правило, возникает меньше всего вопросов. Итак, для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбрать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую бытовую технику (к примеру, стиральную машину, водонагреватель, кондиционер) нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если у Вас в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат. Ну и для защиты двигателя от сверхтоков нужно выбрать трехполюсный автомат на 380 Вольт.
- Завод изготовитель. Очень важно правильно выбрать фирму автомата, иначе при покупке подделки далеко не факт, что указанные выше параметры по факту являются такими же. В результате, при токе КЗ электромагнитный расцепитель может не сработать и как следствие – пожар в доме. Чтобы такого не произошло рекомендуется осуществлять подбор коммутационных аппаратов и другой автоматики только от качественных фирм. Рейтинг лучших производителей автоматических выключателей мы предоставили в соответствующей статье!
Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:
Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?
Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!
Говоря о производителях, хотелось бы отметить неплохое качество у автоматов EKF. Они выпускаются в разных ценовых сегментах. Премиальная линейка Averes оснащена окном реального состояния контактов, механизмом мгновенной коммутации, а также защитными шторками на клеммах для исключения неправильного подключения проводника. При этом всем гарантия на автоматы составляет 10 лет. Оптимальная линейка, PROxima, удобна для опломбировки, т.к. оснащена специальной панелью. Кроме того, автоматы EKF PROxima оснащены автоматической доводкой рукоятки, индикатором состояния контактов и клеммами с насечками — для надежного подключения проводников. На эту линейку гарантия 7 лет. Также есть бюджетная серия Basic — эти автоматы сочетают в себе неплохое качество при доступной цене. Подробнее об автоматах EKF можете узнать, перейдя по ссылке: https://ekfgroup.com/catalog/avtomaticheskie-vykljuchateli-modulnye-i-dop-ustrojstva.
Недопустимые ошибки при покупке
Существует несколько ошибок, которые могут допустить электрики-новички при выборе автоматического выключателя по силе тока и нагрузке. Если Вы неправильно выберите защитную автоматику, даже немного «промахнувшись» с номиналом, это может повлечь за собой множество неблагоприятных последствий: срабатывание автомата при включении электроприбора, электропроводка не выдержит токовые нагрузки, срок службы выключателя быстро сократиться и т.д.
Чтобы такого не произошло, рекомендуем ознакомиться со следующими ошибками, что позволит в будущем правильно выбрать автоматический выключатель для своего дома либо квартиры:
- Первое и самое важное, что вы должны знать — во время заключения договора новые абоненты заказывают энергетическую мощность своего присоединения. От этого технический отдел производит расчет и выбирает в каком месте будет происходить подключение и сможет ли оборудование, линии, ТП выдержать нагрузку. Также по заявленной мощности рассчитывается сечение кабеля и номинал защитного автомата. Для квартирных абонентов недопустимо самовольное увеличение нагрузки на ввод без его модернизации, поскольку по проекту уже заявлена мощность и проложен питающей кабель. В общем номинал вводного автомата выбираете не вы, а технический отдел. Если в итоге вы захотите выбрать более мощный автоматический выключатель, все должно согласовываться.
- Всегда ориентируйтесь не на мощность бытовой техники, а на электропроводку. Не стоит осуществлять выбор автомата только по характеристикам электроприборов, если проводка старая. Опасность в том, что если, к примеру, для защиты электроплиты Вы выберите модель на 32А, а сечение старого алюминиевого кабеля способно выдержать только ток в 10А, то Ваша проводка не выдержит и быстро расплавиться, что станет причиной короткого замыкания в сети. Если же Вам нужно выбрать мощный коммутационный аппарат для защиты, первым делом замените электропроводку в квартире на новую, более мощную.
- Если, к примеру, при расчете подходящего номинала автомата по рабочему току у Вас вышло среднее значение между двумя характеристиками – 13,9А (не 10 и не 16А), отдавайте предпочтение большему значению только в том случае, если Вы знаете, что проводка выдержит токовую нагрузку в 16А.
- Для дачи и гаража лучше выбрать автоматический выключатель помощнее, т.к. здесь могут использоваться сварочный аппарат, мощный погружной насос, асинхронный двигатель и т.д. Лучше заранее предусмотреть подключение мощных потребителей, чтобы потом не переплачивать на покупке коммутационного аппарата большего номинала. Как правило, 40А вполне хватает для защиты линии в бытовых условиях применения.
- Желательно подобрать всю автоматику от одного, качественного производителя. В этом случае вероятность какого-либо несоответствия сводится к минимуму.
- Покупайте товар только в специализированных магазинах, а еще лучше – у официального дистрибьютора. В этом случае Вы вряд ли выберите подделку и к тому же, стоимость изделий у прямого поставщика, как правило, немного ниже, чем у посредников.
Вот и вся методика правильного выбора автомата для собственного дома, квартиры и дачи! Надеемся, что теперь Вы знаете, как выбрать автоматический выключатель по току, нагрузке и остальным, не менее важным характеристикам, а также какие ошибки не следует допускать при покупке!
Рекомендуем прочитать:
samelectrik.ru
Выбор автоматических выключателей — по току, мощности, нагрузке: таблица, расчет и условия выбора
В электрической сети иногда возникают перегрузки, способные привести к аварии и даже к пожару. Чтобы этого не допустить, были созданы специальные устройства – автоматические выключатели (АВ), которые способны сами определять, когда цепь близка к опасному режиму, и отключать “плохой” участок, не дожидаясь, пока последствия неисправности примут масштабный характер.
Как они работают
Существует два основных способа отключения автоматов: тепловой и электромагнитный. Во-первых задействован механизм теплового расширения и сжатия материалов, тогда как во-вторых – способность электрического тока вызывать электромагнитное поле, которое может механически воздействовать на материальные объекты. Эти методы служат разным целям, и, как правило, они оба применяются в любом автоматическом выключателе.
Тепловое расцепление
Этот вид защиты электрической сети оберегает цепь от скачков силы тока, которые иногда случаются при неполадках на линии и у потребителя. В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину (это пластина, изготовленная из разных металлов, соединенных “бутербродом”), и когда его величина становится слишком большой, пластина нагревается.
Но так как разные ее части имеют разную теплоемкость, одна сторона греется сильнее, и потому вся конструкция начинает не просто расширяться, как было бы в случае с обычной металлической пластиной, а изгибаться. Изогнутая часть начинает давить на кнопку отключения от сети, и при определенном усилии, автомат срабатывает.
В автомате ток проходит не через провод, а через особую биметаллическую пластину, и когда его величина становится слишком большой, пластина нагреваетсяЭлектромагнитное расцепление
Второй способ выключения – основан на способности электромагнитного поля двигать металлические предметы. Катушка (соленоид) – это аналог постоянного магнита, и при протекании через нее тока, она тоже приобретает свойство притягивать и отталкивать металлы.
Внутрь катушки вставляют стальной сердечник, прикрепленный пружинкой, и когда сила тока в витках катушки достигает порогового значения, магнитное давление превышает силу сопротивления пружины, и выталкивает сердечник прямо на кнопку. От удара она срабатывает, и автомат отключает защищаемый участок от электрической сети.
Примеры выбора плавких предохранителей и автоматических выключателейТипы автоматов
Электрические сети и их элементы – цепи бывают самых разных видов и конфигураций, и для каждой из них требуются свои автоматические выключатели.
Рассмотрим параметры, по которым следует их выбирать:
Число полюсов
Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, нольЭлектрические сети могут быть одно- и многофазными. Например, в линиях электропередач течет трехфазный ток, а когда он доходит до наших домов, он превращается в двухфазный, поэтому в розетках только две дырки.
Автоматический выключатель нужно подбирать под конкретную цепь – он должен обязательно контролировать все фазы линии, и можно, но не обязательно, ноль.
На нулевой провод ставят автомат, в том случае, если он вводной, или проще говоря, – самый главный, например в подъезде. Это делают для того, чтобы была возможность в любой момент полностью обесточить квартиру для проведения каких-либо ремонтных работ.
Число полюсов автомата отвечает за то, на какую линию он ориентирован. Если на однофазную, то у него 1 полюс, если на двухфазную, то 2 и так далее. А сами полюса представляют собой ни что иное, как клеммы, которые находятся в углублениях на корпусе автоматического выключателя, и обычно клеммы одного полюса расположены вверху и внизу по одной линии друг с другом.
В квартиры, как правило, устанавливают 2-х полюсные АВ.
Важное правило: на разные провода одной линии можно ставить только один выключатель. Например, если имеется 2 провода – фаза и ноль, нельзя ставить на них по одному однополюсному автомату, а только один общий двухполюсный, потому что в первом случае, срабатывание одного не гарантирует срабатывания другого, а во втором отключатся сразу оба провода неисправной линии.
Максимальный рабочий ток
Автомат срабатывает при определенном значении силы протекающего через него тока, или тока уставки. Это также необходимо учитывать при выборе, поскольку, если например, у вас в квартире сила тока в 6 А – это нормальная величина, а вы взяли автомат, который выключается при 5-ти Амперах, то вы явно не сможете проводить у себя дома время с комфортом.
Учтите, что номинальный ток (ток, при котором автоматический выключатель работает нормально) должен быть не меньше максимально возможного тока в вашей квартире, а иначе при любом включении в цепь, он неизбежно будет срабатывать.
Посмотрите на корпусе автомата, на какой номинал он рассчитан, а затем вычислите примерный максимальный ток линии, которую вы защищаете. Для этого:
- Сложите мощности всех бытовых устройств, подключенных к линии, их можно узнать в технических паспортах или на упаковке, а иногда даже на корпусе самого изделия.
- Затем разделите получившуюся суммарную мощность на номинальное напряжение, которое для квартир равно 220 В, и на косинус фи, который равен, в среднем, 0,97.
- Сравните полученный ток с номинальным током автомата. Если он рассчитан на нормальную работу при таком его значении, то все хорошо, и можно переключаться на сверку других параметров, если же автомат при таком токе будет отключаться, то следует поискать еще.
Ток короткого замыкания
КЗ – это аварийное состояние, при котором тoки линии поднимаются до очень больших значений, и плавят проводку. Вот почему они являются причиной возгораний и пожаров. Одним из назначений АВ является также и защита сети от таких перегрузок. Однако тoк кз не является какой-то определенной фиксированной величиной и поэтому при выборе автомата необходимо проявить внимательность.
На сегодня по правилам ПУЭ разрешается устанавливать АВ с током кз не менее 6 КА, они же являются самыми распространенными автоматами в жилом секторе. Но на промышленных предприятиях, где токи кз могут быть в десятки и в сотни раз выше, используют более мощные автоматические выключатели. Ведь слабый автомат при таких токах просто сгорит и придет в негодность, а постоянно заменять их невыгодно.
Итак, если вы живете в квартире или частном доме, АВ на 6 КА вам хватит, но если дом находится рядом с трансформаторной подстанцией, или по соседству живет какой-нибудь изобретатель-самоучка, из-за которого постоянно отключается свет, то можно взять и на 10.
Рабочее напряжение
Обычные домашние автоматы рассчитаны на переменное напряжение в 220 В в квартире и 380 В в линии. Эти данные можно найти на корпусе АВ.
Селективность выключателя
Это очень полезное свойство, позволяющее отключать от сети поврежденный участок, но при этом оставить в работе максимальное количество других потребителей. Например, у вас в доме 4 розетки и на одной из них произошло кз. Обычный, неселективный выключатель отключит от сети всю квартиру, тогда как селективный обесточит лишь только поврежденную розетку, и вы сможете дальше, как ни в чем ни бывало, наслаждаться прелестями электрификации.
Технически это реализуется следующим образом: на каждую последующую ветвь ставится автомат, время срабатывания которого меньше, чем на предыдущей.
Когда в одной из ветвей происходит кз, автомат срабатывает при длительности кз в 0,1 с, поэтому вышестоящий АВ не успевает отключиться, так как он запрограммирован срабатывать, когда замыкание длится 0,5 с.
Маркировка автоматических выключателейМаркировка автоматических выключателей
Сегодня международным стандартом принята единая маркировка АВ, которая существенно упрощает жизнь электрикам из разных стран:
- Обозначается производитель.
- Серия.
- Время-токовая характеристика и номинал. Для квартир подходит буква “С”, но есть еще “B”, “C” и “D”. Токовый номинал – это величина тока, который может долго протекать через автомат без его срабатывания.
- Предельный ток кз, при котором автомат будет продолжать функционировать после отключения в режиме кз, или проще говоря, не перегорит.
- Класс токоограничения. Это та доля тока кз, при которой срабатывает автомат, не давая ему вырасти до максимума.
Блиц-советы
- Выбирая автомат, не дешевите и не экономьте на здоровье. Китайский хлам не даст вам 100%-ной гарантии, что защита сработает в нужный момент. Отдавайте предпочтение немецкой фирме Шнайдер или АББ, хоть они и дороже, но надежнее.
- Тщательно подберите все параметры на соответствие номиналу.
- Обеспечьте селективность, так как электрики смогут починить вашу проводку не ранее, чем через день, вы же не хотите сидеть два дня без света? А если выходные?
Правильно установленная система будет работать долго, поэтому наймите квалифицированного мастера.
housetronic.ru
Выбор автоматического выключателя — Руководство по устройству электроустановок
Критерии выбора автоматического выключателя
Выбор автоматических выключателей определяется электрическими характеристиками электроустановки, условиями эксплуатации, нагрузками и необходимостью дистанционного управления (в зависимости от типа планируемой телекоммуникационной сети). |
Выбор автоматического выключателя производится с учетом:
- электрических характеристик электроустановки, для которой предназначен этот автоматический выключатель;
- условий его эксплуатации: температуры окружающей среды, размещения в здании подстанции или корпусе распределительного щита, климатических условий и др.;
- требований к включающей и отключающей способности при коротких замыканиях, эксплуатационных требований: селективного отключения, требований к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, дополнительным расцепителям, соединениям;
- правил устройства электроустановок, в частности требований в отношении обеспечения защиты людей;
- характеристик нагрузки, например электродвигателей, люминесцентного освещения, разделительных трансформаторов низкого напряжения.
Следующие замечания относятся к выбору низковольтного автоматического выключателя для использования в распределительных системах.
Выбор номинального тока с учетом окружающей температуры
Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при определенной температуре окружающей среды, которая обычно составляет:
- 30°С для бытовых автоматических выключателей;
- 40°С для промышленных автоматических выключателей.
Функционирование этих автоматических выключателей при другой окружающей температуре зависит главным образом от технологии применяемых расцепителей (рис. h50).
Рис. h50: Температура окружающей среды
Некомпенсируемые термомагнитные комбинированные расцепители
Порог срабатывания автоматических выключателей с некомпенсируемыми комбинированными расцепителями зависит от окружающей температуры. |
Автоматические выключатели с некомпенсируемыми термомагнитными расцепителями имеют порог срабатывания, который зависит от окружающей температуры. Если автоматический выключатель установлен в оболочке или в помещении с высокой температурой (например, в котельной), то ток, необходимый для отключения этого автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно ниже. Когда температура среды, в которой расположен автоматический выключатель, превышает оговоренную изготовителем температуру, его характеристики окажутся «заниженными». По этой причине изготовители автоматических выключателей приводят таблицы с поправочными коэффициентами, которые необходимо применять при температурах, отличных от оговоренной температуры функционирования автоматического выключателя. Из типовых примеров таких таблиц (рис. h51) следует, что при температуре, оговоренной изготовителем, происходит повышение порога срабатывания соответствующего автоматического выключателя. Кроме того, небольшие модульные автоматические выключатели, установленные вплотную друг к другу (рис. h37), обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе. В таком случае, вследствие взаимного нагрева при прохождении обычных токов нагрузки, к их токовым уставкам необходимо применять поправочный коэффициент 0,8.
Автоматические выключатели C60a, C60H: кривая C; C60N: кривые B и C (стандарт. температура: 30°С)
| Ном. ток (А) | 20 °C | 25 °C | 30 °C | 35 °C | 40 °C | 45 °C | 50 °C | 55 °C | 60 °C |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1,05 | 1,02 | 1,00 | 0,98 | 0,95 | 0,93 | 0,90 | 0,88 | 0,85 |
| 2 | 2,08 | 2,04 | 2,00 | 1,96 | 1,92 | 1,88 | 1,84 | 1,80 | 1,74 |
| 3 | 3,18 | 3,09 | 3,00 | 2,91 | 2,82 | 2,70 | 2,61 | 2,49 | 2,37 |
| 4 | 4,24 | 4,12 | 4,00 | 3,88 | 3,76 | 3,64 | 3,52 | 3,36 | 3,24 |
| 6 | 6,24 | 6,12 | 6,00 | 5,88 | 5,76 | 5,64 | 5,52 | 5,40 | 5,30 |
| 10 | 10,6 | 10,3 | 10,0 | 9,70 | 9,30 | 9,00 | 8,60 | 8,20 | 7,80 |
| 16 | 16,8 | 16,5 | 16,0 | 15,5 | 15,2 | 14,7 | 14,2 | 13,8 | 13,5 |
| 20 | 21,0 | 20,6 | 20,0 | 19,4 | 19,0 | 18,4 | 17,8 | 17,4 | 16,8 |
| 25 | 26,2 | 25,7 | 25,0 | 24,2 | 23,7 | 23,0 | 22,2 | 21,5 | 20,7 |
| 32 | 33,5 | 32,9 | 32,0 | 31,4 | 30,4 | 29,8 | 28,4 | 28,2 | 27,5 |
| 40 | 42,0 | 41,2 | 40,0 | 38,8 | 38,0 | 36,8 | 35,6 | 34,4 | 33,2 |
| 50 | 52,5 | 51,5 | 50,0 | 48,5 | 47,4 | 45,5 | 44,0 | 42,5 | 40,5 |
| 63 | 66,2 | 64,9 | 63,0 | 61,1 | 58,0 | 56,7 | 54,2 | 51,7 | 49,2 |
NS250N/H/L (стандартная температура: 40°C)
| Ном. ток (А) | 40 °C | 45 °C | 50 °C | 55 °C | 60 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| TM160D | 160 | 156 | 152 | 147 | 144 |
| TM200D | 200 | 195 | 190 | 185 | 180 |
| TM250D | 250 | 244 | 238 | 231 | 225 |
Рис. h51: Таблицы для определения коэффициентов понижения/повышения токовых уставок, которые должны применяться к автоматическим выключателям с некомпенсируемыми тепловыми расцепителями в зависимости от температуры
Пример:
Какой номинальный ток (In) следует выбрать для автоматического выключателя C60 N? Этот аппарат:
- обеспечивает защиту цепи, в которой максимальный расчетный ток нагрузки составляет 34 А;
- установлен вплотную к другим автоматическим выключателям в закрытой распределительной коробке;
- эксплуатируется при окружающей температуре 50°С.
При окружающей температуре 50°С уставка автоматического выключателя C60N с номинальным током 40 А снизится до 35,6 А (см. таблицу на рис. h51). Взаимный нагрев в замкнутом пространстве учитывается поправочным коэффициентом 0,8. Таким образом, получаем 35,6 x 0,8 = 28,5 A, что неприемлемо для тока нагрузки 34 А.
Поэтому будет выбран автоматический выключатель на 50 А, и соответствующая скорректированная уставка по току составит 44 x 0,8 = 35,2 А.
Компенсированные комбинированные расцепители
Эти расцепители содержат биметаллическую компенсирующую пластину, которая обеспечивает возможность регулировки уставки по току отключения при перегрузке (Ir или Irth) в установленных пределах независимо от температуры окружающей среды.
Пример:
- В некоторых странах система заземления TT является стандартной в низковольтных распределительных системах, а бытовые (и аналогичные) электроустановки защищаются в месте ввода автоматическим выключателем, который устанавливается соответствующей энергоснабжающей организацией. Такой автоматический выключатель, помимо защиты от косвенного прикосновения, обеспечит отключение цепей при перегрузках, если потребитель превысит уровень потребляемого тока, оговоренный в его контракте с энергоснабжающей организацией. Регулировка уставок автоматического выключателя с номинальным током менее 60 А возможна при температуре от — 5 до +40°С.
- Низковольтные автоматические выключатели с номинальным током менее 630 А обычно оснащаются компенсируемыми расцепителями для этого диапазона температуры (от — 5 до +40 °С).
Электронные расцепители
Электронные расцепители устойчиво функционируют при изменении окружающей температуры. |
Важным преимуществом электронных расцепителей является их устойчивая работа при изменении температурных условий. Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому изготовители обычно приводят рабочую диаграмму, на которой указываются максимально допустимые значения уставок тока в зависимости от окружающей температуры (рис. h52).
| Тип автоматического выключателя Masterpact NW20 | 40°C | 45°C | 50°C | 55°C | 60°C | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| h2/h3/h4 | Выкатной, горизонтальное исполнение | In (A) | 2,000 | 2,000 | 2,000 | 1,980 | 1,890 |
| Максимальное значение токовой уставки (Ir) | 1 | 1 | 1 | 0,99 | 0,95 | ||
| L1 | Выкатной, вертикальное исполнение | In (A) | 2,000 | 200 | 1,900 | 1,850 | 1,800 |
| Максимальное значение токовой уставки (Ir) | 1 | 1 | 0,95 | 0,93 | 0,90 | ||
Рис. h52: Снижение максимального значения токовой уставки автоматического выключателя Masterpact NW20 в зависимости от температуры
Выбор уставок срабатывания без выдержки времени
На рис. h53 представлены основные характеристики расцепителей мгновенного срабатывания.
| Тип | Расцепитель | Применения |
|---|---|---|
| Электромагнитный 3-5 In Тип B |
| |
| Электромагнитный 5-10 In Тип C |
| |
| Электромагнитный 10-14 In Тип D или K |
| |
| 12 In Тип MA |
|
Рис. h53: Различные расцепители мгновенного действия
Выбор автоматического выключателя с учетом требований к отключающей способности при КЗ
Для установки низковольтного автоматического выключателя требуется, чтобы его предельная отключающая способность (или отключающая способность вышестоящего выключателя, удовлетворяющего условиям координации с нижестоящим) была равна расчетному ожидаемому току короткого замыкания или превышала. |
Автоматический выключатель, предназначенный для использования в низковольтной электроустановке, должен удовлетворять одному из двух следующих условий:
- иметь предельную отключающую способность Icu (Icn), которая равна расчетному ожидаемому току короткого замыкания в месте установки или превышает его;
- использоваться совместно с другим устройством, расположенным выше по цепи и имеющим требуемую отключающую способность.
Во втором случае характеристики этих двух устройств должны быть согласованы так, чтобы ток, который может проходить через вышерасположенное устройство, не превышал максимальный ток, который способны выдержать нижерасположенный выключатель и все соответствующие кабели, провода и другие элементы цепи без какого-либо повреждения. Данный метод целесообразен при использовании:
Выбор автоматических выключателей вводных и отходящих линий
Случай применения одного трансформатора
Если трансформатор расположен на потребительской подстанции, то в некоторых национальных стандартах требуется применение низковольтного автоматического выключателя, в котором были бы явно видны разомкнутые контакты, такого как, например, выкатной выключатель Compact NS.
Пример (рис. h54):
Какой тип автоматического выключателя пригоден для главного автомата защиты электроустановки, питаемой от трехфазного понижающего трансформатора мощностью 250 кВА и напряжением во вторичной обмотке 400 В, установленного на потребительской подстанции?
Ток трансформатора In = 360 А
Ток (трехфазный) Isc = 8,9 кА
Для таких условий подходящим вариантом будет автоматический выключатель Compact NS400N с диапазоном регулировки расцепителя 160 — 400 А и предельной отключающей способностью (Icu) 45 кА.
Рис. h54: Пример установки автоматического выключателя на выходе трансформатора, расположенного на потребительской подстанции
Несколько трансформаторов, включенных параллельно
(рис. h55)
При наличии нескольких трансформаторов, включенных параллельно, автоматический выключатель, установленный на выходе самого маленького трансформатора, должен иметь отключающую способность не менее суммарной отключающей способности других низковольтных автоматических выключателей трансформаторов. |
- Каждый из автоматических выключателей CBP, установленных на линиях, отходящих от низковольтного распределительного щита, должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подсоединенных к шинам, т.е. Isc1 + Isc2 + Isc3.
- Автоматические выключатели CBM, каждый из которых контролирует выход соответствующего трансформатора, должны быть способны отключать максимальный ток короткого замыкания, например, ток Isc2 + Isc3, если короткое замыкании возникло в месте, расположенном выше выключателя CBM1.
Из этих соображений понятно, что в таких обстоятельствах автоматический выключатель самого маленького трансформатора будет подвергаться самому большому току короткого замыкания, а автоматический выключатель самого большого трансформатора будет пропускать наименьший ток короткого замыкания.
- Номинальные токи отключения автоматических выключателей CBM должны выбираться в зависимости от номинальной мощности к КВА соответствующих трансформаторов.
Примечание: необходимыми условиями для успешной параллельной работы трехфазных трансформаторов являются следующие:
1. Фазовый сдвиг напряжений во вторичной и первичной обмотках должен быть одинаков во всех параллельно включенных трансформаторах.
2. Коэффициенты трансформации должны быть одинаковы для всех трансформаторов.
3. Напряжения короткого замыкания (Uк %) должны быть одинаковыми для всех трансформаторов.
Например, трансформатор мощностью 750 кВА с Uк = 6% будет правильно делить нагрузку с трансформатором мощностью 1000 кВА, имеющим Uк = 6%, т.е. эти трансформаторы будут автоматически нагружаться пропорционально их мощностям. Для трансформаторов, у которых отношение номинальных мощностей превышает 2, параллельная работа не рекомендуется.
Рис. h55: Параллельное включение трансформаторов
В таблице, приведенной на рис. h56, указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются автоматические выключатели вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP на рис. h55), для самой распространенной схемы параллельной работы (2 или 3 трансформатора одинаковой мощности). Приведенные данные базируются на следующих допущениях:
- мощность трехфазного короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 500 МВА;
- трансформаторы являются стандартными распределительными трансформаторами напряжением 20/0,4 кВ, характеристики которых приведены в таблице;
- кабели от каждого трансформатора к его низковольтному автоматическому выключателю состоят из одножильных проводников длиной 5 метров;
- между каждым автоматическим выключателем вводной цепи (CBM) и каждым автоматическим выключателем отходящей цепи (CBP) имеется шина питания длиной 1 м;
- распределительное устройство расположено в напольном закрытом распределительном щите, температура окружающего воздуха — 30°С.
Кроме того, в этой таблице указаны модели автоматических выключателей Schneider Electric, рекомендуемые для применения в каждом случае в качестве автоматических выключателей вводных и отходящих линий.
| Количество и мощность трансформаторов 20/0,4 кВ (кВА) | Мин. отключающая способность авт. выключателя ввода Icu (кА) | Авт. выключатели ввода (CBM),полностью согласованные с авт.выключателем отходящих линий (CBP) | Мин. отключающая способность авт. выключателя отходящих линий Icu (кА) | Авт. выключатели ввода (CРВ)на ном. ток 250 A |
|---|---|---|---|---|
| 2 x 400 | 14 | NW08N1/NS800N | 27 | NSX250H |
| 3 x 400 | 28 | NW08N1/NS800N | 42 | NSX250H |
| 2 x 630 | 22 | NW10N1/NS1000N | 42 | NSX250H |
| 3 x 630 | 44 | NW10N1/NS1000N | 67 | NSX250H |
| 2 x 800 | 19 | NW12N1/NS1250N | 38 | NSX250H |
| 3 x 800 | 38 | NW12N1/NS1250N | 56 | NSX250H |
| 2 x 1,000 | 23 | NW16N1/NS1600N | 47 | NSX250H |
| 3 x 1,000 | 47 | NW16N1/NS1600N | 70 | NSX250H |
| 2 x 1,250 | 29 | NW20N1/NS2000N | 59 | NSX250H |
| 3 x 1,250 | 59 | NW20N1/NS2000N | 88 | NSX250L |
| 2 x 1,600 | 38 | NW25N1/NS2500N | 75 | NSX250L |
| 3 x 1,600 | 75 | NW25N1/NS2500N | 113 | NSX250L |
| 2 x 2,000 | 47 | NW32N1/NS3200N | 94 | NSX250L |
| 3 x 2,000 | 94 | NW32N1/NS3200N | 141 | NSX250L |
Рис. h56: Максимальные значения тока короткого замыкания, который должне отключаться автоматическими выключателями ввода и отходящих линий (соответственно CBM и CBP) при параллельной работе нескольких трансформаторов
Пример (рис. h57):
- Выбор автоматического выключателя вводной линии (CBM):
Для трансформатора мощностью 800 кВА In = 1126 А, Icu (минимальный ток) = 38 кА (из рис. h56).
При таких характеристиках таблица рекомендует использовать Compact NS1250N (Icu = 50 кА).
- Выбор автоматического выключателя отходящей линии (CBP):
Из рис. h56 требуемая отключающая способность (Icu) для таких автоматических выключателей составляет 56 кА.
Для трех отходящих линий 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типа NS400 L, NS250 L и NS 100 L. В каждом случае номинальная отключающая способность Icu = 150 кА.
Рис. h57: Параллельная работа трансформаторов
Эти автоматические выключатели обеспечивают следующие преимущества:
— полное согласование с характеристиками вышерасположенных автоматических выключателей (CBM), т.е. селективность срабатывания защит;
— использование метода каскадирования с соответствующей экономией затрат в отношении всех элементов, расположенных ниже по цепи.
Выбор автоматических выключателей отходящих и оконечных линий
Значения тока короткого замыкания в любом месте электроустановки можно определить с помощью таблиц. |
Использование таблицы G39
С помощью этой таблицы можно быстро определить величину трехфазного тока короткого замыкания в любом месте электроустановки, зная:
- величину тока короткого замыкания в точке, расположенной выше места, предназначенного для установки соответствующего автоматического выключателя;
- длину, сечение и материал проводников между этими двумя точками.
После этого можно выбрать автоматический выключатель, у которого отключающая способность превышает полученное табличное значение.
Детальный расчет тока короткого замыкания
Для того, чтобы более точно рассчитать величину тока короткого замыкания, особенно в случае, когда отключающая способность автоматического выключателя чуть меньше величины, полученной из таблицы, необходимо использовать метод, описанный в разделе Ток короткого замыкания.
Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) с одним защищенным полюсом
Такие автоматические выключатели обычно имеют устройство максимальной защиты только на полюсе фазы и могут применяться в системах TT, TN-S и IT. В системе IT должны выполняться следующие условия:
- условие (B) из таблицы G67 для максимальной защиты нулевого проводника в случае двойного короткого замыкания;
- отключающая способность при КЗ: двухполюсный автоматический выключатель (фаза-нейтраль) должен быть способен отключать на одном полюсе (при линейном напряжении) ток двойного короткого замыкания, равный 15% трехфазного тока короткого замыкания в месте его установки, если этот ток не превышает 10 кА, или 25% трехфазного тока короткого замыкания, если он превышает 10 кА;
- защита от косвенного прикосновения: такая защита обеспечивается в соответствии с правилами, предусмотренными для систем заземления IT.
Недостаточная отключающая способность при КЗ
В низковольтных распределительных системах, особенно в сетях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, иногда случается, что рассчитанный ток трехфазного КЗ Isc превышает предельную отключающую способность Icu автоматических выключателей, имеющихся в наличии для установки, или же изменения, произошедшие в системе выше, привели к изменениям требований к отключающим способностям автоматических выключателей.
- Решение 1: убедитесь в том, что соответствующие автоматические выключатели, расположенные выше тех, которых это коснулось, являются тогоограничивающими, поскольку в таком случае можно использовать принцип каскадного включения (см. подраздел Согласование характеристик автоматических выключателей).
- Решение 2: установите несколько автоматических выключателей с более высокой отключающей способностью. Такое решение представляется экономически целесообразным в том случае, если затронуты один или два автоматических выключателя.
- Решение 3: установите последовательно с затронутыми автоматическими выключателями и выше по цепи токоограничивающие плавкие предохранители (типа gG или aM). При этом такая схема должна отвечать следующим условиям:
— предохранитель должен иметь соответствующий номинал;
— предохранитель не должен устанавливаться в цепи нулевого проводника, за исключением определенных электроустановок системы IT, в которых при двойном коротком
замыкании в нулевом проводнике возникает ток, превышающий отключающую способность автоматического выключателя.
В этом случае расплавление предохранителя в нулевом проводнике приведет к тому, что этот автоматический выключатель отключит все фазы.
ru.electrical-installation.org
Выбор автоматических выключателей для электродвигателей
Выбирая автоматические выключатели для защиты двигателей, мы должны учитывать, что при пуске электродвигателя, возникает пусковой ток, превышающий в 5 — 7 раз номинального значения.
Автоматические выключатели выбираются по условиям:
Uном. ≥ Uном.сети
где:
- Uном. – номинальное напряжение, В;
- Uном.сети – номинальное напряжение сети, В.
Iном.расц. ≥ Iном.дв.
где:
- Iном.расц. – номинальный ток расцепителя выключателя, А;
- Iном.дв. – номинальный ток электродвигателя, А.
Ток уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя выбирается по формуле [Л1,с. 106]:
Для приближенного расчета тока уставки электромагнитного и полупроводникового расцепителя, можно принять по таблице 6.1 [Л1,с. 107].
Таблица 6.1 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания отсечки автоматических выключателей, устанавливаемых в цепях электродвигателей
| Автоматический выключателиь | Расцепитель | kз | kа | kр | kн | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| А3700; А3790 | Полупроводниковый | РП | 1,1 | 1,0 | 1,3 | 1,5 | |
| ВА | БПР | ||||||
| «Электрон» | РМТ | 1,35 | 1,6 | ||||
| МТЗ-1 | 1,4 | 2,2 | |||||
| АВМ | Электромагнитный | 1,4 | 1,1 | 1,8 | |||
| А3110; АП-50; А3700; ВА; АЕ20 | 1,3 | 2,1 | |||||
| А3120; А3130; А3140 | 1,15 | 1,9 | |||||
Надежность срабатывания автомата при двухфазном и однофазном коротком замыкании при КЗ на выводах электродвигателя определяется коэффициентом чувствительности и рассчитывается по формуле [Л1,с. 107]:
При отсутствии значений по коэффициенту разбросу kp, рекомендуется принимать коэффициент чувствительности в пределах 1,4-1,5.
В случае если чувствительности защиты от междуфазных КЗ недостаточно, следует принять следующие меры:
- уточнить значение Iс.о с учетом влияния сопротивления внешней сети на пусковой ток электродвигателя;
- выбрать другой тип АВ;
- увеличить сечение кабеля на одну, две ступени, но не больше;
- применить выносную релейную защиту.
При недостаточной чувствительности защиты от однофазных КЗ, следует принять следующие меры:
- применить кабель другой конструкции с нулевой жилой, алюминиевой оболочкой;
- проложить дополнительные зануляющие металлические связи;
- применить АВ со встроенной защитой от однофазных КЗ;
- применить выносную релейную защиту от однофазных КЗ, ток срабатывания данной защиты принимается 0,5-1*Iном.дв. Коэффициент чувствительности kч > 1,5, согласно ПУЭ 7-издание;
Выбор тока срабатывания для теплового и электромагнитного (комбинированного) расцепителя автоматического выключателя
Для того, чтобы защитить двигатель от перегрузки, то есть от повреждений, вызываемых длительным протеканием тока превышающего номинальный, нужно использовать тепловые и электромагнитные (комбинированные) расцепители. Номинальный ток теплового расцепителя определяется по формуле [Л1. с 109]:
Данные коэффициенты определяются для разных типов выключателя по таблице 6.2 [Л1. с 112].
Таблица 6.2 – Значения коэффициентов для расчета тока срабатывания защиты от перегрузки автоматических выключателей
| Автоматический выключателиь | Расцепитель | kз | kр | kн = kз*kр | kв | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| А3700; АЕ20 | Тепловой | — | — | 1,15 | 1 | |
| А3110; АП50 | 1,25 | 1 | ||||
| ВА51; ВА52 | 1,2-1,35 | 1 | ||||
| АВМ | Электромагнитный | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 0,5-0,7 | |
| А3700 | Полупроводни- ковый | РП | 1,1 | 1,15-1,2 | 1,27-1,32 | 0,97-0,98 |
| «Электрон» | МТЗ-1, РМТ | 1,1 | 1,15-1,35 | 1,27-1,49 | 0,75 | |
| ВА | БПР | 1,1 | 1,08-1,2 | 1,19-1,32 | 0,97-0,98 | |
Общая формула по определению тока теплового расцепителя, имеет следующий вид:
Время срабатывания защиты от перегрузки выбирается из условия, что защита не будет срабатывать при пуске и самозапуске двигателя [Л1. с 112]:
Продолжительность пуска для двигателей с тяжёлыми условиями пуска, составляет более 5 – 10 сек, например для двигателей центрифуг, дробилок, шаровых мельниц и т.д и для двигателей с лёгкими условиями пуска равным 0,5 – 2 с, например для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.
Проверка чувствительности при однофазных КЗ
Данную проверку нужно выполнять, если для отключения однофазных КЗ используется защита от перегрузки. В настоящее время ПУЭ 7-издание п. 1.7.79 предъявляет требования, чтобы время отключение выключателя тока однофазного КЗ не превышало 0,4 с.
Литература:
1. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сети 0,4 кВ. Учебное пособие. 2008 г.
Поделиться в социальных сетях
raschet.info
таблица, расчёт, карта и основные особенности
Селективность в области электрики является одним из основополагающих понятий. Она представляет собой защиту электрических устройств от поломок или каких-либо отклонений в работе. С помощью данной функции автоматы работают дольше, повышается уровень безопасности.
Что такое селективность в области электрики?
Селективность или избирательность – особенность релейной защиты, которая определяется умением находить неисправный элемент всей электрической системы и выключать именно его. Защита может быть двух видов: абсолютная и относительная, в зависимости от отключения участков. В первом случае более точно срабатывают предохранители на том участке, где произошло замыкание или поломка. Второй тип селективности заставляет отключаться автоматы, которые находятся выше, если защита других не вступила в действие по каким-либо причинам.
Типы селективности электрических приборов
Классификацию защиты электрических устройств можно представить в различии схем подключения:
- Полная. Если несколько приборов подключены последовательно, то на неисправность быстрее реагирует тот, что находится ближе к зоне аварии.
- Частичная. Принцип действия селективности автоматов аналогичен с полной, но существует ограничение величины тока.
- Временная. Такого рода избирательность предполагает разное время выдержки автоматов с одинаковыми характеристиками на срабатывание в случае поломки. Эта защита предназначена для того, чтобы подстраховать автоматы по скорости выключения. Например: первый начинает действовать спустя 0,2 сек, второй – 0,4 сек и т. д.
- Токовая. Принцип работы селективности тот же, что и у временной, но в этом случае параметром выступает максимальная токовая отметка. Выставляются определённые значения в порядке убывания от источника питания до объекта нагрузки. Например, при вводе 28 А., к розеткам 18 А и 12 – к свету.
- Времятоковая. Одна из самых сложных систем по защите от неисправностей. Аппараты подразделяются на четыре различные группы: A, B, C и D, каждая из которых реагирует на ток. В этом случае сложно составить схему защиты автоматических выключателей при коротком замыкании. Наиболее эффективна защита будет при первой группе А. Её используют в основном для электронных цепей. Наибольшую популярность и распространённость получили аппараты типа С, однако следует серьёзно отнестись к их установке.
- Зонная. Этот способ защиты используется чаще всего в промышленности, так как он является дорогостоящим и довольно сложным. За работой электрической сети следят специальные приборы. При достижении установленного значения все данные передаются в центр контроля, где выбирается аппарат для выключения. Селективность этого вида предполагает наличие специальных электронных расцепителей. Они действуют следующим образом: при обнаружении какого-либо нарушения аппарат, расположенный ниже, подаёт сигнал другому автомату, который находится выше. Если в течение 1 секунды не сработает первое устройство, включится второе.
- Энергетическая. Здесь автоматы действуют очень быстро, благодаря чему ток короткого замыкания не успевает достичь максимального значения.
Полная. Если несколько приборов подключены последовательно, то на неисправность быстрее реагирует тот, что находится ближе к зоне аварии.Таблица селективности
Защита автоматических выключателей исправно работает обычно при маленьких перегрузках. При коротком замыкании сформировать селективность намного тяжелей. Для таких целей существует таблица селективности, которая позволяет генерировать связки с избирательностью вступления в действие. Один расчёт предназначен для одного вида аппарата. Ниже представлен пример такой таблицы, который также можно найти на интернет-сайтах производителей автоматов.
Расчёт селективности
Чаще всего защитными устройствами выступают обыкновенные автоматические выключатели. Их селективность обеспечивается с помощью верного выбора и настроек параметров. Принцип работы таких выключателей обусловлен выполнением следующего условия:
- Iс.о.послед ≥ Kн.о.* I к.пред., где:
- — Iс.о.послед — ток, при котором вступает в действие защита;
- — I к.пред. — ток короткого замыкания в конце зоны действия защиты;
- — Kн.о. — коэффициент надёжности, зависящий от параметров.
Определить селективность при управлении аппаратов по времени можно при помощи следующей формулы:
- tс.о.послед ≥ tк.пред.+ ∆t, где:
- — tс.о.послед и tк.пред. — временные интервалы, через которые срабатывают отсечки автоматов, в зависимости от близости к источнику питания;
- — ∆t — временная ступень селективности.
Карта селективности
Для того чтобы обеспечить максимальную защиту автоматических выключателей, нужна специальная карта селективности или её графическое изображение. Эта карта представляет собой своеобразную схему, где отображаются все совокупности токовых характеристик используемых устройств в электрической сети (пример представлен ниже).
Одно из основных правил защиты выключателей – все автоматы должны быть подключены друг за другом по очереди. Карта селективности предназначена для изображения характеристик всех этих приборов. Для её создания необходимо придерживаться ряда правил:
- Установки защит должны исходить из одного напряжения;
- Рисуя карту нужно правильно выбрать масштаб, чтобы были изображены все расчётные точки;
- Помимо характеристик автоматов, следует указать максимальные и минимальные значения коротких замыканий в точках системы.
Как показывает практика, селективность защиты требуется не всегда. Её применяют, только если есть риск серьёзных повреждений. Когда при расчёте получаются высокие значения номиналов автоматов, рекомендуется установить рубильники или специальные селективные устройства.
Селективность автоматов ПУЭ
Существует свод правил устройств электроустановок (ПУЭ), где есть чёткие понятия, как эксплуатировать автоматические выключатели. В пункте 3.1.4. сказано: для того чтобы автоматы защиты не отключали устройства при кратковременных перегрузках, уставки выключателей нужно выбирать по номинальным токам электроприёмников.
Следует выделить ещё одно важное правило: в качестве устройств защиты должны использоваться предохранители и автоматические выключатели.
Принцип селективности для выбора выключателей
При проведении электрики в доме необходимо учитывать тот факт, что ток может причинить большой вред. Во избежание неприятных последствий устанавливают предохранители или автоматические выключатели. Принцип селективности позволяет надёжно использовать электрическую сеть благодаря правильному выбору автоматов.
Для абсолютно любой схемы выявляется определённая система защиты, которая разделяют проводку на определённые участки, именуемые электрическими цепями. Поломка может возникнуть внутри приёмника, генератора или же проводов. Каждая неисправность требует особенного технического решения, благодаря которому можно быстро и эффективно найти и исправить повреждение.
Принцип селективности призван определять правила установки и совместимости защит. Он обеспечивает:
- безопасность электрики и людей;
- автоматическое выявление зоны поломки и её устранение;
- снабжение электрическим током все участки, расположенные рядом с повреждённым;
- поддержание качества электроэнергии.
Обобщая все вышесказанное, можно отметить, что избирательность защитных устройств, в том числе и автоматических выключателей, необходимо всегда учитывать при установке электрической проводки для безопасного и наиболее надёжного использования.
instrument.guru
Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи
Вводная часть
Любая электрическая цепь в квартире и доме, должна защищаться автоматом защиты от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания. Эту нехитрую истину можно наглядно продемонстрировать в любом электрическом щите квартиры, этажном щите, вводно-распределительном щите дома и т.п. электрическим шкафам и боксам.
Вопрос не в том, ставить автомат защиты или нет, вопрос, как рассчитать автомат защиты, чтобы он правильно выполнял свои задачи, срабатывал, когда нужно и не мешал стабильной работе электроприборов.
Примеры расчета автоматических выключателей
Теорию расчетов автоматических выключателей вы можете почитать в статье: Расчет автоматов защиты. Здесь несколько практических примеров расчета автоматических выключателей в электрической цепи дома и квартиры.
Пример 1. Расчет вводного автомата дома
Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:
- Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
- Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
- Коэффициент мощности COSφ = 0,84;
1-й расчет:
Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:
Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А
2-й расчет
Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:
- Iток.расцепителя = Iр × 1,1
- Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А
Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:
- I ном.ав = 150 Ампер (150 А).
Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.
Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни
примеры расчета автоматических выключателейВо втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.
Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.
Расчет тока нагрузки
Исходные данные:
- Напряжение сети Uн = 220 В;
- Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
- Коэффициент мощности COSφ = 1;
То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.
Коэффициент использования
Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.
- Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
- Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
- Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
- Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микровоновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
- Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
- Разделите Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.
На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.
Примечание:
В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:
- коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
- коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
- коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
- коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.
Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:
- Iр = Рр / 220В;
- Iр = 6000 / 220= 27,3 А.
Ток расцепителя:
- Iрасчет.= Iр×1,1=27,3×1,1=30А
По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.
Вывод
Приведенный пример расчета кухни получился несколько завышенным, обычно для электропроводки кухни хватает 16 ампер если учесть, что плиту, стиральную машину, посудомоечную машину выводят в отдельные группы.
Эти примеры расчета автоматических выключателей для групповых цепей, лишь показывают общий принцип расчетов, причем не включают расчет инженерных цепей включающий работу насосов, станков и других двигателей частного дома.
Фотогалерея автоматов защиты
©Ehto.ru
Статьи по теме
- Записи не найдены
Похожие статьи:
ehto.ru
