Как рассчитать вводной автомат?

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 выключателей

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

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

Расчет тока нагрузки

Исходные данные:

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

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

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

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

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

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

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.

На сколько ампер ставить вводной автомат в частный дом

Применение защитного оборудования очень важно при использовании электрических сетей. Вводной автомат является частью защитной системы. При возникновении короткого замыкания или отклонениях в работе электроприборов, а также нарушении изоляционного слоя проводов может возникнуть опасность возгорания или вероятность поражения живого организма электрическим током.

Принцип работы и типы автоматов

Для защиты проводов применяется автоматический выключатель, а для защиты от поражения электрическим током — устройство защитного отключения (УЗО). В качестве вводного автомата УЗО не применяется, а вместо него используется дифференциальный автомат — устройство, объединяющее в себе функции обычного автоматического выключателя и УЗО. Применение вводного автомата в квартире позволит обесточить всю электросеть при возникновении аварийного режима автоматически или одним нажатием вручную.

Вводной автоматический выключатель может быть разного типа. Для того чтобы правильно выбрать какой тип и вид нужен для защиты линии в квартире или частном доме, потребуется понимать принцип его работы и знать основные характеристики. Характер работы вводного устройства заключается в автоматическом одновременном разрыве как фазовых, так и нулевых проводов при возникновении аварийной ситуации на линии электросети. Устанавливается он последовательно электрической цепи в после подключения электросчётчика.

Это обусловлено тем, что вся линия до счётчика, как и он сам, принадлежит энергоснабжающей компании, и любого вида вмешательство в неё запрещены. Вводные автоматы до счётчика ставятся, в первую очередь, энергопоставляющими компаниями для того, чтобы ограничить потребление электроэнергии пользователями. Их опечатывают так же, как и счётчик.

Автоматический выключатель

Работа устройства основана на способности разрывать электрическую цепь при достижении пропускаемой через него мощности критической величины. В качестве основных элементов конструкции выделяют:

• соленоид;
• биметаллическую пластину.

Элементы конструкции подключены последовательно и составляют блок расцепителя. Ток, проходя через катушку соленоида, попадает на пластинку, а далее на выходные клеммы. Пластинка изготавливается из металлов с различным тепловым сопротивлением, и при нагреве изгибается.

Увеличение потребляемой мощности цепи в случае возникновения неисправностей электроприборов или при подключении особо мощного устройства приводит к её нагреву. Пластина изгибается и разрывает контакт. Величина тока, при котором разрывается контакт, настраивается в заводских условиях. В режиме короткого замыкания сила тока возрастает стремительно, в катушке соленоида возникает мощное магнитное поле, благодаря которому сердечник втягивается внутрь соленоида, разрывая контакт.

Дифференциальный выключатель

Объединяет функции автоматического выключателя и УЗО. Дополнительно к расцепителю в его конструкции устанавливается трансформатор тороидального типа. Работа устройства основана на способности электродвижущей силы (ЭДС) наводить ток в проводнике. При прохождении тока по обмоткам трансформатора в каждой из них появляется магнитный поток. Он равен по величине, но разный по направлению, поэтому результирующая сила в сердечнике равна нулю.

При утечках тока равенство в магнитных потоках нарушается. Во вторичной обмотке возникает ЭДС, появляется ток. Контакты вторичной обмотки трансформатора подключены к управляющим выводам реле. При появлении напряжения происходит срабатывание реле и электрическая цепь разрывается.

Характеристики вводного устройства

Характеристики во многом помогают определить, какие автоматы ставить в частном доме или квартире. Основные параметры, на которые обращают внимание, следующие:

1. Количество полюсов. Различия зависят от вида используемой линии электропередачи. Для квартир это однофазная цепь, двухпроводная, с номинальным напряжением 220 вольт. Для частного дома может использоваться и трёхфазная сеть на 380 вольт, состоящая из трёх проводов. Каждый полюс означает возможность подключения одного провода, поэтому вводное устройство бывает двухполюсный и трёхполюсный. Существует и четырёхполюсный, но он применяется только на промышленных объектах.
2. Времятоковая характеристика. Определяет чувствительность устройства и характеризует число ложных срабатываний. Этот параметр обозначает соотношение действительной силы тока, пропускаемого через автомат, к номинальному значению. Существуют выключатели различных видов, обозначаются они буквами латинского алфавита. Наибольшее распространение получили приборы класса B, C и D. Класс B применяется, когда на линии используются маломощные приборы, при этом величина тока может превышать значение номинального в пять раз. Класс C, используют для среднемощных приборов, превышение составляет 6— 5 раз. Класса D, ставятся устройства при подключении оборудования высокой мощности, при этом превышение составляет более 20 раз.
3. Номинальный ток. Превышение этого значения приводит к срабатыванию автомата. Требуемое значение определяется сечением провода и материалом, из которого он изготовлен. Выпускается только в стандартных значениях, наиболее популярные величины на 25A и 32A.
4. Номинальный ток утечки. Характеристика используется только для дифференциального вводного автомата.

Критерии выбора устройства для дома

В первую очередь необходимо рассчитать мощность требуемого устройства, т. е. номинальную силу тока. На сколько ампер ставить автомат в доме, вычисляется путём суммирования мощности всей планируемой нагрузки, которая может быть включена одновременно в цепь. Например, в доме имеется нагревательный бойлер на 2200 ватт, стиральная машинка — 600 ватт, пылесос — 250 ватт, компьютер — 350 ватт, телевизор — 100 ватт, утюг — 400 ватт, освещение с потреблением энергии на 800 ватт, и всё это может быть включено одновременно.

Вычисляется общая мощность, P = 2200+600+250+350+100+400+800 = 4700 ватт. Пусть сеть используется однофазная, с величиной напряжения 220 вольт. Максимальная сила тока будет равна Imax = 4500/220 = 21 ампер. Таким образом, нужен автомат с величиной номинального тока 25 A. Когда выбирается трёхфазный вводной автомат для частного дома, сколько ампер понадобится при использовании сети 380 вольт вычисляется аналогично. Для примера выше Imax = 4500/380 = 11 ампер. Автомат выбирается на 13 А.

Вводный автомат выбирается больше, чем полученное значение, так как если выбрать c меньшей величиной, то при включении дополнительного устройства выключатель разорвёт электрическую цепь. Следует учитывать, что оборудование, использующее в своей работе двигатели, в момент включения потребляет пиковую мощность.

При подборе автомата надо учитывать не только планируемую суммарную мощность подключаемых приборов, но и качество, а в первую очередь сечение, проложенной электропроводки. Сечение используемого провода характеризует величину тока, которую может пропустить через себя проводник без ухудшения своих электрофизических свойств. Например, медный провод сечением 2,5 мм/2 выдерживает продолжительную токовую нагрузку в 27 ампер. Поэтому применять автомат на 32 A при таком сечении нельзя.

Если в качестве вводного выключателя используется дифференциальный автомат, то потребуется ещё выбрать значение номинального тока утечки. Оно выбирается в диапазоне 100—300 mA. Если выбрать меньше, возможны ложные срабатывания.

Следующим этапом будет выбор количества полюсов и токовой характеристики. С количеством полюсов всё просто: если линия двухпроводная на 220 вольт, ставится двухполюсный, а когда электрическая линия имеет два фазовых провода и её значение 380 вольт, то трёхполюсный. На токовую характеристику влияет длина линии, т. е. расстояние от выключателя до максимально удалённой розетки или осветительного прибора. Сам расчёт сложный, но учитывая, что в квартирах и частных домах длина линии не превышает 300 метров, выбирается вводное устройство всегда с характеристикой C.

Наиболее популярными производителями, зарекомендовавшими себя по всему миру и выпускающие качественные устройства, являются ABB, Legrand, Schneider Electric, Siemens, Moeller.

Вводной автомат. Расчет, выбор вводного автомата для квартиры

Вступление

Здравствуйте. Вводной автомат это обязательное устройство электропроводки квартиры предназначенное для защиты всей электропроводки от перегрева и токов короткого замыкания, а также общего отключения электропитания квартиры. О выборе, расчете вводного автомата пойдет речь в этой статье.

Вводной автомат должен обеспечить защиту проводов и кабелей от перегрева, способного вызвать их разрушение или пожар. Причинами перегрева могут быть длительные перегрузки или значительные токи короткого замыкания.

Для предотвращения перегрева проводов используют хорошо испытанное решение : вводной автоматический выключатель (автомат защиты), содержит тепловой и электромагнитный расцепитель. Вводной автомат также обеспечивает выполнение функций отключения всей электросети квартиры и разделение питающей линии от групповых электрических цепей квартиры.

Выбор вводного автомата для электропроводки квартиры

Выбор вводного автомата зависит от следующих условий и величин:

• Величины линейного напряжения;
• Режима нейтрали;
• Частоты тока;
• Характеристик токов короткого замыкания;
• Установленной мощности;

Величина линейного напряжения

Для нашей электросети значение фазного и линейного напряжения для квартиры величины постоянные. Это 220 Вольт или 380 Вольт соответственно.

Частота тока

Частоты тока величина тоже постоянная. Это 50 Герц (Гц).

Режим нейтрали

Режим нейтрали это тип заземления, используемый в вашем доме. В подавляющем большинстве это система TN ,система с глухозаземленной нейтралью c различными ее вариациями (TN-C; TN-C-S; TN-S).

Характеристики токов короткого замыкания

Короткое замыкание это несанкционированное соединение двух фазных проводников или фазного и нулевого рабочего проводников или фазного проводника с системой заземления. Самое опасное короткое замыкание (КЗ), которое учитывается в расчетах электросхем, это замыкание трех фазных проводников находящихся под напряжением.

Ток короткого замыкания это важная характеристика для выбора автомата защиты. Для выбора вводного автомата рассчитывается ожидаемый ток короткого замыкания.

Расчет ожидаемого тока короткого замыкания для трехфазной сети, короткое замыкание (КЗ) между фазами:

• I-ожидаемый ток короткого замыкания, A.
• U-Линейное напряжение,
• p-Удельное сопротивление жилы кабеля, для меди 0, 018, для алюминия 0,027;
• L-Длина защищаемого провода;
• S-Площадь сечения жилы кабеля, мм2;

Расчет ожидаемого тока короткого замыкания (КЗ) между фазой и нейтралью

• Uo-Напряжение между фазой и нейтралью;
• m-Отношение сопротивления нейтрального провода и сопротивлением фазного проводи или площадью сечения фазного и нейтральных проводов, если они изготовлены из одного материала.
• P-Удельное сопротивление жилы кабеля, для меди 0, 018, для алюминия 0,027

Режим нейтрали для выбора вводного автомата

Для различных режимов нейтрали применяются следующие вводные автоматы

Выбор вводного автомата для системы TN-S:

Вводной автомат для системы TN-S должен быть

• Однополюсной с нулем или двухполюсной,
• Трехполюсной с нейтралью или четырехполюсной.

Это необходимо для одновременного отключения электросети квартиры от нулевого рабочего и фазных проводников со стороны ввода электропитания. так как нулевой и защитный проводники разделены на всем протяжении.

Выбор вводного автомата для системы TN-C:

Для системы питания TN-C вводной автомат защиты устанавливается однополюсной (при электропитании 220 В) или трехполюсной (при питании 380В). Устанавливаются они на фазные рабочие проводники.

Расчет вводного автомата для электросети квартиры

Расчет вводного автомата для электросети квартиры 380 Вольт

Для выбора вводного автомата рассчитываем ток нагрузки:

• Uн-Напряжение сети;
• Pp-Расчетная мощность;
• Cosф-(Косинус фи)Коэффициент мощности;
• Для отстойки от ложного срабатывания номинальный ток теплового расцепителя вводного автомата выбираем на 10% больше:
• Iт.р.=Iр×1,1

Расчет вводного автомата для электросети квартиры 220 Вольт

• Iр=Pр/Uф×cosф
• Uф –фазное напряжение;
• Iт.р.=Iр×1,1

Примечание: Cosф (Косинус фи) Коэффициент мощности: Безразмерная величина характеризирующая наличие в нагрузке реактивной мощности. По сути отношение активной к реактивной мощности.

©Elesant.ru

Нормативные документы

Другие статьи раздела: Электромонтаж

• Базовые нормативы электромонтажных работ
• Вводной автомат. Расчет, выбор вводного автомата для квартиры
• Кабели с бумажной изоляцией
• Кабельный металлический лоток
• Как выбрать стильный торшер
• Как правильно выполнить монтаж электропроводки в бане
• Как снизить цены на электромонтажные работы
• Комплектация распределительного щитка, автоматы защиты, клеммы подключения
• Магнитные пускатели: назначение, схема подключения
• Монтаж электропроводки

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

В службу поддержки пришло письмо от читателя сайта с вопросом: «А как быть в том случае, когда сумма номиналов автоматов по группам превышает номинал вводного автоматического выключателя? Хочется сделать стиральную машину на отдельный автомат, кондиционер на отдельный, свет отдельно, розетки отдельно, бойлер отдельно.»

Вопрос интересный, поэтому решил написать ответ в статье на сайте.

Давайте рассмотрим схему электропроводки, в которую входят все перечисленные в письме группы.

Номинал вводного автомата 32А. Сумма номиналов групповых автоматических выключателей:

16А+16А+16А+16А+10А=74А.

Сумма номиналов групповых автоматов более, чем в два раза превышает номинал вводного.

Разбивать электропроводку на группы можно, главное, чтобы при этом номиналы автоматических выключателей соответствовали сечению применяемого кабеля, поскольку номинал автомата выбирается, исходя из сечения защищаемого кабеля.

В нашем примере в группах с автоматами 16А (стиральная машина, бойлер, кондиционер, розетки) должен применяться кабель сечением 2,5 мм2, в группе освещения с автоматом 10А — сечением 1,5 мм2. Кабель от водного автомата номиналом 32А до групповых — сечением 6 мм2.

Если суммарный ток в какой-нибудь из групп превысит номинал автомата, защищающего эту группу, то он сработает, защитив линию от перегрузки и возможного оплавления изоляции. При этом кабель в групповой линии не пострадает, поскольку он выбран с запасом, и автомат отключится при меньшем токе, чем может выдержать кабель этого сечения.

Т.е. в группах, при превышении мощности нагрузки, будет отключаться групповой автомат, защищая контролируемую цепь и электроприборы.

Аналогичным образом, если в группах будет одновременно подключено много электроприборов и суммарный ток через вводной автомат будет превышать его номинал (в нашем примере 32А), вводной автомат сработает, отключив внешнюю сеть от внутренней. Т.е. при перегрузке в домашней сети вводной автомат отключится, защищая тем самым кабель до групповых автоматов и всю внутреннюю сеть. При этом кабель до групповых автоматов также не пострадает, и автомат отключится при меньшем токе, чем может выдержать кабель этого сечения.

Главное, чтобы номиналы применяемых автоматов соответствовали сечению используемого кабеля.

Смотрите видео «Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного»

Подробно последовательность выбора, расчетов, схемы подключения можно узнать в этом видеокурсе.