Длительно допустимый ток автоматических выключателей

Как правильно выбрать автоматический выключатель?

Номинальный ток I_n и типы мгновенного расцепления (B, C, D) являются одними из главных характеристик автоматических выключателей, которые повсеместно применяют в электроустановках зданий для защиты от возгораний их элементов.

Именно по значениям номинального тока и типах мгновенного расцепления, как правило, выбирают автоматические выключатели, применяемые в электроустановках зданий.

При написании статьи использовалась корректная и актуальная информация из книги [1] автора Харечко Ю.В.

О номинальном токе автоматического выключателя.

Номинальные токи автоматических выключателей согласовывают с длительно допустимыми (номинальными) токами защищаемых им проводников I_z, а также с номинальными токами другого электрооборудования, например: штепсельных розеток, зажимов, посредством которых соединяют проводники электропроводок, шин распределительных устройств, к которым присоединяют проводники.

Фото для иллюстрации статьи. Внешний вид автоматических выключателей (А — однополюсный автоматический выключатель серии S 200, Б — трехполюсный автоматический выключатель серии S 200 P)

ВАЖНО! Номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше или равен номинальному току перечисленного электрооборудования. Это есть главное правило выбора автоматического выключателя для электроустановки здания. Сам алгоритм более детально смотрите ниже.

Рассмотрим номинальный ток автоматического выключателя, а также значения номинального тока, установленные ГОСТ IEC 60898-1-2020.

Номинальный ток представляет собой электрический ток, который автоматический выключатель способен проводить в продолжительном режиме при определённой контрольной температуре окружающего воздуха.

Под продолжительным режимом понимают такой режим, при котором автоматический выключатель проводит установившийся электрический ток без срабатывания в течение продолжительного времени – неделями, месяцами и даже годами. То есть автоматический выключатель должен проводить любой электрический ток, не превышающий номинальный ток, и не срабатывать.

Контрольная температура окружающего воздуха представляет собой температуру окружающего воздуха, при которой устанавливают время-токовую характеристику автоматического выключателя. Стандартная контрольная температура окружающего воздуха установлена равной 30 °С.

Автоматический выключатель оснащён расцепителем сверхтока, который обычно состоит из теплового расцепителя перегрузки и электромагнитного расцепителя короткого замыкания.

Функционирование теплового расцепителя перегрузки зависит от температуры окружающего воздуха. Если температура окружающего воздуха превышает 30 °С, тепловой расцепитель инициирует срабатывание автоматического выключателя при меньшем значении сверхтока. Если температура окружающего воздуха меньше 30 °С, тепловой расцепитель инициирует срабатывание автоматического выключателя при более высоком значении сверхтока, чем сверхток, вызывающий его срабатывание при 30 °С.

Иными словами, если температура окружающего воздуха более 30 °С, «номинальный ток» автоматического выключателя уменьшается, если менее 30 °С – увеличивается. Данный факт нужно учитывать при эксплуатации автоматических выключателей.

В 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. В электроустановках индивидуальных жилых домов и квартир обычно применяют автоматические выключатели с номинальными токами 6, 10, 16, 25, 32, 40, 50 А (выделены наиболее употребляемые).

Некоторые производители выпускают автоматические выключатели со следующими не стандартизированными значениями номинального тока: 0,16; 0,25; 0,3; 0,5; 0,75; 1,0; 1,6; 2; 3 и 4 А. Автоматические выключатели с такими номинальными токами применяют в специальных электроустановках.

Номинальный ток маркируют на автоматическом выключателе без указания единицы измерения с предшествующим обозначением типа мгновенного расцепления (B, C или D), например: В16. О маркировке см. статью: «Расшифровываем маркировку автоматических выключателей«.

Какие требования нужно учесть при выборе автоматического выключателя для защиты от токов перегрузки?

По сути алгоритм выбора автоматического выключателя расписан в МЭК 60364-5-53 (или в национальной версии ГОСТ Р 50571.5.53-2013):

533.2 Выбор устройств для защиты от токов перегрузки

533.2.1 Общие требования

Защитные устройства необходимо выбрать с учетом следующих требований:

• а) номинальный ток или уставка тока защитного устройства I_n должна быть больше или равна расчетному току цепи I_B;
• b) номинальный ток или уставка тока защитного устройства I_n должна быть меньше или равна допустимому току кабеля I_z;
• c) ток, обеспечивающий в течение условного времени эффективное срабатывание защитного устройства I₂, должен быть ⩽ I_z *1,45.

Соблюдение требований a), b) и c) может не обеспечивать защиту в определенных случаях, например, когда возникают длительные сверхтоки менее I₂. В таких случаях следует рассматривать выбор кабеля с большей площадью поперечного сечения или выбор устройства со значением I₂ ⩽ I_z.

Примечание 1 – При применении требований b) требование c) автоматически выполняется, если защитные устройства соответствуют требованиям IEC 60898 (все части), IEC 60947-2, IEC 61009 (все части), или если АВДТ соответствует требованиям IEC 62423.

Значение тока I₂, обеспечивающего эффективное срабатывание защитного устройства, предоставляется производителем.

О типе расцепления автоматического выключателя.

На автоматических выключателях бытового назначения можно увидеть следующую маркировку: B10, C16, D25 и т.д.

Цифрами 10, 16, 25 здесь обозначены значения номинального тока автоматических выключателей (о номинальном токе автоматического выключателя — я написал выше в статье), а буквами B , C , D – типы мгновенного расцепления автоматических выключателей.

Для типов мгновенного расцепления установлены следующие стандартные диапазоны токов мгновенного расцепления , кратные номинальному току I_n автоматического выключателя:

• 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_n.

В этих диапазонах находятся токи мгновенного расцепления всех автоматических выключателей, вызывающие мгновенное (менее 0,1 с) их срабатывание, инициируемое электромагнитными расцепителями короткого замыкания.

Если в главной цепи автоматического выключателя протекает сверхток , величина которого равна нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n), то автоматический выключатель должен сработать за промежуток времени более 0,1 с, но менее нескольких секунд или десятков секунд.

При протекании в главной цепи автоматического выключателя сверхтока, равного верхней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (5 I_n, 10 I_n, 20 I_n), он должен сработать за промежуток времени менее 0,1 с. Любой сверхток, превышающий верхнюю границу стандартного диапазона токов мгновенного расцепления вызывает мгновенное расцепление автоматического выключателя.

Если значение сверхтока, 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 автоматического выключателя определяется его индивидуальной время-токовой характеристикой.

На естественный вопрос:

Существуют следующие рекомендации по применению автоматических выключателей.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления В целесообразно применять для защиты от сверхтока большинства конечных электрических цепей в электроустановках индивидуальных жилых домов и квартир. Например, с их помощью можно выполнять защиту конечных электрических цепей освещения и штепсельных розеток.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления С обычно используют для защиты от сверхтока электрических цепей, в которых возможны большие пусковые токи при включении электрооборудования, например, конечных электрических цепей освещения, где предусматривается одновременное включение большого числа светильников, конечных электрических цепей электроприёмников, которые имеют встроенные электродвигатели и др.

Автоматические выключатели с типом мгновенного расцепления D необходимо применять для защиты от сверхтока тех электрических цепей, в которых имеются очень большие пусковые токи, появляющиеся, например, при включении трансформаторов, электромагнитных клапанов, больших ёмкостных нагрузок и другого электрооборудования.

У вас может возникнуть вопрос, а как определить пусковой ток? Тут ответ прост. Смотреть в документации на электрооборудование. А если информации о пусковом токе нет в документации на электрооборудование, то нужно проводить измерение. Поскольку пусковой ток может быть кратковременным, измерять осциллографом.

У асинхронного электродвигателя пусковой ток может быть равен 5–7 номинального тока в течение нескольких секунд. У лампы накаливания ещё больше, но доли секунды и т. д.

Для исключения срабатывания автоматического выключателя от пускового тока последний должен быть меньше или равен нижней границе стандартного диапазона токов мгновенного расцепления (3 I_n, 5 I_n, 10 I_n)

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм 2 , а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм 2 . Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Как правильно подобрать автомат зашиты

Когда осуществляется строительство нового жилого дома или делается ремонт в доме или в квартире, все сталкиваются с такой проблемой, как выбор автоматических выключателей (автоматов). От их выбора зависит электро- и пожаробезопасность всего жилища, поэтому игнорировать правила выбора не рекомендуется.

Основные функции автоматических выключателей

Основными функциями автоматов считается защита электропроводки от коротких замыканий и от перегрева, а также своевременное отключение электроприборов при аварийных ситуациях. Когда провода перегреваются, имеется большой риск того, что провода загорятся и, как следствие, возникновение пожара, что чревато большими негативными последствиями. Правильный выбор подобного типа электрооборудования снижает такую вероятность в разы.

Короткое замыкание в электрической сети – это следствие различных факторов, таких, как плохая изоляция в коробках распределения, в электрических щитках, а также неисправность бытовых электроприборов. Зачастую некачественное электрооборудование является следствием коротких замыканий. Не исключаются и бракованные электропровода, которые зачастую продаются без наличия сертификационных документов, подтверждающих их качество.

Чтобы автоматический выключатель действительно защитил электрическую сеть, необходимо правильно подобрать этот прибор по своим характеристикам. Основных параметров 3, но каждый параметр соответствует своей функции.

Разновидность автоматических выключателей

Для защиты однофазной электрической сети напряжением 220 V применяются, как однополюсные, так и двухполюсные автоматы. Как правило, однополюсные приборы служат для отключения одного фазного проводника, а двухполюсные – для отключения, как фазного, так и нулевого проводника. Однополюсные автоматы применяются для защиты цепей 220 V, связанных с внутренним освещением, а также с розетками при условии нормальных параметров эксплуатации.

Для защиты электрических цепей, напряжением 380 V применяются трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Их устанавливают исключительно для защиты действующего электрооборудования, работающего от напряжения 380 V. Это могут быть духовки, варочные панели или электроплиты.

В помещениях, имеющих повышенную влажность, как правило, устанавливают 2-х полюсные выключатели. Их также желательно установить на мощные бытовые приборы, такие, как бойлеры, стиральные машины, электродуховки, посудомоечные машины и т.д.

В случае появления аварийной ситуации, на нулевой провод, а он, как правило соединен с корпусом электроприбора посредством различных радиоэлементов, может попасть фазное напряжение. Если на линию не установить 2-х полюсный автомат, то он отключит фазный провод, а на нулевом проводе останется фазное напряжение. Хотя такое возможно только в случае, когда аварийная ситуация создается до автомата, заставляя работать бытовой прибор в аварийном режиме. Поэтому выбор автоматических выключателей сводится еще и к тому, что на некоторые виды нагрузок устанавливаются однополюсные автоматы, а на некоторые – двухполюсные. При этом, необходимо учитывать схему электрической сети.

Пример разводки трехфазной сети

Если сеть трехфазная, что крайне редко встречается у бытовых потребителей, то применяются 3-х полюсные автоматы. Такой аппарат в обязательном порядке ставится на входе, а также на линиях питания 3-х фазных потребителей. Для защиты однофазных потребителей 3-х фазной сети применяются 2-х полюсные автоматы, для одновременного отключения, как фазного, так и нулевого провода.

Параметры автоматических выключателей не зависят от количества подключаемых проводов. Другими словами, к одному автомату можно подключить несколько проводов (линий). Главное, чтобы их суммарная нагрузка не превышала рабочий ток автомата.

Параметры автоматических выключателей

Функция защитного автомата заключается в том, чтобы защищать электрическую проводку до того, как ток превысит допустимое значение. Это означает, что автоматический выключатель по току выбирается всегда меньшим, чем допустимый длительный ток электрической проводки.

Поэтому алгоритм выбора защитного автомата сводится к таким действиям:

• В первую очередь следует рассчитать толщину провода для конкретного участка, в зависимости от величины нагрузки.
• По таблице находится, какой силы ток выдерживают провода, в зависимости от сечения.
• Из всех имеющихся номиналов автоматов выбирается наиболее близкий по параметрам, но меньший, чем нагрузочная способность проводов. Номиналы автоматов имеют привязку к показателям длительного допустимого тока проводов и кабелей.

В качестве примера

Алгоритм выбора, не связан ни с какими сложностями и эффективно работает. Ниже представлена таблица, в которой отмечены максимальные величины электрического тока для проводников, которые прокладываются в домах или в квартирах. В этой же таблице в отдельной графе отмечены автоматы с номинальным рабочим током, которые рекомендовано применять в цепях таких проводников. Чтобы электропроводка не перегревалась и нормально работала, выбираются автоматы с показателями рабочего тока, которые меньше допустимых значений рабочего тока электропроводки.

Сначала следует подобрать сечение провода. Оно выбирается согласно расчетам, исходя из величины нагрузки. Например, чтобы запитать одну из нагрузок, по расчету нужно взять проводник, сечением 2,5 мм квадратных. Из таблицы видно, что этот проводник без проблем выдерживает ток до 27 ампер. Здесь же можно увидеть, что для защиты данного проводника следует установить автомат с рабочим током в 16 А.

Цепь работает следующим образом: до достижения 16 ампер, автомат работает нормально, как и электропроводка. Если ток начинает увеличиваться до определенной величины, автоматический выключатель начинает на него реагировать. Начинает работать тепловая защита. Чем больше превышается рабочий ток автомата, тем быстрее сработает защита. В случае короткого замыкания в сети, автоматический выключатель отключается мгновенно, поскольку защита от коротких замыканий и тепловая защита работают по-разному принципу.

Как рассчитать мощность потребителя

Как правило, характеристики автоматических выключателей выбираются в зависимости от мощности нагрузки. Проще сделать расчеты, если к электрической линии подключен только один электроприбор. Как правило, к одной линии подключают мощные бытовые приборы, а их потребляемая мощность всегда указывается в паспорте. Сложнее с линиями, к которым время от времени подключаются различные бытовые приборы, например, пылесосы, электроутюги, кухонные комбайны и т.д.

Но если учесть, что их работа кратковременная, то электропроводка выбирается в зависимости от того, сколько таких приборов может работать одновременно. Что касается вводного автомата, то он выбирается в зависимости от суммарной мощности всех потребителей. Можно воспользоваться простой формулой, а можно воспользоваться данными, указанными в паспорте. Как правило, в паспорте указывается не только мощность электроприбора, но и его реальный рабочий ток.

Формула расчета мощности потребителя

После того, как определена величина нагрузок, выбирается соответствующий автоматический выключатель по рабочему току. Его номинал может быть намного меньше или немного больше, но в любом случае он должен защищать электропроводку и его показатели не должны завышаться, по отношению к допустимому току электрических проводов.

Как правило, стараются выбирать электрические провода с запасом, хотя и здесь следует придерживаться разумных пределов. В таком случае, автоматы выбираются по току нагрузки и также с запасом, хотя также в разумных пределах. Автомат всегда должен выдерживать ток нагрузки, с некоторым запасом, или же работа приборов окажется не устойчивой и автомат может в любой момент отключить такую нагрузку, что совсем неправильно.

Отключающая способность автоматов

Автоматический выключатель должен мгновенно отключать электрическую сеть, в случае возникновения короткого замыкания (КЗ). Этот показатель относится к такой характеристике, как отключающая способность. Токи короткого замыкания могут достигать мгновенно тысяч ампер. Отключающий прибор должен не просто выдержать такие токи, но и быстро отключить линию. Подобная характеристика не относится к категории сложной.

Показатель отключающей способности указывает, какую силу тока КЗ он способен отключить и при этом сохранить свою работоспособность. Токи короткого замыкания зависят от различных факторов, но в любом случае, токи КЗ определяются экспериментальным путем. Что касается электропроводки дома или квартиры, то токи короткого замыкания не отличаются особой мощностью, поскольку электрическая сеть имеет значительное удаление от трансформаторной подстанции.

Хотя бывают дома, которые расположены рядом с трансформаторными подстанциями. В таких домах токи короткого замыкания значительно выше. В таких случаях следует выбирать автоматические выключатели с током отключения КЗ порядка 10000 А, в остальных случаях достаточно установки автоматов с током отключения КЗ не больше 6500 А. В сельской местности достаточно автоматов с током отключения КЗ около 4500 А, поскольку здесь обычно старые ЛЭП и больших токов КЗ не бывает. Чем больше у автомата отключающая способность, тем он дороже. Поэтому, выбирая электрическое оборудование, следует учитывать подобные факторы. Зачем платить больше?

Зачастую владельцы не обращают внимание на данные показатели и устанавливают в жилых помещениях автоматические выключатели с низкой отключающей способностью. Конечно, такой автомат способен защитить от токов КЗ, но нет гарантии, что он останется после этого в рабочем состоянии. Существует также вероятность того, что такой автомат просто не успеет сработать, так как контакты могут расплавиться раньше, чем он сработает. Тогда последствия могут оказаться весьма плачевными.

Характеристики электромагнитного расцепителя

Автоматический выключатель должен срабатывать, если в сети повышается ток до определенного уровня. Естественно, что в электрической сети возможны колебания токов нагрузки в определенных пределах. Зачастую эти колебания связаны с пусковыми токами. Например, при включении бытовых приборов, работа которых связана с пуском двигателей, в сети кратковременно возникает бросок тока. Автоматический выключатель не должен реагировать на подобные броски и не отключать нагрузку. Поэтому у них имеется нижний предел, до которого автомат не срабатывает.

При токах короткого замыкания, если автомат своевременно не отключится, то возможны негативные последствия. Чтобы выключение осуществлялось за минимально короткое время, в автомате предусмотрен электромагнитный расцепитель, который реагирует на токи, которые значительно больше токов перегрузки. Этот показатель еще называется током отсечки. Токи отсечки указываются буквами, которые находятся перед цифрами, которые соответствуют рабочему току автоматического выключателя.

Различают 3 типа автоматов, в зависимости от тока отсечки:

• В – автомат срабатывает при увеличении тока в 3-5 раз превышающего рабочий ток устройства.
• С – если ток в сети превышает рабочий ток автомата в 5-10 раз.
• Д – если ток нагрузки выше рабочего тока автоматического выключателя в 10-20 раз.

Класс автомата или тока отсечки

Выбор защитного автомата по данным критериям основан на том, в каком техническом состоянии находится электропроводка в доме, на даче или в квартире.

• Автоматы с буквой «В» следует устанавливать там, где электрическая проводка достаточно сомнительная: в старых домах, на дачах, в селах, в поселках. Подобные автоматические выключатели трудно найти в магазинах и зачастую их приходится заказывать.
• Автоматы с буквой «С» пользуются большой популярностью и устанавливаются практически везде, после капитальных ремонтов, а также в новостройках.
• Автоматы с буквой «Д» больше распространены в производственных помещениях, где установлено электрооборудование с большими пусковыми токами.

Другими словами, наиболее распространенными считаются автоматы с буквой «С». Эти устройства наиболее подходят для защиты электрических сетей бытовых потребителей.

Лучшие производители

Качество автоматических выключателей, как и любого другого электрооборудования, зависит от производителя. Следует отдавать предпочтение проверенным фирмам. Конечно, такие автоматы стоят недешево, но на своем благополучии экономить не следует.

Что такое номинальный ток в электротехнике

Толковый словарь русского языка академика Ожегова объясняет значение слова «номинальный», как обозначенный, называющийся, но не исполняющий своих обязанностей, назначения, то есть фиктивный.

Это определение довольно точно поясняет электротехнические термины номинального напряжения, тока и мощности. Они вроде бы есть, назначены и определены, но на самом деле служат только как ориентиры для электриков. Действительные численные выражения этих параметров в реальности отличаются от назначенных величин.

К примеру, всем нам хорошо знакома переменная однофазная сеть с напряжением 220 вольт, которое считается номинальным. На самом деле его величина по ГОСТ может достигать только до верхнего предела 252 вольта. Так действует государственный стандарт.

Такая же картина просматривается и с номинальным током.

Принцип определения номинального тока

За основу выбора его величины взят максимально возможный тепловой нагрев электрических проводников, включая их изоляцию, которые должны неограниченно долгое время надежно работать под нагрузкой.

При номинальном токе поддерживается тепловой баланс между:

нагревом проводников от температурного воздействия электрических зарядов, описанным действием закона Джоуля—Ленца;

охлаждением за счет отвода части тепла в окружающую среду.

При этом тепло Q1 не должно оказывать влияние на механические и прочностные характеристики металла, а Q2 — на изменение химических и диэлектрических свойств слоя изоляции.

Даже при небольшом превышении номинального значения тока через какой-то промежуток времени потребуется снимать напряжение с электрооборудования для охлаждения металла токовода и изоляции. В противном случае их электротехнические свойства нарушатся и возникнет пробой диэлектрического слоя или деформация металла.

Любое электрическое оборудование (включая источники тока, его потребители, соединительные провода и системы, защитные устройства) рассчитывается, проектируется и изготавливается под работу при определенном номинальном токе.

Его величина указывается не только в технической заводской документации, но и на корпусе или шильдиках электрооборудования.

На приведенной фотографии четко видны величины номинального тока 2,5 и 10 ампер, которые выполнены методом штамповки при изготовлении электрической вилки.

С целью стандартизации оборудования ГОСТом 6827-76 введен в действие целый ряд значений номинальных токов, при которых должны работать практически все электроустановки.

Как подбирается защитное устройство по номинальному току

Поскольку номинальный ток определяет возможность длительной работы электрооборудования без каких-либо повреждений, то все защитные устройства по току настраиваются на срабатывание по его превышению.

На практике довольно часто встречаются ситуации, когда на непродолжительный период в схеме питания возникает перегрузка по различным причинам. При этом температура металла проводника и слоя изоляции не успевают достичь того предела, когда возникает нарушение их электротехнических свойств.

По этим причинам зона перегруза выделена в отдельную область, которая ограничивается не только величиной, но и продолжительностью действия. При достижении критических температурных значений слоя изоляции и металла проводника напряжения с электроустановки должно сниматься для ее охлаждения.

Эти функции выполняют защиты от перегруза, работающие по термическому принципу:

Они воспринимают тепловую нагрузку и настраиваются на ее отключение с определенной выдержкой времени. Уставка защит, выполняющих «мгновенную» отсечку нагрузки, лежит чуть выше тока перегрузки. Термин «мгновенная» на самом деле определяет действие за минимально возможный промежуток времени. Для современных самых быстрых токовых защит отсечка выполняется за время, чуть меньшее 0,02 секунды.

Рабочий ток в обычном режиме питания чаще всего по своей величине меньше номинального.

В приведенном примере разобран случай для схем переменного тока. В цепях постоянного напряжения принципиального отличия соотношений между рабочим, номинальным током и выбором уставок для работы защит нет.

Как настроен автоматический выключатель для работы по номинальному току

В защитах промышленных устройств и бытовых электросетей наибольшее распространение получили автоматические выключатели, которые совмещают в своей конструкции:

тепловые расцепители, работающие с выдержкой времени;

токовую отсечку, очень быстро отключающую аварийный режим.

При этом автоматические выключатели изготавливаются на номинальное напряжение и ток. По их величине выбирают защитные устройства для работы в конкретных условиях определенной схемы.

Для этого стандартами определены 4 типа времятоковых характеристик для разных конструкций автоматов. Они обозначаются латинскими буквами А, В, С, D и созданы для гарантированного отключения аварий с кратностью тока номинального режима от 1,3 до 14.

Автоматический выключатель по времятоковой характеристике с учетом температуры окружающей его среды подбирается под определенный вид нагрузки, например:

схемы со смешанными нагрузками и умеренными пусковыми токами;

цепи с большой перегрузочной способностью.

Времятоковая характеристика может состоять из трех зон действия, как показано на картинке, или двух (без средней).

Обозначение номинального тока можно найти на корпусе автомата. На картинке показан выключатель на котором обозначена величина 100 ампер.

Это означает, что он сработает (отключится) не от номинального тока (100 А), а от его превышения. Допустим, если отсечка автомата настроена на кратность 3,5, то ток величиной 100х3,5=350 ампер и более будет ею остановлен без выдержки времени.

Когда же тепловой расцепитель настроен на кратность 1,25, то при достижении значения 100х1,25=125 ампер отключение произойдет через какое-то время, например, один час. При этом схема этот период будет работать с перегрузом.

Следует учитывать, что на время отключения автомата влияют и другие факторы, связанные с поддержанием температурного режима защиты:

условия окружающей среды;

степень заполнения распределительного щитка аппаратурой;

возможности нагрева или охлаждения от посторонних источников.

Как подбирается электропроводка и автоматический выключатель по номинальному току

Для определения основных электротехнических параметров защит и проводов в обязательном порядке учитывается приложенная к ним нагрузка. Для этого проводят ее расчет по номинальной мощности подключенных в работу приборов с учетом коэффициента их занятости.

Например, к розеточной группе, расположенной на кухне, подключены в работу посудомоечная машина, мультиварка, электродуховка и микроволновая печь которые потребляют суммарную мощность в обычном режиме 5660 ватт (с учетом периодичности включений).

Номинальное напряжение бытовой сети 220 вольт. Определим ток нагрузки, который будет проходить через провода и защитные устройства делением мощности на напряжение. I=5660/220=25,7 А.

Далее смотрим таблицу ряда номинальных токов для электрооборудования. В ней автоматического выключателя на такой ток нет. Но, производители выпускают автоматы на 25 ампер. Его величина ближе всего соответствует нашим задачам. Поэтому его и выбираем за основу защитного устройства для электропроводки потребителей розеточной группы.

После этого нам необходимо определиться с материалом проводов и поперечным сечением. Возьмем за основу медь, поскольку алюминиевая проводка даже в бытовых целях уже не пользуется популярностью из-за своих эксплуатационных характеристик.

В справочниках электриков приводятся таблицы подбора проводов из разных материалов по токовой нагрузке. Возьмем наш случай с учетом того, что проводка выполняется отдельным кабелем с полиэтиленовой изоляцией, спрятанным в штробу стен. Температурные пределы примем соответствующими комнатным условиям.

Таблица нам представит сведения, что минимально допустимое поперечное сечение стандартного медного провода для нашего случая — 4 мм квадратных. Меньше брать нельзя, но лучше его увеличить.

Иногда возникает задача подбора номинала защит под уже работающую проводку. В этом случае вполне оправданно определить электроизмерительным инструментом ток нагрузки сети потребителей и сравнить его с тем, который рассчитан вышеприведенным теоретическим методом.

Таким способом термин «номинальный ток» помогает электрикам ориентироваться в технических характеристиках электрооборудования.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: