Как выбрать автоматический выключатель

Как выбрать автоматический выключатель?

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Что же такое автоматический выключатель (АВ) и почему его нужно выбирать?

По своей сути это электромеханическое устройство, которое выполняет функционал по прерыванию токов короткого замыкания и токов перегрузки в сети, защищая ее и подключенные электроприемники от повреждений и возгорания, служит для ее замыкания и размыкания в нормальных условиях при протекании рабочих токов нагрузки. Прерывание сверхтоков или токов короткого замыкания происходит соответственно в автоматическом режиме. А выбрать его нужно правильно для того, чтобы прерывал он их надежно, своевременно и селективно.

Основные «действующие лица» в работе типового выключателя – тепловой и электромагнитный расцепители, являющиеся исполнительными механизмами.
Тепловой расцепитель освобождает удерживающее устройство и вызывает срабатывание АВ при перегрузке сети, а электромагнитный – при коротком замыкании.

Характеристики автоматических выключателей

Основные характеристики АВ, в том числе в соответствии с ГОСТ Р 50345-2010, определяемые и оцениваемые при выборе:
1) количество полюсов (одно-, двух-, трех- и четырехполюсные), с учетом количества фазных проводников подключаемой сети и нулевого провода;
2) номинальное рабочее напряжение;
3) номинальный ток;
4) диапазон токов мгновенного расцепления, определяемый классом выключателя – А, B, C, D, K, Z.
5) отключающая способность.

Расчетом автоматических выключателей для объектов промышленности, как правило, занимаются проектные институты и используют для этого специальные методики и программное обеспечение. По ним оцениваются величины нагрузок, выбираются проводники, рассчитываются токи КЗ на различных участках цепи и потом выбираются АВ, составляются карты селективности. Серьезными расчетами при монтаже устройств домашней электросети никто не занимается. Вполне достаточно произвести подбор выключателя по номинальному току и току мгновенного расцепления.

Общая логика и цепочка подбора АВ приведены ниже.

Для любой цепи, в которой устанавливается АВ, номинальный ток защитного аппарата должен быть выбран после оценки мощности, потребляемой электроприемниками.
При этом следует понимать, что АВ предназначены защищать от перегрузки не сами электроприборы, а сеть, к которой они подключаются.

Например, когда состав, характеристики и группы электроприборов определены, то последовательность расчета такая:
• высчитывается совокупная мощность всех без исключения электроприемников, запитываемых от конкретного АВ, рассчитывается сила тока. Возьмем для наглядности суммарную мощность нагрузки, равную 3000 Вт, тогда ток I = 3000 / 220 = 13,6 A.
• выбирается стандартный автоматический выключатель с самым близким значением номинального тока из номинального ряда (6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А) не менее рассчитанной величины силы тока нагрузки — In≥I. Выбираем АВ c In=16А.

Для упрощения подбора в статье приведена таблица соотношения между номиналом АВ, мощностью подключаемой нагрузки, схемой подключения и количеством полюсов.

Далее подбирается класс автоматического выключателя для отключения токов КЗ.

Классы или типы автоматических выключателей

Характер коммутационных процессов в сети предъявляет определенные требования к аппаратам при питании различного вида нагрузок. Поэтому АВ производителями выпускаются нескольких типов, каждый из которых отличается чувствительностью. Величина 3*Iн означает, что автомат отключится в случае, если величина сверхтока будет в 3 и более раз выше его номинала.

Для бытового применения вполне достаточно выключателей типов В, С.
Все же следует учитывать, что АВ рассчитаны производителями на определенное число срабатываний. Поэтому не рекомендуется использовать автоматы в качестве выключателя нагрузки – это приводит к преждевременному изнашиванию механизма и подгоранию контактов.

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

  • количество полюсов;
  • номинальный и предельный токи;
  • применяемый тип электромагнитного расцепителя;
  • максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

  1. Однополюсные.
    Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
  2. Двухполюсные.
    Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.
  3. Трехполюсные.
    Используются с трехфазными цепями, при превышении нагрузки происходит отключение трех фаз одновременно. Такие автоматы так же имеют один общий размыкатель цепи.
  4. Четырехполюсные.
    Аналогичны двухполюсным, но предназначены для работы с трехфазными цепями. При превышении нагрузки происходит размыкание трех фаз и рабочего нуля одновременно.

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

  • B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
  • C — при превышении в 5–10 раз;
  • D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Важно! Сначала следует рассчитывать мощность потребителей, а затем уже выбирать проводник соответствующего сечения и только после этого выбирать автомат (пакетник). Номинальный ток пакетника должен быть меньше максимального тока, разрешенного для провода этого сечения.

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Выбор автоматического выключателя по току

По номинальному току АВ

Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматических выключателей по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.

При покупке АВ нужно выбирать такой номинал, чтобы он срабатывал до того момента, когда ток не превышал бы возможности электропроводки.

Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.

Читайте также  Пуансон это
Номинальный ток автоматического выключателя, А Нагрузка электрической цепи, 220 В
10 Освещение, сигнализация
16 Розетки общего назначения
25 Кондиционеры, водонагреватели
32 Электрические плиты, духовые шкафы
40; 50 Общий ввод

Выбор номинала автомата по мощности нагрузки

При выборе номинала автоматического выключателя необходимо правильно рассчитать максимальную нагрузку электрического участка сети.

Таблица соотношения сечения кабеля и номинала автоматического выключателя к потребляемой мощности приведена ниже:

Сечение жил из меди Допустимый нагрузочный ток Мощность в сети 220 В Номинальный ток Предельный ток
1,5 мм² 19 А 4,1 кВт 10 А 16 А
2,5 мм² 27 А 5,9 кВт 16 А 25 А
4,0 мм² 38 А 8,3 кВт 25 А 32 А
6,0 мм² 46 А 10,1 кВт 32 А 40 А
10,0 мм² 70 А 15,4 кВт 50 А 63 А

Например, для розеток в квартире чаще всего используется сечение медного провода 2,5 мм². Согласно таблице выше такой провод выдерживает ток до 27 А, но автомат подбирается на 16 А. Аналогично для освещения используется медный кабель 1.5 мм² и номинал автоматического выключателя 10 А.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.

Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Какой автоматический выключатель выбрать для дома?

Кроме выбора АВ по току еще есть такие параметры как отключающая способность — для бытового использования её вполне достаточно иметь в 4500 кА. Переплачивать за 6000 кА автоматические выключатели нет нужды.

Также нет необходимости переплачивать за автоматические выключатели с время токовой характеристикой «В». Я рекомендовал бы их в деревянных домах.

Использовать автоматические выключатели с время токовой характеристикой «D» вообще нет никакой необходимости. Максимум в гараже — если у вас там используется мощные электромоторы.

Как вы уже поняли выбирать автоматы по максимально допустимому току от сечения проводника, как это делают многие, в корне неправильно.

Выбор автоматического выключателя по сечению провода

Если мы отталкиваемся от сечений провода, то вот как будет выглядеть таблица.

Как правильно защищать кабельные линии, а как неправильно.

Используем кабель с сечением провода 1,5 мм2 для протяжки света и защищаем линию автоматом 10 А.

Для розеток применяем провод сечением 2,5 мм2 и ставим автоматический выключатель 16 А.

Для подключения варочной поверхности необходим кабель сечением 6 мм2 и автомат 32 А (при однофазном вводе). Для трехфазного ввода используем кабель 5*2,5 и трехполюсный автомат.

Выбор автомата защиты по току перегрузки

Автомат защиты должен защищать кабель электропроводки, соединительные контакты цепи от перегрузки. Перегрузка сети это включение в цепь такое количество бытовых приборов, что их суммарная мощность приведет к такому току в сети, который будет греть провода сети и контактные соединения.

Отсюда получаем первое правило выбора: выбор автомата по защите от перегрузки:

Устанавливаемый автомат защиты в своих характеристиках должен иметь ток отключения от перегрузок (номинальный ток автомата защиты) равный или больше максимальному расчетному току в цепи.

Поясню на примере.

Предположим у вас в квартире есть групповая электрическая цепь из n розеток. Вы знаете, какие бытовые приборы от них будут запитываться. Значит, вы можете посчитать их суммарную потребляемую мощность, а от нее и максимальный ток нагрузки.

По умолчанию, напряжение 220 Вольт.

Итак выяснили, что по нормам и правилам, номинал автомата защиты по току должен быть равен или больше максимально возможному току нагрузки, то есть тому току при котором все приборы включены в цепь.

Но такое условие, не может быть корректным. По этому условию получается , что автомат защиты может иметь любой номинал выше расчетного тока цепи. Поэтому, с другой стороны, номинальный ток автомата защиты ограничивается допустимым током, который сможет выдержать электрический кабель без нагрева. Отсюда второе правило выбора автомата защиты для защиты от перегрузки:

Номинальный ток автомата защиты должен быть не более допустимого тока кабеля.

Допустимые значения токов для проводников берутся из таблицы 1.3.4. ПУЭ изд. 7 (правила устройства электроустановок) и зависят от вида электропроводки (открытая проводка или скрытая проводка).

Здесь я приведу часть таблицы для электрики квартиры.

Важно! В квартирах нельзя использовать сечение ТПЖ (токопроводящих жил кабеля) менее 1, 5мм 2 , и нельзя использовать ТПЖ с сечением менее 16 мм 2 из аллюминия, только медь :

выбор автомата защиты по сечению проводов и току

Объединяем оба правила и получаем общее правило выбора номинала автомата защиты для защиты от перегрузок в сети:

Номинальный ток автомата защиты должен быть не менее максимального тока нагрузки в цепи и не более иакимально допустимого тока для токопроводящих жил используемых в цепи.

Пример подробного расчета автомата защиты лучше почитать в статье: Расчет автомата защиты.

Выбираем время отсечки автомата защиты

Вторым, по важности, показателем автомата защиты является величина времени отсечки, при коротком замыкании, то есть того времени, за которое он отключит цепь от электропитания.

Автоматы защиты делятся на автоматы мгновенного срабатывания и автоматы с задержкой отсечки (селективные автоматы). Так как селективные автоматы используются в квартирных сетях редко, а если используются, то толко на уровне В ( уровень защиты со стороны ввода электропитания), то будем иметь в виду автоматы защиты мгновенного действия.

Так вот, наибольшее время срабатывания автомата защиты (время отключения) в системе TN, должны быть от 0,1 сек. ( при напряжении питания более 380 Вольт) до 0,8 секунд ( при 127 вольт). Для 220 вольт — время отсечки не должно превышать 0,4 сек. (ПУЭ табл. 1.7.1.)

Как устроен автоматический выключатель

Проводка и электроприборы рассчитаны на определенную силу тока. Однако иногда в сети случаются неисправности – перегрузки и короткие замыкания – и сила тока может вырасти за доли секунды в тысячи раз, тогда провода перегреются, а изоляция – расплавится и может загореться. Но если на проводе установлен автоматический выключатель (или как его еще называют, «автомат»), он этого не допустит. При коротком замыкании или перегрузке сети он прекратит подачу тока.

Главный элемент каждого выключателя – расцепитель. Из названия понятно, что его задача – размыкать электрическую цепь при превышении силы тока.

В современных выключателях используется сочетание двух типов расцепителей: теплового и электромагнитного. Первый срабатывает медленно и защищает проводку от перегрузок сети – незначительного превышения силы тока, которое, тем не менее, нагревает провода. Второй расцепитель – электромагнитный – мгновенно размыкает сеть при резком скачке тока в случае короткого замыкания.

Все бытовые автоматы устроены примерно одинаково, но отличаются своими характеристиками.

Выбор автоматического выключателя по типу характеристики.

Существуют различные время-токовых характеристики (ВТХ) автоматических выключателей. Подробно мы их разобрали в одной из наших прошлых статей, кому интересно, советуем обязательно ознакомиться, — тут.

Время токовые характеристики автоматических выключателей B C D

Если рассмотреть вопрос более обобщённо, то можно выделить, несколько основных характеристик: B, С, D. Данные характеристики определяют при какой величине тока, автомат отключится мгновенно. Параметры отключения для характеристик B, С, D:

  1. B — от 3 до 5 ×In;
  2. C — от 5 до 10 ×In;
  3. D — от 10 до 20 ×In.

In — это номинальный ток автоматического выключателя. То есть мы берём номинальный ток автомата, например 16А и получаем следующие данные:

  1. Автоматический выключатель с характеристикой B16 отключится мгновенно при величине тока от 48 до 80 А;
  2. Автомат с характеристикой С16 отключится мгновенно при токе от 80 до 160 А;
  3. Автомат с характеристикой D16 отключится мгновенно при токе от 160 до 320 А.

Стоит отметить, что автоматические устройства с характеристикой D используются в основном в промышленности. В бытовых сетях используются в основном устройства с характеристикой B и С.

Автоматы с характеристикой С используются для обеспечения защиты групповых линий и отдельных устройств с большим пусковым током. Автоматы с характеристикой B в основном используются для реализации защиты линий освещения и устройств с низким пусковым током.

Селективность автоматических выключателей.

При выборе устройства автоматического отключения важно уделить внимание такому параметру, как селективность. Под селективностью подразумевается такое техническое решение, при котором в случае неисправности отключается непосредственно неисправная линия, а не к примеру групповая линия. Селективность реализуется двумя способами:

  1. Выбор номинального тока автоматического выключателя;
  2. выбор характеристики автоматического выключателя;

Характеристики автоматических выключателей

Для групповых линий следует выбирать автоматы с характеристикой С и с большим номинальным током (расчётным током в групповой линии). Для питающей линии одной нагрузки следует выбирать автоматы с характеристиками B и С, при этом если нагрузка имеет низкий пусковой ток, то следует выбрать устройство с характеристикой B.

Выбор автоматического выключателя по количеству полюсов.

В зависимости от напряжения в сети, для защиты устройств и питающих кабелей могут использоваться следующие автоматические выключатели:

  1. Однополюсные;
  2. двухполюсные.

Для сети 400 В (380В):

  1. Трёхполюсные;
  2. четырёхполюсные.

Выбор автоматических выключателей по количеству полюсов

Однополюсные и трёхполюсные автоматы коммутируют фазные проводники. Двухполюсные и четырёхполюсные автоматические выключатели помимо фазных проводников, коммутируют также и нулевые проводники.

Важно! Нельзя отключать нулевой проводник без отключения фазного! Запрещено подключение нулевого проводника к однополюсному автоматическому выключателю.

Выбор автоматического выключателя по производителю.

Многие задаются вопросом какой марки автоматический выключатель выбрать ? Для начала следует определится с сегментном и имеющимся бюджетом. Так ведущим игроками в премиум сегменте являются следующие производители:

  1. ABB — устройства шведско-швейцарской компании, на текущий момент являются лидером по качеству, надёжности и соответственно по дороговизне автоматических устройств;
  2. Legrand (Франция) — устройства во многом схожи с ABB по качеству и цене, — надёжные автоматические выключатели;
  3. Schneider Electric (Франция) — отличные устройства, которые хорошо себя зарекомендовали на рынке стран СНГ.

Автоматические выключатели среднего ценового сегмента:

  1. Moeller (Eaton) — немецкий бренд. Качественные автоматические выключатели по приемлемой стоимости;
  2. Siemens — немецкий бренд. Выпускает также качественную автоматику, которая немногим уступает ABB, Legrand и Schneider Electric.

Автоматы бюджетного сегмента представлены в большом количестве, в эту категорию попадает много устройств от китайских производителей. В целом, можно выделить несколько «более или менее» вменяемых брендов: КЭАЗ, DEKraft , IEK. Однако, мы бы Вам рекомендовали использовать автоматические выключатели из премиум сегмента или среднего ценового сегмента.