Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Все про автоматы и УЗО » Выбор автоматических выключателей для квартиры, дома, гаража
Количество просмотров: 84403
Комментарии к статье: 7


Выбор автоматических выключателей для квартиры, дома, гаража


Выбор автоматических выключателей для квартиры, дома, гаража Домашний мастер, затеявший ремонт или изготовление электропроводки для своих помещений, обязательно сталкивается с вопросом защиты своего электрооборудования от предотвращения развития возможных аварийных ситуаций в нем.

Решить этот вопрос позволяют автоматические выключатели, которые обеспечивают три функции:

1. удобную ручную коммутацию подключенных цепей с источниками питания;

2. надежное пропускание тока нагрузки в рабочем режиме;

3. защитное автоматическое отключение при возникновении аварий.

Не секрет, что любой подобный прибор создается производителем для обеспечения определенных технических возможностей и имеет различные характеристики. Поэтому таких конструкций выпускается очень много и для каждого конкретного рабочего места необходимо подбирать оптимальный автомат.

Ну а теперь перейдем к правилам выбора, разделив их на девять последовательных этапов.

Содержание статьи

Расчет величины номинального тока. Этап №1

Автоматический выключатель обычно устанавливают внутри распределительного щитка на входе в дом, квартиру или гараж и врезают его в фазный проводник. Через этот автомат по смонтированным проводам проходит ток подключенной нагрузки, которую создают работающие электроприборы.

Именно этот ток в рабочем режиме и должен надежно пропускать автоматический выключатель, а в случае его превышения — размыкать свой силовой контакт, обесточивая схему. При этом важно, чтобы между токопроводящими свойствами электропроводки и подключенных приборов был соблюден баланс.

Например, медная проводка сечением 1,5 мм квадратных может обеспечить надежное электроснабжение потребителей общей мощностью до 1 кВт. Если к ней подключить электронагреватель, забирающий 3 кВт из сети, то никакой автоматический выключатель при этой ситуации с функцией защиты и нормального электроснабжения не справится.

Ведь, подбирая автомат под нагрузку 1 кВт, мы будем защищать проводку, не дадим ей перегреться и выйти из строя из-за повышенных токов. Однако, электронагреватель работать не будет — защита станет сразу автоматически снимать питание при каждом включении.

Если же выбрать автоматический выключатель по нагрузке нагревателя 3 кВт, то его оборудование станет работать, но только до того момента, пока не сгорят подводящие напряжение электрические провода. А произойдет это довольно быстро.

Приведенный пример демонстрирует, что вопрос сбалансированности электрической схемы, подключаемой к автомату, необходимо проанализировать и обеспечить на стадии проекта работ до выбора конкретной модели защитных устройств.

При этом лучше всего поэтапно выполнить следующие три задачи:

1. рассчитать ток подключаемой линии исходя из мощности работающих в ней электроприборов с учетом их количества и числа фаз сети;

2. выбрать номинал автоматического выключателя из ряда стандартных токов на основе проведенного расчета. При этом используется метод округления в большую сторону;

3. определить материал и сечение проводов, которые будут передавать нагрузку от автомата к потребителям на основе использования таблиц ПУЭ.

На картинке ниже представлены основные технические рекомендации для решения каждого из этих вопросов.

Алгоритм расчета номинального тока автоматического выключателя

Выбор автоматического выключателя по его времятоковой характеристике. Этап №2

Зависимость скорости снятия питания с нагрузки электромагнитным расцепителем от величины превышения номинального тока в контролируемой схеме является одним из важных показателей автомата. По этому критерию они имеют шесть групп классификации, но для условий дома, квартиры и гаража подходят только три из них.

Выбор автоматического выключателя по времятоковой характеристике

Это классы:

  • «В», когда нагрузка представлена старой электропроводкой, лампами накаливания, обогревателями, электрическими плитами или духовками;

  • «С», если в помещениях используются стиральные и посудомоечные машины, холодильники, морозильники, кондиционеры, офисные и домашние розеточные группы, осветительные газоразрядные лампы с увеличенным током запуска;

  • «D» — для обеспечения надежной работы и защиты мощных компрессорных установок, насосов, обрабатывающих станков, подъемных механизмов.

Надежное отключение повышенного тока электромагнитным расцепителем происходит при превышении I номинального у классов:

  • В в 3÷5;

  • С — 5÷10;

  • D — 10÷20 раз.

Токи, бо́льшие на 10% номинального значения, тоже будут отключаться этими автоматами за счет срабатывания биметаллических пластин, работающих по тепловому принципу. Но, их время не всегда может обеспечить безопасность. Поэтому защиты класса D нельзя использовать вместо С или тем более В.

Выбор автоматического выключателя по принципу селективности. Этап №3

Подбирая защитное устройство, следует понимать, что оно не одно работает в электрической схеме, а в комплексе с другими автоматами. Для них создается собственная, специфическая последовательность срабатываний, называемая избирательностью или селективностью. Ее важно соблюдать для надежного обеспечения электроэнергией всех потребителей.

Принцип селективной работы выключателей демонстрирует картинка, на которой показано, что при возникновении короткого замыкания в приборе, подключенном к розетке, аварийный ток пройдет через автоматы АВ1 щита дома, АВ2 подъездного и АВ3 квартирного щитка.

Принцип выполнения селективности

При этом их надо подобрать так, чтобы неисправность оперативно устранялась работой ближайшего к месту отключения автомата АВ3, а остальные продолжали работать для электроснабжения всех подключенных к ним электропотребителей.

Во время проектирования конфигурации схем электрических защит всегда выполняют их резервирование, считая, что абсолютной надежности быть не может. Когда-нибудь автоматический выключатель АВ3 может отказать в работе по различным причинам. Поэтому его должен страховать ближайший к нему АВ2. В случае его поломки наступит очередь работы АВ1. И так далее…

В порядке дополнения приведем конструкцию селективного автомата, который устанавливается в главном распределительном щитке. Подобные специальные селективные выключатели позволяют обеспечивать выдержку времени на срабатывание порядка 0,25÷0,6 секунды.

Конструкция автоматического выключателя выполненного по принципу селективности

У них подготовлено 2 пути для прохождения тока:

  • основной;

  • дополнительный.

Они имеют одинаковые элементы для работы тепловых расцепителей и блок основного контакта.

Подобный селективный автомат устанавливается перед отходящим, а его основной канал работает на обычное отключение аварии. В дополнительном же включен резистор, обеспечивающий небольшое снижение тока и, соответственно, задержку на срабатывание по времени.

Если отходящий автомат устраняет аварию, то селективный не отключается, а остается в работе через дополнительный контакт, а после остывания основного биметалла и через его канал. Когда же отходящий автомат со своей задачей не справляется, то его работа резервируется второй добавочной цепочкой.

Определение предельной коммутационной способности контактов. Этап №4

Эта характеристика определяет ту величину максимального тока в амперах, которую способен надежно разорвать автоматический выключатель при возникновении аварийной ситуации. Если это значение на практике будет превышено, то защита сети может не выполниться, а сам автомат просто сгорит от завышенной мощности дуги.

Один из решающих параметров на выбор автомата по ПКС связан с материалом использованных проводов в подводящих кабелях и удалением объекта от трансформаторной подстанции.

Выбор автоматического выключателя по предельной коммутационной способности

Кроме предельной способности в технической документации также указывается коммутационная износоустойчивость, которая определяет количество циклов срабатывания при нормальных условиях до наступления момента износа механизма.

Класс токоограничения отключающего механизма. Этап №5

Этот параметр указывается на корпусе большинства наиболее качественных моделей и характеризует скорость отключения аварийного режима электромагнитной отсечкой по отношению к продолжительности отрезка одного полупериода стандартной синусоиды.

Выбор автомата по классу токоограничения

Класс токоограничения обозначается цифрами 1, 2, 3, которые являются знаменателями дроби с числителем 1.

Автомат с классом 2 должен начать реагировать на неисправность за время 1/2 полупериода, а третьего класса — 1/3. Это значит, что чем выше показатель токоограничения, тем быстрее ликвидируется авария и меньшему тепловому воздействию подвергается защищаемое оборудование.

При разрыве электрического тока аварии возникает дуга, которую гасит специальное устройство. Окончательное время прерывания неисправности автоматом 3-го класса составляет порядка 2,5÷6 миллисекунд, 2-го — 6÷10, а 1-го — >10.

Обратите внимание, что модели класса 3 не дают возможности аварийному току достичь пика своего максимума. Поэтому их выбор наиболее оптимален.

Проверка автоматического выключателя по сопротивлению петли фаза-ноль. Этап 6

Этот вопрос лучше доверить специалистам измерительных электротехнических лабораторий. Технология и методика его выполнения изложены отдельной статьей.

Сейчас же кратко вспомним, что под термином петли фазы-нуля понимается полный участок электрической схемы от обмотки силового питающего трансформатора, расположенного на подстанции, до конечной розетки потребителя.

Схема подключения измерителя сопротивления петли фаза-ноль

Эта цепочка обладает электрическим сопротивлением и влияет на выбор защитных устройств потому, что этой величиной ограничивается максимальный ток возникающего короткого замыкания.

Например, замеренное полное сопротивление участка составляет 1,2 Ома. Напряжение в квартирной проводке 220 вольт. Если накоротко замкнуть контакты розетки металлической перемычкой, то по закону Ома можно определить возникший ток.

Iкз=220/1,2=183,3(3) А.

На этапе проектирования электропроводки эта величина определяется теоретически по расчетным таблицам.

Например, защиты выбираются для гаража, где планируется использовать металлообрабатывающие станки. Поэтому по всем ранее оцененным показателям подобран автомат на 16 ампер класса D.

Отключающая способность его электромагнитного расцепителя вычисляется согласно требованиям ПУЭ по формуле:

I=1,1х16х20=352 А.

  • 16 – номинальный ток автомата;

  • 20 — максимальная характеристика кратности тока отключения электромагнитным расцепителем;

  • 1,1 — запас 10%.

Проведенный расчет показал, что максимальный ток короткого замыкания в схеме может быть не более 183 ампер, а выбранный автоматический выключатель работает при КЗ в 352 А. Другими словами, токовая отсечка при большинстве аварий у этой модели просто не будет работать.

Поэтому автомат выбран неправильно. Его необходимо заменять. Есть еще вторая альтернатива — проведение модернизации электропроводки с целью снижения ее электрического сопротивления.

Количество полюсов. Этап 7

В однофазной схеме двухполюсный автомат устанавливают внутри вводного щита для обеспечения полного снятия напряжения фазы и нуля с питаемой схемы. В остальных случаях применяются однополюсные модели, разрывающий фазный потенциал.

Выбор автоматического выключателя по количеству полюсов

Четырехполюсный автомат в трехфазной сети позволяет коммутировать сразу три фазы и рабочий ноль. Но, они ни в коем случае не должны разрывать защитный РЕ-проводник.

В остальных случаях, когда рабочий нулевой проводник не требуется переключать, достаточно выбрать трехфазную модель.

Дополнительные параметры. Этап 8

Сюда входят такие характеристики, как:

  • величина напряжения подводимой сети;

  • частота промышленных колебаний в герцах (обычно 50 или 60);

  • степень защиты корпуса по классам IP;

  • исполнение для эксплуатации при ухудшенной температуре.

На них тоже необходимо обратить внимание, особенно если планируются тяжелые условия работы для автомата.

Выбор бренда. Этап 9

Этот заключительный момент обычно важен в том случае, когда приобретается не один защитный прибор, а целая серия из них для выполнения электромонтажных работ в одном доме. Здесь рекомендуется приобретать надежные модели известных производителей с учетом покупательных возможностей.

В любом случае выбирать много сортов не рекомендуется. Во всем здании лучше всего использовать автоматы одной доверенной фирмы и серии.

Учитывайте более тяжелые условия эксплуатации автоматических выключателей в холодных или плохо отапливаемых гаражах и других подобных помещениях.

В заключение статьи хочется обратить внимание на один очень важный этап работы с автоматическим выключателем, о котором часто забывают. Это прогрузка или, другими словами, электрическая проверка всех заявленных производителем технических характеристик от постороннего источника в реальных рабочих условиях испытания с фиксацией результатов и составлением протокола.

Выполняют ее электротехнические лаборатории на своем оборудовании. Такая независимая проверка позволяет выявить все неисправности, которые могли появиться в автомате после его транспортировки или длительного хранения, включая и заводской брак.

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Все про автоматы и УЗО

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Как учитываются токи у автоматических выключателей
  • Маркировка автоматических выключателей: значение и расшифровка
  • Выбор автомата по количеству полюсов
  • Тепловой расцепитель автоматического выключателя
  • Как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры
  • Как работают время-токовые характеристики автоматических выключателей и пре ...
  • Про электрические аппараты защиты для "чайников": автоматические выключат ...
  • Как правильно выбрать автомат для замены старого в электрощите
  • Характеристики автоматических выключателей
  • Автоматические выключатели серии А3700 ХЭМЗ
  • Категория: Все про автоматы и УЗО

    Автоматические выключатели, Автоматы защиты, Электрика в гараже, Проекты электроснабжения, Выбор электрооборудования, Электроснабжение, Нормы и правила, Технические характеристики, Расчет автоматического выключателя, Подключение электричества, Электроснаб

      Комментарии:

    #1 написал: Владимир |

    1. Ток для кабеля нужно смотреть не в ПУЭ, а в ГОСТ, или ТУ. Те же самые полтора квадрата могут обогреватель до 4 кВт потянуть, но именно обогреватель.

    2. Что значит, выбираете материал кабеля? За Вас уже всё давно выбрали – медь.

    3. На розеточные группы давно уже АВДТ ставят.

    4. Все остальное очень хорошо написано.

      Комментарии:

    #2 написал: vихиw |

    При нагрузке 1 кВт ток не превышает 5 А .Так что провод сечением 1,5 кв.мм не перегрелся. У автора что-то сломалось походу. Страсти ангела ажиотаж жуть. Будьте попроще и будет вам счастье.

      Комментарии:

    #3 написал: Dogangel |

    Материал изложен просто, понятно, скажем так - уровень первоначального обучения. Но все когда-то начинают...
    Желаю успеха в добром деле.
    Ваши статьи использую для занятий с молодыми именно электриками (не выпускниками техникумов и вузов!)
    Все им понятно на раз! Еще раз большое спасибо за нужную работу.

      Комментарии:

    #4 написал: Alex |

    В статье не рассмотрены вопросы выбора торговой марки автоматического выключателя, а это очень важно, т.к. серьезно влияет на надежность. Вопросы надежности автоматики очень и очень серьезная тема! Европа (если бывали и были на объектах энергетики) предпочитает автоматические выключатели Moeller. Они имеют в стандартной комплектации интересную функцию - память о срабатываниях, т.е. можно просмотреть причины нескольких последних срабатываний, что бывает весьма полезно.

    Поработав несколько лет в электротехническом магазине, и наслушавшись мнений покупателей могу сказать, что большинство людей у нас в стране берут автоматические выключатели марки ИЭК. Покупают потому что дешево! ИЭК заявляет о том что огромное количество времени уделяет испытаниям.  Готовы ли мы этому верить и переплачивать за это.

    Legrand у всех на слуху и пользуется авторитетом. Хотя в Европе долгое время занимал именно нишу автоматики для бытовых нужд. Опыт работы с ними огромен, всем советую и плюс большой ассортимент, под любой профиль оборудования. У Legrand неплохой сайт, они регулярно обновляют каталоги, стендовая инсталляция также неплохого качества и всё в одном флаконе вплоть до умного дома. Автоматы GE - довольно мало отказов, Schneider Electric - замечательные аппараты, но цена!

    Появилось много чешских и польских аналогов автоматики. А что касается российских производителей... отдельная тема. И кстати они все больше и больше работаю над своей надежностью (спросите у наших электриков с бородой). И в России сейчас идет огромный спор среди компетентных лиц о правильности использования импортной автоматики в условиях жесткой действительности (и не последнее место здесь имеют требования старых ГОСТов, в свою очередь где не последнее место занимает климатическое исполнение.)  

      Комментарии:

    #5 написал: Олег |

    Аппараты разных ступеней сети должны проверяться на селективность действия. Это значит, что при коротком замыкании или при перегрузке в каком-либо ответвлении должен раньше других подействовать аппарат защиты этого ответвления и отключить его, а здоровые участки сети должны остаться включенными и продолжать нормальную работу. Лишь в том случае, если аппарат защиты дефектного ответвления сам окажется дефектным и не сработает, должен с большей выдержкой времени подействовать аппарат ближайшей вышележащей ступени защиты. Проверка селективности действия осуществляется сопоставлением защитных характеристик рассматриваемых аппаратов. Когда разные участки сети защищаются различными аппаратами, проверка селективности действия может быть выполнена наложением на общий график вычерченных в одном масштабе защитных характеристик сравниваемых аппаратов.

    Но не во всех случаях удается обеспечить четкую селективность действия защиты без существенного повышения капитальных затрат, а иногда выполнить это наличными аппаратами защиты при данной конфигурации сети просто невозможно. Поэтому действующие правила устройства электроустановок предписывают добиваться селективности лишь по возможности. Следовательно, в тех случаях, когда соблюдение селективности связано с большими затратами или затруднено по каким-либо причинам, а вероятные неселективные отключения заведомо не угрожают ни аварией, ни существенными убытками, можно сделать отступление от принципов согласования действия защит.

      Комментарии:

    #6 написал: Дмитрий Коновалов |

    Защитные устройства следует выбирать таким образом, чтобы в случае протекания токов со значением, превышающим длительную допустимую нагрузку по току, их срабатывание происходило до чрезмерного повышения температуры проводников.

      Комментарии:

    #7 написал: Павел |

    Владимир,
    Вот и меня что то в ступор ввела фраза про 1.5 квадрата и 1 кВт

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.