Как правильно выбрать автоматический выключатель? Основные параметры и характеристики автомата

            На замену плавким предохранителям еще два столетия назад пришли автоматические выключатели. С 1924 года патент на это изобретение принадлежит швейцарской компании BrownBoveri & Cie.

Преимущества АВ над плавкими вставками:

- плавкий предохранитель выходит из строя после первого своего срабатывания, то есть многократное его использование невозможно, необходима замена сгоревшей плавкой части;

- при использовании в трехфазной цепи, короткое замыкание в одной фазе вызовет перегорание одного предохранителя, в то время как две другие фазы будут продолжать работать. Аварийный режим работы (обрыв фазы) исключается АВ, так как к.з. в одной фазе трехполюсного выключателя приводит к разрыву всей цепи.

Автоматический выключатель (АВ) – это электромеханический коммутационный аппарат, который позволяет включать и отключать  питание потребителя при нормальном режиме работы. А так же обеспечивает защиту электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузки (перегревания). Частое отключения в ручном режиме нежелательно, так как АВ имеют заявленное число коммутаций (для этого лучше использовать более дешевые рубильники).


 Для того чтобы правильно выбрать автоматический выключатель, необходимо понимать его основные параметры и характеристики: 

         Номинальный ток автомата (Iн) – величина тока, на которую АВ рассчитан для длительной нормальной работы. Иногда показатель Iн имеет определенный диапазон и регулятор для точной настройки. Например, Iн=3÷5А, это означает, что данный автоматический выключатель можно подстроить на рабочие токи от 3 до 5 А. При превышении указанного значения происходит срабатывание защиты и электрическая цепь разрывается. По нормам, срабатывание должно произойти при силе тока в 1,45 Iн.

         Тип автоматического выключателя определяет кратковременное значение силы тока, при котором произойдет разрыв цепи. Тип или класс, в основном, определяется для момента включения. При запуске электрооборудования имеют место пусковые токи, которые могут быть огромными. Например, при прямом пуске электродвигателя, начальный ток равен 10-ти номинальным. Основные типы:

    - B (кратковременное увеличение тока в 3-5 раз от номинального);
    - C (5-10 раз);
    - D (10-50 раз).

 

Время срабатывания (от момента, когда контролируемый параметр стал больше предельного значения, до момента размыкания контактов). АВ по времени срабатывания делятся на:

    - нормальные (t=0,02-0,1с);
    - быстродействующие (0,005с);
    - селективные (предел регулирования времени срабатывания до 1с)

 

Последние имеют контакты с задержкой на размыкание. Применяются в сложных цепях, селективный АВ устанавливают на входе потребителя большой мощности. После него на разветвлениях цепи стоят автоматы меньшей мощности. Таким образом, при создании аварийной ситуации на участке цепи – выключится лишь отдельное оборудование, а селективность позволит остальной системе остаться работоспособной.

         Отключающая способность – это максимальный ток, который может присутствовать кратковременно в цепи, чтобы автоматический выключатель не потерял свою работоспособность (возможно сваривание контактов при превышающих норму токах). Это значение обычно в сотню раз больше рабочего тока. А возникает такой огромный ток при коротком замыкании. 

Механизмы расцепления

            Тепловая отсечка  (длительное влияние тока, превышающего норму) выполняется благодаря пластине, которая состоит из двух разных металлов. У используемых металлов разная тепловая проводимость. Пластина подсоединена последовательно, то есть через нее протекает ток цепи. Когда значение тока номинальное или меньше – автомат остается в замкнутом состоянии. Если же ток превысит нормированное значение, пусть даже на 10% в течении длительного времени, пластина нагреется и изогнется, тем самым, разорвет контакт питающей цепи.

            Электромагнитное расцепление обеспечивает защиту от больших, резких скачков тока. Эта отсечка выполняется встроенным соленоидом. К примеру, автоматический выключатель рассчитан на ток в 2 А, его тип В, следовательно сработать он должен при токе 10 А. Для этого и служит соленоид. При токах до 10А, он будет неподвижным, а при достижении 10А, соленоид втянется и разомкнет контакт – произойдет выключение автомата. 

Строение

            На рисунке ниже показаны основные элементы, из которых состоит автоматический выключатель.


    1 – соленоид выполняет функцию расцепления при коротком замыкании;
    2 – зажимной винтовой контакт для подсоединения провода;
    3 – дугогасительная камера рассеивает дугу, которая возникает в следствии коммутации (соединение/разъединение) контактов;
    4 – подвижный контакт;
    5 – биметаллическая пластина для защиты от перегрузки (длительного повышенного тока).

 

            Функции независимого расцепления (НР), расцепление по нулевому напряжению (НРН) и по минимальному напряжению (МРН) выступают дополнительными, и не включаются в стандартные комплекты поставки (необходимо заказывать сборочные единицы).

            Выше показано одно из многочисленных исполнений АВ. Существует широкое их разнообразие. Например, по роду тока, количеству подключаемых фаз, расположению клемм. Но это все конструктив, а мы описываем как это работает.

         Обозначение автоматического выключателя на электрической схеме:

Онлайн расчет автоматического выключателя 

  Мощность нагрузки (P, Вт):  
  Напряжение (U, В):  
  Косинус мощности:  
  Тип сети:  
 
  Ток (I, A):  
  Рекомендуемое сечение (мм2):

*(открыто проложенный медный проводник)

 
* Выбор сечения проводника производится согласно таблице, приведенной в данной статье

            Выбор по току. Если Вы хотите в квартире, гараже, на даче поставить АВ. Следовательно, проводка уже проложена и ее сечение Вам известно, тогда нужно обратиться к таблице, где указаны сечения проводов и соответствующие для них максимальные токи. Прочесть подробнее о выборе сечения проводника будет полезным для установки автомата.

            Например, у меня дома в стенах проложен алюминиевый провод  сечением 2,5 мм2.

            Для открыто проложенного алюминиевого кабеля сечением 2,5мм2 максимальный ток – 24А. Но, так как он проложен скрытно, его охлаждение будет хуже, чем на открытом воздухе. Для этого выбранное значение умножаем на поправочный коэффициент для скрытой прокладки 0,8.

            Максимальный ток, который выдержит проводка:

 

            Автомат предназначен, чтоб обеспечить защиту не только электроприборов, но и для сохранения целостности проводника. Ведь, согласитесь, искать внутри стен, где перегорела проводка – не самое веселое занятие. Потому нужно выбрать автоматический выключатель с номинальным током, ниже, чем у провода. Из стандартного ряда, автомат на 16А будет подходящим и сохранит целостность проводов и приборов.

            Выбор по мощности. Если нам необходимо подключить несколько потребителей электроэнергии, и мы знаем лишь их мощность. Две лампочки накаливания на 100Вт и один асинхронный электродвигатель на 2кВт.  Напряжение сети – переменное 220В.

            Для лампочек накаливания подсчет будет прост, из формулы активной мощности Р=UI, выразим и найдем значение тока:

 

            А вот с электродвигателем существует нюанс. Так как он является не только активной, но и реактивной нагрузкой, косинус фи вносит изменение в наш расчет. Коэффициент мощности указывается на шилдике (табличке) двигателя, но если такой отсутствует, смело принимайте значение 0,7. Итак, ток через двигатель будет равен:

 

Выбор автоматического выключателя будет по сумме этих токов (14А), но с небольшим запасом. Выбираем, снова таки, 16 амперный автомат. 

Для трехфазной сети, выбор автоматического выключателя по мощности осуществляется по формуле: 

Комментарии  

 
# Андрей 10.11.2014 09:31
Вы немного путаете приоритеты при выборе номинала.
Автомат служит в первую очередь для защиты электропроводки , а уж потом потребителя!
Определяющий фактор - сечение кабеля и его максимально допустимый ток.
Если сечение кабеля выбрано с запасом для предполагаемого потребителя, только тогда можно делать корректировку автомата в сторону уменьшения его номинального тока в соответствие с номинальным током потребителя.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Engineer 10.11.2014 16:54
Андрей, в статье рассматриваются 2 возможный варианта:
- выбор по току (о котором Вы говорите);
- выбор по мощности (если Вы проектируете новую систему и необходимо подобрать автомат, проводник в соответствии с известной нагрузкой).
Я приму во внимание Ваше замечание и добавлю в расчет сечение проводника, которое необходимо для выбранной нагрузки. Спасибо
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Роман 26.11.2014 09:17
всегда расчёт в первую очередь для конкретного потребителя, вторым производным - длина и сечение - расчёт от первого ...(тяжёлый пуск двигателя - например)
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# искра 22.03.2015 15:00
А как насчет того что коэффициент 1,45 срабатывания у автомата, тогда он сработает только на 23,2А....
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Guest 10.04.2015 22:21
расчет не верный не учитывается КПД двигателя т.е ток должен быть больше
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Леонид 03.05.2015 15:22
Электрический триммер 1600 Вт мощность
Установлен выключатель курковый с фиксатором 8А (2 пары контактов) макс обороты на холостом ходу 10000 об.
При нагрузке (кошение травы) через 5 мин. сгорел выключатель. Заменил на новый точно такой же и опять через те же 5 минут сгорел второй. Триммер Forte EMK 1600
Что вы думаете про причну и правильности подбора выключателя
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Engineer 03.05.2015 17:58
Леонид, Вы не учли косинус мощности двигателя. http://h4e.ru/obshchie-svedeniya/93-koeffitsient-moshchnosti-kosinus-fi
Если на шилдике не указан, то установите автомат не меньше 12 А номиналом.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# 007 18.03.2016 10:27
мошней поставь
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Сер 06.12.2015 19:29
Тупо хочу узнать, на какой провод какой автомат ставить, никто не знает !
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
 
 
# Engineer 06.12.2015 21:35
Цитирую Сер:
Тупо хочу узнать, на какой провод какой автомат ставить, никто не знает !

Вам нужно выбрать по току. Узнать какой ток выдерживает данный провод и на значение ниже выбрать автоматический выключатель, чтоб АВ смог защитить проводник.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Х 20.12.2015 10:19
1.5 сечение провода = 16А автомат на освещение , 2.5 сечение кабеля = 25А автомат на розетки
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Сергей 25.12.2015 17:23
Братцы, в сети освещения есть выключатели, расчитанные на 10 А. В розеточной сети - вилки и розетки на 16 А.. От этого нужно плясать.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Анатолий 22.01.2016 15:26
Молодца. Коротко и ясно. Удачи!
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# Юрий 17.02.2016 21:47
Расчет написан для школьников?! Много чего не учтено, а когда по такому расчету купят АВ и будут удивляться, а почему у меня автомат постоянно выбивает!!
Основное, АВ выбирают по кривым отключения, по которым и смотрят зону срабатывания АВ. У «Schneider Electric» все очень подробно расписано. При выборе АВ для защиты двигателя, нужно учитывать пусковые токи, в расчете об этом ноль, только что-то в теоретической части.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 
 
# вася 27.06.2016 17:01
вообщем все верно, только мин сечением для проводки лучше брать 1.5 кв.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
 

Добавить комментарий

Общайтесь культурно

Ваше имя:

Рейтинг@Mail.ru

Яндекс.Метрика