Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи
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 выключателейВо 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;
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, микровоновка+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.
Фотогалерея автоматов защиты
©Ehto.ru
Статьи по теме
- Записи не найдены
Похожие посты:
Поделиться ссылкой:
Расчет автомата по мощности | Электрика в доме
Выбор автоматического выключателя
Для увеличения безопасности, электропроводку в квартире нужно делить на несколько линий. Это отдельные автоматы для освещения, розеток кухни, остальных розеток. Бытовые приборы большой мощности с повышенной опасностью (электроводонагреватели, стиральные машины, электрические плиты), нужно включать через УЗО.
Удобный монтаж автоматов в щитке
УЗО вовремя среагирует на утечку тока и отключит нагрузку. Для правильного выбора автомата важно учесть три основных параметра; — номинальный ток, коммутационную способность отключения тока короткого замыкания и класс автоматов.
Расчетный номинальный ток автомата — это максимальный ток, который рассчитан на длительную работу автомата. При токе выше номинального, происходит отключение контактов автомата. Класс автоматов означает кратковременную величину пускового тока, когда автомат еще не срабатывает.
Пусковой ток многократно превосходит номинальное значение тока. Все классы автоматов имеют разные превышения пускового тока. Всего имеется 3 класса для автоматов различных марок:
— класс В, где пусковой ток может быть больше номинального от 3 до 5 раз;
— класс С имеет превышение тока номинала в 5 — 10 крат;
— класс D с возможным превышением тока номинального значения от 10 до 50 раз.
Маркировка автоматического выключателя
В домах, квартирах используют класс С. Коммутационная способность определяет величину тока короткого замыкания при мгновенном отключении автомата. У нас используются автоматы с коммутационной способностью 4500 ампер, зарубежные автоматы имеет ток к. з. 6000 ампер. Можно использовать оба типа автоматов, российские и зарубежные.
Расчет автоматического выключателя
Выбирать автоматы можно с расчетом по току нагрузки или сечению электропроводки.
Расчет автомата по току
Подсчитываем всю мощность нагрузок на автомат. Плюсуем мощности всех потребителей электричества, и по следующей формуле:
I = P/U
получаем расчетный ток автомата.
P- суммарная мощность всех потребителей электричестваU – напряжение сети
Округляем расчетную величину полученного тока в большую сторону.
Расчет автомата по сечению электропроводки
Чтобы выбрать автомат можно воспользоваться таблицей 1. Выбранный по сечению электропроводки ток, уменьшают до нижней величины тока автомата, для снижения нагрузки электропроводки.
Выбор номинального тока по сечению кабеля. Таблица №1
Для розеток автоматы берут на ток 16 ампер, так как розетки рассчитаны на ток 16 ампер, для освещения оптимальный вариант автомата 10 ампер. Если вы не знаете сечение электропроводки, тогда его нетрудно рассчитать по формуле:
S – сечение провода в мм²
D – диаметр провода без изоляции в мм
Второй метод расчета автоматического выключателя является более предпочтительным, так как он защищает схему электропроводки в помещении.
Тоже интересные статьи
Как рассчитать мощность автомата? — Energy
Как рассчитать мощность автомата?
Прежде чем мы начнем выяснять,
Автоматический выключатель, или попросту автомат, – это механическое коммутационное устройство, основной функцией которого является проводка и отключение токов при нормальном состоянии электрической цепи. Также в функции автомата входит в автоматическом режиме отключать электрические токи при возникшем нестандартном состоянии электрической цепи, то есть при коротком замыкании.
Простыми словами, основное предназначение автомата выключателя есть защита вашей электрической сети от коротких замыканий и скачков напряжения.
В советские времена повсеместно при проектирование электропроводки в квартире устанавливались керамические пробки с одноразовым сердечником, который перегорал, в случае скачка напряжения. Технологический прогресс не стоит на месте, и на смену старым технологиям защиты электрической сети, то есть одноразовым предохранителям, пришли новые – автоматические выключатели.
Пример проекта электропроводки в квартире
Как мы уже определились, автомат разъединяет сеть, когда нагрузка значительно увеличивается или происходит замыкание цепи, но принцип работы автоматического выключателя таков, что он должен пропустить ток и не отключаться, когда вы, скажем, включили сразу утюг, электрический чайник и стиральную машину.
Принцип работы автомата
Перед тем как выбрать автомат при подключении электричества, необходимо разобраться в принципе его работы. Некоторые ошибочно полагают, что автоматический выключатель защищает электрические бытовые приборы. Но это не совсем так. Автоматический выключатель защищает электрическую сеть от перегруза и к бытовым электроприборам не имеет никакого отношения.
Если возникает короткое замыкания или перегруз кабеля, то увеличивается и сила тока, это в конечном итоге приводит к нагреву кабеля и возгоранию обмотки провода.
При коротком замыкании сила тока увеличивается особенно сильно, в критический момент ее сила может равняется нескольким тысячам ампер. Стандартный кабель, который прокладывают в домах и квартирах с сечением 2,5мм², попадая под такую нагрузку, может запросто загореться, а это уже чревато пожаром в помещении.
При перегрузках возможность возгорания также велика. Хоть сила тока и не достигает таких величин, как при замыкании, но все же этой нагрузки хватает, чтобы расплавить изоляцию, а это уже приведет к короткому замыканию, создаст пожароопасную ситуацию.
Расчет мощности автомата
Исходя из выше перечисленного, можно заключить, что расчет мощности автомата является очень важным моментом при выборе необходимого именно для вас агрегата.
Автомат защищает электропроводку, которая подключена после него. Расчет необходимой мощности происходит благодаря параметру номинального тока.
В частности, в требованиях правил устройств электроустановок значится, что токи установок автоматов выбираются по номинальному току приемника или меньше расчетных токов защищаемого участка цепи.
Расчет мощности автомата, то есть расчет по номинальному току приемника, производят в том случае, если кабель на всех участках по всей длине электропроводки рассчитан на такую нагрузку. Другими словами, номинал автомата меньше допустимого тока электропроводки.
Для наглядности представьте ситуацию: провод сечением 1мм², величина нагрузки на участке 10 кВт. Автомат берем по номинальному току нагрузки (40 А). В данном случае провод расплавится, так как расчетный номинальный ток провода 10-12 А, а через него подают 40 А. Автомат произведет отключение в момент короткого замыкания. По сути, это пример самой, что ни на есть пожароопасной ситуации. Именно поэтому номинальный ток автомата определяется сечением провода, по которому проходит ток. Уровень нагрузки нужно учитывать после выбора сечения провода. Номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше, такой же или немного выше максимально допустимого тока для провода данного сечения.
Отсюда следует, что выбор автомата напрямую зависит от минимального сечения провода используемого в проводке.
К примеру, медный провод сечением 1,5мм², допустимый ток 19 ампер. Для данного провода необходимо выбрать автомат значение номинального тока, которого является меньше, например 16 ампер. Выбрав автомат на 25ампер, подвергаем себя реальному риску устроить пожар, так как сечение провода не позволяет выдерживать подобные нагрузки. Для правильного расчета автоматического выключателя необходимо учитывать сечение провода.
Расчет мощности автомата с учетом использования бытовых электроприборов
С проводами все более или менее понятно. Постараемся теперь пояснить, как рассчитывать мощность автомата учетом использования бытовых электроприборов.
Представим, что у нас кухонные розетки питает кабель ВВГ 3-2,5, для которого предельное значение тока равняется 25 ампер. При этом мы на своей кухне имеем:
— чайник 2,0 кВ
— телевизор 0,4 кВ
— микроволновку 1,6 кВ
— холодильник 0,5 кВ
2,0 + 0,4 + 1,6 + 0,5 = 4,5 кВ
Общая мощность потребления на кухне составила 4,5 кВ
Переводим в ватты: 4,5 кВ * 1000 = 4500 В
Получившиеся ватты переведем в амперы: P (мощность) / U (напряжение) = I (сила тока)
4500 / 250 = 20,45 А
Также необходимо учесть коэффициент спроса, учитывается по количеству потребителей:
2 потребителя – коэффициент 0,8
3 потребителя – коэффициент 0,75
5 — 200 потребителя – коэффициент 0,7
После учета коэффициента рабочий ток составил 15,33 А
Теперь, когда мы просчитали рабочий ток проводки, попробуем выбрать под нее автомат. Так как мы уже знаем, что номинальная мощность автомата должна быть немного меньше или равной номинальному току проводки, нам подойдет автомат с номинальным током 16 А
После этого делаем проверку по сечению провода, не превышает ли номинальный ток нашего автомата максимально допустимый для нашего провода. Сравнить можно по следующей таблице:
|
Сечение провода в мм² |
Максимально допустимая сила тока для меди (А) |
Максимально допустимая сила тока для алюминия (А) |
|
0,75 |
11 |
8 |
|
1,0 |
15 |
11 |
|
1,5 |
17 |
13 |
|
2,5 |
25 |
19 |
|
4,0 |
35 |
28 |
|
6,0 |
42 |
32 |
|
10,0 |
60 |
47 |
|
16,0 |
80 |
60 |
Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:
Поделитесь ссылкой
Дата публикации: 11.09.2014
Расчет мощности автомата
При установке автомата необходимо знать, что назначение автоматических выключателей является защита линии от разрушения электрическим током, значения которого превышают расчетные значения для данной проводки.
Например электромонтаж розеток кухни выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для которого является 25А. Теперь давайте подсчитаем какую сумарную мощность имеют электроприборы подключенные к этой линии и не будет ли ее превышения.
Расчет общей мощности электроприборов на кухне:
микроволновка 1.6 kW + чайник 2.0 kW + холодильник 0.5 kW +телевизор 0.4 kW = 4.5 kW
Получившиеся киловатты переводим в Ватты:
4.5 kW * 1000 = 4500 W
Ваты переводим в Амперы:
P (мощность) / U(Напряжение) = I(сила тока)
4500 / 220 = 20.45А
Устанавливая автомат для кухни необходимо принять во внимание коэффициент спроса, который принимается от количества потребителей.
- количество потребителей 2 — коэффициент 0,8
- количество потребителей 3 — коэффициент 0,75
- количество потребителей 5-200 — коэффициент 0,7
С учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А
После определения рабочего тока проводки, подбираем автомат, который эту проводку будет защищать. Так как номинал автомата выбирается либо равным либо меньшим номинального тока проводки. Иногда используют автомат с номиналом немного превышающим рабочий ток проводки в нашем случае 16А.
Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.
Уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.
| Сечение жилы, мм2 | Для меди, А | Для алюминия, А |
| 0,75 | 11 | 8 |
| 1 | 15 | 11 |
| 1,5 | 17 | 13 |
| 2,5 | 25 | 19 |
| 4 | 35 | 28 |
| 6 | 42 | 32 |
| 10 | 60 | 47 |
| 16 | 80 | 60 |
Материалы, близкие по теме:
Как правильно подобрать и рассчитать автоматический выключатель (простой расчет автомата).
Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.
У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.
Разберем их по порядку.
Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.
Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.
Существуют 3 класса автоматических выключателей:
- класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
- класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
- класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)
Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.
Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.
Расчет автоматического выключателя.
Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.
Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.
Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.
Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети
Рассчитываем I=4030/220=18,31 А
Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.
Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.
Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)
|
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Ток, А, для проводов, проложенных |
|||||
|
открыто |
в одной трубе |
|||||
|
двух одножильных |
трех одножильных |
четырех одножильных |
одного двухжильного |
одного трехжильного |
||
|
0,5 |
11 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
0,75 |
15 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
1 |
17 |
16 |
15 |
14 |
15 |
14 |
|
1,5 |
23 |
19 |
17 |
16 |
18 |
15 |
|
2 |
26 |
24 |
22 |
20 |
23 |
19 |
|
2,5 |
30 |
27 |
25 |
25 |
25 |
21 |
|
3 |
34 |
32 |
28 |
26 |
28 |
24 |
|
4 |
41 |
38 |
35 |
30 |
32 |
27 |
|
5 |
46 |
42 |
39 |
34 |
37 |
31 |
|
6 |
50 |
46 |
42 |
40 |
40 |
34 |
|
8 |
62 |
54 |
51 |
46 |
48 |
43 |
|
10 |
80 |
70 |
60 |
50 |
55 |
50 |
|
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Ток, А, для проводов, проложенных |
|||||
|
открыто |
в одной трубе |
|||||
|
двух одножильных |
трех одножильных |
четырех одножильных |
одного двухжильного |
одного трехжильного |
||
|
2 |
21 |
19 |
18 |
15 |
17 |
14 |
|
2,5 |
24 |
20 |
19 |
19 |
19 |
16 |
|
3 |
27 |
24 |
22 |
21 |
22 |
18 |
|
4 |
32 |
28 |
28 |
23 |
25 |
21 |
|
5 |
36 |
32 |
30 |
27 |
28 |
24 |
|
6 |
39 |
36 |
32 |
30 |
31 |
26 |
|
8 |
46 |
43 |
40 |
37 |
38 |
32 |
|
10 |
60 |
50 |
47 |
39 |
42 |
38 |
Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.
Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.
Расчет и выбор автомата по мощности и току
При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять выбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.
Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.
Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил выбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного выбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.
Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов
Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.
Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.
Внешний вид трех полюсного автоматического выключателяПровода должны соответствовать нагрузке
Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаё