Чтобы облегчить поиск подходящего защитного автомата и избежать необходимости пользоваться калькулятором, мы подготовили таблицу, содержащую номиналы автоматов, которые используются в однофазных и трехфазных электрических сетях, а также соответствующие мощности суммарной нагрузки.
Расчет автомата по мощности 380
Расчеты электропроводки необходимо начинать еще на этапе проектирования. Первоначально следует определить силу тока в цепях, на основании чего подбираются автоматические защитные устройства, а также сечения проводов и кабелей. Одним из ключевых моментов является расчет автомата по мощности 380 В, который обеспечивает защиту от перегрузок и коротких замыканий. Если выбрать слишком высокий номинал, это может привести к выходу из строя оборудования, поскольку устройство может не сработать вовремя. В то же время слишком низкий номинал автомата может приводит к его срабатыванию даже при малейших перегрузках в часы пик.
Согласно закону Ома, сила тока (I) определяется как прямо пропорциональная напряжению (U) и обратно пропорциональная сопротивлению (R). Расчет мощности (P) производится путем умножения силы тока на напряжение. Формула, по которой можно рассчитать ток для участка цепи, выглядит следующим образом: I = P/U.
При учете реальных условий в данной формуле добавляется еще один компонент: для однофазной сети расчет выглядит так: I = P/(U × cos φ), где cos φ — коэффициент мощности, который показывает соотношение между активной и реактивной составляющими сопротивления нагрузки.
Расчет для трехфазной сети осуществляется немного по-другому. Формула для расчета выглядит следующим образом: I = P/(1,73 × U × cos φ), где напряжение U принятно за 380 вольт. Коэффициент мощности cos φ показывает соотношение между активной и реактивной составляющими нагрузки. Для современных блоков питания, как правило, это значение незначительное, и поэтому коэффициент cos φ принимается равным 0,95. Исключение составляют трансформаторы и электродвигатели высокой мощности, у которых индуктивное сопротивление значительно больше, и для таких расчетов используется коэффициент cos φ равный 0,8. В других ситуациях применяется стандартная методика расчетов с последующим использованием повышающего коэффициента 1,19, получаемого из соотношения 0,95/0,8.
При использовании напряжений 220 и 380 В вместе с коэффициентом мощности 0,95, получаются следующие выражения для силы тока: для однофазной сети I = P/209, для трехфазной — I = P/624. Это значит, что при одинаковой нагрузке сила тока в трехфазной сети будет примерно в три раза ниже. Данное явление обусловлено тем, что в трехфазной системе имеется три провода, каждой из которых равномерно распределяется общая нагрузка. Напряжение между каждой фазой и рабочим нулем равно 220 вольт, поэтому формула может быть представлена как I = P/(3 × 220 × cos φ).
Выбор автомата по номинальному току
Рассмотренные ранее формулы широко используются в расчетах вводного автоматического выключателя. Если взять одну из них – I = P/209 при нагрузке P в 1 кВт, то получается сила тока для однофазной сети: 1000 Вт/209 ≈ 4,78 А. Результат может быть округлен до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети никогда не бывает равным 220 В.
Таким образом, для нагрузки в 1 кВт полученная сила тока составляет 5 А. Следовательно, электрическое устройство мощностью свыше 1 кВт не следует подключать к удлинителю с маркировкой 5 А, так как он не сможет выдерживать более высокие токи.
Автоматические выключатели имеют определенные номиналы по току. Это дает возможность легко оценить нагрузку, которую они могут выдержать. Для упрощения расчетов создается таблица. Например, автомат на 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, на 8 А – 1,6 кВт, на 10 А – 2 кВт, на 16 А – 3,2 кВт, на 20 А – 4 кВт, на 25 А – 5 кВт, на 32 А – 6,4 кВт, на 40 А – 8 кВт, на 50 А – 10 кВт, на 63 А – 12,6 кВт, на 80 А – 16 кВт, и на 100 А – 20 кВт. Эти параметры также применяются для расчетов автоматов по мощности на 380 В.
Метод 5 А на 1 кВт может использоваться для определения силы тока, которая возникает в электрической сети при подключении различных бытовых приборов и оборудования. При таких расчетах рекомендуется учитывать максимальную потребляемую мощность в условиях пиковой нагрузки. Для этого следует применять технические характеристики из паспортных данных на оборудование. Если таковые отсутствуют, можно использовать ориентировочные параметры стандартных электроприборов.
Отдельный расчет необходимо произвести для группы освещения. Обычно мощность источников света составляет от 1,5 до 2 кВт, что позволяет использовать отдельный автомат номиналом 10 А.
Если сложить все указанные мощности, может получиться довольно значительный общий показатель. Однако на практике полная мощность не используется полностью, поскольку существуют ограничения на максимально выделяемую электрическую мощность для каждой квартиры. В современных жилых домах, когда имеются электроплиты, эта цифра находится в диапазоне от 10 до 12 кВт. Поэтому на вводе устанавливается автомат с номинальным током 50 А. Точно так же производится расчет мощности для трехфазных автоматов.
Полученные 12 кВт распределяются по всей квартире с учетом размещения мощных и обычных потребителей. Особое внимание нужно уделить кухне и ванне, где могут находиться такие устройства, как электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и прочее мощное оборудование. Обычно такие устройства подключаются к отдельным автоматическим выключателям соответствующего номинала, а сечение кабелей для подключения подбирается индивидуально в соответствии с расчетами.
Мощные бытовые агрегаты необходимо подключать не только к автоматическим выключателям, но также к устройствам защитного отключения. Нужно оставить часть общей мощности для освещения и розеток, установленных в помещениях. Проведенные расчеты позволят качественно смонтировать проводку и верно выбрать нужный выключатель. Это создаст условия для безопасной и надежной эксплуатации оборудования.
По такому критерию и должен выполняться правильный расчет автоматического выключателя. Кабель по току должен выбираться с запасом, учитывая при этом токи, неотключения автоматического выключателя. Соответственно, что это такое?
Расчет мощности автомата
При выборе автоматического выключателя нужно оценить, чтобы он максимально соответствовал по мощности подключаемым электроприборам. Грубо говоря, если вы устанавливаете электрический котел мощностью 6 кВт, необходимо также подбирать автомат с соответствующей мощностью.
Для этого нужно сначала выяснить, какую максимальную нагрузку сможет выдержать тот или иной автомат, например, на 16 или 32 Ампера. Это можно сделать, используя простую формулу: перемножаем напряжение в сети на номинал автомата. Если сеть 220 Вольт, а автомат 16 Ампер, от этого умножаем 220 на 16 и получаем мощность, которую может выдержать автоматический выключатель. В данном случае это приблизительно 3,5 кВт.
Как видно, выбор мощности автоматического выключателя значительно зависит от напряжения в сети. То есть, 220 или 380 Вольт имеют огромную важность, так как на каждую фазу нагрузка распределяется равномерно, а не на две. Для большего удобства в нижней части будет представлена таблица, по которой можно легко рассчитать мощность автоматического выключателя.
Что важно знать при подключении электроприборов
Изучив примерный номинал необходимого автомата, требуется дать пояснения относительно мощностей. Многие задаются вопросом о том, возможно ли подключать мощные электроприборы к обычным розеткам, например, к электрокотлу.
Согласно правилам ПУЭ, запрещено подключать электрокотлы с мощностью более 3 кВт к обычным розеткам. Каждая розетка имеет определенные характеристики и как правило, домашние розетки рассчитаны на 16 ампер, что разрешает подключение к ним электроприборов с мощностью не превышающей 3,5 кВт.
Поэтому любой относительно мощный электроприбор следует подсоединять только через отдельный автомат. При этом к автоматическому выключателю подключается именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.
В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и др.) необходимо устанавливать двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуется устанавливать на мощную технику – стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и прочее.
Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?
Правильный подбор защитного автомата по мощности является крайне важной задачей. Неправильно подобранное устройство не сможет обеспечить защиту линии от внезапного повышения силы тока.
Однако не менее важно правильно выбрать сечение проводки. В противном случае, если общая мощность превысит допустимые значения для проводника, это может привести к значительному увеличению температуры кабеля. В результате изоляционный слой может начать плавиться, что создаст опасность возгорания.
Для лучшего понимания последствий несоответствия сечения проводки и общей мощности подключенных устройств, рассмотрим следующий пример.
Новые владельцы квартиры в старом доме устанавливают ряд современных электрических приборов, вызывающих суммарную нагрузку на цепь в 5 кВт. Ток в этом случае будет равен примерно 23 А. На основании этого в цепь устанавливается защитный автомат на 25 А. На первый взгляд, выбор автомата по мощности кажется правильным, и сеть готова для эксплуатации. Тем не менее, по прошествии некоторого времени, после включения приборов, в доме начинает появляться задымление с характерным запахом горелой изоляции, а вскоре может возникнуть пламя. Автоматический выключатель не отключит сеть от питания, поскольку номинал тока не превышает допустимые значения.
Если в этот момент хозяев не окажется рядом, расплавленная изоляция со временем приведет к короткому замыканию, которое, наконец, вызовет срабатывание автомата, однако пламя от проводки уже будет иметь возможность распространиться по всему помещению.
Суть в том, что хотя расчет автомата по мощности был выполнен корректно, выбор кабеля проводки сечением 1,5 мм² не соответствует стандарту 19 А и не может выдержать такую нагрузку.
Чтобы вам не пришлось использовать калькулятор и самостоятельно вычислять сечение электропроводки по формулам, ниже представлена типовая таблица, в которой легко найти необходимые значения.
Защита слабого звена электроцепи
Итак, мы пришли к пониманию, что расчет автоматического выключателя нужно проводить не только на основании общей мощности подключенных в цепь устройств (независимо от их числа), но и с учетом сечения проводов. Если этот показатель варьируется на протяжении электрической линии, необходимо выбрать участок с наименьшим сечением и производить расчет автомата с учетом этого значения.
Требования ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту самого слабого участkа электроцепи или иметь соответствующий току номинал, который согласуется с аналогичными характеристиками подключенных установок. Это также предполагает, что для подключения должны использоваться провода с поперечным сечением, соответствующим требованиям, которые позволят выдержать общую мощность подключенных устройств.
Процесс выбора сечения провода и номинала автоматического выключателя наглядно показан в следующем видео:
Если недобросовестный хозяин проигнорирует данное правило, в случае возникновения аварийной ситуации, вызванной недостаточной защитой самого слабого участка проводки, он не сможет возложить всю вину на устройство и ругать производителя – виновником будет только он сам.
Основная цель автоматического выключателя – защита проводов и кабелей от перегрева. Это может привести к разрушению изоляционного слоя, в результате чего соседние проводники могут замкнуть между собой, вызывая возгорание изоляции и других горючих материалов.
Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода
Определив номинал автомата на основании мощности «подвешенной» нагрузки, необходимо убедиться, что проводка сможет выдержать соответствующий ток. В качестве ориентира можно использовать следующую таблицу, составленную для медного провода и однофазной сети (таблица 3):
Как видно, все три показателя (мощность, сила тока и сечение провода) взаимосвязаны, поэтому номинал автомата можно выбирать по любому из этих параметров. Однако необходимо удостовериться, что все параметры соответствуют друг другу, и при необходимости корректировать данные, чтобы избежать несоответствий в электрической цепи, что могло бы привести к авариям и поломкам.
