Расчет мощности автомата по нагрузке

Как рассчитать мощность автомата?

Как рассчитать мощность автомата?

Прежде чем мы начнем выяснять, какрассчитать мощность автомата при проектировании электропроводки в квартире, давайте разберемся с определением, что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

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 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.

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:

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для рассчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

11.09.2014

Выбор автоматического выключателя по мощности

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 выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

I=P/U,

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода 

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.