Выбор автомата по мощности

То, что с электричеством шутки плохи, известно каждому. Неправильный расчёт схемы электроснабжения может привести как минимум к двум неприятным последствиям. Первое, это когда при включении нескольких энергоёмких электроприборов (например, стиральной машины, электрочайника и утюга) срабатывают автоматические выключатели и сеть обесточивается. Неприятно, но не смертельно. Второе, это когда при включении тех же приборов автоматы не сработают, и начнёт плавиться и дымиться электропроводка. А это уже смертельная опасность: до пожара всего один шаг. Вот почему выбор автомата по мощности нагрузки – дело первостепенной важности.

Автоматический однополюсный выключатель Schneider ВА63 1П 25А С на 25 ампер.

Немного теории

Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:

где W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:

В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:

Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) = 9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

Подбор номинала автоматического выключателя по току и мощности нагрузки

Для выбора подходящего автомата удобно рассчитать силу тока на один киловатт мощности нагрузки и составить соответствующую таблицу. Применив формулу (2) и коэффициент мощности 0.95 для напряжения 220 В, получим:

1000 Вт / (220 В х 0,95) = 4,78 А

Учитывая, что напряжение в наших электросетях нередко не дотягивает до положенных 220 В, вполне корректно принять значение 5 А на 1 кВт мощности. Тогда таблица зависимости силы тока от нагрузки будет выглядеть в таблице 1, следующим образом:

Мощность, кВт	2	4	6	8	10	12	14	16
Сила тока, А	10	20	30	40	50	60	70	80

Данная таблица даёт приблизительную оценку силы переменного тока, протекающего по однофазной электрической сети при включении бытовых электроприборов. При этом следует помнить, что имеется в виду пиковая потребляемая мощность, а не средняя. Эту информацию можно найти в документации, прилагаемой к электротехническому изделию. На практике удобней пользоваться таблицей предельных нагрузок, учитывающей тот факт, что автоматы выпускаются с определённым номиналом по силе тока (таблица 2):

Схема подключения	Номиналы автоматов по току
10 А	16 А	20 А	25 А	32 А	40 А	50 А	63 А
Однофазная, 220 В	2,2 кВт	3,5 кВт	4,4 кВт	5,5 кВт	7,0 кВт	8,8 кВт	11 кВт	14 кВт
Трёхфазная, 380 В	6,6 кВт	10,6	13,2	16,5	21,0	26,4	33,1	41,6

Например, если нужно узнать, на сколько ампер нужен автомат под мощность 15 кВт при трёхфазном токе, то ищем в таблице ближайшее большее значение – оно составляет 16,5 кВт, что соответствует автомату на 25 ампер.

В реальности существуют ограничения по выделяемой мощности. В частности, в современных городских многоквартирных домах с электроплитой выделенная мощность составляет от 10 до 12 киловатт, а на входе ставится автомат на 50 А. Эту мощность разумно разбить на группы с учётом того, что самые энергоёмкие приборы концентрируются на кухне и в ванной комнате. На каждую группу ставится свой автомат, что позволяет исключить полное обесточивание квартиры в случае возникновения перегрузки на одной из линий.

В частности, под электроплиту (или варочную панель) целесообразно сделать отдельный ввод и установить автомат на 32 или 40 ампер (в зависимости от мощности плиты и духовки), а также силовую розетку с соответствующим номинальным током. Других потребителей подключать к этой группе не стоит. Отдельная линия должна быть и у стиральной машины, и у кондиционера – для них будет достаточно автомата на 25 А.

На вопрос о том, сколько розеток можно подключить на один автомат, можно ответить одной фразой: сколько угодно. Сами по себе розетки не потребляют электроэнергию, то есть не создают нагрузку на сеть. Нужно лишь позаботиться о том, чтобы суммарная мощность одновременно включаемых электроприборов соответствовала сечению провода и мощности автомата, о чём будет сказано ниже.

Для частного дома или коттеджа вводной автомат подбирается в зависимости от выделенной мощности. Далеко не всем хозяевам удаётся получить желаемое количество киловатт, особенно в регионах с ограниченными возможностями электросетей. Но в любом случае, как и для городских квартир, сохраняется принцип разделения потребителей на отдельные группы.

Вводной автомат для частного дома

Подбор номинала автоматического выключателя по сечению провода

Определив номинал автомата, исходя из мощности «подвешенной» нагрузки, необходимо убедиться в том, что электропроводка выдержит соответствующий ток. В качестве ориентира можно воспользоваться нижеприведённой таблицей, составленной для медного провода и однофазной цепи (таблица 3):

жилы, кв.мм Допустимый

ток, А Макс. мощность

нагрузки, кВт Ток

автомата, А Возможные

потребители 1,5 19 4,2 16 Освещение, сигнализация 2,5 27 6,0 25 Розеточная группа, тёплый пол 4 38 8,4 32 Кондиционер, водогрейка 6 46 10,1 40 Электроплита, духовка

Как видим, все три показателя (мощность, сила тока и сечение провода) взаимосвязаны, поэтому номинал автомата можно, в принципе, выбирать по любому из них. В то же время необходимо убедиться, что все параметры стыкуются между собой, и при необходимости сделать соответствующую корректировку.

При любом раскладе следует помнить следующее:

1. Установка чрезмерно мощного автомата может привести к тому, что до его срабатывания электрооборудование, не защищённое собственным предохранителем, выйдет из строя.
2. Автомат с заниженным числом ампер способен стать источником нервных стрессов, обесточивая дом или отдельные помещения при включении электрочайника, утюга или пылесоса.

На сколько ампер ставить вводной автомат в частный дом

Типовой вводный автоматический выключатель (ВА) используется для того, чтобы ввести в квартиру питающее напряжение, поступающее с подъездного распределительного щитка. С его помощью удается защитить домашнюю сеть от перегрузок и коротких замыканий (КЗ) в том случае, когда линейные автоматы по какой-либо причине не сработали (общий вид ВА приведен на фото ниже).

Вводный автомат

Согласно требованиям ПУЭ, любой автомат вводной должен быть рассчитан на большие токи, чем имеют все устанавливаемые после него линейные автоматические выключатели (АВ). Поскольку данное коммутационное устройство состыкуется практически напрямую с подводящим напряжение кабелем трансформаторной подстанции, его конструкция обязана отличаться повышенной эксплуатационной надежностью.

Основные характеристики

Одной из основных характеристик вводного автомата является так называемая «предельная коммутационная стойкость» (ПКС), которую принято определять как максимальную отключающую и включающую способности. Каждая из них представляется как наибольшее значение тока в коммутируемой цепи, которую способен разомкнуть (замкнуть) данный аппарат с одновременным гашением возникающей при этом электрической дуги.

Обратите внимание! С другой стороны, под такой способностью понимается максимальное значение тока КЗ, при котором автомат отключается несколько раз, оставаясь при этом вполне исправным.

Этот эксплуатационный показатель обычно указывается на лицевой панели корпуса прибора на месте, удобном для его фиксации.

Помимо токовых параметров вводные устройства характеризуются питающим напряжением, на длительную работу с которым они рассчитаны. Типовой квартирный ВА предназначается для коммутации стандартных 220-ти Вольт и имеет не более 2-х переключающих групп. А в силовых цепях энергоснабжения, проложенных прямо от местной подстанции или ВЛ, могут устанавливаться трехфазные аппараты, рассчитанные на напряжение 380 Вольт.

При рассмотрении различных исполнений водных автоматов, отличающихся по количеству одновременно переключаемых групп контакторов, можно выделить следующие разновидности:

• Однополюсные коммутационные приборы;
• Двухполюсные автоматические выключатели;
• Многополюсные (трех, – и 4-х полюсные) коммутаторы.

Четырехполюсный вводный автомат

Первые две позиция применяются для ввода однофазных напряжений, а многополюсный – для коммутации силовых цепей 380 Вольт (в нем чаще всего предусматривается 3 или 4 переключающие группы).

Дополнительная информация. Согласно требованиям ПУЭ, в однофазной сети для ввода трехжильных линий с отдельным заземляющим проводом не допускается использовать несколько однополюсных переключателей (это касается и трехфазных сетей из 4-х жил).

При выборе вводного автомата обычно ставится как минимум двухполюсник, посредством которого при необходимости ремонта электросети можно обесточить квартиру не только по фазе, но и по нейтральному проводу (нулевой при этом может пускаться на счетчик в обход).

В ситуациях, когда в дом заводится только 2 жилы (без нейтрали), допускается устанавливать однополюсный автомат. В случаях, когда к ним искусственно добавляется заземляющий проводник (за счет обустройства повторного заземления, например), полагается использовать двухполюсное устройство.

Рассмотрим более подробно, как подключаются разрешенные к применению одно,- и многополюсные автоматы.

Как правильно подключить провода к автомату

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения провода и электроприборов, но и надежностью их соединения между собой. Несмотря на простоту этой операции, часто совершаются ошибки, что впоследствии приводит к обгоранию контактов и выходу из строя автоматических выключателей.

Если изоляцию снять на недостаточную длину, то она может попасть под зажимную планку клеммы и в дальнейшем приведет к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом нужно его лезвие располагать параллельно проводу, тогда на медной жиле не появятся надсечки, приводящие к перелому в этом месте провода при изгибах.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, в случае если позволяет окно клеммы, его конец загнуть, как показано на фотографии.

На снимке показан вид автомата со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов достаточно отвинтить винт, завести конец освобожденного провода от изоляции на длину около 10-15 мм до упора в клемму и завинтить винт с достаточным усилием обратно.

После зажатия провода нужно со значительным усилием подергать за него, чтобы убедиться в надежности его крепления. При вставлении в отверстие клеммы провод может попасть мимо, винт будет затянут, не зажав его между контактами.

Однополюсники и двухполюсники

Однополюсное вводное устройство

Однополюсный вводный переключатель является простейшим вариантом защитного устройства, коммутирующего только одну фазу (смотрите расположенное ниже фото).

Однополюсный ВА

Автомат: какой выбрать для квартиры

В соответствии с требованиями ПУЭ, подводящий провод закрепляется обязательно на верхней клемме 1 устройства, а отводящий – фиксируется на контакте 2, расположенном снизу.

Важно! Как и всякий другой сетевой переключатель, этот автомат монтируется в разрыве фазного провода (так же, как и обычный выключатель освещения).

Этот коммутирующий аппарат пришел на смену давно устаревшим автоматическим пробкам, еще не так давно устанавливаемым на вводе в старых или частных домов. При обнаружении такого старого ввода следует сразу же подать заявку на его замену современным однополюсным или двухполюсным автоматом или сделать это самостоятельно.

По своему устройству и принципу работы современный однополюсный прибор практически не отличается от обычных линейных автоматов, устанавливаемых сразу после электрического счетчика и защищающих отдельные нагрузки. Единственное их отличие состоит в различающихся по величине номинальных токах отключения (40 против 25-ти или 16-ти Ампер).

При схемном обозначении и «живом» подключении фазной группы применяются провода в изоляции красного или коричневого цвета. Жила в синей защитной оболочке (рабочий нуль) пускается в обход автомата и идет сразу же на соответствующий вход клеммника электросчетчика.

Двухполюсный прибор

Двухполюсник представляет собой коммутирующее устройство модульного типа, имеющее в своем составе две переключающие группы (рисунок ниже по тексту).

Двухполюсник

В конструкции такого аппарата предусмотрено общее управление обеими контактными группами, при отключении срабатывающими практически одновременно. Необходимость в этом возникает по следующим причинам:

• В определенных ситуациях из-за нарушения баланса фазных нагрузок на нулевой жиле появляется некоторый потенциал относительно заземляющего провода;
• Его величина может достигать значений, опасных для человека, одновременно прикасающегося к нулю и земле (даже при полностью отключенной фазе);
• Установка вводных устройств на два полюса позволяет предупредить последствия, возможные вследствие ошибок монтажа (когда фаза и нуль в подъездном щитке случайно перепутаны местами).

При одновременном размыкании фазного и нулевого провода все опасные напряжения на выходе вводного автомата естественным образом исчезают. А путаница в подключении на подъездном щитке для отсоединенного от нагрузки автомата никакого значения не имеет. Таким образом, при установке двухполюсника все предполагаемые проблемы автоматически устраняются.

Важно! При обнаружении ошибки в коммутации фазы и нуля обязательно нужно предупредить об этом местного электрика.

Сделать это следует потому, что при монтаже последующей цепи (электросчетчика, в частности) наличие такой ошибки может оказаться критическим. При включенном вводном автомате счетчик окажется подсоединенным с нарушениями ПУЭ, что грозит его владельцу неминуемым штрафом.

Трехполюсные и четырехполюсные ВА

Дифференциальный автомат надежная защита электрических цепей и человека

Устройства этого типа устанавливаются в силовых питающих сетях 380 Вольт и позволяют одновременно переключать сразу все фазы. В их конструкции могут быть предусмотрены специальные дугогасящие камеры, обеспечивающие коммутацию больших по величине нагрузок (значительных токов). На расположенном ниже рисунке приведены внешний вид и схемное изображение этого устройства.

Автомат вводный трехполюсный

При его графическом изображении используются регламентируемые действующими стандартами правила обозначения и маркировки подводящих проводов, состоящие в следующем:

• Согласно этим установлениям, фазные жилы обозначаются как A, B и C, а также различаются по цвету защитой оболочки (изоляции);
• Набор цветовых гамм может быть произвольным, но чаще всего используются красный (коричневый), зеленый и желтый цвета;
• При включении на вводе на объект (в частный дом или в гаражную мастерскую, например) такого автомата нулевой провод в синей изоляции проводится мимо него и подсоединяется сразу к соответствующей клемме электросчетчика.

При необходимости коммутировать все четыре жилы подводящего 380 Вольт кабеля потребуется установить 4-х полюсной автоматический выключатель, используемый на вводе в данный объект. Этот вариант подключения ВА обеспечивает дополнительную защиту обслуживаемой сети по нулевому проводу.

Типовой автомат защиты обычно рассчитывается на номинальные коммутируемые токи порядка 63-100 Ампер (их точное значение зависит от величины подключаемой к данной сети нагрузки).

Для правильного расчета этого значения необходимо проинспектировать все имеющиеся на объекте трехфазные агрегаты (электродвигатели, насосы и т. п.), с учетом потребляемой ими активной и реактивной мощности. После этого останется определиться с токами, протекающими по их цепям в предельных рабочих режимах, а затем просуммировать получившиеся результаты.

В заключительной части обзора отметим, что в случае увеличения потребляемой данным объектом мощности выше установленной нормы (15 кВт) потребуются специальное разрешение и дополнительная оплата. После его получения от соответствующих инстанций можно будет ставить вводный автомат с требуемым номиналом.

Расчёт номинала вводного автоматического выключателя

Работоспособность устройств и безопасность электрической сети в жилом доме или квартире напрямую зависит от правильного выбора автоматических выключателей, в том числе вводного устройства. Чтобы рассчитать номинал вводного автомата нужно обладать некоторыми электротехническими знаниями.

Для частного дома 380 В 15 кВт

Чтобы произвести расчет вводного автомата для частного дома, необходимо учесть следующие значения: напряжение в сети (U), мощность (P) всех электрических приборов, которые будут работать в сети, поправочный коэффициент, который учитывает одновременное включение электроприборов и качество электропроводки.

Пример расчета:

Допустим, что сумма мощностей всех электроприборов в жилом доме составляет 15 кВт (эта же мощность в России обычно подводится к частным жилым зданиям) при напряжении 380 В. Чтобы рассчитать ток, используем Закон Ома для электрической цепи:

I=15000/380 = 39, 47 A.

Вводим поправочный коэффициент. Так как все электрические приборы в доме одновременно включаться не будут и, учитывая старую электропроводку, принимаем значение поправочного коэффициента равное 0,85.

Iн=39,47х0,85 = 33,55.

Ближайшие по номиналу значения автоматов: на 32 А и на 40А. Выбираем номинал в наименьшую сторону. И получаем, что для нашего частного дома необходим вводной трехполюсный или четырехполюсный автомат на 32 А.

Для квартиры 220 В

Для квартир с напряжением 220 В расчет вводного автомата аналогичен выбору автомата для частного дома. Единственное различие заключается в том, что изменится мощность и напряжение сети.

Пример расчета:

Допустим, что сумма мощностей будет равняться 10 кВт, поправочный коэффициент примем 0,85, а напряжение, как мы уже знаем, равно 220 В. Тогда:

Iн=10000/220*0,85= 45,45х0,85 = 38,63.

Исходя из полученного значения и округляя номинал к наименьшему, выбираем автоматический выключатель 32 А.