Как подобрать автоматический выключатель по току


по току, нагрузке, сечению провода

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества. 

Для чего служит автомат

Содержание статьи

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

  • Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
  • Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
  • Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводовДопустимый длительный ток нагрузкиМаксимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 ВНоминальный ток защитного автоматаПредельный ток защитного автоматаПримерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм19 А4,1 кВт10 А16 Аосвещение и сигнализация
2,5 кв. мм27 А5,9 кВт16 А25 Арозеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм38 А8,3 кВт25 А32 Акондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм46 А10,1 кВт32 А40 Аэлектрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм70 А15,4 кВт50 А63 Авводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

  • B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
  • C — если он превышен в 5-10 раз;
  • D — если больше в  10-20 раз.

    Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Пошаговое руководство по выбору автоматического выключателя

При выборе автоматического выключателя следует учитывать несколько различных критериев, включая напряжение, частоту, отключающую способность, номинальный постоянный ток, необычные условия эксплуатации и тестирование продукта. В этой статье будет дан пошаговый обзор выбора подходящего автоматического выключателя для вашего конкретного применения.

Номинальное напряжение

Общее номинальное напряжение рассчитывается на основе максимального напряжения, которое может быть приложено ко всем оконечным портам, типа распределения и того, как автоматический выключатель непосредственно интегрирован в систему.Важно выбрать автоматический выключатель с достаточной допустимой нагрузкой для соответствия конечному применению.

Частота

Автоматические выключатели до 600 ампер могут применяться на частотах 50-120 Гц. Частоты выше 120 Гц приведут к снижению номинальных характеристик выключателя. Во время высокочастотных проектов вихревые токи и потери в стали вызывают больший нагрев компонентов теплового расцепителя, что требует снижения номинальных характеристик или специальной калибровки выключателя.Общая величина снижения мощности зависит от номинального тока, размера корпуса, а также от частоты тока. Общее практическое правило заключается в том, что чем выше номинальный ток в корпусе определенного размера, тем больше требуется снижение номинальных характеристик.

Все выключатели с более высоким номиналом более 600 ампер содержат биметаллические элементы с трансформаторным нагревом и подходят для работы в сети переменного тока с частотой не более 60 Гц. Для приложений с минимальной частотой переменного тока 50 Гц обычно доступна специальная калибровка. Полупроводниковые выключатели предварительно откалиброваны для приложений с частотой 50 или 60 Гц.При реализации проекта дизельного генератора частота будет 50 Гц или 60 Гц. Лучше всего заранее проконсультироваться с подрядчиком по электротехнике, чтобы убедиться, что меры по калибровке приняты, прежде чем переходить к проекту 50 Гц.

Максимальная отключающая способность

Рейтинг отключения обычно принимается как наибольшая величина тока короткого замыкания, которую выключатель может отключить, не вызывая сбоя системы.Определение максимального значения тока повреждения, подаваемого системой, можно рассчитать в любой момент времени. Одно безошибочное правило, которое необходимо соблюдать при установке правильного автоматического выключателя, заключается в том, что отключающая способность выключателя должна быть равной или большей, чем величина тока короткого замыкания, которая может быть доставлена ​​в той точке системы, где применяется выключатель. Несоблюдение правильного значения отключающей способности приведет к повреждению выключателя.

Постоянный ток

Что касается номинального продолжительного тока, автоматические выключатели в литом корпусе имеют номинал в амперах при определенной температуре окружающей среды.Этот номинальный ток - это постоянный ток, который прерыватель будет проводить при температуре окружающей среды, при которой он был откалиброван. Общее практическое правило для производителей автоматических выключателей - калибровать свои стандартные выключатели на 104 ° F.

Номинальный ток для любого стандартного применения зависит исключительно от типа нагрузки и рабочего цикла. Номинальный ток регулируется Национальным электротехническим кодексом (NEC) и является основным источником информации о циклах нагрузки в сфере заключения контрактов на электрооборудование. Например, для осветительных и фидерных цепей обычно требуется автоматический выключатель, номинал которого соответствует допустимой нагрузке на проводник.Чтобы найти различные стандартные номинальные токи выключателя для проводов разного диаметра и допустимые нагрузки, обратитесь к таблице 210.24 NEC.

Нетипичные условия эксплуатации

При выборе автоматического выключателя очень важно учитывать местоположение конечного пользователя. Каждый выключатель индивидуален, и некоторые из них лучше подходят для более жестких условий эксплуатации. Ниже приведены несколько сценариев, которые следует учитывать при выборе автоматического выключателя:

Высокая температура окружающей среды: Если стандартные термомагнитные выключатели применяются при температурах, превышающих 104 ° F, параметры выключателя должны быть снижены или откалиброваны в соответствии с окружающей средой.В течение многих лет все выключатели были откалиброваны на 77 ° F, что означало, что все выключатели с температурой выше этой должны были быть снижены. Реально, большинство вольеров было около 104 ° F; Для таких ситуаций использовался обычный специальный выключатель. В середине 1960-х годов отраслевые стандарты были изменены, чтобы все стандартные выключатели были откалиброваны с учетом температуры 104 ° F.

Коррозия и влага: В средах с постоянной влажностью для гидромолотов рекомендуется специальная обработка влаги.Эта обработка помогает противостоять плесени и / или грибку, которые могут вызвать коррозию устройства. В помещениях с высокой влажностью лучшим решением является использование обогревателей в корпусе. Если возможно, выключатели следует удалять из агрессивных зон. Если это нецелесообразно, доступны специальные выключатели, устойчивые к коррозии.

Высокая вероятность удара: Если автоматический выключатель будет установлен в зоне с высокой вероятностью механического удара, необходимо установить специальное противоударное устройство.Противоударные устройства состоят из инерционного противовеса над центральной стойкой, который удерживает переключающую штангу в защелкивании в нормальных условиях удара. Этот груз должен быть установлен таким образом, чтобы он не препятствовал работе тепловых или магнитных расцепителей при сценариях перегрузки или короткого замыкания. ВМС США - крупнейший конечный пользователь ударопрочных молотов, которые требуются на всех боевых кораблях.

Высота над уровнем моря: В районах, где высота над уровнем моря превышает 6000 футов, необходимо снизить номинальные характеристики автоматических выключателей с учетом пропускной способности по току, напряжения и отключающей способности.На высоте более разреженный воздух не отводит тепло от токопроводящих компонентов, а также более плотный воздух, находящийся на более низких высотах. Помимо перегрева, более тонкий воздух также предотвращает накопление диэлектрического заряда, достаточно быстрого, чтобы выдерживать те же уровни напряжения, которые возникают при нормальном атмосферном давлении. Проблемы с высотой также могут снизить номинальные характеристики большинства используемых генераторов и другого оборудования для выработки электроэнергии. Перед покупкой лучше всего поговорить со специалистом в области энергетики.

Положение покоя: По большей части выключатели могут быть установлены в любом положении, горизонтально или вертикально, без воздействия на механизмы отключения или отключающую способность.В районах с сильным ветром обязательно иметь выключатель в кожухе (большинство агрегатов поставляется в закрытом корпусе) на поверхности, которая немного колеблется от ветра. Когда автоматический выключатель прикреплен к негибкой поверхности, существует вероятность разрыва цепи при воздействии сильного ветра.

Техническое обслуживание и тестирование

При выборе автоматического выключателя пользователь должен решить, покупать ли устройство, прошедшее испытания UL (Underwriters Laboratories), или нет.Для обеспечения общего качества рекомендуется приобретать автоматические выключатели, прошедшие испытания UL. Имейте в виду, что продукты, не прошедшие испытания UL, не гарантируют правильную калибровку выключателя. Все низковольтные автоматические выключатели в литом корпусе, внесенные в список UL, проходят испытания в соответствии со стандартом UL 489, который разделен на две категории: заводские испытания и полевые испытания.

Заводские испытания UL: Все стандартные автоматические выключатели в литом корпусе UL проходят обширные производственные и калибровочные испытания в соответствии со стандартом UL 489.Выключатели, сертифицированные UL, содержат откалиброванные системы с заводскими пломбами. Неповрежденная пломба гарантирует, что выключатель правильно откалиброван и не подвергался взлому, модификации и что продукт будет работать в соответствии со спецификациями UL. Если печать нарушена, гарантия UL аннулируется, как и любые другие гарантии.

Полевые испытания: Это нормально, что данные, полученные в полевых условиях, отличаются от опубликованной. Многие пользователи не понимают, являются ли полевые данные некорректными или опубликованная информация не синхронизирована с их конкретной моделью.Разница в данных заключается в том, что условия испытаний на заводе значительно различаются по сравнению с полевыми. Заводские испытания предназначены для получения стабильных результатов. Температура, высота, климат-контроль и использование испытательного оборудования, разработанного специально для тестируемого продукта, влияют на результат. Публикация NEMA AB4-1996 - выдающееся руководство по полевым испытаниям. Руководство дает пользователю лучший вариант того, какие результаты являются нормальными для полевых испытаний. Некоторые выключатели поставляются со своими собственными инструкциями по тестированию.Если инструкции отсутствуют, обратитесь в надежную компанию по обслуживанию автоматических выключателей.

Техническое обслуживание: По большей части выключатели в литом корпусе обладают исключительной надежностью, в основном благодаря тому, что блоки закрыты. Кожух сводит к минимуму воздействие грязи, влаги, плесени, пыли, других сред и несанкционированного доступа. Частью надлежащего технического обслуживания является обеспечение того, чтобы все клеммные соединения и расцепители были затянуты с надлежащим крутящим моментом, установленным производителем.Со временем эти соединения ослабнут, и их потребуется подтянуть. Автоматические выключатели также необходимо регулярно чистить. Неправильно очищенные проводники, неправильные проводники, используемые для клемм, и незакрепленные выводы - все это условия, которые могут вызвать чрезмерный нагрев и ослабление выключателя. Для выключателей с ручным управлением требуется только, чтобы их контакты были чистыми и чтобы рычаги работали свободно. Для автоматических выключателей, которые не используются на регулярной основе, требуется прерывистый запуск выключателя для обновления систем.

Как всегда, лучше всего проконсультироваться с сертифицированным электриком, чтобы точно определить, какой тип автоматического выключателя подходит для вашего генератора. Факторы, влияющие на безопасную и правильную работу электрогенератора и автоматического выключателя, варьируются от объекта к объекту, и только лицензированный профессионал может подобрать правильное оборудование.

Ссылка: Matulic, Darko. «Автоматические выключатели» стр. 171-173 Электроэнергетика на месте, 4-е издание .Бока-Ратон, Флорида: Ассоциация электрических генерирующих систем, 2006.

.

Как правильно выбрать автоматический выключатель

Автоматические выключатели - очень важная часть электробезопасности. Они контролируют количество электричества, проходящего через систему электропроводки здания. Если в вашем доме произошла электрическая перегрузка или короткое замыкание, исправный автоматический выключатель обнаружит проблему и отключит электропитание. Это защитит вашу проводку и приборы, пока вы не решите проблему и не включите электричество.Однако для того, чтобы автоматический выключатель выполнял свою работу должным образом, вы должны подобрать правильный автоматический выключатель, точно соответствующий вашим потребностям. Прочтите следующие простые объяснения, и вы будете готовы выбрать подходящий автоматический выключатель для своего дома.

3 емкости автоматических выключателей

автоматические выключатели доступны с 3 различными значениями напряжения. Каждая из них рассчитана на определенное количество электроэнергии.

  1. Низковольтные термомагнитные выключатели лучше всего подходят для большинства частных домов.Они учитывают электрические токи величиной до 1000 ампер.
  2. Автоматические выключатели среднего напряжения используются в больших зданиях, таких как жилые комплексы и предприятия, которые постоянно используют до 72000 вольт.
  3. Высоковольтные выключатели используются рядом с линиями электропередач и в других местах, где регулярно используется напряжение более 72 000 вольт.

Как работает автоматический выключатель?

В низковольтных автоматических выключателях есть 2 защитных механизма, которые предохраняют ваши приборы от перегрева из-за электрических перегрузок:

  • Первый - это электромагнит, который немедленно отключает электрический ток при обнаружении большого скачка напряжения.
  • Второй предохранительный механизм приводится в действие термической металлической полосой, которая изгибается и переводит переключатель в положение «Выкл.», Когда слишком много тепла воздействует на продолжительный электрический импульс.

Типы автоматических выключателей

В категории низковольтных автоматических выключателей для домашнего использования вы также найдете 3 различных типа.

  1. Стандартные автоматические выключатели - самый распространенный тип, используемый для большинства электрических розеток в доме, особенно для тех, которые обслуживают крупную бытовую технику.Они могут быть одно- или двухполюсными.
  2. Автоматические выключатели GFCI отключают питание цепи не только в случае перегрузки или короткого замыкания, но и при обнаружении замыкания на землю. Они необходимы в тех частях дома, где электрические розетки расположены рядом с источниками воды, например на улице, на кухне и в ванной.
  3. Автоматические выключатели AFCI прерывают подачу питания, когда обнаруживают скачок напряжения или ненормальный путь, который может вызвать электрический пожар.Они требуются по нормам во всех новых домах, заменяя стандартные автоматические выключатели.

Определите размер автоматического выключателя, который вам нужен

Чтобы выбрать автоматический выключатель наилучшего размера для ваших конкретных домашних нужд, проверьте размер провода, указанный на кабеле, который должен быть подключен к автоматическому выключателю. Вы увидите 2 перечисленных измерения: первое покажет вам калибр провода, за ним следует тире и второе число, которое указывает, сколько проводов находится внутри кабеля.После того, как вы установили калибр проводов, используйте следующую таблицу, чтобы выбрать правильный автоматический выключатель:

  • Провод 8 калибра = автоматический выключатель на 40 А
  • Провод 10 калибра = автоматический выключатель на 30 А.
  • Провод 12 калибра = Автоматический выключатель на 20 ампер
  • провод калибра 14 = автоматический выключатель на 15 ампер

Электротехнические работы всегда должны выполняться с соблюдением техники безопасности. Если у вас есть какие-либо вопросы или затруднения по поводу выбора автоматического выключателя для вашего проекта, поговорите со специалистом в местном хозяйственном магазине или позвоните опытному электрику, чтобы получить полезный совет.Удачи!

Эта статья была обновлена ​​12 ноября 2017 г.

.

Выбор автоматического выключателя - Руководство по электрическому монтажу

Выбор ряда автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками установки, окружающей средой, нагрузками и необходимостью дистанционного управления, а также типом предполагаемой системы связи.

Выбор выключателя

Выбор CB производится по:

  • Электрические характеристики (переменный или постоянный ток, напряжение ...) установки, для которой предназначен выключатель
  • Окружающая среда: температура окружающей среды, в помещении киоска или распределительного щита, климатические условия и т. Д.
  • Предполагаемый ток короткого замыкания в месте установки
  • Характеристики защищаемых кабелей, шин, шинопроводов и область применения (распределение, двигатель ...)
  • Координация с вышестоящим и / или последующим устройством: селективность, каскадирование, координация с выключателем нагрузки, контактором ...
  • Эксплуатационные характеристики: требования (или нет) к дистанционному управлению и индикации и связанным вспомогательным контактам, вспомогательным катушкам отключения, соединению
  • Правила монтажа; в частности: защита от поражения электрическим током и теплового воздействия (см. Защита от поражения электрическим током и электрического пожара)
  • Нагрузочные характеристики, такие как двигатели, люминесцентное освещение, светодиодное освещение, трансформаторы низкого / низкого напряжения

Следующие примечания относятся к выбору автоматического выключателя низкого напряжения для использования в распределительных сетях.

Выбор номинального тока в зависимости от температуры окружающей среды

Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при заданной температуре окружающей среды, как правило:

  • 30 ° C для выключателей бытового типа в соответствии с IEC 60898 серия
  • 40 ° C по умолчанию для автоматических выключателей промышленного типа в соответствии с серией IEC 60947. Однако может быть предложено другое значение.

Характеристики этих выключателей при различной температуре окружающей среды в основном зависят от технологии их расцепителей (см. Рис. х47).

Рис. H47 - Температура окружающей среды

Некомпенсированные термомагнитные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями имеют уровень тока отключения, который зависит от температуры окружающей среды.

Автоматические выключатели с некомпенсированными тепловыми отключающими элементами имеют уровень тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если выключатель установлен в кожухе или в горячем месте (котельная и т. Д.), Ток, необходимый для отключения выключателя при перегрузке, будет значительно снижен.Когда температура, при которой находится выключатель, превышает его эталонную температуру, его номинальные параметры будут «снижены». По этой причине производители выключателя предоставляют таблицы, в которых указаны факторы, которые следует применять при температурах, отличных от эталонной температуры выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (см. , рис. h49) можно заметить, что более низкая температура, чем эталонное значение, приводит к повышению номинальной мощности автоматического выключателя. Более того, небольшие выключатели модульного типа, устанавливаемые рядом, как обычно показано на рис. h34, обычно устанавливаются в небольшом закрытом металлическом корпусе.В этой ситуации взаимный нагрев при прохождении нормальных токов нагрузки обычно требует их уменьшения в 0,8 раза.

Пример

Какой рейтинг (In) следует выбрать для iC60 N?

  • Защита цепи, максимальный ток нагрузки которой оценивается в 34 А
  • Устанавливается бок о бок с другими выключателями в закрытой распределительной коробке
  • При температуре окружающей среды 60 ° C

Автоматический выключатель iC60N с номиналом 40 А будет снижен до 38.2 А в окружающем воздухе при 60 ° C (см. Рисунок h49). Однако, чтобы обеспечить взаимный нагрев в замкнутом пространстве, необходимо использовать указанный выше коэффициент 0,8, так что 38,2 x 0,8 = 30,5 A, что не подходит для нагрузки 34 A.

A 50 A автоматический выключатель, следовательно, будет выбран, что дает (пониженный) номинальный ток 47,6 x 0,8 = 38 A.

Компенсированные термомагнитные расцепители

Эти расцепители включают биметаллическую компенсирующую полосу, которая позволяет регулировать уставку тока срабатывания при перегрузке (Ir или Irth) в пределах указанного диапазона независимо от температуры окружающей среды.

Например:

  • В некоторых странах система TT является стандартной для низковольтных распределительных систем, а бытовые (и аналогичные) установки защищены на рабочем месте автоматическим выключателем, предоставленным органом электроснабжения. Этот выключатель, помимо защиты от опасности косвенного прикосновения, срабатывает при перегрузке; в этом случае, если потребитель превышает текущий уровень, указанный в его договоре поставки с энергетическим органом. Автоматический выключатель (≤ 60 A) рассчитан на диапазон температур от - 5 ° C до + 40 ° C.
  • Автоматические выключатели
  • на номинальные токи ≤ 630 A обычно оснащаются компенсированными расцепителями для этого диапазона (от -5 ° C до + 40 ° C)

Примеры таблиц, в которых приведены значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры для цепи -выключатели с некомпенсированными тепловыми расцепителями

Тепловые характеристики выключателя

приведены с учетом сечения и типа проводника (Cu или Al) в соответствии с IEC60947-1, таблицы 9 и 10 и IEC60898-1 и 2, таблица 10.

iC60 (МЭК 60947-2)

Рис.h48 - iC60 (IEC 60947-2) - значения пониженного / повышенного тока в зависимости от температуры окружающей среды

Рейтинг Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
0,5 0,58 0,57 0.56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,5 0,49 0,48 0,47 0,45
1 1,16 1,14 1,12 1,1 1,08 1,06 1,04 1,02 1 0,98 0,96 0,93 0,91
2 2.4 2,36 2,31 2,26 2,21 2,16 2,11 2,05 2 1,94 1,89 1,83 1,76
3 3,62 3,55 3,48 3,4 3,32 3,25 3,17 3,08 3 2,91 2,82 2,73 2,64
4 4.83 4,74 4,64 4,54 4,44 4,33 4,22 4,11 4 3,88 3,76 3,64 3,51
6 7,31 7,16 7,01 6,85 6,69 6,52 6,35 6,18 6 5,81 5,62 5,43 5,22
10 11.7 11,5 11,3 11,1 10,9 10,7 10,5 10,2 10 9,8 9,5 9,3 9
13 15,1 14,8 14,6 14,3 14,1 13,8 13,6 13,3 13 12,7 12,4 12,1 11,8
16 18.6 18,3 18 17,7 17,3 17 16,7 16,3 16 15,7 15,3 14,9 14,5
20 23 22,7 22,3 21,9 21,6 21,2 20,8 20,4 20 19,6 19,2 18,7 18,3
25 28.5 28,1 27,6 27,2 26,8 26,4 25,9 25,5 25 24,5 24,1 23,6 23,1
32 37,1 36,5 35,9 35,3 34,6 34 33,3 32,7 32 31,3 30,6 29,9 29,1
40 46.4 45,6 44,9 44,1 43,3 42,5 41,7 40,9 40 39,1 38,2 37,3 36,4
50 58,7 57,7 56,7 55,6 54,5 53,4 52,3 51,2 50 48,8 47,6 46,3 45
63 74.9 73,5 72,1 70,7 69,2 67,7 66,2 64,6 63 61,4 59,7 57,9 56,1

Compact NSX100-250 с расцепителями TM-D или TM-G

Рис. H49 - Compact NSX100-250, оснащенный расцепителями TM-D или TM-G - номинальные / повышенные значения тока в зависимости от температуры окружающей среды

Рейтинг Температура окружающей среды (° C)
(А) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
16 18.4 18,7 18 18 17 16,6 16 15,6 15,2 14,8 14,5 14 13,8
25 28,8 28 27,5 25 26,3 25,6 25 24,5 24 23,5 23 22 21
32 36.8 36 35,2 34,4 33,6 32,8 32 31,3 30,5 30 29,5 29 28,5
40 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34
50 57.5 56 55 54 52,5 51 50 49 48 47 46 45 44
63 72 71 69 68 66 65 63 61,5 60 58 57 55 54
80 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68
100 115 113 110 108 105 103 100 97.5 95 92,5 90 87,5 85
125 144 141 138 134 131 128 125 122 119 116 113 109 106
160 184 180 176 172 168 164 160 156 152 148 144 140 136
200 230 225 220 215 210 205 200 195 190 185 180 175 170
250 288 281 277 269 263 256 250 244 238 231 225 219 213

Электронные расцепители

Электронные расцепители очень стабильны при изменении температурных уровней.

Важным преимуществом электронных расцепителей является их стабильная работа в изменяющихся температурных условиях.Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому производители обычно предоставляют рабочую диаграмму, связывающую максимальные значения допустимых уровней тока срабатывания с температурой окружающей среды (см. , рис. h50).

Кроме того, электронные расцепители могут предоставлять информацию, которая может использоваться для лучшего управления распределением электроэнергии, включая энергоэффективность и качество электроэнергии.

Рис. H50 - Снижение номинальных характеристик автоматического выключателя Masterpact MTZ2 в зависимости от температуры

Тип выдвижения Masterpact МТЗ2 Н1 - х2 - х3 - х4 -L1 -х20
08 10 12 16 20 [а] 20 [b]
Температура окружающей среды (° C)
Спереди или сзади по горизонтали 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60 1900
65 1830 1950
70 1520 1750 1900
Задняя вертикальная 40 800 1000 1250 1600 2000 2000
45
50
55
60
65
70
  1. ^ Тип: h2 / h3 / h4
  2. ^ Тип: L1

Выбор мгновенного или кратковременного порога отключения

На рисунке h51 ниже представлены основные характеристики расцепителей мгновенного действия или с кратковременной задержкой.

Рис. H51 - Различные устройства отключения, мгновенные или с кратковременной задержкой

Тип Расцепитель Приложения
Низкое значение

тип B

  • Источники, вырабатывающие низкие уровни тока короткого замыкания (резервные генераторы)
  • Длинные отрезки линии или кабеля
Стандартная настройка

тип C

  • Защита цепей: общий
Высокая установка

типа D или K

  • Защита цепей с высокими начальными уровнями переходного тока (например,г. двигатели, трансформаторы, резистивные нагрузки)
12 дюймов

типа МА

  • Защита двигателей в сочетании с контакторами и защита от перегрузки

Выбор автоматического выключателя в соответствии с предполагаемым током короткого замыкания

Установка низковольтного выключателя требует, чтобы его отключающая способность при коротком замыкании (или отключающая способность автоматического выключателя вместе с соответствующим устройством) была равна или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в точке его установки.

Установка автоматического выключателя в установке низкого напряжения должна соответствовать одному из двух следующих условий:

  • Либо иметь номинальную отключающую способность при коротком замыкании Icu (или Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для точки установки, либо
  • Если это не так, быть связанным с другим устройством, расположенным выше по потоку и имеющим требуемую отключающую способность при коротком замыкании

Во втором случае характеристики двух устройств должны быть согласованы таким образом, чтобы энергия, разрешенная для прохождения через вышестоящее устройство, не должна превышать ту, которую может выдержать последующее устройство и все связанные с ним кабели, провода и другие компоненты, без каких-либо повреждений.Этот метод с успехом применяется в:

  • Объединения предохранителей и автоматических выключателей
  • Объединения токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей.

Метод известен как «каскадирование» (см. «Согласование между автоматическими выключателями»).

Автоматические выключатели для IT-систем

В системе IT автоматические выключатели могут столкнуться с необычной ситуацией, называемой двойным замыканием на землю, когда второе замыкание на землю происходит в присутствии первого замыкания на противоположной стороне автоматического выключателя (см. Рисунок h52).

В этом случае автоматический выключатель должен устранить замыкание с помощью межфазного напряжения на одном полюсе вместо напряжения между фазой и нейтралью. В такой ситуации отключающая способность выключателя может быть изменена.

Приложение H стандарта IEC60947-2 рассматривает эту ситуацию, и автоматический выключатель, используемый в системе IT, должен быть испытан в соответствии с этим приложением.

Если автоматический выключатель не был испытан в соответствии с настоящим приложением, на паспортной табличке должна использоваться маркировка символом.

Правила некоторых стран могут добавлять дополнительные требования.

Рис. H52 - Ситуация двойного замыкания на землю

Выбор автоматических выключателей в качестве главных вводов и фидеров

Установка с питанием от одного трансформатора

Если трансформатор расположен на подстанции потребителя, согласно некоторым национальным стандартам требуется автоматический выключатель низкого напряжения, в котором разомкнутые контакты хорошо видны, например: выкатной автоматический выключатель.

Пример

(см. рис. х53)

Какой тип автоматического выключателя подходит для главного выключателя установки, питаемой от трехфазного трансформатора среднего / низкого напряжения (400 В) 250 кВА на подстанции потребителя?

В трансформаторе = 360 А

Isc (3 фазы) = 9 кА

Compact NSX400N с регулируемым диапазоном отключающих устройств от 160 до 400 А и отключающей способностью при коротком замыкании (Icu) 50 кА будет подходящим выбором для этой работы.

Рис. H53 - Пример трансформатора на подстанции потребителя

Установка с питанием от нескольких трансформаторов параллельно

(см. рис. х54)

  • Каждый выключатель фидера CBP должен быть способен отключать полный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подключенных к шинам: Isc1 + Isc2 + Isc3
  • Главные автоматические выключатели CBM должны быть способны выдерживать максимальный ток короткого замыкания (например) Isc2 + Isc3 только для короткого замыкания, расположенного на стороне входа CBM1.

Из этих соображений будет видно, что автоматический выключатель наименьшего трансформатора будет подвергаться наибольшему уровню тока короткого замыкания в этих обстоятельствах, в то время как выключатель наибольшего трансформатора пройдет наименьший уровень короткого замыкания. - ток цепи

  • Номиналы CBM должны выбираться в соответствии с номинальными значениями кВА соответствующих трансформаторов.

Рис.h54 - Трансформаторы параллельно

Примечание: Существенные условия для успешной работы трехфазных трансформаторов, включенных параллельно, можно резюмировать следующим образом:

1. фазовый сдвиг напряжений от первичного к вторичному должен быть одинаковым во всех параллельно соединяемых блоках.

2. Соотношение напряжения холостого хода первичной и вторичной обмоток должно быть одинаковым во всех блоках.

3. Напряжение полного сопротивления короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковым для всех блоков.

Например, трансформатор 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно разделять нагрузку с трансформатором 1000 кВА с Zsc 6%, т.е.е. трансформаторы будут загружены автоматически пропорционально их номинальной мощности в кВА. Для трансформаторов, имеющих коэффициент мощности более 2, параллельная работа не рекомендуется.

На рисунке h56 для наиболее обычного расположения (2 или 3 трансформатора с одинаковой мощностью кВА) указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются основные и главные выключатели (CBM и CBP соответственно, на рис. Рисунок h55). В его основе лежат следующие гипотезы:

  • Мощность трехфазного короткого замыкания на стороне СН трансформатора составляет 500 МВА
  • Трансформаторы стандартные 20/0.Распределительные устройства 4 кВ в соответствии с перечнем
  • Кабели от каждого трансформатора до его выключателя низкого напряжения состоят из 5 метров одножильных проводов
  • Между каждым CBM входящей цепи и каждым CBP исходящей цепи имеется 1 метр сборной шины
  • Распределительное устройство устанавливается в закрытом распределительном щите, устанавливаемом на полу, при температуре окружающего воздуха 30 ° C.

Пример

(см. рисунок h55)

  • Выбор автоматического выключателя для режима CBM :
Для трансформатора 800 кВА In ​​= 1155 A; Icu (минимум) = 38 кА (из Рисунок h56), CBM, указанный в таблице, представляет собой Compact NS1250N (Icu = 50 кА)
  • Выбор автоматического выключателя для режима CBP :
с.c. Отключающая способность (Icu), необходимая для этих автоматических выключателей, указана на рис. h56 как 56 кА.
Рекомендуемым выбором для трех исходящих цепей 1, 2 и 3 будут токоограничивающие автоматические выключатели типов NSX400 L, NSX250 L и NSX100 L. Номинальное значение Icu в каждом случае = 150 кА.
Эти автоматические выключатели обладают следующими преимуществами:
  • Полная селективность с выключателями на входе (CBM)
  • Использование «каскадного» метода с связанной с ним экономией на всех последующих компонентах

Рис.h55 - Трансформаторы параллельно

Рис. H56 - Максимальные значения тока короткого замыкания, прерываемые автоматическими выключателями ввода и фидера (CBM и CBP соответственно) для нескольких трансформаторов, включенных параллельно

Количество и номинальная мощность трансформаторов 20 / 0,4 кВ Минимальная отключающая способность основных выключателей (Icu) кА Главные автоматические выключатели (CBM), полная селективность с исходящими автоматическими выключателями (CBP) Минимальная отключающая способность основных выключателей (Icu) кА Номинальный ток In главного автоматического выключателя (CPB) 250A
2 х 400 14 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 28 NSX100-630F
3 х 400 28 МТЗ1 08х2 / МТЗ2 08Н1 / НС800Н 42 NSX100-630N
2 х 630 22 МТЗ1 10х2 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 44 NSX100-630N
3 х 630 44 МТЗ1 10х3 / МТЗ2 10Н1 / НС1000Н 66 NSX100-630S
2 х 800 19 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 38 NSX100-630N
3 х 800 38 МТЗ1 12х2 / МТЗ2 12Н1 / НС1250Н 57 NSX100-630H
2 х 1000 23 МТЗ1 16х2 / МТЗ2 16Н1 / НС1600Н 46 NSX100-630N
3 X 1000 46 МТЗ1 16х3 / МТЗ2 16х2 / НС1600Н 69 NSX100-630H
2 х 1250 29 МТЗ2 20Н1 / НС2000Н 58 NSX100-630H
3 X 1250 58 МТЗ2 20х2 / НС2000Н 87 NSX100-630S
2 х 1600 36 МТЗ2 25Н1 / НС2500Н 72 NSX100-630S
3 х 1600 72 МТЗ2 25х3 / НС2500Х 108 NSX100-630L
2 х 2000 45 МТЗ2 32х2 / НС3200Н 90 NSX100-630S
3 X 2000 90 МТЗ2 32х3 135 NSX100-630L

Выбор автоматических выключателей фидера и конечного контура

Уровни тока короткого замыкания в любой точке установки можно узнать из таблиц.

Использование таблицы G42

Из этой таблицы можно быстро определить значение трехфазного тока короткого замыкания для любой точки установки, зная:

  • Значение тока короткого замыкания в точке перед током, предназначенным для соответствующего выключателя
  • Длина, гр.s.a., а также состав проводников между двумя точками

Затем можно выбрать автоматический выключатель, рассчитанный на отключающую способность при коротком замыкании, превышающую табличное значение.

Детальный расчет уровня тока короткого замыкания

Для более точного расчета тока короткого замыкания, в частности, когда отключающая способность выключателя по току короткого замыкания немного меньше значения, указанного в таблице, необходимо использовать метод, указанный в разделе Ток короткого замыкания. .

Двухполюсные выключатели (для фазы и нейтрали) только с одним защищенным полюсом

Эти выключатели обычно снабжены устройством защиты от сверхтоков только на фазном полюсе и могут использоваться в схемах TT, TN-S и IT. Однако в ИТ-схеме должны соблюдаться следующие условия:

  • Условие (B) таблицы в Рисунок G68 для защиты нейтрального проводника от перегрузки по току в случае двойного замыкания
  • Номинальное значение отключения по току короткого замыкания: 2-полюсный выключатель фаза-нейтраль должен быть способен отключать на одном полюсе (при межфазном напряжении) ток двойного замыкания
  • Защита от непрямого прикосновения: эта защита обеспечивается согласно правилам для ИТ-схем
.

Как работают автоматические выключатели | HowStuffWorks

Распределительная электросеть доставляет электроэнергию от электростанции в ваш дом. Внутри вашего дома электрический заряд движется по большой цепи, которая состоит из множества более мелких цепей. Один конец цепи, горячий провод , ведет к электростанции. Другой конец, называемый нулевым проводом , ведет к заземлению . Поскольку горячий провод подключается к источнику высокой энергии, а нейтральный провод подключается к электрически нейтральному источнику (земле), в цепи есть напряжение - заряд перемещается всякий раз, когда цепь замыкается.Ток, как говорят, равен , переменный ток , потому что он быстро меняет направление. (Для получения дополнительной информации см. Как работают распределительные сети.)

Распределительная сеть подает электричество с постоянным напряжением (120 и 240 вольт в США), но сопротивление (и, следовательно, ток) в доме варьируется. Все различные лампочки и электроприборы обладают определенным сопротивлением, которое также называется нагрузкой . Это сопротивление заставляет прибор работать.У лампочки, например, есть нить накала, которая очень устойчива к протекающему заряду. Заряд должен с большим трудом двигаться, что нагревает нить, заставляя ее светиться.

Объявление

В проводке здания горячий провод и нейтральный провод никогда не соприкасаются напрямую. Заряд, проходящий через цепь, всегда проходит через прибор, который действует как резистор. Таким образом, электрическое сопротивление в приборах ограничивает количество заряда, которое может протекать через цепь (при постоянном напряжении и постоянном сопротивлении ток также должен быть постоянным).В целях безопасности устройства предназначены для поддержания относительно низкого уровня тока. Слишком большой заряд, протекающий по цепи в определенное время, приведет к нагреву проводов устройства и проводки здания до опасного уровня, что может вызвать пожар.

Это поддерживает бесперебойную работу электрической системы в большинстве случаев. Но иногда что-то подключает горячий провод непосредственно к нейтральному проводу или что-то еще, ведущее к земле. Например, двигатель вентилятора может перегреться и расплавиться, в результате чего соединятся горячий и нейтральный провода.Или кто-то может забить гвоздь в стену, случайно пробив одну из линий электропередач. Когда горячий провод подключен непосредственно к земле, сопротивление в цепи минимальное, поэтому напряжение проталкивает через провод огромное количество заряда. Если это продолжится, провода могут перегреться и вызвать пожар.

Задача выключателя - отключать цепь всякий раз, когда ток поднимается выше безопасного уровня. В следующих разделах мы узнаем, как это происходит.

.

Смотрите также