Выбор и расчет автомата по мощности нагрузки

Что такое автоматы? Нет, не те, которые ставят на сессиях в университетах, и даже не те, что выдают в армии бывшим студентам, завалившим свои сессии.

В данной статье речь пойдет об устройствах, способных обезопасить вас и ваше жилище от различных неприятностей, с которыми вы можете столкнуться из-за неполадок, порой возникающих в электрической сети.

Понятие автоматического выключателя

Автоматический выключатель, называемый также защитным автоматом или просто автоматом, это контактное коммутационное устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электрической цепи, а также защиты ее элементов от перегрузок и токов короткого замыкания.

Иными словами, основными функциями автоматов являются:

• осуществление коммутаций в электрической сети;
• защита электрической цепи и включенных в нее энергоприемников от перегрузок посредством ее отключения от источника электроснабжения при прохождении через автомат токов, превышающих допустимые;
• защита электрической цепи и включенных в нее энергоприемников от коротких замыканий во время прохождения через автомат соответствующих токов при помощи отключения защищаемого участка от источника питания.

Следует понимать, что автоматы не уберегут человека от поражения электрическим током, они защищают только сеть и электроприборы

Автоматические выключатели бывают с одним, двумя, тремя или четырьмя полюсами. Каждая модификация предназначена для установки в сеть со своим количеством фаз и подключения с учетом специфики конструкции.

Основным действующим элементом автомата является расцепитель, осуществляющий разрыв цепи при возникновении критической ситуации. Расцепители встречаются двух видов:

• электромагнитные расцепители, которые реагируют на токи короткого замыкания практически мгновенно; такой расцепитель представляет собой катушку с пружиной и сердечник, реагирующий на прохождение высоких токов втягиванием и воздействием на пружину, которая, в свою очередь, расцепляет контакт внутри автомата;
• тепловые расцепители, представляющие собой специальные биметаллические пластины, которые эффективны при защите электрической сети от перегрузок; механизм расцепления в данном случае приводится в действие посредством изгиба пластины как реакции на прохождение высоких токов.

Щиток с автоматами

В современных автоматический выключателях хорошо себя зарекомендовало совокупное использование этих двух видов расцепителей.

Как правильно выбрать автомат?

Расчет защитного автомата по мощности нагрузки в сетях с напряжением 220 В или 380 В начинается с определения мощностей электрических приборов, которые будут подключены к сети посредством данного автомата. Необходимая информация содержится как в паспортной документации, прилагаемой к любой бытовой технике, так и на шильдике (табличка либо стикер на корпусе прибора).

В крайнем случае, в интернете имеется большое количество сайтов интернет-магазинов техники, которые обычно размещают данные о технических характеристиках товара на его странице-карточке.

Собрав информацию обо всех энергоприемниках, необходимо просуммировать их мощности и найти максимальную токовую нагрузку в данной электрической цепи, т.е. нагрузку на провод и автомат.

По закону Ома, известному каждому из школьного курса физики, I=P/U, где I–искомая сила тока в амперах (А), P– мощность нагрузки (суммарная мощность всех энергоприемников) в ваттах (Вт), U–напряжение в сети (220 В в однофазной сети и 380 В в трехфазной сети) в вольтах (В).

Чтобы упростить себе задачу, опустив один этап вычислений, можно воспользоваться нижеприведенной таблицей, которая устанавливает взаимосвязь между номиналом автоматов по току и токовыми и мощностными нагрузками. Кроме того, данная таблица позволяет осуществить выбор автомата по сечению кабеля.

Важно! Очевидно, что основывать выбор автомата на диаметре присоединяемого к нему проводника возможно в том случае, когда вы уже определились, какой кабель нужен для безопасного и наиболее экономичного подключения всех энергопринимающих устройств. Для принятия данного решения также существуют определенные методики.

Автомат на 16А

Пример. Необходимо выяснить, сколько киловатт нагрузки выдержит автомат для однофазной сети, рассчитанный на 25 ампер. По таблице определяем, что при осуществлении коммутаций посредством кабелей с медными токоведущими жилами к такому автомату можно подключить электроприборы суммарной мощностью 5,9 кВт; при использовании алюминиевых проводников максимальная присоединяемая мощность немного ниже – 5,7 кВт. При этом можно заметить, что оптимальное (и безопасное) для такого подключения сечение проводника из меди составляет 4 кв. мм, а из алюминия – 6 кв. мм.

Как правильно подключить автоматы в электрическом щите

Рассмотрим, как осуществить подключение автоматов в щитке своими руками. Автоматические выключатели, выполненные по современным стандартам, представляют собой модульное оборудование и имеют стандартные размеры, как и иные элементы внутреннего пространства распределительного щитка. Такой подход к исполнению оборудования существенно упрощает сборку щитка.

Все модули просто крепятся на специально предназначенную для этого DIN-рейку при помощи защелок на тыльной стороне каждого из них, при этом не теряется возможность последующего перемещения объекта вдоль рейки. Для его снятия с места крепления потребуется поддеть и поднять вверх пружинную защелку, это удобно делать обыкновенной прямой отверткой.

Алгоритм монтажа автоматов в распределительном щитке и их подключение к электрической сети представляет собой совокупность следующих последовательных действий.

1. Обесточивание распределительного щита, принятие мер по предотвращению несанкционированной подачи напряжения на него. Проверка индикаторной отверткой отсутствия напряжения в распредщите.
2. Разметка расположения защитной автоматики, замер необходимой длины проводов.
3. Закрепление выбранныхмодулей в намеченном месте путем его защелкивания на DIN-рейке.
4. Монтаж (при необходимости) ограничителей. Их установка целесообразно при наличии пустых промежутков рядом с защитным автоматом во избежание его незапланированных перемещений вдоль рейки, которые, в свою очередь, могут привести к повреждению электропроводки.
5. Перед подключением провода должны быть зачищены от изоляции. Многожильные проводники в обязательном порядке обжимаются наконечниками.
6. Осуществляется укладка подключенных проводов внутри распределительного щитка по направлению к предназначенным для них устройствам. Для удобства их можно сортировать и формировать из них жгуты.
7. В зависимости от количества полюсов подключение проводов к автомату происходит следующим образом:

• при монтаже однополюсного устройства на верхнюю клемму подается вводная фаза, а из нижней выходит фазная жила локальной электрической сети;
• при установке автомата с двумя полюсами на левый верхний контакт подключается вводная фаза, а на правый – вводной ноль; соответственно, к правому нижнему контакту подключается фаза защищаемой электрической цепи, а к левому нижнему – ее ноль;
• когда вы осуществляете подключение трехполюсного устройства, к верхним клеммам необходимо подключить все три фазы вводного кабеля в порядке их промаркированности слева направо – A, B, Cили L1, L2, L3 в зависимости от типа маркировки; от нижних контактов будут отходить соответствующие фазные жилы цепи, защищаемой посредством данного автомата;
• наконец, если монтажу в распределительном щитке подлежит устройство с четырьмя полюсами, то слева направо подключаются все четыре жилы вводного кабеля трехфазной сети: фазы A, B, C (L1, L2, L3), а также нулевая жила к самой правой клемме; на выходе из автомата подключения проводов будут аналогичными.

Замена автоматического выключателя

Важно! С точки зрения функционирования системы электроснабжения дома или квартиры четкое соблюдение очередности подключения токоведущих жил и расположение входа и выхода в автомате не имеют принципиального значения. Однако нарушение описанной выше определенности может в процессе монтажных и ремонтных работ в данном щитке повлечь за собой серьезные последствия, вплоть до человеческих жертв.

• При расположении нескольких автоматов в один ряд жила (либо жилы) вводного кабеля подаются только на крайний из них. Далее осуществляется последовательное соединение модулей посредством специальной гребенчатой шины (гребенки), либо самодельных перемычек, собранных из обрезков проводов.
• После проверки качества и правильности организованных коммутаций можно осуществить подачу напряжения на распределительный щит и, включив всю защитную автоматику, проверить все той же индикаторной отверткой присутствие напряжения на входе и выходе каждого модульного элемента.
• С целью создания определенности и облегчения последующих электромонтажных и ремонтных работ в распредщитке все автоматы внимательно маркируются в соответствии со своим назначением.

По завершении данного этапа установку автоматов и их подключение к электрической сети можно считать завершенными.

Чем опасен неправильный выбор защитной автоматики?

Выбирая автомат необходимо иметь в виду тот факт, что устройство с завышенными характеристиками будет пропускать через себя в защищаемую электрическую цепь токи, недопустимые для данной проводки и электроприборов, что чревато перегревом проводников, оплавлением их изоляционного слоя, выходом из строя подключенных электроприборов, а также пожаром.

При установке прибора с характеристиками ниже требуемых, вы будете постоянно задаваться вопросом, почему выбивает автомат в щитке. Защитное устройство начнет регулярно срабатывать при запуске мощных электроприборов. Кроме того, автомат, рассчитанный на нагрузку меньше подключаемой через него, очень скоро выйдет из строя ввиду залипания его контактов, связанного с постоянным воздействием неприлично высоких для него токов.

Зная, как выбрать автомат по мощности подключаемой посредством него нагрузки, а также умея осуществить выбор автоматического выключателя по току, с учетом понимания важности серьезного отношения к данному выбору вы, несомненно, сможете грамотно организовать систему электроснабжения как в квартире, так и в частном доме, обезопасив при этом и себя, и своих близких, и свое жилище.