Как рассчитать вводной автомат по мощности?

Выбор автомата по мощности

Как рассчитать вводной автомат 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:

W = I x V (1)

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:

I = W / V (2)

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:

I = W / 1,73V (3)

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.

Читайте также  Как рассчитать заземление для частного дома?

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):

Сечениежилы, кв.мм Допустимыйток, А Макс. мощностьнагрузки, кВт Токавтомата, А Возможныепотребители
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.

Источник: https://domashnysvet.ru/elektroprovodka/vybor-avtomata-po-moshhnosti

Вводной автомат: устройство и принцип работы, расчет номинала и характеристики

Как рассчитать вводной автомат по мощности?

При организации электрической подводки в городские квартиры или частные загородные дома на их входе обязательно обустраивается вводно-распределительное устройство. Эта составляющая системы электроснабжения представляет собой отдельный силовой шкаф с размещенными в нем подводящими кабелями и коммутационным оборудованием. Вводной автомат (ВА) – обязательный конструктивный элемент, без которого невозможно организовать полноценное энергоснабжение квартиры, а также любого другого жилого или нежилого объекта.

Устройство и принцип работы вводного автомата

Вводной автомат ограничивает потребляемую пользователями мощность

Монтируемый в распределительном шкафу входной автомат в первую очередь необходим для ограничения пользователя в потребляемой им полезной мощности. При превышении током величины, задаваемой этим прибором, он будет отключаться и полностью обесточивать квартиру или загородный дом. С учетом этого предназначения и надо рассматривать устройство вводного выключателя, а также принцип его работы и место размещения в пределах шкафа.

Он выполняет и основную свою функцию – отключает обслуживаемую линию при превышении током допустимого значения из-за аварийного перегруза или короткого замыкания. Но в этом своем назначении он используется как вторая ступень групповой защиты. Первым должен сработать линейный прибор, установленный непосредственно в поврежденной цепи.

Подобно всем другим автоматическим выключателям (АВ) монтируемое на входе в дом устройство состоит из следующих обязательных узлов и деталей:

  • Корпуса с набором контактных соединителей.
  • Исполнительных модулей, обеспечивающих его срабатывание.
  • Соединительных шин и элементов крепления в распределительном шкафу.

В любых устройствах этого класса (включая приборы, используемые для ввода) в качестве исполнительных модулей применяются два коммутирующих элемента, называемых расцепителями. Один из них, относящийся к механизмам теплового действия, оформлен в виде биметаллической пластины, а другой – как электромагнитное реле максимального тока.

Читайте также  Как рассчитать сопротивление эквивалентное параллельному соединению?

Первый отключающий узел срабатывает при длительном превышении током в защищаемой линии своего номинального значения. Электромагнитный расцепитель вступает в действие при появлении короткого замыкания в данной цепи.

Величины токов срабатывания, а также присущие этим приборам временные задержки определяются их времятоковыми характеристиками.

Нередко вводные автоматы перед счетчиком выполняют еще одну функцию, являясь разделительным элементом между алюминиевыми жилами подводящего кабеля и медными проводами электропроводки.

Таким образом он обеспечивает совместимость двух разнородных по структуре металлов, непосредственное соединение которых в виде скрутки, например, недопустимо. Оно чревато окислением обеих проводящих материалов и последующим нарушением контакта. А это приводит обычно к нагреву места соединения и постепенному его разрушению.

Вводный автомат традиционно устанавливается непосредственно перед электросчетчиком, что позволяет учитывать все внутренние потребители, а также регистрировать отсутствие подключения к кабелю питающей линии. Второй случай – когда квартира совсем обесточена и счетчик полностью отключен от электросети.

Основные параметры, учитываемые при выборе

К основным параметрам, принимаемым во внимание при выборе вводного устройства, относятся:

  • Номинальный ток и мощность.
  • Способ крепления в пределах шкафа.
  • Число полюсов, имеющихся у данной модели ВА.

В качестве дополнительных характеристик, помогающих выбрать нужный образец автомата, рассматриваются его времятоковые показатели.

Номинальный ток и мощность

Выбор автомата по мощности

Номинальный ток любого автомата указывается в имеющейся на его корпусе маркировке (С40, например). Цифровой показатель означает ту величину токовой составляющей, при которой данный прибор способен работать, не отключаясь, длительное время.

Значение номинала задается при температуре окружающего воздуха в 30 градусов.

В случае ее снижения этот показатель увеличивается, а при повышении – снижается.

Совместно с номинальным током оценивается мощность, которую может коммутировать этот прибор без угрозы выхода из строя. Для вводных автоматов ее значение составляет не более 5,5 кВт – данный показатель выбирается для однофазной цепи. Значительно больший параметр – до 9,5-16 кВт – допускается при включении прибора в трехфазную сеть.

Изменение мощности ВА

Возможны ситуации, когда вводного автомата на 40 Ампер, установленного при запуске системы в эксплуатацию, недостает для нормальной работы – его все время выбивает. В этом случае можно пригласить электрика и заказать более «мощный» прибор.

Но прежде чем установить ВА на 63 Ампера, например, нужно согласовать эту процедуру с управляющей компанией (советом кооператива) и службами «Энергосбыта». Лишь в этом случае ни у кого не возникнет претензий, что данный потребитель отбирает мощность больше чем положено по нормативам и что от этого страдают жильцы других квартир.

 Такая ситуация возможна из-за общего перегруза и постоянного отключения коллективного ввода в дом.

Для частных хозяйств согласование увеличения трехфазной нагрузки по вводным цепям может оказаться еще более сложным. Все зависит от величины затребованной мощности и возможностей местных подстанций.

Способы крепления

Согласно конструктивным особенностям защитных автоматов допускается несколько вариантов их крепления:

  • в большинстве случаев вводный прибор устанавливается на DIN рейку, монтируемую на корпусе распределительного щитка;
  • если такая рейка отсутствует, его допускается крепить на специальные винты, имеющиеся в комплекте поставки;
  • в старых моделях автоматов предусмотрена возможность установки нескольких однотипных приборов на специальных направляющих стержнях (этот способ сейчас практически не применяется).

Предпочтение обычно отдается первому из этих приемов, как самому простому и удобному в исполнении.

Количество полюсов и времятоковая характеристика

Согласно положениям действующих нормативов (ПУЭ, в частности), по числу одновременно коммутируемых цепей все вводные устройства защиты делятся на следующие виды:

  • Двухполюсные приборы.
  • 4-х полюсные автоматы.

Первые используются в цепях коммутации однофазного ввода, обеспечивающего жилую квартиру типовым электропитанием 220 Вольт.

Согласно требованиям ПУЭ, устанавливать в шкафу вместо одного двухполюсного два однополюсных вводных автомата категорически запрещается.

Расцепители в этом случае не смогут срабатывать синхронно, что является безопасным условием коммутации силовых линий по входу. Устройства второго типа (с 4-мя полюсами) ставятся в линии трехфазного силового питания напряжением 380 Вольт. Трехполюсные разъединители ставить в таких цепях не допускается (согласно ПУЭ), поскольку в них наряду с фазой обязательно должен коммутироваться ноль.

Под времятоковыми характеристиками понимаются величины токов, при которых вводной автомат отключает конкретную силовую цепь, а также возникающие при этом временные задержки. Эти параметры напрямую увязываются со срабатыванием входящих в состав прибора теплового и электромагнитного расцепителей.

Читайте также  Как рассчитать сечение кабеля на 380 вольт?

Схема включения вводного автомата

При подключении вводного автомата важно соблюдать правило, согласно которому общий кабель подводится к верхним клеммам, а отводы делаются обязательно снизу. Чтобы определиться с точками подвода жил силового кабеля, потребуется найти контакты с обозначениями Ф1, Ф2, Ф3 и нулевого провода N. При отсутствии специальной маркировки шины подсоединяются к контактам в порядке возрастания их номера при подсчете слева направо по гребенке. В 4-х полюсном приборе фазными будут первые три по счету, а следующая за ними – земляная. В 2-х полюсном аналоге первая с края слева – фазная, а следующая за ней – ноль.

Место включения любого вводного прибора в общую схему электропитания остается неизменным. Он устанавливается на самом входе питающей цепи до опломбированного электросчетчика. После него допускается ставить устройство защитного отключения второй ступени срабатывания, что повышает качество защиты от удара электрическим током. Дополнительные автоматы и УЗО удобнее установить на общей дин рейке, расположенной в распределительном шкафу рядом со счетчиком.

Установка вводного устройства в трехфазных сетях

Монтаж вводного автомата в трехфазных цепях, применяемых только в частном жилом секторе, осуществляется строго в соответствии с положениями действующих нормативов. Во вводно-распределительном шкафу устанавливается 4-х полюсный прибор на разрешенный для частных хозяйств токовый номинал 63 Ампера. По согласованию со службами «Энеросбыта» эта цифра всегда может быть скорректирована в большую сторону.

После получения разрешения на более мощный вводный автомат пользователю останется только поменять старый прибор на новое изделие, которое гарантирует нормальную работу при значительно возросшей нагрузке.

Расчет вводного автомата для бытовой электросети

Чтобы правильно выбрать вводный автомат по величине тока срабатывания, сначала потребуется учесть ряд факторов, влияющих на конкретное его значение.

  • Тип питания на данном объекте (двухфазное или трехфазное).
  • Суммарная мощность всех подключенных к линии нагрузок.
  • Наличие неучтенных утечек и текущее состояние электропроводки (ее изношенность).

После расчета потребуется поставить токовый ограничитель с вполне определенными параметрами по отсечке. Если расчетное значение этого показателя превышает допустимую норму, придется устанавливать прибор с большим номиналом. Но прежде это решение согласовывается с управляющей компанией (местным кооперативом) и службами «Энергосбыта».

Расчет АВ для квартиры

Расчет прибора для отдельной квартиры базируется на следующих общепринятых правилах:

  • Для ввода в такое жилье используются только двухфазные силовые линии 220 Вольт.
  • Расчет потребляемого тока производится путем суммирования всех подключаемых к розеткам потребителей плюс мощность включаемых одновременно лампочек (осветителей).
  • На полученное значение делается поправка с запасом примерно 10 процентов.

Для каждого индивидуального потребителя или квартиры согласно нормативам отводится строго лимитируемая нагрузка по току (не более 40 Ампер).

С учетом ограничений и поправок проводится расчет и выбор тока отсечки вводного автомата. Если потребуется изменить его значение в большую сторону, это обязательно согласуется с местными энергетическими службами и управляющей компанией.

Расчет автомата для частного дома 380 и 220 Вольт

Правильно рассчитать, какие автоматы ставить в частном доме, удается только при учете следующих моментов:

  • Какие нагрузки предполагается использовать в подсобном хозяйстве, и имеется ли среди них оборудование, нуждающееся в трехфазном питании.
  • Общее количество этих нагрузок и мощность, потребляемая каждой из них.
  • При наличии оборудования 380 Вольт (насосов, отопительных котлов, двигателей и тому подобное) выбирается 4-х полюсный автомат, а в их отсутствие – двухполюсный.

Для трехфазной сети величина допустимого тока через расцепители рассчитывается для каждой фазы отдельно.

Выбор конкретного значения номинала автомата возможен лишь после того, как будет получена точная цифра суммарных мощностей подключаемых к линии из однофазных или трехфазных нагрузок. Определившись с тем, на сколько ампер ставится автомат в дом, переходят к непосредственному монтажу этого важного для системы энергоснабжения прибора.

Правильному расчету и грамотному выбору вводного автоматического устройства придается особое значение по следующим причинам:

  • От правильности подбора ВА по току зависит работоспособность системы энергоснабжения жилого объекта (квартиры или частного дома).
  • Не будет наблюдаться постоянного его срабатывания при малейших отклонениях в подключаемых нагрузках.
  • Хороший по характеристикам и проверенный в работе автомат позволит оперативно отключать квартиру или дом при необходимости.

При соблюдении всех этих условий эксплуатация квартирной электрической сети заметно упростится и не превратится со временем в источник постоянных проблем и недоразумений.

Источник: https://strojdvor.ru/elektrosnabzhenie/vvodnoj-avtomat/