Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выбор сечения кабеля для автоматического выключателя 16А

Выбор сечения кабеля для автоматического выключателя 16А

Дата27 ноября 2013 Авторk-igor

Выбор сечения кабеля для автоматического выключателя 16А

На первый взгляд может показаться, что тема очень простая, но есть некоторые нюансы, про которые стоит помнить, когда от выбора кабеля зависит безопасность вашего дома. Какого сечения должен быть кабель, если автоматический выключатель установлен на 16А?

В этой статье я буду рассматривать трехжильные кабели, т.к. в наших домах (квартирах) в основном используются однофазные сети.

Обратимся к ГОСТ16442-80 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия.) В этом ГОСТе можно найти таблицу длительно допустимых токов для медных кабелей с пластмассовой изоляцией:

Длительно допустимые токи для медных кабелей с пластмассовой изоляцией

Длительно допустимые токи для медных кабелей с пластмассовой изоляцией

Эта таблица не из ГОСТ16442-80, но поверьте, там такие же значения =)

В жилых и общественных зданиях на небольшие токи применяют модульные автоматические выключатели серии ВА47 либо их зарубежные аналоги.

А сейчас хочу обратиться к характеристикам автомата серии ВА47 и силового автомата ВА88-32. Посмотрит при каких токах отключается тепловой расцепитель.

Время-токовые рабочие характеристики автомата серии ВА47 при контрольной температуре калибровки 30 о С:

Время-токовые рабочие характеристики автомата серии ВА47

Время-токовые рабочие характеристики автомата серии ВА47

Характеристики срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя ВА88-32:

 Характеристики срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя ВА88-32

Характеристики срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя ВА88-32

Согласно нормативных документов все электрические сети должны быть защищены от перегрузки, т.е. автоматический выключатель должен защищать кабельную линию. Если мы выбираем автомат на 16А, то кабель должен быть выбран с учетом того, что он будет защищен этим автоматом.

Согласно ГОСТ16442-80 трехжильный кабель сечением 1,5мм 2 способен длительно выдерживать ток 21А. Казалось бы, для 16-ти амперного автомата это предостаточно, но не тут то было.

Если взглянуть на время-токовые характеристики, то модульный автомат может около часа пропускать через себя ток равный 1,45In, а за это время кабель может выйти из строя и загореться.

Ниже представлены таблицы, которые наглядно демонстрируют как должны быть выбраны кабели для автоматов ВА47 и ВА88-32 при различных номинальных токах.

Выбор кабелей для различных автоматов

Выбор кабелей для различных автоматов

Красным цветом выбраны кабели с учетом возможного тока в 1,45In для ВА47 и 1,3In+10% для ВА88-32.

Черным цветом показан выбор кабелей с учетом требований ГОСТ16442-80. Здесь не учитывается то, что автомат некоторое время способен работать с перегрузкой.

В статье я рассмотрел самые неблагоприятные условия. В принципе, нужно было выбирать длительно допустимый ток для трехжильных кабелей по колонке «двихжильных», а там уже для 1,5мм 2 — 24А, что вполне достаточно для автоматического выключателя с тепловым расцепителем 16А.

Аргументы типа «кабели китайские и т.п.» в расчет не беру, есть ГОСТ16442-80, в котором прописаны все требования к кабельной продукции и согласно которому должны быть изготовлены кабели.

Советую почитать:

Рубрика: Про выбор Метки: 16А, сечение

комментариев 26 “Выбор сечения кабеля для автоматического выключателя 16А”

Вроде бы кабель тоже способен выдерживать ток выше номинального некоторое время. Они все испытываются с перегрузками. Не будет ли все это лишней тратой?

Я уже проектирую более 4 лет. Всегда выбираю кабели по ПУЭ или ГОСТ16442-80. Никогда вопросов не было. В России все на 16А берут 2,5мм2.

Позволю себе не согласиться. Возьмем, напр., сферу жилищного строительства. Откроем любой электропроект многоэтажного жилого дома (не элитный) и что мы увидим, глядя на схему этажного квартирного щита. Освещение — автомат на 16А и кабель сеч. 1,5 кв.мм. Специалисты проектных институтов, которые работают в этой сфере уже не один десяток лет, — они, конечно, ничего не понимают в проектировании и должны обязательно прислушаться к рекомендациям Игоря К.

Игорь, при всем уважении, не важно сколько лет проектируете и как все всегда делают. Важно как будет правильно. Я не отрицаю того, что написано в статье, но хочу полностью разобраться. Кабель может выдерживать эти самые 1.45 In?

Вышел новый ГОСТ.

При выборе длительно допустимого того необходимо руководствоваться ГОСТ Р 53769-2010.

Из ГОСТ Р 53769-2010:

10.9 Допустимые токовые нагрузки кабелей в режиме перегрузки могут быть рассчитаны путем умножения значений, приведенных в таблицах 19,21 на коэффициент 1,13 – для земли и на коэффициент 1,16 – для воздуха; указанных в таблицах 20,22, на коэффициент 1,17 – для земли и на коэффициент 1,20 – для воздуха.

Т.е. длительно допустимый ток кабеля ВВГнг(А) -LS 3×1,5 по таблице 19 – 21А — в нормальном режиме. В режиме перегрузки: 21×1,16=24,36А.

Из ПУЭ:

1.3.6. На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10 % а для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией до 15 % номинальной на время максимумов нагрузки продолжительностью не более 6 ч в сутки в течение 5 сут, если нагрузка в остальные периоды времени этих суток не превышает номинальной.

Статья вообще ни о чём. Как говорится, «в электрике, как и в политике — разбираются все» (можно ещё добавить все — кому не лень).

>>Согласно нормативных документов все электрические сети должны быть защищены от перегрузки, т.е. автоматический выключатель должен защищать кабельную линию. Если мы выбираем автомат на 16А, то кабель должен быть выбран с учетом того, что он будет защищен этим автоматом.<<

Именно. Поэтому расчётная перегрузка в кабельной линии будет меньше уставки автомата и по-любому меньше длительно-допустимого тока.

И ещё. Нет смысла ссылаться на старые ГОСТЫ (80г), ибо в то время электросети жилых и общественных зданий не проверялись на перегрузку.

Поэтому и говорю, что статья абсолютно бессмысленная и только вводит в заблуждение неопытных электриков и др., кто так или иначе связан с этим.

И на кокой же ГОСТ нужно было сослаться?

Игорь,Вы написали прекрасную статью и правильную.Инженер-электрик с 6-летним стажем.Просвещать-дело изначально неблагодарное.Но на сайте Вы всё систематизируете, и Вам самому лучше потом поднимать информацию.

Обсалютно согласен с Игорем! Что-бы спать спокойно, нужно учитывать время-токовые характеристики автоматов при выборе кабелей.

Проектировать надо правильно и не допускать вероятность, до же нечтожную, выхода из строя кабелей!

По новому ГОСТ Р 50571.5.52-2011 в общем получается для одиночного кабеля в штробе как-то так:

Сечение

Автомат

10

16

20

25

32

50

63

Кроме того замечу, что кабели на сечение 2,5кв.мм используют для розеточных сетей, а номинальный ток розеток бытового назначения составляет 16А.

ПРЕКРАЩЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ГОСТ 6323-79, ГОСТ 16442-80 НА ТЕРРИТОРИИ РБ.

Читайте так же:
Сенсорные выключатель чип дип

Взамен ГОСТ 16442-80 с 01.01.2016 года введён ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ.

Не доверяю я этой перегрузочной способности кабеля. Для себя выбираю столбец надежно, ведь зачатую медная жила оказывается меньше нормируемой.

Доброго дня! Правильная статья! Начал увлекаться электрикой и электроникой чуть ли не с раннего детства, потом переросло в профессиональную деятельность, в общем лет 30 в теме. Занимаюсь как и проектированием, так и монтажом и эксплуатацией. Подчёркиваю — В ИДЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ (качественный кабель, автоматы, клеммы отсутствие внешнего теплового воздействия (например Солнца), влаги, при идеальной прокладке в кабельном канале) и при незначительной длине кабеля, не более порядка десятка метров и не постоянной полной загрузке — можно руководствоваться ГОСТАМИ.

НО В ПРАКТИКЕ ТАКОГО НЕ БЫВАЕТ! Кабель как правило может достигать длины сотен метров — в этом случае, если выбрать по ГОСТ меньшего сечения — в нём будут большие потери (падение напряжение от нескольких до десятков вольт)! Сам лично проверял в испытательной лаборатории несколько кабелей известных марок — при токе нагрузки как в ГОСТЕ они нагреваются близко к 70 градусам на открытом воздухе. Далее — часто кабель оказывается почему то чуть меньшим сечением и не из качественного материала (часто попадается какой то странный медный сплав, много подделок), кладётся кабель в канал, где плохой теплоотвод и имеется нагрев от других кабелей либо от какого либо источника тепла. И т.д. Автоматы, которые сейчас продаются в ширпотребе — почти на 100% некачественные и срабатывают как попало. Качественные — это известные марки которые стоят в десятки раз дороже и их для частного хозяйства не покупают. И ТАК МОЖНО ПРОДОЛЖАТЬ ДОЛГО! Самым оптимальным, считаю для основного кабеля закладывать запас, а на ответвления (коротыши) можно по ГОСТ.

Не ожидал, что эта глупость пошла от вас. Любой сертифицированный кабель рассчитан на такую работу автоматического выключателя, и, что касается РФ — это прописано в российских нормах ГОСТ Р 50571.4.43-2012, другими словами, всем давно известно, как работает автоматический выключатель и все уже придумано, вы перемудрили.

А вы сами этот ГОСТ читали?

Вот там как раз и идет речь об токе надежного отключения защитного устройства за заданное стандартное время.

см. 433 Защита от тока перегрузки.

Как раз ток надежного отключения защитного устройства за заданное стандартное время — это и есть номинальный ток автомата х 1.45, и он не должен превышать длительно допустимый ток кабеля х 1.45

1.45 х 16 < 1.45 х 21

Если это вам не понятно, обратитесь за разъяснениями к экспертам, или специалистам компаний АВВ, Schneider Electric и т.д.,они это объяснят.

В чем глупость, я так и не понял?

В каком документе вы увидели, что кабели могут долгое время работать с перегрузкой 1,45?

Глупость в этом — "а за это время кабель может выйти из строя и загореться"

Выбор уставки автоматического выключателя начинался с ПУЭ п.3.1.11. и заканчивается национальным стандартом ГОСТ Р 50571.4.43-2012/МЭК 60364-4-43:2008

И причина по которой в стране не сгорели все кабели, спроектированные по нормативным документам в этом:

220blog.ru/wp-content/upl. 11/12-300×87.jpg 300w, 220blog.ru/wp-content/upl. 1/12-768×223.jpg 768w, 220blog.ru/wp-content/uploads/2013/11/12.jpg 1493w» sizes=»(max-width: 500px) 100vw, 500px» />

Выбор автомата по сечению кабеля и мощности нагрузки

Уже достаточно давно в современных домах перестали использовать пробки. Им на смену пришли более технологические устройства — автоматы, они же пакетники, хотя некоторые до сих пор именуют их по-прежнему пробками, но это неправильно, ведь принцип работы пробки и автомата несколько разный. Так как в этой статье мы будем рассматривать подбор автомата, в зависимости от сечения кабеля, то и о пробках речи не будет.

Автомат 1

Итак, автомат представляет собой устройство, позволяющее размыкать электрическую цепь автоматическим путем в двух случаях:

  • токовая перегрузка линии;
  • возникновение короткого замыкания (КЗ).

В первом случае перегрузка возникает из-за неисправности электроприборов или их большого количества и удельной мощности. Во втором же случае, из-за замыкания, расход электроэнергии идет на нагрев проводов с максимально возможным током для этого участка. Кроме вышеуказанных случаев разрыва цепи автомат предоставляет возможность мануального управления. На корпусе устройства имеется рубильник, позволяющий размыкать цепь.

Предназначение автоматического выключателя — защита того участка электрической цепи для которой он установлен, а так же своевременное размыкание этого участка при возникающей перегрузке или коротком замыкании.

Виды автоматов

Классификация автоматических выключателей происходит по следующим параметрам:

  • количество полюсов;
  • номинальный и предельный токи;
  • применяемый тип электромагнитного расцепителя;
  • максимальная мощность отключаемой способности.

Рассмотрим по порядку.

Количество полюсов

Количество полюсов — такое количество фаз, которое способен защищать автомат. По количеству полюсов автоматы могут быть:

  1. Однополюсные. Обеспечивается защита одного выходящего провода, одной фазы.
  2. Двухполюсные. Как правило, это два совмещенных однополюсных автомата с одной общей ручкой управления. В ситуации, когда ток одного из автоматов превышает разрешенную нагрузку происходит отключение обоих устройств. Используются двухполюсные автоматы для полного отключения нагрузки (одна фаза), отключая рабочую фазу и рабочий нуль.

Автомат 3

Автомат 4

Автомат 5

Номинальный и предельный токи

Тут все просто — такая сила тока, при которой автомат будет размыкать цепь. При номинальном токе и даже немного больше заявленного будет осуществляться работа, однако только при превышении предельного тока на 10–15% произойдет отключение. Обусловлено это тем, что достаточно часто стартовые токи превышают предельно возможные токи на небольшой промежуток времени, поэтому в автомате есть определенный запас времени, по истечению которого произойдет размыкание цепи.

Тип электромагнитного расцепителя

Эта деталь автомата, которая позволяет размыкать цепь при коротком замыкании, а так же в случае повышения тока (перегрузки) на определенное количество раз. Расцепители разделяются на несколько категорий, рассмотрим самые популярные:

  • B — размыкание при превышении номинального тока в 3–5 раз;
  • C — при превышении в 5–10 раз;
  • D — при превышении в 10–20 раз.

Максимальная мощность отключаемой способности. Такое значение тока короткого замыкания (определяется в тысячах ампер), при котором автомат останется рабочим после размыкания цепи из-за короткого замыкания.

Подбор оптимального сечения кабеля

Кабель

Каждый кабель, как и автомат, имеет определенный разрешенный ток нагрузки. В зависимости от сечения и материала кабеля варьируется и ток нагрузки. Для выбора автомата по сечению кабеля следует использовать таблицу.

Необходимо заметить, что допускается выбирать кабель с небольшим запасом, но никак не пакетный выключатель! Автомат должен соответствовать планируемой нагрузке! В соответствии с правилами устройств электроустановок 3.1.4 — токи уставок автоматов следует выбирать такие, которые будут меньше расчетных токов выбираемых зон.

Рассмотрим на примере, на определенном участке электропроводка проложена кабелем сечением 2.5 мм квадратных, а нагрузка составляет 12 кВт, в данном случае при монтаже автомата (по минимальному току) на 50 А произойдет возгорание проводки, так как провод с данным сечением рассчитан на разрешенный ток в 27 А, а через него проходит значительно больше. В данном случае разрыва цепи не происходит, так как автомат адаптирован под данные токи, а провод — нет, автоматика отключит автомат только в случае короткого замыкания.

Пренебрежение данным правилом грозит серьезными последствиями!

Важно! Сначала следует рассчитывать мощность потребителей, а затем уже выбирать проводник соответствующего сечения и только после этого выбирать автомат (пакетник). Номинальный ток пакетника должен быть меньше максимального тока, разрешенного для провода этого сечения.

Именно благодаря такому принципу проводка никогда не перегреется и, следовательно, не произойдет возгорания.

Кабеля

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, кВт246810121416
Сила тока, А1020304050607080

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 подключенияНоминалы автоматов по току
10 А16 А20 А25 А32 А40 А50 А63 А
Однофазная, 220 В2,2 кВт3,5 кВт4,4 кВт5,5 кВт7,0 кВт8,8 кВт11 кВт14 кВт
Трёхфазная, 380 В6,6 кВт10,613,216,521,026,433,141,6

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 50 ампер

Вводной автомат для частного дома

Расчёт мощности потребителей

Каждую электрическую сеть в квартире или доме можно условно поделить на участки (помещения). В зависимости от того, какие приборы планируется использовать на том или ином участке делается расчёт электропроводки. Обычно зоны электропроводки для каждого автомата разделены между собой на каждое помещение квартиры или дома. Один участок проводки на одну комнату, второй на другую, а третий на кухню и ванную комнату. Особняком в данной ситуации стоят такие мощные потребители как электроплитки, духовые шкафы, водонагреватели, котлы отопления. Такая техника требует выделенной линии питания, поэтому в современных домах, предназначенных для использования с электрическими плитами, для обеспечения питания прибора выведен отдельный автоматический выключатель.

Таблица 2

Рассчитать требуемый ток для того или иного участка проводки достаточно просто. Для этого используется формула I=P/U, в соответствии с которой I — сила тока, P — мощность (в ваттах) всех работающих электрических приборов на этой линии, U — напряжение сети (является стандартным — 220 вольт). Для расчета необходимо сложить мощности тех электроприборов, которые планируется использовать на линии, после чего разделить полученную сумму на 220. Отсюда и получаем силу тока, в соответствии с которой надо будет выбрать кабель определенного сечения.

В качестве примера возьмем участок (комната) и рассчитаем для неё автомат и кабель необходимого сечения. В комнате одновременно будут работать:

  • пылесос (1300 Вт);
  • электроутюг (1000 Вт);
  • кондиционер (1300 Вт);
  • компьютер (300 Вт).

Сложим данные показатели (1300+1000+1300+300 = 3900 Вт) и разделим их на 220 (3900/220 = 17.72). Получается, что сила тока равна 17.72, подбираем для этого оптимальное сечение кабеля исходя из таблицы, берем медный кабель с сечением 2.5 мм или 4 мм квадратных (обязательно берем с запасом) и автомат с номинальным током защиты в 20 ампер.

Стоит упомянуть, что не стоит выбирать автоматический выключатель с завышенным показателем номинального тока, так как при перегрузке электрической сети (превышении показателей длительно-допустимого тока для определенного провода) начнется возгорание проводки. Номинал автомата должен быть соответствовать величине длительно-допустимого тока проводника или быть меньше.

Опытные электрики неоднократно говорят о том, что не стоит устанавливать кабели небольшого сечения из-за их дешевизны, следует выбирать кабель с запасом во избежание перегрузки электрического участка и возгорания проводки. А вот выбирать мощный автомат противопоказано!

Проводка монтируется один раз, заменить её сложно, а произвести замену выключателя в случае значительно возросшей нагрузки в разы проще.

На данный момент появляется все больше мощных электрических приборов, поэтому стоит заранее позаботиться, вдруг вы решите использовать более мощный пылесос или же добавить в помещение какой-то дополнительный прибор.

Как выбрать инвертор по силе тока

Итак, чтобы определиться с выбором инвертора по силе тока, рекомендуется заранее знать, какой по толщине металл придётся варить. Если нужно варить небольшой по толщине металл, мангал например или забор, то вполне хватит инвертора и на 160 Ампер.

Как выбрать инвертор по силе тока

Дело в том, что при сварке различными электродами по толщине, необходимо подбирать оптимальные значения тока. Для сварки электродами 3 мм, сила тока должна быть порядка 100 Ампер. При этом электроды 3 мм способны хорошо проварить металл, толщиной до 4 мм.

Какого инвертора хватит для сварки: на 160 или 250 Ампер?

Если толщина металла будет больше, то для сварки уже потребуются электроды 4 мм, а сварочный ток для них должен быть больше, до 200 Ампер. Поэтому в данном случае, рекомендуется выбирать инвертор не менее 200 Ампер по сварочному току.

Нюансы

В основном, вопросов с подбором пакетника по сечению кабеля у читателей не должно возникнуть, но есть некоторые тонкости, которые мы не упомянули выше.

Как выбрать сечение кабеля — советы проектировщика

На рынках часто можно увидеть написанные от руки таблички, указывающие, какой кабель необходимо приобрести покупателю в зависимости от ожидаемого тока нагрузки. Не верьте этим табличкам, так как они вводят Вас в заблуждение. Сечение кабеля выбирается не только по рабочему току, но и еще по нескольким параметрам.

Прежде всего, необходимо учитывать, что при использовании кабеля на пределе его возможностей жилы кабеля нагреваются на несколько десятков градусов. Приведенные на рисунке 1 величины тока предполагают нагрев жил кабеля до 65 градусов при температуре окружающей среды 25 градусов.

Если в одной трубе или лотке проложено несколько кабелей, то вследствие их взаимного нагрева (каждый кабель нагревает все остальные кабели) максимально допустимый ток снижается на 10 – 30 процентов.

Также максимально возможный ток снижается при повышенной температуре окружающей среды. Поэтому в групповой сети (сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников) как правило, используют кабели при токах, не превышающих значений 0,6 – 0,7 от величин, приведенных на рисунке 1.

Рис. 1. Допустимый длительный ток кабелей с медными жилами

Исходя из этого повсеместное использование автоматических выключателей с номинальным токов 25А для защиты розеточных сетей, проложенных кабелями с медными жилами сечением 2,5 мм2 представляет опасность. Таблицы снижающих коэффициентов в зависимости от температуры и количества кабелей в одном лотке можно посмотреть в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).

Дополнительные ограничения возникают, когда кабель имеет большую длину. При этом потери напряжения в кабеле могут достичь недопустимых значений. Как правило, при расчете кабелей исходят из максимальных потерь в линии не более 5%.

Потери рассчитать не сложно, если знать величину сопротивления жил кабелей и расчетный ток нагрузки. Но обычно для расчета потерь пользуются таблицами зависимости потерь от момента нагрузки. Момент нагрузки вычисляют как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

Как выбрать сечение кабеля

Данные для расчета потерь при однофазном напряжении 220 В показаны в таблице 1. Например для кабеля с медными жилами сечением 2,5 мм2 при длине кабеля 30 метров и мощности нагрузки 3 кВт момент нагрузки равен 30х3=90, и потери составят 3%. Если расчетное значение потерь превышает 5%, то необходимо выбрать кабель большего сечения.

Таблица 1. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 220 В при заданном сечении проводника

По таблице 2 можно определить потери в трехфазной линии. Сравнивая таблицы 1 и 2 можно заметить, что в трехфазной линии с медными проводниками сечением 2,5 мм2 потерям 3% соответствует в шесть раз больший момент нагрузки.

Тройное увеличение величины момента нагрузки происходит вследствие распределения мощности нагрузки по трем фазам, и двойное – за счет того, что в трехфазной сети при симметричной нагрузке (одинаковых токах в фазных проводниках) ток в нулевом проводнике равен нулю. При несимметричной нагрузке потери в кабеле возрастают, что необходимо учитывать при выборе сечения кабеля.

Таблица 2. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника

Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в трехфазной четырехпроводной линии с нулем на напряжение 380/220 В при заданном сечении проводника

Потери в кабеле сильно сказываются при использовании низковольтных, например галогенных ламп. Это и понятно: если на фазном и нулевом проводниках упадет по 3 Вольта, то при напряжении 220 В мы этого скорее всего не заметим, а при напряжении 12 В напряжение на лампе упадет вдвое до 6 В. Именно поэтому трансформаторы для питания галогенных ламп необходимо максимально приближать к лампам. Например при длине кабеля 4,5 метра сечением 2,5 мм2 и нагрузке 0,1 кВт (две лампы по 50 Вт) момент нагрузки равен 0,45, что соответствует потерям 5% (Таблица 3).

Таблица 3. Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Момент нагрузки, кВт х м, для медных проводников в двухпроводной линии на напряжение 12 В при заданном сечении проводника

Приведенные таблицы не учитывают увеличения сопротивления проводников от нагрева за счет протекания по ним тока. Поэтому если кабель используется при токах 0,5 и более от максимально допустимого тока кабеля данного сечения, то необходимо вводить поправку. В простейшем случае если Вы рассчитываете получить потери не более 5%, то рассчитывайте сечение исходя из потерь 4%. Также потери могут возрасти при наличии большого количества соединений жил кабелей.

Кабели с алюминиевыми жилами имеют сопротивление в 1,7 раза большее по сравнению с кабелями с медными жилами, соответственно и потери в них в 1,7 раза больше.

Вторым ограничивающим фактором при больших длинах кабеля является превышение допустимого значения сопротивления цепи фаза – ноль. Для защиты кабелей от перегрузок и коротких замыканий, как правило, используют автоматические выключатели с комбинированным расцепителем. Такие выключатели имеют тепловой и электромагнитный расцепители.

Электромагнитный расцепитель обеспечивает мгновенное (десятые и даже сотые доли секунды) отключение аварийного участка сети при коротком замыкании. Например автоматический выключатель, имеющий обозначение С25, имеет тепловой расцепитель на 25 А и электромагнитный на 250А. Автоматические выключатели группы «С» имеют кратность отключающего тока электромагнитного расцепителя к тепловому от 5 до 10. Но при расчете линии на ток короткого замыкания берется максимальное значение.

В общее сопротивление цепи фаза – ноль включаются: сопротивление понижающего трансформатора трансформаторной подстанции, сопротивление кабеля от подстанции до вводного распределительного устройства (ВРУ) здания, сопротивление кабеля, проложенного от ВРУ к распределительному устройству (РУ) и сопротивление кабеля собственно групповой линии, сечение которого необходимо определить.

Если линия имеет большое количество соединений жил кабеля, например групповая линия из большого количества светильников, соединенных шлейфом, то сопротивление контактных соединений также подлежит учету. При очень точных расчетах учитывают сопротивление дуги в месте замыкания.

Полное сопротивление цепи фаза-ноль для четырехжильных кабелей приведены в таблице 4. В таблице учтены сопротивления как фазного, так и нулевого проводника. Значения сопротивлений приведены при температуре жил кабелей 65 градусов. Таблица справедлива и для двухпроводных линий.

Таблица 4. Полное сопротивление цепи фаза — ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65 о С

Полное сопротивление цепи фаза - ноль для 4-жильных кабелей, Ом/км при температуре жил 65оС

В городских трансформаторных подстанциях, как правило, установлены трансформаторы мощностью от 630 кВА и более, имеющие выходное сопротивление Rтп менее 0,1 Ома. В сельских районах могут быть использованы трансформаторы на 160 – 250 кВА, имеющие выходное сопротивление порядка 0,15 Ом, и даже трансформаторы на 40 – 100 кВА, имеющие выходное сопротивление 0,65 – 0,25 Ом.

Кабели питающей сети от городских трансформаторных подстанций к ВРУ домов, как правило используют с алюминиевыми жилами с сечением фазных жил не менее 70 – 120 мм2. При длине этих линий менее 200 метров сопротивление цепи фаза – ноль питающего кабеля (Rпк) можно принять равным 0,3 Ом. Для более точного расчета необходимо знать длину и сечение кабеля, либо измерить это сопротивление. Один из приборов для таких измерений (прибор Вектор) показан на рис. 2.

Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль Вектор

Рис. 2. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-ноль «Вектор»

Сопротивление линии должно быть таким, чтобы при коротком замыкании ток в цепи гарантированно превысил ток срабатывания электромагнитного расцепителя. Соответственно, для автоматического выключателя С25 ток короткого замыкания в линии должен превысить величину 1,15х10х25=287 А, здесь 1,15 – коэффициент запаса.

Следовательно, сопротивление цепи фаза – ноль для автоматического выключателя С25 должно быть не более 220В/287А=0,76 Ом. Соответственно для автоматического выключателя С16 сопротивление цепи не должно превышать 220В/1,15х160А=1,19 Ом и для автомата С10 – не более 220В/1,15х100=1,91 Ом.

Таким образом, для городского многоквартирного дома, принимая Rтп=0,1 Ом; Rпк=0,3 Ом при использовании в розеточной сети кабеля с медными жилами с сечением 2,5 мм2, защищенного автоматическим выключателем С16, сопротивление кабеля Rгр (фазного и нулевого проводников) не должно превышать Rгр=1,19 Ом – Rтп – Rпк = 1,19 – 0,1 – 0,3 = 0,79 Ом. По таблице 4 находим его длину – 0,79/17,46 = 0,045 км, или 45 метров. Для большинства квартир этой длины бывает достаточно.

При использовании автоматического выключателя С25 для защиты кабеля сечением 2,5 мм2 сопротивление цепи должно быть менее величины 0,76 – 0,4 = 0,36 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 0,36/17,46 = 0,02 км, или 20 метров.

При использовании автоматического выключателя С10 для защиты групповой линии освещения, выполненной кабелем с медными жилами сечением 1,5 мм2 получаем максимально допустимое сопротивление кабеля 1,91 – 0,4 = 1,51 Ом, что соответствует максимальной длине кабеля 1,51/29,1 = 0,052 км, или 52 метра. Если такую линию защищать автоматическим выключателем С16, то максимальная длина линии составит 0,79/29,1 = 0,027 км, или 27 метров.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Как подобрать АВ по мощности

Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.

Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.

Тепловой и электромагнитный расцепители

Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.

Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Неправильно подобранный автоматический выключатель

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Перегрелась старая электропроводка

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.

Таблица зависимости сечения провода от мощности тока

Защита слабого звена электроцепи

Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.

Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.

Подбор АВ всегда выполняется индивидуально

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.

Подбор АВ для одно и трехфазной цепи

Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

В представленном материале мы рассказали о том, для чего нужны и как работают устройства защиты электрической цепи. Кроме того, учитывая изложенную информацию и приведенные табличные данные, у вас не вызовет затруднения вопрос, как выбрать автоматический выключатель.

При выборе автоматов постоянно допускается одна и та же ошибка — не учитывается температура окружающей среды.Номинальный ток автомата назначается по ПУЭ при температуре в + 30 градусов Цельсия,а номинальный ток кабеля или провода назначается по ПУЭ при температуре в + 25 ,а эксплуатироваться автомат и кабель будут при комнатной температуре,допустим в + 18 градусов Цельсия.Если номинальный ток двухжильного или трехжильного, с защитным проводником, кабель — провода сечением 2.5 миллиметра квадратного по меди в однофазной сети равно 25 ампер ( 27 ампер это для кабелей с дополнительной изоляцией в виде ПЭТ ленты или композитного стекломиканита или стеклоленты,заполнением пространства под общей оболочкой мелованной резиной и т. д.),то при + 18 градусов Цельсия это уже номинальный ток в 27 ампер,а номинальный ток автомата на 16 ампер уже фактически равен 18.3 ампера,если учесть что при токах в 1.13 номинального тока автомат не отключается гарантированного в течении более одного часа,то реальный предельный рабочий ток провода уже 20.7 амер,то есть автомат на 16 ампер превращается уже в автомат на 20 ампер,при этом ,согласно DIN стандарту на модульные автоматы ,изготовленные по этому стандарту,номинальный ток кабеля или провода должен быть в полтора раза больше номинального тока автомата или 20.7 * 1.5 = 31 ампер,а номинальный ток кабеля 27 ампер,значит автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер.При температуре в + 35 градусов Цельсия опять же автомат на 16 ампер превращается в автомат на 15 ампер,а номинальный ток провода снижается до 22 ампер,то есть 15 * 1.13 * 1.5 = 25.5 ампера ,а номинальный ток кабеля — 22 ампера .И опять автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер.А вообще кабель всегда нужно проверять по термическому уравнению Tкабеля = t окружающей среды + к * ( I ) ^ 2 ,где T кабеля — температура кабеля в градусах Цельсия, t окружающей среды — температура окружающей среды в градусах Цельсия ,I — ток протекающий по кабелю в амперах,нагрев провода током пропорционален квадрату этого тока, к — температурный коэффициент провода,безразмерная величина, для его определения используют формулу к = (65 — 25 ) /( i ^ 2) номинальный,где 65 — максимальная рабочая температура кабеля по ПУЭ в + 65 градусов Цельсия ,25 — температура кабеля при которой назначается его номинальный ток в + 25 градусов Цельсия и i номинальный ток кабеля при температуре в + 25 градусов Цельсия.Для сечения в 2.5 миллиметра квадратного по меди при + 18 градусах Цельсия уравнение принимает вид T кабеля = 18 + 0.064 ( I) ^ 2.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector