Выбор автоматического выключателя для дома: параметры и расчет защиты

Выбор автоматического выключателя Электрика

Для чего служит автомат?

Автоматический выключатель – это электромеханический коммутационный аппарат, выполняющий функцию защиты участка электрической сети от аварийной ситуации. При возникновении перегрузки или коротком замыкании, он автоматически срабатывает и отключает подачу электроэнергии к нагрузке. 

Автоматический выключатель

Комплект автоматов устанавливается во вводном электрощите частных домов и квартир. Один автоматический выключатель является общим, а остальные равномерно распределяются по помещениям. Если в комнате потребуется поменять розетку, переделать электропроводку и т.п., то для обесточивания места работ достаточно отключить соответствующий автомат.

Автоматы в щитке

Автоматы являются многоразовым коммутационным оборудованием. После аварийного срабатывания можно опять включать автоматический выключатель. Реальный срок службы ограничен, в основном, состоянием контактов, постепенно выгорающих в процессе эксплуатации. 

Какие бывают автоматы?

Для лучшего понимания дальнейшей информации рассмотрим вкратце конструкцию защитного автомата. Типовое однополюсное устройство состоит из 8 основных элементов: 

Как устроен автоматический выключатель?
  1. Корпус из термостойкого пластика, негорючего и не содержащего галогенов.
  2. Ручка переключения рабочего и нерабочего положения.
  3. Механизм расцепления, обеспечивающий взаимодействие ручки с парой силовых контактов.
  4. Контактная группа из неподвижного и подвижного контакта, замыкающая и размыкающая электрическую цепь. Вручную замыкается и размыкается переключением рычага. Автоматически размыкается сработавшим расцепителем.
  5. Электромагнитный расцепитель, реагирующий на короткое замыкание.
  6. Тепловой расцепитель, срабатывающий в случае перегрузки подключенной линии.  
  7. Дугогаситель, нейтрализующий дуговой разряд между контактами, образующийся при их коммутации.
  8. Клеммные зажимы для подключения жил электрокабеля.

Теперь познакомимся с работой защитного автомата. Рабочий режим включается перемещением ручки управления в верхнее положение. Контактная группа замыкается и через схему устройства начинает протекать ток с силой, равной сумме токов, протекающих по защищаемой электрической цепи. Ток протекает по контактным клеммам, обоим расщепителям и замкнутым контактам.

Если мощность нагрузки увеличивается сверх номинального значения, то срабатывает тепловой расцепитель. В его состав входит биметаллическая пластина, нагревающаяся и деформирующаяся при увеличении тока в электроцепи. При определенном угле изгиба, она нажимает на рычаг механизма расцепления и происходит автоматическое размыкание контактной группы. Терморасцепитель отличается инерционностью и срабатывает с небольшой задержкой. Время срабатывания можно настроить регулировочным винтом.

При возникновении короткого замыкания практически мгновенно срабатывает электромагнитный расцепитель. Он реализован на соленоиде с подвижным сердечником. Сверхток КЗ, протекающий по обмотке, создает мощное магнитное поле. Сердечник двигается и перемещает рычаг механизма расцепления. Пара силовых контактов размыкается.

Как выбрать автоматический выключатель?

При выборе электроавтомата следует рассматривать четыре наиболее важные характеристики. Именно от них зависит правильность действия защиты.

Номинальный ток

Это максимальная величина тока в электрической линии, которая допустима для штатного режима выключателя. Превышение этого показателя вызывает срабатывание защиты. На фото Вы можете увидеть, где найти маркировку данного параметра:

Маркировка Ампер на автомате

Для установки в частном доме и коттедже предназначена модельная линейка с номиналами: 6/10/16/20/25/32/40/63/100 Ампер. Слаботочные модели используются в линиях с осветительными приборами. Среднетоковые – в цепях с электрозетками. Высокотоковые – только на общем вводе домашней электросети.

Время-токовая характеристика

Показывает зависимость между временем срабатывания защитного автомата от отношения рабочего тока к номинальному. Для лучшего понимания предлагаем посмотреть графическое отображение этого параметра:

Время срабатывания защитного автомата

На вертикальной оси Y показано время срабатывания в секундах.  А на горизонтальной оси X – значения тока рабочий/номинальный (Iраб/Iном). 

Правильность выбора устройств с той или иной время-токовой характеристикой позволяет:

  • Исключить ложное срабатывание в случае включения электрооборудования с высокими пусковыми токами, превышающими номинал. Например, электродвигателя. Если установлен автомат с правильной ВТХ, то кратковременный токовый скачок не повлияет на рабочий режим защиты.
  • Добиться селективности срабатывания электроавтоматов в электрической сети. Проще говоря, при перегрузе одной однофазной линии отключится лишь один выключатель, защищающий именно ее. Если установлены автоматы с неправильными ВТХ, то сработает и общий вводной автомат.

Для обозначения различных вариантов время-токовой характеристики используются латинские буквы. Нам интересны лишь две вариации, используемые в коттеджах и квартирах:

  • B – более высокое быстродействие. Срабатывание расцепителя при значении тока, превышающем номинал в 3-5 раз.
  • C – срабатывание  расцепителя при значении тока, который превышает номинал в 5-10 раз.

Маркировка ВТХ видна на фронтальной части устройства:

Автовыключатель электрический

Количество полюсов

Или простым языком, число подключаемых проводов (фаза и ноль).

  • Однополюсные

Самая многочисленная группа электроавтоматов в домовом электрическом щите. К ним подключаются ответвления фазного провода от вводного автомата. Назначение – защита отдельных помещений целиком или по отдельности электророзеток и светотехнического оборудования.

Однополюсный автомат
  • Двухполюсные

Выполняют одновременную коммутацию фазы и нуля.

Применяются в двух вариантах:

  • Как вводной электроавтомат однофазной электросети.
  • Как индивидуальная защита розеток, в которые подключаются электроплита, бойлер, стиральная машина и т.п.

Важно! Нельзя замещать 2-полюсный автомат двумя однополюсными выключателями.

Замена 2-полюсного автомата на 1-полюсной
  • Трехполюсные

Устанавливаются на вводе 3-фазной электрической сети. Защищают все три фазы от перегрузки и короткого замыкания.

3-полюсный автомат
  • Четырехполюсные

Коммутируют и защищают помимо 3 фаз еще и нуль. Такое решение обеспечивает лучшую безопасность работ, выполняемых в домашней сети.

4-полюсный автомат

Отключающая способность

Этот параметр показывает при каком максимальном токе короткого замыкания происходит штатное срабатывание защитного электроавтомата. Превышение нормированного тока КЗ приводит к неисправности электроавтомата. 

Выпускаются изделия трех классов с током КЗ (Iкз) равным 4500, 6000, 10000 Ампер. В электросети старых частных домов, с давно не менявшейся проводкой, рекомендуется использовать электроавтоматы класса 4,5 кА. В новых коттеджах и загородных особняках – 6 кА. Коммутационные аппараты класса 10 А обычно применяются как вводные в зданиях промышленного назначения. 

Типовая маркировка на корпусе изделия показана на фото ниже:

Отключающая способность электро автомата

Токоограничение

Эта характеристика демонстрирует скорость срабатывания защиты при коротком замыкании. Функция токоограничения позволяет разомкнуть электроцепь до момента достижения пика сверхтоком КЗ. Токоограничение бывает трех классов, каждый из которых характеризуется временем до полного гашения дугового разряда в дугогасителе после размыкания контактов.

Первый класс – свыше 10 мс. Второй – 6-10 мс. Третий – 2.5-6 мс (лучшее быстродействие). Вполне очевидно, что для монтажа в доме оптимально отдать предпочтение защитным устройствам 3 класса. Такие коммутационные аппараты более надежно защищают домашнюю электрическую сеть от короткого замыкания.

На фото можно увидеть пример маркировки.

Маркировка токоограничения на электро автоматах

Пример расчета нужного автомата

Из всех параметров, с которыми Вы познакомились выше, необходимо рассчитывать только значение номинального тока. Для примера приведем алгоритм расчета однополюсного выключателя, защищающего электророзетки на кухне. 

  1. Считаем совокупную нагрузку электроприборов, которые планируется подключать к розеткам. 

Возьмем стандартный набор: холодильник, микроволновая печь, электрочайник, кухонный комбайн. Суммируем мощности: 600+1800+1500+1000=4900 Ватт.

Электроплита всегда подключается через отдельный автомат и в расчетах не учитывается.

  1. Определяем общий ток нагрузки: 4900/220=22,3 Ампера. 
  1. Подбираем автоматический выключатель с наиболее близким номиналом. Это любая модель на 25 Ампер.
  1. Важно учесть сечение медных жил электропроводки, проложенной от электрощита до кухонных розеток. Допустим, что оно равно 4 кв. мм. Смотрим в таблице ниже, какой ток выдерживают такие провода. Находим, что это 38 А. 

Таким образом выполняется условие, что допустимый ток в электропроводке должен превышать токовый номинал автомата защиты. То есть автоматический выключатель сработает раньше, чем возникнут проблемы с линейным электрокабелем.

Сечение проводов (сводная таблица)

Вывод: автомат с номинальным током 25 А оптимально подходит для защиты помещения кухни как по току подключаемой нагрузки, так и по сечению жил электрической проводки.

Оцените автора
Строительный блог Строй-Обзор
Добавить комментарий