Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат: расчет автомата 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.

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.

Тепловой расцепитель (ТР)

Эта часть автоматического выключателя защищает цепь от перегрузки. Ток проходит по биметаллической пластине, нагревая ее. Тепловая защита инерционна, и может кратковременно пропускать токи, превышающие порог срабатывания (In). Если ток длительное время превышает номинальный, пластина нагревается настолько, что деформируется и отключает АВ. После остывания биметаллической пластины (и устранения причины перегрузки), автомат включается вручную. В автомате на 25А, цифра 25 обозначает порог срабатывания ТР.

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.

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.

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.

Выбор автомата по сечению кабеля таблица

Мы бегло упоминали, что выбор автоматического выключателя по мощности —это только полдела. Напечатанную выше таблицу мощности автоматов необходимо совместить с таблицей сечения кабеля. Если проводка не соответствует номиналу АВ, а также проходящим через него суммарным мощностям, она перегреется, а далее возможно оплавление изоляции и даже пожар.

Такое часто бывает в старых домах, когда жильцы необдуманно подключают к сети мощную современную технику. Суммарная нагрузка на цепь вроде бы соответствует выбранному токовому эквиваленту автоматического выключателя, здесь вопросов нет. Однако, несмотря на правильный выбор защиты по мощности и готовности сети к эксплуатации, в доме появляется запах горелой проводки, вполне вероятно задымление и возгорание.

Одна из основных ошибок — рассчитать номинал и мощность автомата правильно, но не учесть характеристики проводки. Сеть не будет отсечена, пока номинал не превышен, а тонкие разогретые провода постепенно расплавят изоляцию. Результатом может стать короткое замыкание, в результате которого автомат сработает, но ситуация приобретает критические черты, если по дому распространился огонь.

Поэтому предлагаем вам новую таблицу, как выбрать автоматический выключатель с учетом тока, мощности и сечения токопроводящей жилы в мм.

Подытожим, как выбрать автомат максимально корректно. Не имеет значения, сколько электроприборов вы будете подключать, важна лишь их суммарная мощность. Также крайне важно знать сечение проводки. Если у вас неоднородное сечение кабеля в линии, ваша задача — защитить слабейший участок (это значит участок с минимальным сечением).

Таким образом, когда вы задаете вопрос, какую нагрузку выдерживает автомат на 16 ампер, или 15 кВт сколько ампер соответствует, ответ на него не будет полным без понимания состояния вашей проводки. Велика вероятность, что ее придется менять, если вы проживаете в старом доме и ваши потребности в потреблении электроэнергии возросли.

Поперечное сечение токопроводящего кабеля должно выдерживать общую мощность одномоментно подключенных электроприборов.

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.

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.

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:

Как рассчитать мощность автомата

Чтобы обеспечить самую эффективную и точную защиту от перегрузок, для расчета автомата по мощности для сети 220V используется формула:

в которой номинальный ток выражен I, сумма мощностей всех питаемых потребителей с осветительными приборами в том числе, — это P, а напряжение электрической сети — U. Таким образом, величина номинального тока будет расти при увеличении суммарной мощности потребителей.

А для сети 380V расчет автомата по мощности производится по формуле:

в которой добавляется величина cosφ, означающая коэффициент мощности (точное значение можно посмотреть в табл. 6.12 норматива СП 31-110-2003 “Проектирование и монтаж электрических установок жилых и общественных зданий”). Для упрощения расчетов в бытовых условиях косинус фи принимают равным единице. А вообще этот коэффициент зависит от типа электрического приемника, к примеру:

• для сетей освещения с люминесцентными лампами коэффициент мощности равен 0,92;
• для осветительных сетей с лампами накаливания — единице;
• для газосветных рекламных установок — от 0,35 до 0,4;
• для вычислительных машин без технологического воздушного кондиционирования — 0,65;
• для холодильников и кондиционеров с электродвигателем до 1 кВт cosφ равняется 0,65, а с двигателем 1 — 4 кВт коэффициент мощности возрастает до 0,75.

Попробуем сделать расчет автомата по мощности на примере. Допустим, вы стремитесь защитить от короткого замыкания группу кухонных розеток в количестве три штуки. В одну постоянно включен холодильник мощностью 400 Вт, в другие периодически подключают микроволновку или чайник (1000 Вт) или блендер (300 Вт). Подсчитаем суммарную мощность, если вы захотите одновременно подключить самые мощные приборы: 400 + 1000 + 1000 = 2400 Вт. Сила тока для сети 220V находится так:

2400/220 = 10,9А

И мы рекомендуем делать выбор автомата по мощности в пользу ближайшего номинала 10А. Может возникнуть закономерное опасение, не будет ли “выбивать” при подаче большего напряжения на такой номинал? На самом деле, если подать на 10-амперный защитный прибор нагрузку в 15 ампер, то срабатывание произойдет через восемь минут, а если подать 11 ампер, то и целых двадцать минут. За это время чайник выключится и нагрузка вновь станет допустимой — гораздо раньше, чем в дело включится расцепитель.

А как выбрать автоматический выключатель в случае с трехфазным вводом, актуальным для частных домов и некоторых новостроек? Можете либо воспользоваться формулой с коэффициентом мощности, либо сориентироваться по таблице.