16 ампер автомат: плюсы и минусы. часть 1. амперы и киловатты

Критерии выбора

Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.

Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя

По мощности нагрузки

Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.

Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.

Мощность нагрузки как критерий выбора

По сечению кабеля

Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.

Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4

Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время

По току короткого замыкания (КЗ)

Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер

Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.

По длительно допустимому току проводника

Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети

Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом. Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время

Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд

Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.

В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.

Номинальная отключающая способность при коротком замыкании (Icu или Icn)

Отключающая способность автоматического выключателя – максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Упоминаемая в стандартах величина тока представляет собой действующее значение периодической составляющей тока замыкания, т.е. при расчете этой стандартной величины предполагается, что апериодическая составляющая тока в переходном процессе (которая всегда присутствует в наихудшем возможном случае короткого замыкания) равна нулю. Эта номинальная величина (Icu) для промышленных автоматических выключателей и (Icn) для бытовых автоматических выключателей обычно указывается в кА.

Icu (номинальная предельная отключающая способность) и Ics (номинальная эксплуатационная отключающая способность) определены в стандарте МЭК 60947-2 вместе с соотношением Ics и Icu для различных категорий использования A (мгновенное отключение) и B (отключение с выдержкой времени), рассмотренных в подразделе Другие характеристики автоматического выключателя.

Проверки для подтверждения номинальных отключающих способностей автоматических выключателей регламентируются стандартами и включают в себя:

• коммутационные циклы, состоящие из последовательности операций, т.е. включения и отключения при коротком замыкании;
• фазовый сдвиг между током и напряжением. Когда ток в цепи находится в фазе с напряжением питания (cos φ = 1), отключение тока осуществить легче, чем при любом другом коэффициенте мощности. Гораздо труднее осуществлять отключение тока при низких отстающих величинах cos φ,при этом отключение тока в цепи с нулевым коэффициентом мощности является самым трудным случаем.

На практике все токи короткого замыкания в системах электроснабжения возникают обычно при отстающих коэффициентах мощности, и стандарты основаны на значениях, которые обычно считаются типовыми для большинства силовых систем. В целом, чем больше ток короткого замыкания (при данном напряжении), тем ниже коэффициент мощности цепи короткого замыкания, например, рядом с генераторами или большими трансформаторами.

В таблице, приведенной на рис. H34 и взятой из стандарта МЭК 60947-2, указано соотношение между стандартными величинами cos φ для промышленных автоматических выключателей и их предельной отключающей способностью Icu.

после проведения цикла «отключение – выдержка времени — включение/ отключение» для проверки предельной отключающей способности (Icu) автоматического выключателя выполняются дополнительные испытания, имеющие целью убедиться в том, что в результате проведения этого испытания не ухудшились:

  —  электрическая прочность изоляции;   —  разъединяющая способность;   —  правильное срабатывание защиты от перегрузки.

Рис. H34: Соотношение между Icu и коэффициентом мощности (cos φ) цепи короткого замыкания (МЭК 60947-2)

Где применяется автомат c16

В быту автомат C16 редко применяется как вводной, установленный до счетчика. Естественно, если выделенная мощность составляет всего 3,5 кВт для однофазной сети или 6кВт для трехфазной. Безусловно, при очень плохом состоянии электросетей продавец электроэнергии может выдвинуть подобные условия подключения. Количество полюсов вводного автомата определяется количеством фаз сети и требованиями энергоснабжающей компании.

Однополюсные и двухполюсные автоматы c16 могут быть применены как автоматы на отдельный электроприбор мощностью около 3,5килоВатт. Безусловно, для соблюдения селективности будет правильно если вводной автомат выше по номинальному току.

Трехполюсные и четырехполюсные автоматы c16 также могут применяться для отдельного электроприемника мощностью 6 КилоВатт.

Несомненно, однополюсный автомат c16 наиболее распространенный в быту выключатель. Разумеется, ведь большинство бытовых розеток предназначены на номинальный ток 16 ампер. Следовательно, защищать линии розеток должны однополюсные или двухполюсные автоматы С16.

Строго говоря, автомат c16 может применяться и для активной и для индуктивной нагрузки, а также и для других видов нагрузки. То есть, он может применяться как для защиты освещения и нагревательных приборов, так и для защиты двигателей, трансформаторов, а также различных электронных электроприборов. Однако, настоящее его применение – это сеть со смешанной нагрузкой.

По сути, автомат с обозначением буквы C имеет усредненные характеристики и предназначен для установки в сеть, к которой подключены разные виды нагрузок.  С другой стороны, для более корректной защиты двигателя часто приходится применить автомат с характеристиками D, а для защиты нагревательного элемента с характеристиками B.

Общие характеристики и маркировка

Электротехническое оборудование, работающее в силовых цепях, представлено техническими характеристиками и стандартной маркировкой. За основу принимается ряд определяющих работу автоматического прибора параметров.

Основные показатели

Функциональность любого защитного устройства определяют:

• номинальный ток;
• коммутационная или отключающая способность;
• класс ограничения по току;
• времятоковые характеристики электромагнитного и теплового расцепителей.

В совокупности эти показатели в полной мере характеризуют его, а часть из них используется в заводской маркировке.

Дополнительные параметры

• допустимая мощность в нагрузке, которую способен выдерживать автомат;
• вид коммутируемого напряжения (220 или 380 Вольт);
• количество полюсов.

В отличие от основных показателей, касающихся непосредственно выключателя, эти параметры характеризуют устройство по его работе в обслуживаемой цепи. По ним удается отличать автомат трехфазный 25 Ампер, например, от его однофазного аналога.

В соответствии с количеством полюсов устройства бывают:

• однополюсными;
• двухполюсными;
• трехполюсными и четырехполюсными.

Каждое из них имеет соответствующее количество подводящих и отводящих контактов и используется для конкретных целей. Однополюсные автоматы устанавливаются в фазные цепи питания 220 Вольт (земляная жила не задействована, т. к. прокладывается в обход коммутатора). Двухполюсные автоматы 25 Ампер нужны для одновременной коммутации фазного и земляного провода и используются для организации ввода в квартиру.

Более функциональные 3-х полюсные изделия применяются в трехфазных цепях (без нулевой жилы). 4-х полюсное устройство выбирается, когда необходимо коммутировать три фазы и нуль.

Маркировка

Маркировка, наносимая на автомат С25, информирует о следующих параметрах устройства:

• Символ «C» означает токовую характеристику, указывающую на временную задержку срабатывания расцепляющей цепочки.
• Цифры 25 – номинальный ток, при котором автомат работает долгое время без перегрузок (в нормальном режиме).

Ниже маркировки на лицевой панели прибора наносятся символы в рамках, означающие класс ограничения по току и номинальную отключающую способность.

Параметры автоматических выключателей

Необходим правильный подбор номинала Функция защитного автомата заключается в том, чтобы защищать электрическую проводку до того, как ток превысит допустимое значение. Это означает, что автоматический выключатель по току выбирается всегда меньшим, чем допустимый длительный ток электрической проводки.

Поэтому алгоритм выбора защитного автомата сводится к таким действиям:

• В первую очередь следует рассчитать толщину провода для конкретного участка, в зависимости от величины нагрузки.
• По таблице находится, какой силы ток выдерживают провода, в зависимости от сечения.
• Из всех имеющихся номиналов автоматов выбирается наиболее близкий по параметрам, но меньший, чем нагрузочная способность проводов. Номиналы автоматов имеют привязку к показателям длительного допустимого тока проводов и кабелей.

В качестве примера

Алгоритм выбора, не связан ни с какими сложностями и эффективно работает. Ниже представлена таблица, в которой отмечены максимальные величины электрического тока для проводников, которые прокладываются в домах или в квартирах. В этой же таблице в отдельной графе отмечены автоматы с номинальным рабочим током, которые рекомендовано применять в цепях таких проводников. Чтобы электропроводка не перегревалась и нормально работала, выбираются автоматы с показателями рабочего тока, которые меньше допустимых значений рабочего тока электропроводки.

Сначала следует подобрать сечение провода. Оно выбирается согласно расчетам, исходя из величины нагрузки. Например, чтобы запитать одну из нагрузок, по расчету нужно взять проводник, сечением 2,5 мм квадратных. Из таблицы видно, что этот проводник без проблем выдерживает ток до 27 ампер. Здесь же можно увидеть, что для защиты данного проводника следует установить автомат с рабочим током в 16 А.

Цепь работает следующим образом: до достижения 16 ампер, автомат работает нормально, как и электропроводка. Если ток начинает увеличиваться до определенной величины, автоматический выключатель начинает на него реагировать. Начинает работать тепловая защита. Чем больше превышается рабочий ток автомата, тем быстрее сработает защита. В случае короткого замыкания в сети, автоматический выключатель отключается мгновенно, поскольку защита от коротких замыканий и тепловая защита работают по-разному принципу.

Как рассчитать мощность потребителя

Как правило, характеристики автоматических выключателей выбираются в зависимости от мощности нагрузки. Проще сделать расчеты, если к электрической линии подключен только один электроприбор. Как правило, к одной линии подключают мощные бытовые приборы, а их потребляемая мощность всегда указывается в паспорте. Сложнее с линиями, к которым время от времени подключаются различные бытовые приборы, например, пылесосы, электроутюги, кухонные комбайны и т.д.

Но если учесть, что их работа кратковременная, то электропроводка выбирается в зависимости от того, сколько таких приборов может работать одновременно. Что касается вводного автомата, то он выбирается в зависимости от суммарной мощности всех потребителей. Можно воспользоваться простой формулой, а можно воспользоваться данными, указанными в паспорте. Как правило, в паспорте указывается не только мощность электроприбора, но и его реальный рабочий ток.

Формула расчета мощности потребителя

После того, как определена величина нагрузок, выбирается соответствующий автоматический выключатель по рабочему току. Его номинал может быть намного меньше или немного больше, но в любом случае он должен защищать электропроводку и его показатели не должны завышаться, по отношению к допустимому току электрических проводов.

Как правило, стараются выбирать электрические провода с запасом, хотя и здесь следует придерживаться разумных пределов. В таком случае, автоматы выбираются по току нагрузки и также с запасом, хотя также в разумных пределах. Автомат всегда должен выдерживать ток нагрузки, с некоторым запасом, или же работа приборов окажется не устойчивой и автомат может в любой момент отключить такую нагрузку, что совсем неправильно.

Силовые автоматические выключатели Schneider Electric

Силовые автоматические выключатели Compact NSX — устройства нового поколения, которые являются не просто автоматическими выключателями, а измерительно-коммуникационное устройство для решения задач энергоэффективности, призванное удовлетворять потребности пользователя в области оптимизации энергопотребления, повышения надёжности электроснабжения, улучшения управления электроустановкой.

• Номинальный ток: от 16 до 630 А
• 7 уровней отключающей способности Icu: от 25 до 200 кА для сетей 415 В пер.тока
• 2 уровня отключающей способности Icu: 75, 100 кА для сетей 690 В пер. тока
• 4 уровня отключающей способности Icu: 36, 50, 85, 100 кА для сетей пост. тока
• Номинальное напряжение: до 690 В переменного тока
• Номинальное напряжение: до 750 В постоянного тока
• 2 типоразмера от 16 до 630 A
• Исполнение с 1, 2, 3 или 4 полюсами
• Гарантированное отключение
• Широкая гамма расцепителей: электронные Micrologic, термомагнитные ТМ, электромагнитный МА
• Защита от замыкания на землю при помощи установки модуля Vigi
• Измерение основных электрических показателей : I, U, P, E, THD, f, CosF
• Широкий ассортимент вспомогательных устройств и аксессуаров, некоторые из которых общие для разных номинальных токов
• Простая система монтажа выключателя с коммуникационными устройствами «Plug and Play»
• Соответствие требованиям морской классификации: МЭК 60947-1-2 (ГОСТ Р 50030.1-2), Nema, МЭК 68230 для тропического исполнения типа «2», CCC
• Соответствие требованиям морских классификационных обществ: Бюро Veritas, Lloyd’s Register of Shipping, Det Norske Veritas и др.

Передовая технология Принцип ротоактивного размыкания силовых контактов повышает показатели токоограничения и износостойкости: > очень высокая отключающая способность при небольших размерах аппарата; > исключительное ограничение токов короткого замыкания увеличивает срок службы всей электроустановки.

Сокращение затрат на установку До 30 % экономии за счёт оптимизации установки: > применение принципа Back-Up (в терминологии ГОСТ – «резервная защита») при сохранении гарантированной селективности дает существенную экономию средств за счет установки более «слабых» (и более дешевых) компактных аппаратов, чем те, которые требуются на основании расчетов проектировщика; > установка таких компактных выключателей позволяет оптимизировать как габариты щита, так и его стоимость.

Расширенная защита электродвигателей Выключатели Compact NSX отвечают требованиям стандарта МЭК 60947-4-1 (ГОСТ Р 50030.4.1) по защите электродвигателей: > превосходная адаптация к схемам управления электродвигателем мощностью до 315 кВт при 400 В, обеспечение защиты от коротких замыканий, перегрузок, неполнофазных режимов, замыканий на землю, блокировки ротора, недогрузки, затянутого пуска; > гамма дополнительных защит для установок бесперебойной работы: пуск и отключение вращающегося двигателя, торможение противотоком, толчковый режим, реверс; > при использовании совместно с контакторами Schneider Electric выключатели Compact NSX отвечают требованиям координации по типу 2.

ASIS Управление защитными функциями осуществляет электронный компонент ASIC (Application-Specific Integrated Circuit = интегральная схема специального назначения), независимый от измерительных функций. Высокий уровень интеграции электроники гарантирует устойчивость к наведённым и излучаемым электромагнитным помехам.

Полностью испытанные НКУ в соответствии с МЭК 61439-1&2 (ГОСТ Р 51321.1-2007)

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:

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):

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 для частного дома

Сечение кабеля для автомата c80

Сечение кабеля для автомата c80 обусловлено времятоковыми характеристиками его теплового расцепителя. С одной стороны, через автомат c80 более, чем час времени может протекать ток 90,4 Ампер. Значит, сечение проводника, подключаемого после автомата, должно быть не менее 25 мм² меди. Кабель с медными жилами сечением 25 мм², в не лучших для себя условиях, может длительно выдерживать протекание тока силой около 95 Ампер. Понятное дело, что это зависит от количества жил, материала изоляции и условий прокладки кабеля.

С другой стороны, через автомат c80, примерно, в течении часа может протекать ток 116 Ампер. Бесспорно, что такой ток при неблагоприятных обстоятельствах уже может нагревать медный проводник сечением 25 мм². Очевидно, это не полезно для кабеля. Однако, кратковременно такой ток проводник выдержать сможет. Само собой разумеется, что такое повышение тока не должно быть частым явлением. Следовательно, не надо перегружать автомат и кабель подключением слишком большой нагрузки. Иначе, от постоянного перегрева кабель быстро выйдет из строя.

Несомненно, при применении алюминиевого проводника сечение жил должно быть увеличено. До и после автомата c80 сечение его должно составлять 35 мм². Но применять в быту кабели с алюминиевыми жилами не нужно. Алюминий обладает большой текучестью. Поэтому требует частого осмотра и обслуживания.  Единственное исключение провод СИП от опоры до ввода в дом.

Каким должен быть кабель

Наиболее распространённым типом подключения электричества к квартирам или загородным домам является однофазная сеть. Исходя из этого критерия подбирается двух или трёх жильная проводка. Диаметр поперечного сечения должен подходить под размер клемм, установленных на автоматах С16. Максимальным, которое может использоваться в данной ситуации, является сечение в 25 мм2. Однако значение в первую очередь ориентируется на металл токоведущих жил: медь или алюминий. 

Сравнительная характеристика медного и алюминиевого кабеля для домашней проводки Источник uk-parkovaya.ru

Как уже упоминалось, для автомата на 16 ампер сечение жилы не должно превышать 25 мм2. Согласно показателю предельного напряжения, оно равно 21 А при условии штробления и прокладке в штукатурке. В открытом виде (при непосредственном контакте с внешней средой), оно возрастает до 30 А.

Таблица автоматов по мощности и силе токаИсточник santehmarka.ru

Таким образом, токопроводимость и вероятность совместимости с 1-полюсными либо многополюсными автоматами 16 Ампер зависят от количества жил, способа монтажа и условий, в которых он будет эксплуатироваться.

Через 16-ти амперный автомат за 1 ч. может проходить 23,2 А тока. В случае неблагоприятных условий, такое напряжение приблизится к неблагоприятному для медных проводников с сечением 25 квадратов, пределам. Если кратковременные нагрузки такого плана, проводка выдержать может, то частые и длительные повышения приведут к её преждевременному повреждению со всеми неблагоприятными последствиями.

Модульный автомат C125

В этой статье рассматривается модульный автомат C125. Модульным автомат называется  из-за того, что каждый его полюс – это отдельный стандартный модуль.  Изготовление многополюсных автоматов осуществляется соединением нескольких однополюсных модулей друг с другом. Таким образом, модульный автомат отличаются от других видов автоматов методом изготовления корпуса и его сборкой. Например, автомат в литом корпусе представляет собой цельный монолитный прибор. Его нельзя разобрать на отдельные полюса. Соответственно, из нескольких однополюсных автоматов нельзя собрать автомат многополюсный.

Ширина модуля обычно 18 мм. Впрочем, у некоторых компаний производителей ширина модуля автомата может различаться. У ABB ширина модуля автомата 17,5мм. А вот у Siemens модуль автомата 17,6мм.

В некоторых сериях специализированные модульные однополюсные автоматы могут быть нестандартной ширины. Но, все равно, измеряются в стандартных модулях компании производителя. К примеру, автомат может быть шириной 0,5 модуля или 1,5 модуля.

Как правило, с задней стороны модульного автоматического выключателя расположена защёлка. Защелка позволяет крепить автоматы на DIN рейки, расположенные в электрощите.

Обычно, серии модульных автоматических выключателей выпускают на номинальный ток до 125 ампер. Чаще всего, бытовые серии автоматов изготавливаются на ток до 63 ампер.