Расчет автоматического выключателя для насоса

Правила выбора автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для защиты электропроводки от перегрузок и короткого замыкания. Ошибочно полагать, что при выборе электроприбора нужно руководствоваться показателями нагрузки на сеть. Автомат защищает именно кабели и провода, а не подключенную бытовую технику.

При повышении нагрузки на электрическую сеть возрастает сила тока, из-за которой начинают греться провода, и происходит оплавление изоляции. В этот момент срабатывает автоматический выключатель. Ток перестает поступать на данный участок цепи, т.к. электроприбор ее размыкает. Автоматические выключатели ставят на вводе.

Типы автоматов

Типы автоматических выключателей различают по расцепителям. Расцепитель – это конструктивный элемент автомата, на который возложена основная функция по разрыву электросети в случае увеличения напряжения.

Электромагнитные расцепители – моментальное реагирование и срабатывание автомата. Принцип работы: при увеличении силы тока сердечник в сотые доли секунды втягивается, тем самым напрягая пружину, которая заставляет срабатывать расцепители
Тепловые биметаллические расцепители – разрыв сети происходит, только если нарушаются предельные значения параметров кабеля. Принцип действия заключается в изгибе пластины при ее нагреве. Она толкает рычаг в автомате, и он отключается
Полупроводниковые расцепители – используют на сети переменного/постоянного тока на вводе. Работу по разрыву линии осуществляет блок реле трансформатора

Характеристики чувствительности к перегрузкам

Для начала нужно обратить внимание на основные характеристики срабатывания:

Характеристика А – для электропроводки с особо чувствительным оборудованием. Расчет на мгновенную реакцию автомата на перегрузку
Характеристика В – для защиты электропроводки (розетки и освещение) от нагрузки в жилых домах. Небольшая задержка в срабатывании автомата при увеличении силы тока в 3-5 раз от номинального значения
Характеристика С – для защиты электропроводки от нагрузки в жилых домах и для сетей с большим пусковым током. Наиболее распространенная характеристика. Автомат не реагирует на небольшие скачки напряжения, а срабатывает только при серьезных перегрузках – увеличении силы тока в 5-10 раз от номинального значения
Характеристика D – для защиты электропроводки от нагрузки с большим пусковым током. Устанавливают на вводе для контроля электрической сети всего здания. Отключает сеть при увеличении тока в 10-50 раз от номинального значения

Выбор автомата по количеству полюсов

В зависимости от цели применения автомата выбирают количество полюсов автомата:

Однополюсный – для защиты освещения и розеток
Двухполюсный – для защиты мощной бытовой техники (стиральная машина, электрическая плита и т.д.)
Трехполюсный – для защиты генераторов, скважинных насосов и т.д.
Четырехполюсный – для защиты четырехпроводной сети

Выбор автомата по мощности

Выбор автоматического выключателя осуществляется по номинальному току. Для его расчета нужно использовать общепринятую формулу:

Где: I – это величина тока

P – мощность всех электроприборов в Вт

U – напряжение в сети в В (обычно 220В)

Чтобы рассчитать мощность электроприборов, показатель кВт нужно перевести в Вт.

Помимо выбора автоматического выключателя по мощности необходимо учитывать расчет максимального рабочего тока. Номинальный ток должен быть больше или равен максимальному. Для расчета нужно суммировать мощность всех приборов и разделить ее на напряжение в сети, умноженное на понижающий коэффициент.

В зависимости от типа проводки расчет предельных значений:

Для алюминиевых проводов – до 6А на 1 квадратный миллиметр
Для медных проводов – до 10А на 1 квадратный миллиметр

При установке автоматического выключателя нужно еще учитывать и повышающие коэффициенты. Они рассчитываются от количества потребителей электроэнергии:

Количество потребителей 2 -0,8
Количество потребителей 3 – 0,75
Больше 5 потребителей – 0,7

Помимо повышающих, для расчета используют и понижающие коэффициенты: отличие суммарной и потребляемой мощности. Значение 1 – для одновременного подключения нескольких бытовых приборов и 0,75 – если бытовые приборы есть, но из-за отсутствия розеток одновременно их включить нельзя.

После расчета нужно сверить по таблице максимально допустимое значение тока для проводника:

Подбираем автоматический выключатель ( автомат ) для насоса

Для начала давайте вспомним принцип работы автоматического выключателя ( автомата ).

Практически все современные модульные автоматические выключатели ( автоматы ), совмещают в себе два условия срабатывания.
Это тепловой и электромагнитный.

Принцип работы электромагнитного разъединителя.
Срабатывание электромагнитного разъединителя происходит при коротком замыкании, когда токи начинают значительно превышать номинальные. В таком случае в обмотке электромагнита возникнет магнитное поле, которое в свою очередь втянет якорь соединённый со спусковым механизмом, в результате чего произойдет отключение нагрузки.

Принцип работы теплового разъединителя.
Срабатывание теплового разъединителя происходит при перегрузках, когда ток, протекающий через биметаллическую пластину, становится равным или более номинального значения, пластина нагревается и изгибается. после чего она произведет активацию спускового механизма, в результате чего так же, произойдет отключение нагрузки.

Теперь когда мы вспомнили принцип работы автоматического выключателя ( автомата ), давайте разберемся как его правильно подобрать к конкретному насосу.
Давайте сразу оговорим, что насосы у нас будут бытовой серии, с относительно не большой потребляемой мощностью. Для чего мы это обозначили?
У каждого автоматического выключателя есть такой параметр как отключающая способность автоматического выключателя. Это максимальный (ожидаемый) ток, который данный автоматический выключатель (автомат ) способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Другими словами после устранения неисправности и повторного взвода рычага, он полноценно продолжит свою работу.
Для насосов бытовой серии вполне подойдет данный параметр равный от 3kA до 6kA.

Следующие на что необходимо обратить внимание, это на тип ( категория ) характеристики отключения автоматического выключателя.
От данной характеристики, зависит какую нагрузку можно подключать к автомату.
При использовании насосов, необходимо выбирать тип D.
Напомним что автоматические выключатели категории D используется при нагрузках с высокими импульсными (пусковыми) токами и повышенном токе включения (низковольтные трансформаторы, ламы-разрядники, подъемные механизмы, насосы).

И теперь, осталось подобрать такой параметр как номинальный ток автоматического выключателя.
Под номинальным током подразумевается ток, при котором автоматический выключатель рассчитан на продолжительную работу, при которой не активируется срабатывание защит.
Он выбирается в ближайшую большую сторону от максимального тока насоса.
К примеру, если у нас ток электродвигателя насоса составляет 3,8А, то соответственно автоматический выключатель необходимо выбирать на 4А.

Читать еще: Автоматический выключатель с термостатом

Найти информацию по току электродвигателя насоса можно 3 способами.

1) Зачатую рабочий ток электродвигателя насоса производитель указывает на шилде насоса. Достаточно внимательно рассмотреть шилд и найти его там.
2) Встречаются случаи, когда производитель не указывает рабочий ток электродвигателя насоса, но при этом указывает его мощность. В таком случае можно воспользоваться простой формулой и вычислить рабочий ток.

I — ТОК ( искомая величина )
P — потребляемая мощность ( берем с шилда насоса )
U — напряжение электропитания насоса

Давайте рассмотрим на примере:
На шилде насоса указана потребляемая мощность электродвигателя насоса равная 1000Вт.
Соответственно зная что наше напряжение сети равно 220В, мы по формуле I=P/U высчитаем его ток.

1000/220 = 4,55А.

В таком случае нам будет необходимо установить автоматический выключатель с номинальным током равным 5А.

3) Самый точный но в тоже время и самый сложный способ.

К смонтированному в системе насосу, подключаем питание через мульти метр, в режиме измерения тока и запускаем насос в работу на полностью открытых кранах. После того, как насос выйдет в рабочий режим, начинаем медленно прикрывать кран на выходе насоса до полного перекрытия и смотрим на показания амперметра.
Максимальное значение которое покажет амперметр и есть необходимая нам величина. Зная ее, теперь можно выбрать автоматический выключатель.

Как видите, ничего особо сложного нету в подборе автоматического выключателя ( автомата ) для защиты насоса.

Давайте теперь подытожим все выше сказанное.

1 Для установки в систему защиты насосов бытовой серии выбираем параметр отключающая способность автоматического выключателя равный от 3kA до 6kA.
2 Тип ( категория ) автоматического выключателя для насоса должна соответствовать D.
3 Номинальный ток автоматического выключателя ( автомата ) выбирается в ближайшую большую сторону от максимального тока насоса.

Типы автоматических выключателей: характеристики и сфера применения

Электрическую проводку проложить не сложно – намного труднее сделать это правильно и, главное, безопасно для человека. С электричеством шутки плохи, и именно по этой причине любая электропроводка оборудуется таким элементом защиты, как автоматический выключатель – это основной элемент защиты, который срабатывает при коротком замыкании и излишней нагрузке в цепи, предохраняя человека и его жилище от серьезных проблем. Как вы уже, наверное, догадались, о нем и пойдет речь в этой статье – вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с вопросом, какие есть типы автоматических выключателей. Мы изучим основные разновидности этих устройств и определимся с критериями их выбора.

Типы автоматических выключателей фото

Типы автоматических выключателей: основные разновидности

На самом деле, автоматический выключатель является довольно сложным устройством, которое подразделяется на большое количество видов. Но все типы автоматических выключателей можно разделить на две большие группы – это выключатели постоянного и переменного тока. Первые в быту практически не используются, а вот со вторыми разберемся несколько подробнее. Есть несколько основных критериев, согласно которым можно классифицировать автоматы, рассчитанные на работу в цепи переменного тока. Давайте посмотрим, какие существуют виды автоматических выключателей.

Количество фаз или, как говорят электрики, полюсов. Здесь все достаточно просто – имеются 1 полюсные автоматические выключатели, двухполюсные и 3 х полюсные автоматические выключатели. Последний называется двухфазный автоматический выключатель – один полюс в нем предназначен для нуля, а два остальных для фаз. Также для трехфазной электрической проводки используются и четырех полюсные автоматы – их четвертый полюс служит для нуля, а три остальных, соответственно для фаз. В большинстве случаев в быту применяются двух, трех и однофазный автоматический выключатели.
Номинальное напряжение. Здесь также все предельно ясно, и никаких расчетов при выборе автоматического выключателя производить не нужно – главное понять, что в цепи с напряжением 220V используются автоматы с аналогичным номинальным напряжением, а в цепи с током 12V, соответственно, автоматы, рассчитанные на напряжение 12V.
Максимальный рабочий ток. Вот здесь следует разобраться несколько подробнее – этот параметр автоматического выключателя тесно связан с мощностью используемых в сети потребителей. Не будем внедряться в сложные расчеты, а просто примем все как должное – 1кВт мощности потребителя соответствует силе тока в 5 Ампер. Отсюда и вывод – если максимальная одновременная нагрузка в цепи составляет 4кВт, то выбирать нужно автомат, рассчитанный на максимальный рабочий ток 20А (5*4=20). Здесь следует понимать одну вещь – если установите автомат с меньшим номиналом, его будет выбивать при максимальной нагрузке. А установите автоматический выключатель с заведомо большим номинальным значением силы тока, он просто не сработает при коротком замыкании, что приведет к пожару. Все должно быть точно – с минимальным допуском в большую сторону.
Ток короткого замыкания. В принципе, на этот момент при выборе можно не обращать внимание, но знать о нем нужно – как правило, ток короткого замыкания согласуется с максимальным рабочим током. Для бытовых автоматов с номиналом 16, 25А он составляет порядка 3кА.

Трехфазный автоматический выключатель фото

Существует и еще один распространенный автомат это автоматический выключатель дифференциального тока. Это капитальная защита спасет человека даже если он вставит в розетку два пальца (шутка, но от утечек тока по металлическим предметам в доме, он реально защищает). о нем вы можете почитать в другой статье нашего сайта. Как правило, все эти моменты отображаются в маркировке автоматических выключателей, с которой мы разберемся дальше.

Номиналы автоматических выключателей: читаем маркировку

Электрический автоматический выключатель имеет бесхитростную маркировку, разобраться с которой не сложно. А разбираться придется, если вы перед собой ставите цель решить вопрос, как выбрать автоматический выключатель? По сути, речь идет о трех пунктах, которые в не особо зашифрованном виде написаны на самом автомате – располагаются эти надписи вверху, одна под другой.

Буква «С» и несколько цифр – это номинальный рабочий ток. В большинстве случаев выпускают автоматы со следующими номиналами – 4, 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 100 и 160 Ампер.
Несколько цифр и буква «В». Номинальное рабочее напряжение. Как и говорилось выше, для бытовой электрической сети годятся автоматические выключатели с рабочим напряжением 220В. Некоторые производители выпускают универсальные автоматы, которые могут устанавливать как в цепь с напряжением 220В, так и в цепь с напряжением 380В. Их так и маркируют 220-380В. Они подходят для бытовой проводки, но в работе с трехфазным напряжением показали себя не очень хорошо.
И номинальный ток отключения. На автомате вы найдете два прямоугольника, расположенных друг под другом, в которых написаны цифры. В нижнем прямоугольнике, который, по сути, является квадратом, написан ток отключения – как правило, это 3кА.

Маркировка автоматических выключателей фото

На автоматическом выключателе находятся и другие надписи, но они вам не нужны, на них можно не обращать внимания, решая вопрос, какой автоматический выключатель выбрать для квартиры?

Вводной автомат и периферийный: в чем между ними отличия

В любой электрической проводке используется достаточно много автоматических выключателей, на каждый из которых возлагается своя обязанность – многие из них являются периферийными и отвечают за один или группу потребителей. Но существует один или несколько автоматических выключателей, которые контролируют работу всех остальных автоматов – их называют вводными. Они оберегают от короткого замыкания и излишней нагрузки все квартирное оборудование, включая электросчетчик – это главные автоматы, на которые ложится вся нагрузка. Разберемся с этим делением немного подробнее.

Вводной автоматический выключатель – его название говорит само за себя. Устанавливается такое устройство непосредственно при входе электричества в дом – как и говорилось выше, на него ложится нагрузка от всех потребителей в доме или квартире. Практически всегда это мощный автомат, номинал которого по току составляет не менее 32-40А. Как правило, это двух- или, если речь идет о трехфазной проводке, то трех- или четырехполюсный автоматический выключатель, который прекращает движение электронов не только по фазе электрической проводки, но и по нулю, и даже по заземлению. В общем, он производит полнейшее отключение, не давая току ни малейшего шанса. В принципе, в этом и заключаются все основные отличия вводного автоматического выключателя.
Что касается периферийных устройств данного типа, то в большинстве случаев это однополюсные автоматические выключатели, в задачи которых входит контроль над определенной группой потребителей электрического тока – например, над освещением в определенной комнате или над розетками. Также персональным автоматическим выключателем оборудуется ветка проводки, подающая электроэнергию к особо мощным потребителям тока – это может быть водонагревательный бак, электродуховка или стиральная машина.

Выбор автоматического выключателя фото

В схеме электрощитка квартиры или дома применяются и те и другие типы автоматических выключателей – причем использоваться они могут не в единственном количестве. Даже вводных автоматов может быть несколько – если в дом приходит две фазы и ноль, то, как правило, чтобы снизить нагрузку на каждую из фаз, их равномерно распределяют на все потребители.

В завершение темы несколько слов по поводу вопроса, как выбрать автоматический выключатель – производителей на сегодняшний день развелось достаточно много, и далеко не каждый из них выпускает действительно качественную продукцию. Нужно понимать, что автомат – это защита, и его лучше приобретать у проверенного производителя. Таких не много – похвастаться качеством и надежностью автоматические выключатели АВВ, Дженерал электрик (JE), Легранд и автоматический выключатель АЕ. Если говорить об отечественных производителях, то, к сожалению, таковых нет – наши компании производят автоматические выключатели сносного качества, но долговечными назвать их не получается.

Как подключить автоматический выключатель фото

И напоследок несколько слов о том, как подключить автоматический выключатель. В принципе, здесь все достаточно просто – для начала автомат нужно установить на дин-рейку в щиток. С его обратной стороны имеется небольшая защелка, которую перед установкой нужно оттянуть отверткой – после того, как автомат станет на место, защелка возвращается на свое место. Дальше идет непосредственно подключение – для подключения проводов в автоматическом выключателе предусмотрены клеммы. Одна снизу, а другая сверху – та, что сверху, является входной. С лицевой стороны автомата имеются винты этих клемм – они откручиваются, сверху и снизу в клемму вставляются провода, после чего винт туго затягивается. Как правило, провод, подключаемый к автомату, а вернее его конец, пропаивается или оснащается специальным наконечником. Вот так выглядит монтаж автоматических выключателей – все просто, если, конечно, не учитывать схему их подключения, в которой неискушенному в электрике человеку разобраться будет крайне сложно.

В принципе, это все, что можно сказать по вопросу: типы автоматических выключателей. Имеются и прочие моменты, но если касаться исключительно бытовых автоматических выключателей, то других различий и, соответственно, критериев выбора нет.

Автор статьи Александр Куликов

Если понравилось, поделись с друзьями

3 комментария

Александр, есть небольшое дополнение! Дифференциальный автоматический выключатель никого не защитит от поражения электрическим током если “вставить в розетку два пальца”, так как он реагирует на разность токов протекающих в фазном и нулевом рабочем проводниках, возникающих при одновременном касании фазного проводника и заземлённых элементов конструкций (водопроводных, газовых труб, батарей отопления, корпусов оборудования и приборов соединённых с проводником защитного заземления, влажным бетонным полом и пр.). При таком прикосновении нарушается симметрия токов текущих в фазном и нулевом рабочем проводниках. Дифференциальный автоматический выключатель реагирует и на возникновение тока утечки при повреждении изоляции фазного проводника. На этот дисбаланс и реагирует дифференциальный автоматический выключатель. Два пальца в электрической розетке он воспримет как нормальный маломощный потребитель электроэнергии и не прекратит её подачу. Дифференциальный автоматический выключатель совмещает в себе функции УЗО (устройства защитного отключения) и автоматического выключателя. С уважением, Чиков Алексей.

Спасибо Алексей, за то, ваше дополнение :). Наверное, как то не понятно высказался,что вы восприняли эти слова буквально. Обязательно внесу поправочку

Автоматические выключатели предназначены для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих различную нагрузку:
– электроприборы, освещение – выключатели с характеристикой В,

– двигатели с небольшими пусковыми токами (компрессор, вентилятор) – выключатели
с характеристикой C,

– двигатели с большими пусковыми токами (подъемные механизмы, насосы) – выключатели
с характеристикой D.

Примеры расчета автоматических выключателей в электрической цепи

Вводная часть

Любая электрическая цепь в квартире и доме, должна защищаться автоматом защиты от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания. Эту нехитрую истину можно наглядно продемонстрировать в любом электрическом щите квартиры, этажном щите, вводно-распределительном щите дома и т.п. электрическим шкафам и боксам.

Вопрос не в том, ставить автомат защиты или нет, вопрос, как рассчитать автомат защиты, чтобы он правильно выполнял свои задачи, срабатывал, когда нужно и не мешал стабильной работе электроприборов.

Примеры расчета автоматических выключателей

Теорию расчетов автоматических выключателей вы можете почитать в статье: Расчет автоматов защиты. Здесь несколько практических примеров расчета автоматических выключателей в электрической цепи дома и квартиры.

Пример 1. Расчет вводного автомата дома

Примеры расчета автоматических выключателей начнем с частного дома, а именно рассчитаем вводной автомат. Исходные данные:

Напряжение сети Uн = 0,4 кВ;
Расчетная мощность Рр = 80 кВт;
Коэффициент мощности COSφ = 0,84;

1-й расчет:

Чтобы выбрать номинал автоматического выключателя считаем номинал тока нагрузки данной электросети:

Iр = Рр / (√3 × Uн × COSφ) Iр = 80 / (√3 × 0,4 × 0,84) = 137 А

2-й расчет

Чтобы избежать, ложное срабатывание автомата защиты, номинальный ток автомата защиты (ток срабатывания теплового расцепителя) следует выбрать на 10% больше планируемого тока нагрузки:

Iток.расцепителя = Iр × 1,1
Iт.р = 137 × 1,1 = 150 А

Итог расчета: По сделанному расчету выбираем автомат защиты (по ПУЭ-85 п. 3.1.10) с током расцепителя ближайшим к расчетному значению:

I ном.ав = 150 Ампер (150 А).

Такой выбор автомата защиты позволит стабильно работать электрической цепи дома в рабочем режиме и срабатывать, только в аварийных ситуациях.

Пример 2. Расчет автоматического выключателя групповой цепи кухни

Во втором примере посчитаем, какой автоматический выключатель нужно выбрать для кухонной электропроводки, которую правильно называть розеточная групповая цепь электропроводки кухни. Это может быть кухня квартиры или дома, разницы нет.

Аналогично первому примеру расчет состоит из двух расчетов: расчет тока нагрузки электрической цепи кухни и расчет тока теплового расцепителя.

Расчет тока нагрузки

Напряжение сети Uн = 220 В;
Расчетная мощность Рр = 6 кВт;
Коэффициент мощности COSφ = 1;

1. Расчетную мощность считаем, как сумму мощностей всех бытовых приборов кухни, умноженной на коэффициент использования, он же коэффициент использования бытовой техники.

2. Коэффициент использования бытовой техники это поправочный коэффициент, уменьшающий расчетную (полную) потребляемую мощность электроцепи и учитывающий количество одновременно работающих электроприборов.

То есть, если на кухне установлено 10 розеток для 10 бытовых приборов (стационарных и переносных), нужно учесть, что все 10 приборов одновременно работать не будут.

Коэффициент использования

Рассчитать коэффициент использования для простой группы можно самостоятельно.

Выпишите на листок планируемые бытовые приборы.
Рядом с прибором поставьте его мощность по паспорту.
Просуммируйте все мощности приборов по паспорту. Это Pрасчет.
Подумайте, какие приборы могут работать одновременно: чайник+ тостер, микроволновка+блендер, чайник+микроволновка+тостер, и т.д.
Посчитайте суммарные мощности этих групп. Рассчитайте среднюю суммарную мощность групп одновременно включаемых приборов. Это будет Pноминал (номинальная мощность).
Разделите Pрасчет на Pноминал, получите коэффициент использования кухни.

На самом деле, в теории расчетов коэффициент использования внутри дома (без инженерных сетей) и квартиры принимается равным, единице, если количество розеток не больше 10. Это так, но на практике, именно коэффициент использования позволяет работать современным бытовым приборам кухни на старой электропроводке.

Примечание:

В теории расчетов 1 бытовая розетка планируется на 6 кв. метров квартиры (дома). При этом:

коэффициент использования=0,7 –для розеток от 50 шт.;
коэффициент использования=0,8 –розеток 20-49 шт.;
коэффициент использования=0,9 –розеток от 9 до 19шт.;
коэффициент использования=1,0 –розеток ≤10шт.

Вернемся к автоматическому выключателю кухни. Считаем номинал тока нагрузки кухни:

Iр = Рр / 220В;
Iр = 6000 / 220= 27,3 А.

По сделанному расчету выбираем номинал автомата защиты для кухни в 32 Ампер.

Вывод

Приведенный пример расчета кухни получился несколько завышенным, обычно для электропроводки кухни хватает 16 ампер если учесть, что плиту, стиральную машину, посудомоечную машину выводят в отдельные группы.

Эти примеры расчета автоматических выключателей для групповых цепей, лишь показывают общий принцип расчетов, причем не включают расчет инженерных цепей включающий работу насосов, станков и других двигателей частного дома.

0 0 голоса

Рейтинг статьи