Электрика в квартире. Выбор автоматического выключателя.

  

   Для полноты материала блога пришло время написать несколько теоретических постов. Этот пост будет о правильном выборе автоматических выключателей.  

  Автоматический выключатель или в народе автомат - это электрический коммутационный аппарат защиты, функция которого отключать защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах (перегрузка, короткое замыкание (КЗ)).  

  Автоматы выбирают по следующим критериям:

 Номинальный ток автомата – наибольший допустимый по условиям нагрева токопроводящих частей и изоляции ток, при котором автомат может работать неограниченно длительное время. Для примера приведу расчет для линии группы розеток. Номинальный ток контактов бытовой розетки 16А, то есть исходя из формулы P=U×I (мощность равняется произведению напряжения на ток), получаем (220В×16А=3.5кВт) допустимую мощность электроприборов, которую можно подключить к этим розеткам. По этому критерию выбираем автомат с номинальным током 16А. Если нужен вводной автомат на квартиру мощностью 5 кВт( 5кВт÷220В=22.7А)-выбираем ближайший по значению из ряда номиналов, то есть 25А.

 Кривая отключения автомата – времятоковая характеристика отключения ненормальных режимов. По кривой отключения можно определить скорость срабатывания автомата в зависимости от величины проходящего через автомат тока.

 Автомат включает в себя два расцепителя - тепловой и электромагнитный, потому на картинке две зоны отключения - красная и зеленая, которые относятся к зонам защиты этих расцепителей.

 Тепловой расцепитель - это биметаллическая пластинка внутри автомата, которая деформируется при перегреве током выше номинального, проходящим через нее, и приводит к срабатыванию механизма расцепления (выбивается защелка и автомат отключается). Время срабатывания определяется по кривой в зависимости от значения тока и изменяется от нескольких секунд до часов. Расцепитель выполняет защиту от перезрузки, то есть не дает включить в каждую розетку линии по чайнику или утюгу общей мощностью больше 3,5кВт.

  Электромагнитный расцепитель - это соленоид (катушка), по которой протекает ток, при превышении значения которого, сердечник втягивается, срабатывает механизм расцепления и автомат отключается. Время срабатывания очень маленькое (менее 1 мс), потому и называется – расцепитель мгновенного действия (отсечка). Этот расцепитель выполняет защиту от КЗ, когда ток в несколько раз превышает номинальный.
  Наиболее распространенные кривые В, С и D (последнюю используют в основном для линий с двигателями, насосами, то есть как минимум в частном доме, не в квартире). Автомат с кривой В более чувствительный, потому сработает при меньшем токе КЗ и совсем немного дороже чем автомат с кривой С.
Отключающая способность – максимальный ток КЗ, который способен отключить автомат. Для модульных автоматов стандартные значения токов отключения: 4,5кА,6кА,10кА и 15кА. Соответственно по цене они не хило отличаются, так как чем больше значение, тем больший ток сможет отключить автомат и не сгореть. При серьезном подходе выполняется расчет токов КЗ и потом определяется, какое значение выбрать, но для бытового применения минимального значения  4,5кА (4500А) достаточно.

Тип и сечение кабелей. Так как уже писал, что автомат защищает кабельную линию,значит отталкиваться в выборе номинала нужно еще от сечения кабеля. В итоге блок-схема такая:

 Из каталога АВВ выдернул табличку (для всех производителей она подходит,так как автоматы отвечают стандарту МЭК 60898-1), которая вместе с графиком поможет окончательно провести выбор автомата:

  А так же из ПУЭ (правила устройства электроустановок) выдернул табличку со значениями длительно допустимого тока для медных проводов и кабелей (для 3-х фаз выбирать по 4-му выделенному столбцу, для 1-й(L+N) фазы по 2-му) :

Теперь можно, для наглядности, привести пример выбора автомата. Примеры те же - розеточная линия мощностью 3,5кВт и ввод на 5кВт: 

  По табличке видно, что автомат на 16 ампер отключится менее чем за 1ч. если ток будет 23,2А, а это 5,1кВт и кабель 2,5мм этот ток стойко выдержит.
  Количество полюсов в зависимости от электроприемника. Здесь, по моему все ясно. Например,если плита 3-х фазная, то через однофазный (1 полюс) автомат ее не подключишь (подключишь если автомат и линия будут в 3 раза мощнее, с 3-ф двигателем такой фокус не пройдет).
  Чувствительность. Расчетная характеристика того, что автомат отключит ток КЗ. В быту никто не считает.
  Селективность срабатывания.Характеристика того, что отключиться ближайший к точке аварии автомат. То есть, если КЗ в розетке комнаты, то отключиться только эта линия, а не вводной автомат, который погасит все жилье. Критерий актуальный, как минимум, для здоровенных квартир и домов. Из каталога Schneider Electric отрывок таблички селективности:

 Из таблички видно, что автомат для розеток на 16 с кривой В отключит ток КЗ, а вводной автомат не отключится, если он будет как минимум 32А (кривая В). При этом ток КЗ не должен превышать 130А.
  Напоследок осталось показать, какую инфу можно получить по значкам на автомате, когда его взяли в руку:

* небольшая опечатка на картинке - буква N означает значение отключающей способности 6кА, а не 4.5кА.