Расчет токов короткого замыкания необходим для правиль­ного выбора и отстройки защитной аппаратуры. Ток короткого замыкания возникает при соединении токоведущих частей фаз между собой или с заземленным корпусом электроприемника в схемах с глухозаземленной нейтралью и нулевым проводом. Его величина, А, может быть определена по формуле

где U ф - фазное напряжение сети, В;

Z п - сопротивление петли фаза-нуль, Ом,

R - активное сопротивление одного провода цепи корот­кого замыкания, Ом;

X - индуктивное сопротивление, рассчитываемое по удель­ному индуктивному сопротивлению равному 0,6 Ом/км;

Z т - полное сопротивление фазной обмотки трансформа­тора на стороне низшего напряжения, Ом,

где UH , IH - номинальные напряжение и ток трансформатора;

UK % - напряжение короткого замыкания трансформатора, % от номинального.

Величины UH , l Н и U к % для соответствующего трансформа­тора приводятся в главе 5.

Выбор электрического аппарата осуществляется по его функциональному назначению, по роду напряжения и тока, ->о величине мощности.

Следует иметь в виду современную тенденцию, заклю­чающуюся в том, что при выборе между предохранителями и автоматическими выключателями, предпочтение отдается последним в силу их большей надежности, лучшей защиты от неполнофазных режимов, универсальности и т. д.

Выбор аппаратов по напряжению заключается в соответ­ствии номинального напряжения, указанного в паспорте ап­парата, и его рода (переменное, постоянное) номинальному напряжению питающей сети. При выборе аппарата по току следует учесть, что его номинальный ток должен быть не меньше рабочего тока установки.

Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбираются прежде всего по номинальным значениям напряжения и тока. Затем опреде­ляются токи уставки теплового и электромагнитного расцепителей.

Тепловой росцепитель автомата защищает электроуста­новку от длительной перегрузки по току. Ток уставки теплового расцепителя принимается равным на 15-20% больше рабочего тока:

где 1 Р - рабочий ток электроустановки, А.

Электромагнитный расцепитель автомата защищает электроустановку от коротких замыканий. Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется из следующих соображений: автомат не должен срабатывать от пусковых токов двигателя электроустановки I пуск . дв ., а ток срабатывания электромагнитного расцепителя I ЭМР выбирается кратным току срабатывания теплового расцепителя:

где К = 4,5-10 - коэффициент кратности тока срабатывания электромагнитного расцелителя.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по чувствительности и по отключающей способности. Автоматы с номинальным током до 100 А должны срабатывать при условии

где I О.К.З. - ток однофазного короткого замыкания.

Чувствительность автомата, имеющего только тепловой расцепитель, определяется соотношением:

В прошлом, для защиты электропроводки и электрооборудования в быту от таких ненормальных режимах работы как перегрузка или короткое замыкание применялись электрические пробки, как правило, из керамики. Конструкция этих устройств достаточно проста.

Недостатком этих устройств является то, что при перегорании предохранителя, вопросами о выборе плавкой вставки для него ни кто не занимался. В последствии пробка могла не сработать в нужный момент, что не редко являлось причиной многих пожаров.

В нынешнее время на замену старым пробкам пришли автоматические выключатели (АВ), которые имеют много преимуществ и более надежны в эксплуатации по сравнению с пробками. Конструктивно АВ представляет собой модуль с двумя контактами вход/выход и кнопкой включения (однополюсный автомат).

Рабочий механизм автоматического выключателя находится в закрытом пластмассовом корпусе. В задней части автомат имеет специальную защелку, благодаря которой его можно надежно зафиксировать на DIN-рейку при подключении в электрощите .

Выбор автоматических выключателей является ответственной задачей, к которой нужно отнестись серьезно. В условиях возникновения аварийных ситуаций правильно выбранный автомат является гарантией защиты не только вашего оборудования, но и вашей жизни.

Автоматический выключатель – это коммутационный аппарат предназначенный для автоматического размыкания электрической цепи в момент возникновения коротких замыканий или перегрузок.
На схемах обозначаются буквами АВ либо QF (европейский стандарт).

Критерий выбора автоматических выключателей

Основными показателями на которые ссылаются при выборе автоматов являются:

• количество полюсов;
• номинальное напряжение;
• максимальный рабочий ток;
• отключающая способность (ток короткого замыкания).

1#. Количество полюсов

Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные (сети с системой заземления нейтрали TN-S). В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.

2#. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение автомата это напряжение на которое рассчитан сам автомат. Не зависимо от места установки напряжение автомата должно быть равным или большим номинальному напряжению сети :

3#. Максимальный рабочий ток

Максимальный рабочий ток. Выбор автоматов по максимальному рабочему току заключается в том чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) был больше или равен максимальному рабочему (расчетному) току который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок:

Чтобы узнать максимальный рабочий ток для участка сети (например для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключатся через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.).Величину тока из полученной мощности можно найти двумя способами: методом сопоставления или по формуле.

Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. С помощью такого варианта сопоставления можно найти ток через известную мощность. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А. Для более точного нахождения тока можно воспользоваться известной формулой:

Для бытовых электроприборов .

4#. Отключающая способность

Отключающая способность. Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток который автомат способен отключить был больше тока короткого замыкания в точке установки аппарата:Номинальный ток отключения это наибольший ток к.з. который автомат способен отключить при номинальном напряжении.

Как выбрать автоматический выключатель?

Нельзя приобретать автомат с поврежденным корпусом, с видимыми трещинами, сколами. Так же нельзя применять автоматы с большим, чем расчетный номинал тока. В первую очередь автоматический выключатель выбирается исходя из характеристик вашей электропроводки и нагрузок.

Как выбрать автоматический выключатель

Автоматы следует приобретать в специальных магазинах и известных производителей автоматических выключателей. Стоимость таких автоматов конечно выше, но она уйдет на второй план, если это касается вашей безопасности. Выбор автоматических выключателей осуществляют по таким критериям как;

— число полюсов автомата;
— длительное рабочее напряжение;
— максимальный допустимый рабочий ток выключателя;
— отключающая способность;
— селективность автомата.

Определение числа полюсов автомата

Выбор числа полюсов автомата зависит от типа электросети. При однофазной сети число полюсов может быть 1 или 2, т. е. автомат может быть однополюсным или двухполюсным.

Подключение однополюсного и трехполюсного автоматического выключателя

В быту при однофазной сети на вводе и для отдельных автоматов используют однополюсные конструкции. Двухполюсные автоматы можно использовать на вводе. В этом случае вероятность срабатывания двухполюсного автомата увеличивается вдвое, в трехфазных сетях используют автоматы на три или четыре полюса.

Номинальное напряжение автомата

Пластиковый корпус автомата содержит сведения о его характеристиках и его рабочем напряжении, которое должно быть Uном ≥ Uсети равное или больше сетевого напряжения.

Основные характеристики автоматического выключателя маркированы на его корпусе

Выбор автоматического выключателя по току нагрузки

Для защиты электропроводки от перегрева при высокой нагрузке должны учитываться условия:

1. Ток, потребляемый электрической цепью не должен превышать номинальный ток автомата, при этом номинальный ток автомата также не должен быть больше номинального расчетного тока для этого сечения проводов электропроводки.

Iэл <=Iном <=Iпров,
где, Iэл — номинальный ток нагрузки,
Iном — номинальный ток автомата,
Iпров — расчетный ток электропроводки.

1. Ток срабатывания автомата от перегрузки должен быть в 1,45 раз меньше максимального значения тока электропроводки. Iперег <= 1,45 Iпров. Ниже приводится таблица для групп автоматов B, C, D характеристик срабатывания тепловой и электромагнитной защиты. Таблица 1.

По таблице видно, что автомат отключится при перегрузке в 13% номинального тока через время, равного или больше 1 часа. Если нагрузка достигнет 45% номинального значения тока, то тепловая защита автомата отключит нагрузку меньше чем за один час.

Для электромагнитной защиты автомата типа В с трехкратной перегрузкой, время срабатывания будет 0,1 секунды и больше, а при пятикратной перегрузке защита сработает за время меньше 0,1 секунды.

Отключающая способность

Это характеристика учитывает способность автомата отключать контакты без залипания от токов короткого замыкания. Эти значения токов к. з. указаны на корпусе выключателя.

Лучше выбирать автоматы с гарантированной способностью отключаться при токах к. з. равных 3 – 4,5 килоампер. На стоимость здесь не смотрят — это все-таки ваша безопасность.

Селективность автоматического выключателя

Значение селективности автомата показывает возможность автоматического выключателя отключать только те участки электрической цепи, где произошло короткое замыкание или перегрузка. Чтобы автомат обладал хорошей селективностью, нужно сделать правильный выбор по параметрам и классу автомата.

Пример селективности автоматических выключателей

Для хорошей селективности вводной автомат должен иметь значение номинального тока больше, чем автоматы в группах, но не превышать максимальный ток электропроводки. В группах автоматы подбираются по току нагрузки данной группы. То есть при коротком замыкании на кухне, отключится автомат кухонной розеточной группы, а не освещения.

Тепловая нагрузка нескольких автоматов установленных в ряд

Когда автоматические выключатели расположены в электрощите в ряд, то температура автоматов вырастет и номинальный ток автомата уменьшится на поправочный коэффициент К таблицы 2.

На таблице 3 указана зависимость номинального тока от внешней температуры, которую также нужно учитывать при выборе автоматического выключателя.