Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель

Защита электропроводки: предохранитель или автоматический выключатель?

Предохранители и автоматические выключатели являются аппаратами защиты, автоматически отключающими защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

Предохранители применяют для защиты электроприемников, проводов и кабелей от токов КЗ. Они также могут защищать от значительной перегрузки, если все элементы защищаемой сети будут иметь пропускную способность не менее чем на 25 % выше тока плавкой вставки. Поскольку предохранители выдерживают токи на 30…50 % выше номинальных токов плавких вставок в течение одного часа и более, то при токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60 — 100 %. они плавятся за время, меньшее одного часа.

Конструктивно предохранитель представляет собой патрон, в котором крепится плавкая вставка, являющаяся искусственно ослабленным звеном в электрической сети.

В большинстве предохранителей перегоревшие плавкие вставки заменяются на новые.

Принцип действия плавких предохранителей

Принцип действия одноразовых защитных устройств очень простой. Внутри каждого из них находится калиброванная проволока, соединяющая контакты. Если значение тока не превышает предельно допустимых норм, происходит ее нагрев примерно до 70 градусов. Когда электрический ток превышает установленный номинал, нагрев проволоки существенно увеличивается. При определенной температуре она начинает плавиться, в результате чего происходит разрыв электрической цепи. Перегорание проводка происходит практически мгновенно. Из-за этого предохранители и получили свое название – плавкая вставка.

В разных конструкциях плавкой вставки предохранителя подбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при установленном значении тока. В процессе эксплуатации плавкие предохранители периодически выходят из строя и подлежат замене. Как правило их не ремонтируют, однако многие домашние мастера вполне успешно проводят их реставрацию.

Поскольку перегорает лишь сама проволока, а корпус остается целым, необходимо заменить ее и устройство продолжит выполнять свои функции. Новые технические характеристики зачастую не только не уступают старому прибору, но и во многом превосходят его, поскольку качество ручной сборки всегда выше заводской. Основным условием является правильный выбор материала проводника и расчет его сечения.

По каким токам производят расчет автоматов

Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

1. Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
2. U — напряжение сети, В (U=220 В).

Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.

Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.

шипение

Это не прямой ответ на вопрос, но опять же, большинство других ответов здесь также не являются, они просто излагают некоторые более или менее правильные факты о предохранителях в целом, и защиту, которую они могут или не могут предоставить оборудование. Вот общий совет от Электрических Предохранителей Райта и Ньюбери, 3-е изд., С. 139, прежде чем он перейдет к специфике, специфичности, которые зависят от защищаемого устройства.

Во-первых, минимальный ток плавкого предохранителя должен быть немного ниже тока, который кабели и элемент оборудования могут постоянно нести.

Элемент оборудования, как правило, может выдерживать токи перегрузки в течение ограниченных периодов, и предохранитель должен работать при этих уровнях тока в несколько раз короче, чем соответствующие значения времени соответствующего оборудования. [Это относится к интегралу Джоуля, как выясняется позже.]

Более высокие токи могут протекать в результате неисправностей в элементе оборудования, и в этих обстоятельствах основное требование состоит в том, что следует предотвратить последующее повреждение остальной части цепи.

Как только мы узнаем больше подробностей из OP, помимо требования 5A, которое в основном просто соответствует требованию первого абзаца в цитате, мы сможем сказать больше.

Если вам нужно больше из книги:

МЭК TR 61818, руководство по применению низковольтных предохранителей, дает краткое описание преимуществ предохранителей с ограничением тока, и было бы целесообразно обратить внимание читателей на эти преимущества. Многие из этих преимуществ также применимы к высоковольтным и миниатюрным плавким предохранителям [. ] • Экономичная защита: компактный размер обеспечивает недорогую защиту от перегрузки по току при высоких уровнях короткого замыкания. • Отсутствие повреждений для защиты типа 2 в соответствии с МЭК 60947-4-1 и МЭК 60947-4-2. Ограничивая энергию короткого замыкания и пиковые токи до крайне низких уровней, предохранители особенно подходят для защиты типа 2 без повреждения компонентов в цепях двигателя.

Таким образом, кажется, предохранители предлагают защиту от перегрузки по крайней мере в том смысле, что эксперты по предохранителям используют этот термин .

шипение

Было бы разумно предположить, что предохранитель, рассчитанный на 6 ампер, можно использовать в цепи, которая может постоянно потреблять 5 ампер. Однако оказывается, что это не очень хорошая практика при проектировании. Номинальный ток предохранителя не является сверхточной характеристикой, и, кроме того, (как обсуждалось выше) фактический ток отключения зависит от температуры окружающей среды. Следовательно, чтобы избежать «ложного срабатывания», у вас должен быть достаточно большой разрыв между ожидаемым вами, постоянно потребляемым током и номинальным током вашего предохранителя. Этот документ от Littelfuse предполагает «переоценку» на 25% (для работы при комнатной температуре); таким образом, предохранитель с номинальным током 10 ампер может использоваться, только если постоянный ток схемы будет оставаться ниже 7,5 ампер.

Скажем, ваша схема включает в себя чувствительный компонент, который точно будет поврежден, если через него пойдет ток более 1 ампера. В нормальных условиях схема никогда не должна потреблять более 500 мА, поэтому вы включаете предохранитель с номиналом 900 мА. Это достаточно высоко, чтобы предотвратить ложное срабатывание, и достаточно низко, чтобы гарантировать, что через чувствительный компонент никогда не пойдет ток 1 ампер. Правильно?

Нет. Рассмотрим следующую спецификацию для предохранителей Panasonic, упомянутых в статье ранее:

Мы уже обсуждали тот факт, что тепло требует времени для накопления, и в этом случае требует много времени: вам придется ждать не менее четырех часов, чтобы предохранитель отключился, когда ток равен номинальному значению, и даже при удвоенном номинальном токе задержка составляет до 5 секунд. Суть в том, что чувствительный компонент может поджариться задолго до того, как предохранитель отключится. Вам придется переосмыслить выбор вашего предохранителя или (и это, вероятно, более практичное решение в такой ситуации, как описанная выше) реализовать другой метод работы по защите от больших токов.

Выбор автоматического предохранителя

В зависимости от назначения автоматы подразделяются на типы, приведенные в таблице.

Типы бытовых автоматических выключателей

Тип автоматического выключателя

Ток срабатывания Из таблицы видно, что самым важным критерием выбора автомата является номинальный ток. Он должен быть на 10-15% меньше допустимой токовой нагрузки проводки, поскольку главной функцией устройства является ее защита. Затем выбирают автомат, ближайший из стандартного ряда. Следующий критерий выбора – ток срабатывания. Его можно выбрать, исходя из назначения аппарата, как указано в вышеприведенной таблице. В системе электроснабжения квартиры или дома может быть установлено несколько автоматов. Номиналы каждого выбираются, исходя из нагрузки каждой линии. При этом должна соблюдаться селективность, чтобы аппараты на верхнем уровне не срабатывали раньше устройств, установленных на низших уровнях. Схема ввода предусматривает установку впереди счетчика главного двухполюсного автомата, а затем подключение однополюсников на каждую линию. На схеме перед ними установлен дифференциальный автомат, одновременно являющийся автоматом и УЗО. Схема последовательного подключения автоматических выключателей Для данной схемы вместо дифференциального выключателя можно установить УЗО, поскольку главный автомат уже есть. Однополюсный автомат должен подключаться на фазу, а не на нейтраль. Иначе напряжение останется на нагрузке при обесточивании линии. При трехфазном главном вводе устанавливается четырехполюсный автомат, а нагрузка на фазы равномерно распределяется по линиям. Если нагрузка трехфазная (электрический котел, электродвигатель станка), то к ней подключается четырехполюсный автомат с меньшим номиналом, чем у главного на входе. На рисунке изображена схема трехфазного ввода в дом. Схема трехфазного ввода в частный дом Основные однофазные потребители располагаются после счетчика и разделяются на три группы, для каждой из которых требуется свой предохранитель: тип D – силовая (электроплита, стиральная и посудомоечная машины); тип В – освещение; тип С – хозяйственные помещения (гараж, подвал). На схеме также изображена трехфазная линия, которая обычно применяется для хозяйственных нужд. Для нее выбирается автомат типа С. Если в линии установлены станки с трехфазными двигателями, лучше применить аппарат типа D. Где применяется? Автомобили В автомобилях предохранители на аккумуляторе можно встретить штатные или устанавливаемые владельцами самостоятельно. В последнем случае это делается при установке дополнительного оборудования. Штатные предохранители на аккумулятор часто встречаются автомобилях иностранного производства. К примеру, такую защиту ставят на многих моделях Toyota и Mitsubishi. В большинстве случаев они рассчитаны на ток до 80─150 ампер. При превышении вставка расплавляется. Исполнение таких моделей может быть прямо под плюсовой токовывод аккумулятора или в разрыв кабеля рядом с ним. Делается это вовсе не для защиты автомобильного аккумулятора, как думают некоторые. Предохранитель защищает отдельный участок (или участки, если таких предохранителей в разводке несколько) электрической сети. Если потребляемый ток сильно возрастает, то потребители отключаются. Обычно на иномарках подобные предохранители ставят в цепь генератора. В случае превышения значения по току цепь отключается, и питание потребителей целиком обеспечивает аккумулятор. Если предохранителей несколько, то каждый из них отвечает за свою подсеть. Если в бортовой сети нет предохранителя, то его можно поставить при необходимости. Такая необходимость возникает при установке мощного дополнительного оборудования. Чаще всего предохранитель на аккумулятор ставят при монтаже мощных автомобильных акустических систем. И здесь это также делается совсем не для того, чтобы защитить аккумулятор. И даже не для защиты звукового оборудования (оно имеет встроенные предохранители). А делается это для защиты электропроводки. О чём нужно помнить при выборе и установке защиты на линию от звукового оборудования? Номинал. О выборе номинала сказано ниже. Нужно только помнить, что по номинальному току он не должен быть меньше тех, что установлены в усилителе, к примеру. Иначе само оборудование при определённой нагрузке будет функционировать, а предохранитель сгорит. Расположение. Предохранитель должен быть установлен в разрыв на плюсовом проводе не далее, чем на 30 см от токовывода аккумулятора. Чем меньше это расстояние, тем лучше. Ведь если замыкание произойдет до предохранителя, ток будет идти до тех пор, пока есть подключение к аккумулятору. AGU. Имеют преимущество в цене. Они сами по себе стоят дешевле, и элементы для их крепежа также является более доступными. Модели AGU выполнены в виде цилиндра из стекла. По краям сделаны наконечники из металла, посередине находится плавкая вставка. Основным минусом AGU специалисты считают соединение вставки и наконечников при помощи контактной сварки. Подобное соединение в подкапотном в пространстве автомобиля будет находиться под действием вибрации. При эксплуатации это может привести к отказам в работе. Ненадежными также являются пружинные контакты, используемые для обжима. ANL. Эти модели имеют другую конструкцию. Они состоят из цельной металлической пластины, одновременно исполняющей роль плавкой вставки. В держателе крепление выполняется с помощью болтов. Поэтому проблема вибрации или окисления контактов для него не страшны. Калибр AWG (GAUDE) Площадь сечения кабеля, кв. мм Диаметр кабеля, мм Максимальный номинал предохранителя, А 0000 107.459 11.7 300 000 84.906 10.4 250 00 67.895 9.3 225 54.079 8.3 200 1 42.385 7.35 175 2 33.617 6.54 150 3 26.654 5.83 125 4 21.137 5.19 100 5 16.763 4.62 80 6 13.293 4.12 70 7 10.544 3.67 60 8 8.363 3.26 50 9 6.629 2.91 40 10 5.258 2.59 35 11 4.171 2.31 30 12 3.309 2.05 27.5 13 2.623 1.83 25 14 2.081 1.63 20 15 1.65 1.45 15 16 1.308 1.29 12.5 17 1.038 1.15 10 18 0.823 1.02 7.5 19 0.653 0.91 6.25 20 0.518 0.81 5 21 0.41 0.72 22 0.326 0.64 23 0.258 0.57 24 0.205 0.51 25 0.163 0.46 26 0.129 0.41 27 0.102 0.36 28 0.081 0.32 29 0.064 0.29 30 0.051 0.26 31 0.04 0.23 32 0.032 0.2 33 0.025 0.18 34 0.02 0.16 35 0.016 0.14 36 0.013 0.13 37 0.01 0.11 38 0.008 0.1 39 0.006 0.09 40 0.005 0.08 Вернуться к содержанию Водный транспорт На катерах и моторных лодках предохранители на аккумуляторе используются в тех же целях, что и на автомобилях. А именно, для защиты оборудования и проводки. Модели предохранители для водного транспорта имеют конструкцию, аналогичную автомобильной. Часть из них устанавливается в разрыв кабеля, другие изготовлены для установки непосредственно на плюсовой токовывода аккумулятора. Последние используются чаще. Эти модели обычно имеют номинал в интервале 30─300 ампер. У качественных моделей имеются луженые медные контакты держателей для установки предохранителей. Кабели подключаются к шпилькам (чаще всего с резьбой М8). Поскольку на моторных лодках и катерах проблема вибрации также актуальна, как и на автомобилях, предусматриваются специальные меры для защиты соединения. Вместо обычных гаек и шайб применяются фланцевые гайки, имеющие рельефную поверхность. Это предотвращает ослабление крепежа в результате вибрационного воздействия. Гайка с фланцем, благодаря крупному основанию обеспечивает равномерное распределение усилия. В результате получается надежная фиксация кабелей. Обычно для компактного подключения потребителей, расположенных на катере, используются блоки, имеющие два вида предохранителей. Цепи, имеющие небольшую нагрузку, защищают при помощи предохранителей до 30 А (ATC, ATO). Если речь идет о силовых цепях с высокой нагрузкой, то применяются модели до 170 А (AMI, MIDI). Что касается электрических цепей на катерах и моторных лодках, то они создаются в зависимости от типов используемых устройств. На водном транспорте есть подключаемое оборудование и системы постоянной готовности. Для них организуются разные цепи, защита которых объединяются в одном блоке. Системы альтернативной энергетики Предохранители в цепях ветрогенераторов и гелиосистем защищают от короткого замыкания и перегрузок, которые могут привести к возгоранию. Основной причиной установки предохранителей в геосистемах является защита дорогостоящего оборудования. Речь идет о подключенных к цепи сетевых инверторах или контроллерах. При наличии подобных устройств в системе установка этих защитных элементов является обязательным требованием. В магазинах можно также найти плавкие предохранители для гелиосистем с клеммами МС4 и номиналом на 20 ампер. Подобные устройства имеют пыле и влагозащищенность в соответствии с требованиями стандарта IP67. В качестве материала контактов может применяться медь и позолоченное серебро. Производители оставляют возможность замены плавкой вставки. Вернуться к содержанию голоса Рейтинг статьи Оценка статьи: Загрузка... Если ток кабеля меньше чем ток предохранителя Ссылка на основную публикацию Похожие публикации/div> Выключатель с зеленым светодиодом wpDiscuz Insert Adblock detector