Защищаем кабель правильно! Что говорит ГОСТ?
От правильного выбора устройства защиты и сечения проводников зависит не только надежная работа подключенных потребителей электроэнергии. Ошибки, допущенные на этом этапе, могут привести к очень серьезным проблемам — вплоть до пожара.
Весьма непростым и спорным вопросом является выбор автоматического выключателя для защиты кабеля от перегрева. Как автомат защитит от перегрева кабель? Очень просто — он не даст пользователю увеличить ток нагрузки выше дозволенного. Цель статьи — перейти от витиеватых формулировок к конкретным цифрам и методике выбора кабелей и автоматических выключателей.
Зачем это нужно? — спросят некоторые читатели. Ведь в интернете множество таблиц! Дело в том, что, несмотря на обилие (переизбыток) информации, до сих пор продолжаются споры. Классический пример: многие электрики «старой закалки» утверждают, что автомата с номиналом 25 А вполне хватит для защиты электрической проводки, выполненной кабелем с сечением жилы 2,5 мм 2 . Другие утверждают, что так делать нельзя, и максимум в данном случае — 16 А. Где же истина? Как раз на этом примере и разберем эту тему.
В таком множестве информации разобраться непросто, особенно учитывая, что обычно не учитываются многие факторы:
- тип прокладки;
- тип кабеля;
- максимально допустимая температура кабеля;
- время-токовые характеристики автомата;
- особенности нагрузки.
Чтобы разобраться с такой сложной темой, нужно обязательно пользоваться нормативно-технической документацией (НТД). Иначе мы останемся на уровне «в интернете написано» и «один блогер сказал».
В статье мы воспользуемся такими документами:
-
. Электроустановки низковольтные. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока. . Электроустановки низковольтные. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки.
. Электроустановки зданий. Часть 4. Требования по обеспечению безопасности. Защита от сверхтока. . Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия. . Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. . Аппаратура малогабаритная электрическая. Автоматические выключатели для защиты от сверхтоков бытового и аналогичного назначения. . Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа.
Ну и, конечно, ПУЭ-7 — куда же мы без «Библии электрика»?
Я не буду дословно цитировать пункты и разделы НТД. Буду только указывать пункт и пересказывать своими словами. Кому нужно — все документы в открытом доступе!
Чтобы статья не разрослась до неимоверных размеров, предлагаю ограничиться такими исходными данными:
- мы говорим о:
— стационарной электропроводке с «моножильными» кабелями в жилых зданиях;
— способе прокладки «многожильный кабель в воздухе»;
— кабеле с типом исполнения «нг-LS», который должен применяться в жилых зданиях согласно классу пожарной опасности (ГОСТ 31565-2012, табл. 2);
— розеточных групповых сетях;
— фазном напряжении 220 В и о фазных проводниках;
— «бытовых» модульных автоматических выключателях (ГОСТ IEC 60898-1-2020); - соединения между жилами сделаны на совесть. Говоря технически, переходным сопротивлением можно пренебречь;
- мы не говорим о:
— таком важном аспекте выбора сечения, как о потерях напряжения; - мы не рассматриваем специфику работы автоматических выключателей при КЗ. О коротком замыкании, времятоковых характеристиках и селективности я говорил, например, в статье про применение автоматических выключателей с характеристикой «В».
Предупреждаю — будет сложно. Но любое «сложно» состоит из нескольких простых вещей, собранных в систему. Поехали!
Важное предисловие про минимальное сечение кабеля
Некоторые электрики считают, что сечение токопроводящей жилы (ТПЖ) зависит только от мощности нагрузки:
- «Я в эту розетку буду только раз в году елочную гирлянду включать, поэтому ШВВП 2×0,75 здесь вполне хватит!».
- «А у меня в коридоре розетка для роутера, проложил на нее самый тонкий провод, который нашел, 10 лет работает без проблем!».
Про номинал автомата при этом даже не думают.
Такой подход не только неверен, но и преступен! И дело даже не в установке правильного автомата, а в том, что минимальное сечение ТПЖ никак не зависит от мощности нагрузки. Даже если вы клянетесь, что ничего мощнее телефонной зарядки в этой розетке никогда не будет, минимальное сечение медной ТПЖ определено в СП 256.1325800.2016 (Табл. 15.3). Оно не зависит ни от автомата, ни от тока нагрузки и равно 2,5 мм 2 .
Для осветительных сетей минимальное сечение жилы кабеля равно 1,5 мм 2 .
В СП 256.1325800.2016 (п. 12.6) сказано, что сечение выбирается исходя из расчетного тока нагрузки и зависит от способа прокладки. В ре-альной квартирной электропроводке выбор сечений по розеточным линиям невелик — в 99 % реальное сечение равно минимальному, то есть 2,5 мм 2 . Ведь пропускная способность стандартной розетки всего 16 А, и нет смысла использовать сечение 4 мм 2 и больше. Только если речь не идет о мощных розетках на стационарные приборы типа калориферов или электроплит. Но там нередко розетки не используют, а подключают кабель непосредственно на клеммы.
Кабель всегда должен быть «самым сильным звеном» в любой электроустановке.
Что защищает автомат?
Разберемся для начала, что конкретно защищает автомат — кабель, розетки или электроприборы? Обратимся к ГОСТ Р 50571.4.43. В пункте 430.1 указано, что защита рабочих проводников в случаях перегрузки и КЗ производится устройствами защиты от сверхтоков. При этом устройства защиты проводников не обязательно защищают оборудование, соединенное с проводниками. Защита производится посредством автоматического отключения. То же самое сказано в ГОСТ 30331.5-95 (п. 431).
Вывод: автоматический выключатель в первую очередь защищает кабель. То, что подключено после кабеля — розетка, удлинитель, елочная гирлянда, — защищать тоже нужно, но во вторую очередь. Степень защиты зависит тут только от желания проектировщика.
С другой стороны, пункт 3.1.4 ПУЭ-7 говорит о том, что номинал автоматического выключателя нужно по возможности выбирать наименьшим по расчетным или номинальным токам нагрузки.
Иными словами, номинальный ток АВ должен быть выше номинального тока нагрузки. То есть если вы уверены, что 200 Вт на данной линии — максимум, никто не запретит поставить на нее автомат 1 А. Такой автомат прекрасно защитит розетку, а также гирлянду и настольную лампу, но наш кабель (не забываем, минимальное сечение жилы розеточного кабеля — 2,5 мм 2 ) не будет реализовывать свой потенциал в полной мере. Хотя и будет защищен от сверхтоков на 1000 %.
Стоит ли покупать мощный джип, чтобы колесить на нем только по идеальным городским улицам со скоростью 5 км/ч?
В СП 256.1325800.2016 (п. 12.6) сказано о двух сторонах этой медали примерно так: «Сечение ТПЖ кабеля выбирается исходя из тока нагрузки, также нужно учитывать способ прокладки и потери напряжения. Номинал автоматического выключателя должен выбираться, исходя из допустимого тока кабеля. Который, в свою очередь, зависит от сечения».
Углубимся в тему.
Можно ли устанавливать автомат на 25 А для защиты кабеля 2,5 мм 2 ?
Давайте сузим круг наших изысканий и разберем практический вопрос: как правильно защитить кабель с сечением ТПЖ 2,5 мм 2 ? Какой номинал автомата с этим справится и при каких условиях?
Таблица 19. Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из поливинилхлоридных пластикатов и полимерных композиций, не содержащих галогенов
Допустим, мы определили, что расчетный ток в линии — менее 25 А. Для защиты выбираем автомат с номиналом 25 А (ПУЭ-7, 3.1.4). А что с кабелем, какое сечение тут подойдет?
Предположим, что мы имеем линию, выполненную кабелем ВВГнг-LS с ПВХ-изоляцией сечением 3×2,5 мм 2 . В ГОСТ 31996-2012 в таблице 19 для этого сечения определяем длительно допустимый ток (допустимую токовую нагрузку). Он составит 27 А для наиболее тяжелых условий прокладки — в воздухе.
Далее обратимся к таблице 18, где указаны максимальные температуры нагрева жил кабеля.
Таблица 18. Допустимые температуры нагрева токопроводящих жил кабеля
Режим перегрузки для кабелей, размещенных на воздухе, — это такой режим, при котором допустимая токовая нагрузка умножается на коэффициент 1,16 (ГОСТ 31996-2012, п.10.9).
То есть кабель допускается перегружать всего на 16 %. Если превысить это значение, изоляция кабеля будет быстро стареть (накапливать необратимые негативные изменения) по таким причинам:
- Тепловые
При этом будут ухудшаться диэлектрические свойства вследствие ускорения химических реакций. - Механические
Неизбежно будут появляться трещины, вызванные усталостью материала. - Химические
Будут обусловлены реакциями окисления.
Определяем, что в нашем случае длительно допустимая температура жил кабеля (при токе 27 А) составит 70 °С, а в режиме перегрузки (при токе 27×1,16=31,3 А) эта температура будет 90 °С.
Запомним эту информацию и перейдем к вопросу согласования тока нагрузки, допустимого тока кабеля и номинального тока автомата.
Необходимость согласованности автоматического выключателя и проводника
Как согласовать токовую нагрузку ТПЖ кабеля и номинал автоматического выключателя? Поставим вопрос более прямо: если длительный допустимый ток кабеля равен 27 А, сможет ли его защитить от перегрева автомат с номиналом 25 А? Для этого копнем документацию глубже. В ГОСТ 30331.5-95 в пункте 433.2 имеется требование по координации (согласованности) проводников и устройств защиты от перегрузки. В частности, там сказано, что рабочие характеристики устройства защиты должны соответствовать следующим условиям.
- Во-первых, расчетный (рабочий) ток цепи (Iв) должен быть меньше или равен номинальному току защитного устройства (In), который, в свою очередь, должен быть меньше или равняться длительно допустимому току кабеля (Iz): Iв≤In≤ Iz.
- Во-вторых, ток, при котором гарантированно сработает автомат за определенное время (I2), должен быть меньше или равняться длительно допустимому току кабеля (Iz), умноженному на коэффициент 1,45: I2≤1,45 Iz.
- Но из ГОСТ IEC 60898-1-2020 (табл. 7) мы знаем, что ток I2 называется условным током расцепления, при котором автомат обязан сработать менее чем за час. То есть I2=1,45 In.
- Соответственно, подставив это значения в формулу выше, получаем: In≤Iz.
То есть удивительным образом коэффициент перегрузки кабеля и коэффициент номинально-го тока автомата оказались равны 1,45 и взаимно сократились. Совпадение? Не знаю. Но из этого следует, что кабель, у которого длительный допустимый ток не больше номинала автомата, при перегрузке на 45 % будет обесточен за время менее 1 часа. Выходит, что при токе 1,45×25 = 36,2 А наш кабель 2,5 мм 2 с «номиналом» 27 А будет обесточен менее чем за час, если защитить его автоматом 25 А. Хорошо это или плохо?
Не все так просто. Помните, мы выяснили, что кабель начинает необратимо стареть в режиме перегрузки, когда ток превышает номинал Iz на 16 %, а температура при этом повышается до 90 °С? Значит, ток почти целый час может быть больше положенного на 45 % вместо допустимых 16 %! Из этого следует логичный вывод — кабель за это время нагреется более чем на 90 °С, а это приведет к его преждевременному старению и деградации.
Это как нас с вами заставить вкалывать по 12 часов без выходных. Долго мы протянем?
Наш вывод подтверждается и в примечании к рассмотренному выше пункту 433.2 из ГОСТ 30331.5-95: «Защита в соответствии с этим пунктом не обеспечивает полной защиты в некоторых случаях, например, от длительного сверх-тока, меньшего по значению, чем I2. При этом предполагается, что электрическая сеть спроектирована так, что небольшие перегрузки с большой продолжительностью будут иметь место нечасто».
Последнее предложение считаю неуместным в серьезной литературе (такой как ГОСТ) из-за его размытости. «Небольшие» перегрузки — это на 1 или на 16, или на 45 %? «Большая» продолжительность — это больше часа или больше суток? «Нечасто» — это раз в сутки или раз в год?
Однако можно сделать такой вывод применительно к бытовой сети, где количество и мощность подключенных приборов неизвестны: в результате определенной комбинации нагрузок, подключен-ных к данной линии, может возникнуть сверхток, от которого произойдет недопустимая перегрузка и перегрев кабеля.
Продолжаем искать подтверждения нашему выводу. В ГОСТ 50571.4.43-2012 в пункте 433.1 можно найти формулы, которые были рассмотрены выше. Но в Примечании 1 там сказана приме-чательная фраза: «Если защита в соответствии с этим пунктом, возможно, не обеспечивает защиту в определенных случаях, например, от длительного сверхтока меньшего, чем I2, в этих случаях должен рассматриваться вопрос о выборе кабеля с большей площадью поперечного сечения».
Заметьте: уменьшить номинал автомата (In) мы не можем, так как он ограничен снизу расчетным током нагрузки (Iв). Выход предлагается единственный: увеличение площади сечения ТПЖ кабеля.
Можно ограничить мощность подключаемых к штепсельным розеткам потребителей (помните, я приводил в начале статьи пример с елочной гирляндой?). Но для этого нужно круглосуточно стоять и охранять эту розетку. И все равно вы не сможете дать 100 % гарантию, что рано или поздно ток в этой линии выйдет за пределы дозволенного.
100 % гарантию могут дать только сотрудники отделов продаж.
Вариант, дающий 100 % гарантию недопущения перегрузки кабеля, — понизить ток автомата. Точнее, выбрать автоматический выключатель с другим номинальным током. В нашем случае — вместо 25 А выбрать 20 или 16 А.
График
Много слов утомляют некоторых читателей, поэтому приведу график, построенный на основе вышеизложенного. Идея графика не моя — он приведен в ГОСТ Р 50571.4.43-2012 (Приложение В).
На графике указана точка 31,3 А — после этого тока изоляцию кабеля ждет неминуемое старение. И чем ток выше, тем быстрее оно будет происходить. Другая точка — 36,2 А показывает, где автомат сработает менее чем за 1 час. В этом интервале значений тока (отмечено красным отрезком длиной около 5 ампер) защита кабеля обеспечена не будет. Что и требовалось доказать.
Таблица допустимых номиналов автоматов
Я составил табличку, которая поможет лучше ориентироваться в вопросе защиты кабеля. Таблица составлена для трех самых ходовых сечений.
Таблица допустимых номиналов автоматов для трех самых ходовых сечений
Объясняю, как пользоваться таблицей на примере кабеля с сечением жилы 2,5. Как и на графике, красным выделен интервал (почти 5 А), в котором защиты кабеля не будет. Если же выбрать АВ номиналом 20 или 16 А, интервал будет «отрицательной длины» (отмечено зеленым). Это означает, что защита кабеля состоится всенепременно.
Для сечения 1,5 подойдут автоматы вплоть до 16 А. Для 4 мм 2 максимальный автомат — 25 А.
Что еще нужно учитывать при выборе кабеля и автомата?
На выбор сечения кабеля и номинала автомата, кроме вышеизложенного, влияет много факторов. Перечислю их в едином списке, поскольку они тесно взаимосвязаны.
Потери напряжения на кабеле
Особенно важно это учитывать на протяженных линиях. Например, если нужно подключить розетку на расстоянии 100 м, то придется использовать кабель с сечением ТПЖ не менее 4 мм2. Но тогда нужно выбирать номинал АВ, ориентируясь на ток нагрузки (обычно 16 А) и низкий ток КЗ в конце линии.
Ток КЗ
Если он имеет низкое значение, то выключение при сверхтоке может длиться очень долго либо вовсе не произойти. Чтобы все работало как надо, нужно либо увеличивать сечение кабеля, либо уменьшать номинал и «букву» АВ. Подробно эту тему я рассмотрел в статье «Ток КЗ: размер имеет значение!».
Ток нагрузки
Прежде всего, нагрузкой для кабеля является розетка. И, как я уже говорил, можно ориентироваться на самое слабое звено в цепи — розетку или то, что будет к ней подключаться. Поэтому установка на линии автомата согласно номиналу розетки считается хорошим тоном в электрике.
Подключение освещения
То же, что и в предыдущем пункте, — если люстра или группа светильников потребляет ток менее 1 А, то какой смысл ставить на эту линию освещения с кабелем 1,5 мм 2 автомат номиналом 16 А? Вполне достаточно 6 или 4 А.
Пусковые токи
Светодиодные светильники имеют высокий пусковой ток, это надо знать, выбирая номинал АВ. В особо тяжелых случаях нужно подумать о характеристике отключения АВ либо разделить нагрузку на несколько линий.
Способ прокладки
Если хочется окунуться в море способов прокладки и связанных с ними токовых коэффициентов, пожалуйста: ГОСТ Р 50571.5.52-2011, Приложение В, С. Также смотрите ПУЭ-7, гл. 1.3.
Температура окружающей среды
Нагрев АВ и кабелей от внешних источников тепла учитывается при помощи поправочных коэффициентов, которые можно найти у производителей и в ГОСТах. При нагреве номинальный ток АВ и допустимый ток кабеля понижаются. При охлаждении — наоборот. Например, при −5 °С кабель сечением 2,5 мм 2 может пропускать ток до 50 А (соответственно выбирается и автомат).
Групповая установка автоматов
Механизм тот же, что и в предыдущем пункте, — если установить рядом много автоматов, они будут взаимно нагревать друг друга и их номинальные токи понизятся. То есть график ВТХ сдвинется влево.
Запас
Надежность и безопасность — превыше всего. Никогда нельзя надеяться, что кабель и автоматы, а также условия окружающей среды и прокладки реально будут такими, как в теории. Если что-то плохое может произойти, оно обязательно произойдет. И в наших силах снизить вероятность негативных событий всеми разумными методами.
Заключение
Можно взять готовые решения по выбору сечений кабеля и номиналов автоматов и действовать по проверенному плану. Но нужно всегда знать, на чем основаны эти решения. И знать, где искать ответ на нестандартные задачи.
Надеюсь, я заставил вас задуматься о принципах защиты кабелей. Теперь вы знаете, что на вопрос: «Можно ли защитить кабель с сечением жилы 2,5 мм 2 автоматом на 25 А?» «невозможно однозначно ответить «да» или «нет».
защита длинной линии несколькими автоматами
Уважаемые знатоки, добрый день!
помогите разобраться в ситуации:
есть длинная линия 5х2,5.(l1, l2, l3, N, PE) к ней подключено несколько потребителей.
защищена линия в самом ее начале автоматом. из-за ее непрерывной длины не проходит по току КЗ, он слишком низкий, чтобы вызвать сработку ЭМ расцепителя автомата в случае КЗ на конце.
возможно ли выйти с ситуации, поставив в промежуток несколько автоматов по всей длине? насколько я понимаю, если в линии будет стоять несколько автоматов, при КЗ сработает автомат(автоматы) при прохождении через них тока, достаточного для отработки расцепителя? т.е. задача по защите кабельной линии и прохождению приемосдаточных испытанй будет выполнена?
Как правильно подобрать автомат зашиты
Когда осуществляется строительство нового жилого дома или делается ремонт в доме или в квартире, все сталкиваются с такой проблемой, как выбор автоматических выключателей (автоматов). От их выбора зависит электро- и пожаробезопасность всего жилища, поэтому игнорировать правила выбора не рекомендуется.
Основные функции автоматических выключателей
Автомат защиты от короткого замыкания
Основными функциями автоматов считается защита электропроводки от коротких замыканий и от перегрева, а также своевременное отключение электроприборов при аварийных ситуациях. Когда провода перегреваются, имеется большой риск того, что провода загорятся и, как следствие, возникновение пожара, что чревато большими негативными последствиями. Правильный выбор подобного типа электрооборудования снижает такую вероятность в разы.
Короткое замыкание в электрической сети – это следствие различных факторов, таких, как плохая изоляция в коробках распределения, в электрических щитках, а также неисправность бытовых электроприборов. Зачастую некачественное электрооборудование является следствием коротких замыканий. Не исключаются и бракованные электропровода, которые зачастую продаются без наличия сертификационных документов, подтверждающих их качество.
Чтобы автоматический выключатель действительно защитил электрическую сеть, необходимо правильно подобрать этот прибор по своим характеристикам. Основных параметров 3, но каждый параметр соответствует своей функции.
Разновидность автоматических выключателей
Для защиты однофазной электрической сети напряжением 220 V применяются, как однополюсные, так и двухполюсные автоматы. Как правило, однополюсные приборы служат для отключения одного фазного проводника, а двухполюсные – для отключения, как фазного, так и нулевого проводника. Однополюсные автоматы применяются для защиты цепей 220 V, связанных с внутренним освещением, а также с розетками при условии нормальных параметров эксплуатации.
Для защиты электрических цепей, напряжением 380 V применяются трехполюсные и четырехполюсные автоматические выключатели. Их устанавливают исключительно для защиты действующего электрооборудования, работающего от напряжения 380 V. Это могут быть духовки, варочные панели или электроплиты.
В помещениях, имеющих повышенную влажность, как правило, устанавливают 2-х полюсные выключатели. Их также желательно установить на мощные бытовые приборы, такие, как бойлеры, стиральные машины, электродуховки, посудомоечные машины и т.д.
В случае появления аварийной ситуации, на нулевой провод, а он, как правило соединен с корпусом электроприбора посредством различных радиоэлементов, может попасть фазное напряжение. Если на линию не установить 2-х полюсный автомат, то он отключит фазный провод, а на нулевом проводе останется фазное напряжение. Хотя такое возможно только в случае, когда аварийная ситуация создается до автомата, заставляя работать бытовой прибор в аварийном режиме. Поэтому выбор автоматических выключателей сводится еще и к тому, что на некоторые виды нагрузок устанавливаются однополюсные автоматы, а на некоторые – двухполюсные. При этом, необходимо учитывать схему электрической сети.
Пример разводки трехфазной сети
Если сеть трехфазная, что крайне редко встречается у бытовых потребителей, то применяются 3-х полюсные автоматы. Такой аппарат в обязательном порядке ставится на входе, а также на линиях питания 3-х фазных потребителей. Для защиты однофазных потребителей 3-х фазной сети применяются 2-х полюсные автоматы, для одновременного отключения, как фазного, так и нулевого провода.
Параметры автоматических выключателей не зависят от количества подключаемых проводов. Другими словами, к одному автомату можно подключить несколько проводов (линий). Главное, чтобы их суммарная нагрузка не превышала рабочий ток автомата.
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.
Отключающая способность автоматов
Отключающая способность автоматических защитных выключателей
Автоматический выключатель должен мгновенно отключать электрическую сеть, в случае возникновения короткого замыкания (КЗ). Этот показатель относится к такой характеристике, как отключающая способность. Токи короткого замыкания могут достигать мгновенно тысяч ампер. Отключающий прибор должен не просто выдержать такие токи, но и быстро отключить линию. Подобная характеристика не относится к категории сложной.
Показатель отключающей способности указывает, какую силу тока КЗ он способен отключить и при этом сохранить свою работоспособность. Токи короткого замыкания зависят от различных факторов, но в любом случае, токи КЗ определяются экспериментальным путем. Что касается электропроводки дома или квартиры, то токи короткого замыкания не отличаются особой мощностью, поскольку электрическая сеть имеет значительное удаление от трансформаторной подстанции.
Хотя бывают дома, которые расположены рядом с трансформаторными подстанциями. В таких домах токи короткого замыкания значительно выше. В таких случаях следует выбирать автоматические выключатели с током отключения КЗ порядка 10000 А, в остальных случаях достаточно установки автоматов с током отключения КЗ не больше 6500 А. В сельской местности достаточно автоматов с током отключения КЗ около 4500 А, поскольку здесь обычно старые ЛЭП и больших токов КЗ не бывает. Чем больше у автомата отключающая способность, тем он дороже. Поэтому, выбирая электрическое оборудование, следует учитывать подобные факторы. Зачем платить больше?
Зачастую владельцы не обращают внимание на данные показатели и устанавливают в жилых помещениях автоматические выключатели с низкой отключающей способностью. Конечно, такой автомат способен защитить от токов КЗ, но нет гарантии, что он останется после этого в рабочем состоянии. Существует также вероятность того, что такой автомат просто не успеет сработать, так как контакты могут расплавиться раньше, чем он сработает. Тогда последствия могут оказаться весьма плачевными.
Характеристики электромагнитного расцепителя
Автоматический выключатель должен срабатывать, если в сети повышается ток до определенного уровня. Естественно, что в электрической сети возможны колебания токов нагрузки в определенных пределах. Зачастую эти колебания связаны с пусковыми токами. Например, при включении бытовых приборов, работа которых связана с пуском двигателей, в сети кратковременно возникает бросок тока. Автоматический выключатель не должен реагировать на подобные броски и не отключать нагрузку. Поэтому у них имеется нижний предел, до которого автомат не срабатывает.
При токах короткого замыкания, если автомат своевременно не отключится, то возможны негативные последствия. Чтобы выключение осуществлялось за минимально короткое время, в автомате предусмотрен электромагнитный расцепитель, который реагирует на токи, которые значительно больше токов перегрузки. Этот показатель еще называется током отсечки. Токи отсечки указываются буквами, которые находятся перед цифрами, которые соответствуют рабочему току автоматического выключателя.
Различают 3 типа автоматов, в зависимости от тока отсечки:
- В – автомат срабатывает при увеличении тока в 3-5 раз превышающего рабочий ток устройства.
- С – если ток в сети превышает рабочий ток автомата в 5-10 раз.
- Д – если ток нагрузки выше рабочего тока автоматического выключателя в 10-20 раз.
Выбор защитного автомата по данным критериям основан на том, в каком техническом состоянии находится электропроводка в доме, на даче или в квартире.
- Автоматы с буквой «В» следует устанавливать там, где электрическая проводка достаточно сомнительная: в старых домах, на дачах, в селах, в поселках. Подобные автоматические выключатели трудно найти в магазинах и зачастую их приходится заказывать.
- Автоматы с буквой «С» пользуются большой популярностью и устанавливаются практически везде, после капитальных ремонтов, а также в новостройках.
- Автоматы с буквой «Д» больше распространены в производственных помещениях, где установлено электрооборудование с большими пусковыми токами.
Другими словами, наиболее распространенными считаются автоматы с буквой «С». Эти устройства наиболее подходят для защиты электрических сетей бытовых потребителей.
Лучшие производители
Качество автоматических выключателей, как и любого другого электрооборудования, зависит от производителя. Следует отдавать предпочтение проверенным фирмам. Конечно, такие автоматы стоят недешево, но на своем благополучии экономить не следует.
Выбор автомата автомата по мощности нагрузки и сечению провода
Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.
Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U — I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.
Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.
Коэффициент мощности
это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ
Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника
| Тип электроприемника | cos φ |
| Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: |
|
| до 1 | 0,65 |
| от 1 до 4 | 0,75 |
| свыше 4 | 0,85 |
| Лифты и другое подъемное оборудование |
0,65 |
| Вычислительные машины (без технологического кондиционирования воздуха) |
0,65 |
| Коэффициенты мощности для расчета сетей освещения следует принимать с лампами: |
|
| люминесцентными | 0,92 |
| накаливания | 1,0 |
| ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА | 0,85 |
| то же, с некомпенсированными ПРА | 0,3-0,5 |
| газосветных рекламных установок | 0,35-0,4 |
Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.
Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.
Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.
ВАЖНО!
Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.
Напряжение 220В.
– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.
Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).
Автоматический выключатель «автомат»
это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.
Короткое замыкание (КЗ)
э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.
Ток перегрузки
– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.
Длительно допустимый ток кабеля или провода
– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.
Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.
| Сечение токо- проводящей жилы, мм |
Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с медными жилами. |
Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами. |
| 1,5 | 19 | — |
| 2,5 | 25 | 19 |
| 4 | 35 | 27 |
| 6 | 42 | 32 |
| 10 | 55 | 42 |
| 16 | 75 | 60 |
| 25 | 95 | 75 |
| 35 | 120 | 90 |
| 50 | 145 | 110 |
Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ
Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.
Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.
Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.
Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника
Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.
Пример выбора автоматического выключателя
Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.
Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.
Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.
Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.
Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.
Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.
Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток,1 фаза, 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
| 25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
| 32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
| 40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
| 50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
| 63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
| 80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
| 100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
| 125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
| 160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
| 200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
| 250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
| 315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.
| Номинальный ток автоматического выключателя, А. |
Мощность, кВт. | Ток, 1 фаза 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
| 16 | 0-7,9 | 0-15 | 1,5 |
| 25 | 8,3-12,7 | 15,8-24,1 | 2,5 |
| 32 | 13,1-16,3 | 24,9-31,0 | 4 |
| 40 | 16,7-20,3 | 31,8-38,6 | 6 |
| 50 | 20,7-25,5 | 39,4-48,5 | 10 |
| 63 | 25,9-32,3 | 49,2-61,4 | 16 |
| 80 | 32,7-40,3 | 62,2-76,6 | 25 |
| 100 | 40,7-50,3 | 77,4-95,6 | 35 |
| 125 | 50,7-64,7 | 96,4-123,0 | 50 |
| 160 | 65,1-81,1 | 123,8-124,2 | 70 |
| 200 | 81,5-102,7 | 155,0-195,3 | 95 |
| 250 | 103,1-127,9 | 196,0-243,2 | 120 |
| 315 | 128,3-163,1 | 244,0-310,1 | 185 |
| 400 | 163,5-207,1 | 310,9-393,8 | 2х95* |
| 500 | 207,5-259,1 | 394,5-492,7 | 2х120* |
| 630 | 260,1-327,1 | 494,6-622,0 | 2х185* |
| 800 | 328,1-416,1 | 623,9-791,2 | 3х150* |
* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120
Итоги
При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.
Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»
Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Другие статьи по теме
Также будет интересно
1. При автомате более 16А стандартные розетки не подойдут.
2. При подборе кабеля на автомат 25С следует учесть неотключаемый ток 1,13 — как минимум (1,13*25=28,25А) — это 4мм^2, бывает в расчет берут 1,45 (порог теплового расцепиеля) для 25С = 36,25А — 6мм^2
Автомат на 25 ампер — кабель сечением 10 миллиметров квадратных по меди для бытовой проводки .
Анатолий Михайлов, На автомат 25 ампер з головою хватит Сечение кабеля, 6 мм² так как он держит ток, 34 А при скрытой прокладке, и 50 А при открытой. Так что не дурите людям голову!
Да,тепловой расчет показывает ,что сечения 6 миллиметров квадратных хватит для автомата на 25 ампер,хотя бы потому,что при комнатной температуре автомат на 25 ампер это уже только автомат на 32 ампера и с ростом сечения кабеля плотность тока в кабеле уменьшается и ток при скрытой прокладке медного кабеля сечением 6 миллиметров квадратных 40 ампер,32 ампера — это номинальный ток кабеля сечением 4 миллиметра квадратных,а 10 миллиметров квадратных по меди при скрытой прокладке это уже ток в 55 ампер.Даже простейшая проверка по требованиям DIN стандарта для модульных автоматов,изготовленных по DIN стандарту показывает,что 28 * 1.45 = 40.6 ампера,так что сечение 6 миллиметров подходит.тут все дело в том ,что обычно с такими сечениями в квартирной проводке встречаешься редко.Номинальный ток автомата на 25 ампер — это его ток ,согласно ПУЭ и каталогов заводов — изготовителей , при температуре окружающей среды в + 30 градусов Цельсия,а при комнатной температуре + 18 градусов Цельсия за счет лучших условий охлаждения биметаллической пластины тепловой защиты автомат время — токовые характеристики автомата смещаются,то есть при комнатной температуре автомат на 25 ампер это уже автомат на 28 ампер,плюс зона нечувствительности автомата в 13 % от его реального номинального тока в которой автомат ,согласно его время — токовым характеристикам гарантированно не срабатывает в течении одного часа ,а реально может вообще не сработать несколько часов,то есть 28 * 1.13 = 31.64 или примерно 32 ампера.Ток кабеля или провода,назначаемый при температуре в + 25 градусов Цельсия по ПУЭ тоже возрастает при комнатной температуре в + 18 градусов Цельсия ,для сечения в 6 миллиметров квадратных по меди это уже 43 ампера,а не 40 ампер.Да,нужно учитывать и влияние соседних автоматов,подогревающих наш автомат,но только при выборе мощности нагрузки,а не при выборе защиты,потому что защита линии не должна зависеть от нагрузки соседних линий.Подсчитаем термический коэффициент кабеля сечением 6 миллиметров квадратных — 40 / 1600 = 0.025.При + 18 градусах Цельсия в помещении кабель нагреется до 18 + 1024 * 0.025 = 18 +25.6 = + 43.6 градуса Цельсия ,что не только допустимо ,но и желательно для длительной эксплуатации кабеля,так как по рекомендациям заводов — изготовителей кабелей для длительной надежной эксплуатации кабеля его максимальная температура не должна превышать 49 — 51 градус Цельсия.При полуторакратной перегрузке кабеля в течении менее одного часа ,согласно время — токовым характеристикам автомата,его температура составит 18 + ( 28 * 1.45 ) ^ 2 * 0.025 = 18 + 41 = + 59 градуса Цельсия,что допустимо, но не желательно,так как максимально допустимая температура кабеля с виниловой изоляцией равна + 70 градусов Цельсия,тем более ,что кабель будет работать в зоне перегрузок от 1.13 до 1.45 и время отключения автомата будет очень значительно больше одного часа. При температуре окружающей среды в + 35 градусов Цельсия реальный номинальный ток автомата на 25 ампер уже 24 ампера и его максимальный рабочий ток 24 * 1.13 = 27 ампер.Тогда при максимальном рабочем токе кабель нагреется до 35 + 16.4 = + 51.4 градуса Цельсия и до 35 + 30 = + 65 градусов Цельсия при полуторакратной перегрузке.Да ,действительно на автомат в 25 ампер сечения в 6 миллиметров хватает ,10 миллиметров квадратных нужны только для автомата в 32 ампера или даже 40 ампер.Но вот на автомат в 16 ампер все таки нужен кабель сечением 4 миллиметра квадратного,согласно тепловому расчету,так как при комнатной температуре это уже фактически автомат на 20 ампер,хотя,согласно тому же тепловому расчету, можно использовать при сменяемой проводке и автомате в 16 ампер и сечение в 2.5 миллиметра квадратного,но нежелательно.А для автомата на 20 ампер возможно применение кабеля сечением 4 миллиметра квадратного при сменяемой проводке и 6 миллиметров квадратных при не сменяемой проводке,хотя ,согласно ПУЭ можно проложить две параллельных линии сечением 2.5 миллиметра квадратного и сэкономить.
Автор предлагает защищать провод с допустимым током 21А автоматом с номиналом 25А? Автор совершенно не в курсе, что автомат имеет право выдерживать перегрузку по номиналу 45% в точение часа.
Читать и комментировать этот бред не имеет смысла! хочу только предупредить: БЕРЕГИТЕ СЕБЯ — НЕ ДОВЕРЯЙТЕ ИНФОРМСЦИИ ИЗ ИНТЕРНЕТА, ОСОБЕННО ТЕХНИЧЕСКОЙ,!
Все значения номиналов автоматов и токовые нагрузки на провода сильно завышены.Так максимальная допустимая температура изоляции кабелей( проводов ,кабель — проводов) с ПВХ изоляцией + 70 градусов Цельсия. Для трехжильного кабеля ,одна жила которого является защитным проводником находим по таблице из ПУЭ длительно допустимый ток при скрытой прокладке в 25 ампер,эта величина тока соответствует нагреву жил кабеля до температуры в + 65 градусов Цельсия при температуре окружающей среды в + 25 градусов Цельсия. ПУЭ специально оставляет запас по температуре кабеля в 5 градусов Цельсия, так как при нагреве кабеля свыше + 65 градусов Цельсия токи утечки через изоляцию настолько велики,что они приводят к дополнительному существенному нагреву кабеля и могут привести к очень быстрому выходу кабеля из строя.Определим коэффициент нагрева кабеля током на один градус. ( 65 — 25 ) / 25 = 1.6 .То есть при протекании тока в 1 .6 ампер кабель нагреется на один градус.Или ( 25 * 1.6) + 25 = 65 градусов Цельсия.Необходимо предусмотреть для надежной длительной работы кабеля запас по температуре в 10 градусов Цельсия на возможное повышение температуры окружающей среды до + 35 градусов Цельсия и возможный дополнительный нагрев кабеля токами перегрузки и К.З., в ПУЭ с этой целью применяются поправочные понижающие коэффициенты номинального тока кабеля при повышении температуры окружающей среды свыше + 25 градусов Цельсия,учитываемые при выборе сечения кабеля.Тогда для автомата на 20 ампер ,с учетом его зоны не чувствительности по току в 13 % от номинального тока автомата получим — ( 20 *1.13 *1.6) = 25 = + 61 градус Цельсия ,что много.При полуторакратной перегрузке в течении до одного часа ,согласно время — токовой характеристики автомата, получим — (20 *1.5 * 1.6) + 25 = 73 градуса Цельсия если одновременно с перегрузкой кабель уже будет нагрет окружающей средой до + 35 градусов Цельсия , то его температура достигнет + 83 градуса Цельсия и кабель выйдет из строя и его придется заменить,возможно даже возгорание кабеля из — за больших внутренних токов утечки.Автомат не годится для бытовой электропроводки и может быть применен только на производстве с целю экономии кабеля.Автомат на 16 ампер — (16 *1.13*1.6) + 25 = + 54 градуса Цельсия. (16*1.5*1.6) +25 = 63.4 градуса Цельсия. При +35 градусах Цельсия температура изоляция кабеля + 73.4 градуса Цельсия.Автомат ограниченно годен ,может быть использован при отсутствии частых перегрузок и сменяемости электропроводки. Автомат на 13 ампер — ( 13*1.13*1.6 ) + 25 = + 48.5 градусов Цельсия .И (13*1.5*1.6) + 25 = + 56.2 градуса Цельсия. При + 35 градусах Цельсия температура изоляции кабеля — + 66,2 градуса Цельсия. Автомат полностью пригоден для длительной надежной работы кабеля в условиях частых перегрузок и при повышенной температуре окружающей среды. Аналогично на кабель сечением 1.5 миллиметра квадратного нужен автомат на 6 ампер.
Если 6А на 1,5 мм2 норма, то вы наверно из тех проектировщиков или монтажников которые вместо одной группы с автоматом на 16А делают 3 группы по 6А с соответствующим удорожанием в 3 раза. Для монтажников заработать в 3 раза больше это конечно хорошо, а вот для заказчика плохо.
Дело в том ,что это оценочный расчет.Более точные расчеты показывают ,что автомат на 6 ампер вообще надо устанавливать на кабель сечением 2.5 миллиметра квадратного ( ну с риском можно 10 ампер).Существует норма ПУЭ ,которая требует,что бы при проектировании кабельной линии ее параметры выбирались по наихудшим условиям ее прокладки.Номинальные токи кабельной линии при ее прокладке по различным строительным материалам не известны,даже для проводов в ПУЭ приведены номинальные токи только при условии их прокладки открыто на воздухе или в трубе,в том числе в гофре,которая является гибкой ПВХ трубой,для кабелей и кабель — проводов ,защищенных проводов ,то есть имеющих защитную оболочку в ПУЭ предусмотрено два способа прокладки — в земле или открыто на воздухе что подтверждается прайсами заводов — изготовителей кабелей об их назначении — для открытой прокладки.Можно самостоятельно рассчитать номинальный ток кабеля в этом случае по известным формулам в соответствии с ГОСТ РМ ЭК 60287 — 2 — 1 — 2009,но для расчета необходимо знать тепловое среды прокладки кабеля,согласно теплотехническому справочнику тепловое сопротивление ,например ,газобетона составляет ( 12.5 — 7.14 ) градус * метр / ватт,расчет номинального тока дает значение 12 — 17 ампер для трехжильного медного кабеля из серии ВВГ с сечением жил 2.5 миллиметра квадратного.Но ,конкретное значение теплового сопротивления газобетона ,по которому проходит наша кабельная линия нам не известно.Значит ,согласно ПУЭ, по наихудшим условиям для модульных автоматов, изготовленных по DIN стандартам,выбор номинального тока должен производится также по DIN стандартам ,то есть номинальный ток автомата 12 / 1.45 = 8.275 ампера.Да ,если удастся найти автомат на 8 ампер из каталога завода — изготовителя,можно установить его ,но иначе придется устанавливать автомат на 6 ампер.Если поставить автомат на 10 ампер,который согласно техническому каталогу ,например АВВ,при температуре в помещении + 20 градусов Цельсия имеет уже номинальный ток 10 .5 ампер и максимальный длительный рабочий ток в течении более одного часа,с учетом зоны не чувствительности автомата в 13 %,согласно время — токовых характеристик автомата из технического каталога его завода — изготовителя 10.5 * 1.13 = 11.865 ампер или примерно 12 ампер,что допустимо,однако при работе автомата в зоне 1.13 — 1.45 его номинального тока и при токе 1.45 номинального тока автомата мы получим 10.5 * 1.45 = 15.225,примерно 15 ампер.Если у нас тепловое сопротивление газобетона 12.5 градус * метр / ватт , то тепловой поток кабеля при протекании по нему тока в 15 ампер составит 15 * 15 * 0.00871 * 2 = 3.91 ,примерно 4 ватта.И этот тепловой поток кабеля, от нагревания кабеля протекающим по нему током , нагреет газобетон до температуры 12.5 * 4 = 50 градусов Цельсия в наихудшем случае ,температура в помещении + 20 градусов Цельсия ,перепад температуры в изоляции жилы кабеля и его оболочки по расчетным данным 10 градусов Цельсия.Отсюда температура жилы кабеля 20 + 50 + 10 = + 80 градусов Цельсия ,при максимально допустимой температуре жилы кабеля по ПУЭ + 65 градусов Цельсия и предельной температуре для поливинилхлоридной изоляции кабеля + 70 градусов Цельсия в течении менее часа,если температура в помещении будет выше ,то температура жилы кабеля будет только расти.Да,кабель термически стоек и он способен выдержать эту температуру,но срок его эксплуатации резко снизится.Ведь по данным независимой экспертизы реальный срок службы изоляции жил кабеля из серии ВВГ из серийного выпускаемого винилового пластиката марки И 40 — 13 А при оптимальной рабочей температуре изоляции жил кабеля в + 50 градусов Цельсия составляет 14.5 лет,вместо положенных по НТД 30 лет.Вот откуда и взялся автомат в 6 ампер при сечении жил кабеля в 1.5 миллиметра квадратного.Конечно ,выход есть ,прокладывать проводку в гофре ,но очень многие электрики этого не делают ,мотивируя это снижением номинального тока кабеля,однако,как показывает расчет, в любом случае автомат с номиналом более 16 ампер на кабель с сечением жил в 2.5 миллиметра квадратного не поставишь,так что некоторое увеличение номинального тока кабеля при прокладке его именно под штукатуркой поверх оснований из различных строительных материалов и при расчете номинального тока кабеля ,проложенного именно в штукатурке,по методике расчета номинального тока кабеля при прокладке его в земле с низкой теплопроводностью ,учитывая,что слой штукатурки поверх кабеля должен быть не менее 10 миллиметров,значения не имеет.Только при прокладке по железобетону в песчано — цементной штукатурке на кабель с сечением жил 2.5 миллиметра квадратного можно установить автомат на 20 ампер по условиям охлаждения кабеля.При прокладке же в гофре или ПВХ трубах соответствующего диаметра, получаем в результате расчета,для кабеля с сечением жил 1.5 миллиметра квадратного номинальный ток кабеля 17 ампер,мощность тепловых потерь при этом токе в 7.8 ватта на один метр длины линии ,автомат защиты линии 10 ампер,номинальный длительный рабочий ток кабеля 12 ампер,внутренний диаметр гофры из условий охлаждения кабеля воздухом посредством конвекционной теплопередачи — 14 .1 миллиметра,этот же внутренний диаметр гофры подходит для двухжильного кабеля с сечением жил 2.5 миллиметра квадратного,наружный диаметр гофры — 20 миллиметров,гофра с наружным диаметром в 16 миллиметров годится только для проводов без защитной оболочки.Для кабеля с сечением жил в 2.5 миллиметра квадратного номинальный ток 21 ампер ,мощность тепловых потерь при этом токе 8 ватт на один метр длины линии,автомат защиты линии 13 ампер,при сменяемой проводке и отсутствии частых длительных перегрузок по току 16 ампер,номинальный длительный рабочий ток линии — 15.5 ампер,внутренний диаметр гофры — 18.3 миллиметра и наружным диаметром в 25 миллиметров.Для сечения кабеля 4 миллиметра квадратного — номинальный ток в гофре с наружным диаметром 32 миллиметра и внутренним 24.1 миллиметра ,29 — 30 ампер ,автомат 16 ампер или,допустимо в крайнем случае ,20 ампер,мощность тепловых потерь на один метр длины линии около 9.2 ватта при номинальном токе кабеля 29 — 30 ампер,для сечения 6 миллиметров квадратных номинальный ток кабеля в гофре 36 — 37 ампер,мощность тепловых потерь на один метр длины линии — 9.6 ватта,автомат защиты — 25 ампер,наружный диаметр гофры 32 — 40 миллиметров.Для сечения кабеля в 10 миллиметров квадратных номинальный ток кабеля в гофре с наружным диаметром в 40 миллиметров 49 — 50 ампер,автомат защиты линии — 32 ампера,мощность тепловых потерь на один метр длины линии — 10.3 ватта,максимальный длительный допустимый рабочий ток кабеля при температуре в помещении в + 20 градусов Цельсия 48 ампер.Гофра обеспечивает номинальный ток кабеля и условия его охлаждения воздухом по всей длине линии независимо от теплопроводности материалов,по которым прокладывается линия ,при при максимальном длительном рабочем токе кабеля температура наружной поверхности гофры не превышает температуру окружающей среды более чем на 10 градусов Цельсия,при аварийных токах в кабеле задерживает нагрев среды прокладки до опасной температуры и позволяет сработать резервной защите кабеля с некоторой задержкой по времени,то есть выполняет противопожарную функцию,обеспечивает механическую защиту изоляции кабеля от плющения средой прокладки кабеля при ее нагреве и от продольных трещин в изоляции кабеля при прохождении кабельной линии по материалам с разной теплопроводностью на границах зон с разной температурой изоляции.Недостатком гофры является возможность прогорания при аварийных токах кабеля в местах касания ее кабелем.