Опубліковано: 18.09.2017
Автор: Владислав Сіромаха

Для ефективного захисту мережі вибирайте оптимальні параметри. Вони зазвичай зазначені в маркуванні.

З маркування нескладно розшифрувати найбільш значущі для вибору характеристики. Здебільшого в ньому вказується назва серії виробника, номінальний струм, часострумова характеристика тощо. Кожен бренд випускає бюджетні, оптимальні та преміальні серії, за ними легше зорієнтуватися з вибором. Насамперед варто визначити номінал.

Що таке номінальний струм?

Це максимальний струм, на який не реагує тепловий розчіплювач. Підбирається він за:

  • Перетином кабелю – площа зрізу має бути достатньою, щоби пропустити певне навантаження та не нагрітися вище безпечної температури;
  • Піковим навантаженням на лінії – сумарна потужність мережі в години найбільшої активності.

У пріоритеті завжди має бути перетин кабелю. Не можна ставити захист більше, ніж розрахований кабель, інакше він встигне сильно нагрітися, перш ніж спрацює автомат. Це може призвести до аварійної ситуації.

Перетин і навантаження взаємопов’язані. Річ у тім, що будь-який кабель пропускає навантаження, обмежене перетином. Воно розраховується ще під час планування. Наприклад, світлові лінії – малопотужні, для них достатньо 0,5мм² або 0,75мм², а для розеткових силових ліній – 1,5мм². Залежно від перетину підбирається номінал. Раніше ми вже писали статтю про те,як вибрати перетин кабелю..

Як розрахувати автоматичний вимикач

Він взаємопов’язаний із максимальним навантаженням і перетином кабелю, тобто знаючи хоча б один із параметрів, можна розрахувати інший. Для зручності скористайтеся таблицею вибору перетину провідника за потужністю.

Перетин провідника Номінальний струм Напруга
220В 380В
0,5 мм2 10А 2,4 кВт -
0,75 мм2 15А 3,3 кВт -
1 мм2 17А 3,7 кВт 11 кВт
1,5 мм2 23А 5 кВт 15 кВт
2,5 мм2 30А 6,6 кВт 19 кВт
4 мм2 41А 9 кВт 26 кВт

Якщо щиток розташований в приміщенні, вибирайте номінал наближений до сили струму. Якщо на вулиці – враховуйте температуру навколишнього середовища, оскільки вона теж впливає на характеристики.

Тепловий розчіплювач спрацьовує через біметалічну пластину, що під час нагрівання деформується та запускає механізм розриву контактів. У приміщеннях із мінусовою температурою пластина буде довше нагріватися, а значить спрацьовуватиме з затримкою, тому вибирайте менший номінал. Для встановлення в котельні, на вулиці під сонцем та інших місцях, де завжди жарко, краще обрати вищий номінал, оскільки розчіплювач навпаки спрацьовуватиме швидше.

Для розрахунків візьмемо середні значення. У побуті здебільшого використовується однофазна мережа, тому, з неї й почнемо.

Розрахунок для 220В

Якщо не знаєте перетин дроту, підбирайте номінал за сумарною потужністю споживачів. Розглянемо приклад, коли потрібно розрахувати захист для розеткової групи на кухні. Там постійно або час від часу працюють такі прилади:

Побутова техніка Потужність, Вт
Холодильник 400 Вт
Мікрохвильовка 1000 Вт
Блендер 300 Вт
Електрочайник 1000 Вт
Соковижималка 400 Вт
Разом 3100 Вт

Припустимо, що на соковижималку, електрочайник і блендер відведена одна розетка, тобто ці прилади можуть працювати лише окремо, а не разом. Беремо найпотужніший із цих трьох споживачів – чайник (1 кВт). Отже, максимальне можливе навантаження на мережу становить 2400Вт (2,4 кВт).

Щоби визначити силу струму (I), потрібно максимальну потужність (P) поділити на напругу (U). Значення I в піку становить:

2400Вт / 220В = 10,9 А.

Беремо найближчий номінал – 10А. Виникає питання, 10,9А – понад 10А, хіба тоді «не виб’є»?

Не встигне, тому що для нагріву біметалічної пластини потрібен час. Наприклад, якщо на автомат 10А подати 15А, то він спрацює приблизно через 8хв, а якщо 11А, то аж через 20хв. З огляду на, що електрочайник нагріється за 3–5 хвилин, мережеве навантаження впаде раніше, ніж спрацює розчіплювач.

У побутових мережах здебільшого встановлюють 32А або 25А на вводі, 16А або 10А – на розетки та 6А – на освітлення. Проте, щоб отримати ефективний захист від перевантажень, не полінуйтеся зробити розрахунки.

У приватних будинках та квартирах новобудов здебільшого робиться трифазне введення, для нього розрахунки відрізняються.

Розрахунок для 380В

Для трифазної мережі актуальна формула: I=P/(U × cosφ × √3).
Коефіцієнт потужності (cosφ) для побутової мережі умовно дорівнює 1, а √3 ≈ 1,73.
Уявімо, що вам потрібно захистити від КЗ трифазну електроплиту максимальною потужністю 4 кВт. Якщо увімкнути всі конфорки на максимальну потужність, сила струму складатиме:

4000Вт / (380В × 1,73) = 6,08 А.

Вибираємо найближчий номінал – 6А. Подібним чином розраховується номінальна сила струму і для інших трифазних споживачів. У будь-якому випадку, не ігноруйте розрахунок, тому що помилка може дорого обійтися.

Якщо неправильно вибрати номінальний струм?

Ви можете зробити дві помилки – узяти завеликий або замалий номінал. Якщо вибрати замалий, то під час пікового навантаження можливі хибні спрацювання. Це спричинить певні незручності, а також зменшить максимальну потужність приладів, що зможуть одночасно працювати від розетки.

Дехто свідомо обирає номінал «із запасом». Це робити недоцільно з двох причин:

  • Під час перевантаження проводка почне плавитися перш ніж спрацює розчіплювач. Через це може оплавитися розетка чи навіть виникнути пожежа;
  • Ви переплатите гроші, тому що вартість автомата залежить від номіналу.

Помилка під час вибору призведе до того, що у вас буде неефективний захист від перевантаження. Не варто ризикувати власним житлом чи навіть життям.

Іноді трапляються ситуації, коли номінальний струм обраний правильно, але світло однаково вибиває, хоча проводка ціла, а всі прилади нові і справні. Причиною може бути неправильна часострумова характеристика або характеристика розчеплення (її ще називають класом або типом автоматичного вимикача).

Що таке характеристика розчеплення та як її вибрати?

Побутова техніка з електричними двигунами спричинює пусковий струм, що може в кілька разів перевищувати потужність, зазначену в технічному паспорті. Наприклад, холодильник на 400Вт у момент підключення до мережі споживає 1000–1200Вт.

Щоби не було спрацювання на короткочасний стрибок навантаження, потрібна затримка. Тривалість цієї затримки та чутливість розчіплювача до пускового струму визначає часострумову характеристику.

У побуті використовуються три класи:

  • B – європейський стандарт із найменшою затримкою спрацьовування. Рекомендований для ліній без пускових струмів: освітлення, опалення, електроплита тощо;
  • C – має середню затримку спрацювання. Встановлюється на комбіновані розеткові та силові лінії, куди можуть вмикатися прилади з електродвигунами. Оптимальний варіант для будинків, квартир, офісів тощо;
  • D – з найбільшою затримкою, рекомендований для ліній із потенційно високими пусковими струмами: свердловина, система поливу, гараж, майстерня тощо.

У кожного класу визначена закономірність між перевантаженням і часом спрацювання. На її основі були створені криві вимикання.

Як видно з графіку, чим більше перевантаження, тим швидше спрацьовує розчіплювач. Під час досягнення певного навантаження, спрацювання відбувається миттєво, оскільки пусковий струм сприймається як коротке замикання.

Миттєве вимикання також залежить від часострумової характеристики:

  • B - 3-5 In;
  • С - 5-10 In;
  • D - 10-20 In, где In - номинал.

Щоби було зрозуміліше, уявіть що ви вибрали In 10А з класом B. Під час різкого стрибка навантаження понад 30А (потрійне перевищення) ланцюг розірветься менше ніж за секунду. Якщо поставити такий же захист, але з класом C, миттєве вимикання відбудеться тільки за умови перевантаження в 5 разів (50А).

Вибирайте характеристику розчеплення залежно від технічних особливостей мережі.

Що буде, якщо вибрати не той клас?

У побуті часто відбуваються помилкові вимкнення мережі. Наприклад, ви почали ремонт, вмикаєте в розетку перфоратор і «бамс» – різко зникло світло. Причина в тому, що за середньої потужності 800Вт перфоратор на старті може споживати 2400Вт.

Така ситуація можлива, якщо розетка була захищена автоматом класу B або С. Розв’язати дану проблему можна двома шляхами:

  1. Скористатись іншою розеткою з автоматом вищого номіналу;
  2. Вимкнути зайві прилади, що створюють навантаження в мережі.

Щоби не обтяжувати себе додатковим клопотом, краще відразу вибирайте оптимальну часострумову характеристику.

Чому б не вибрати максимальну затримку?

Це досить поширене питання серед недосвідчених користувачів, і виникає воно досить часто. Не варто обирати завищений клас, оскільки:

  • Чим менша затримка спрацювання, тим безпечніша мережа. Кожної зайвої секунди буде нагріватися проводка, через що зменшуватиметься міцність ізоляції. Затримка спрацювання буде не лише у випадку пускового струму, а й під час перевантаження, що може призвести до оплавлення контактів;
  • Висока вартість. Класи B і C здебільшого мають однакову ціну, але D – традиційно дорожче. Виходить, що ви переплатите кошти за менш ефективний захист.

Характеристика спрацювання розчіплювача була створена не просто так, і нехтувати нею дуже нерозумно. Вона така ж важлива, як і номінал.

Правильно підібрані характеристики – запорука ефективності, але щоб у відповідальний момент не сталося біди, не заощаджуйте на відключаючій здатності.

На що впливає відключаюча здатність?

Під час короткого замикання розчіплювач спрацює лише за умови, якщо сила КЗ не перевищує відключаючу здатність. Мінімальний показник 3 кА, але в побуті, особливо в новобудовах із новою електропроводкою, можливе потужніше замикання. У такому випадку розчіплювач просто не встигне розірвати ланцюг, бо злипнуться контакти.

Чим більша відключаюча здатність, тим вища ціна, але це якраз той випадок, коли краще не економити. Перед купівлею визначте оптимальне значення кА?

Яку відключаючу здатність вибрати?

У характеристиках можна побачити показники 6кА, 20кА або і 50кА. Чому б, наприклад, не поставити вдома 35кА?

Річ у тім, що це недоцільно. Щоби виник настільки високий розряд, потрібен великий перетин проводів, а також потужне джерело електрики. Струм КЗ побутової електропроводки не перевищує 5кА.

Європейський стандарт рекомендує ставити вдома автомати щонайменше на 6кА (!). Для старої мережі вистачить 4,5кА, бо через високий рівень зносу дроти не можуть пропустити більший струм.

Для дому обирайте відключаючу здатність не менше 3кА, та не більше 6кА.

Виняток – введення у квартиру, де встановлений захист для всієї мережі. У щиток заводять товстий кабель із високим потенціалом провідності, тому краще перестрахуватися й поставити 10кА.

Чому виробники не роблять високу відключаючу здатність «всюди»?

Головна причина в зростанні собівартості. Для досягнення високих показників виробники використовують високоякісні матеріали з напиленням срібла, золота та інших дорогих металів. Це істотно впливає на вартість.

Встановлювати у квартирі десяток автоматів понад 6кА недоцільно, так ви даремно переплатите гроші. Візьміть такий один для введення, а решту вибирайте на 4,5кА або 3кА. У разі КЗ спрацює ввідний автомат, якщо будь-який інший не впорається. Так захист буде дешевим і ефективним.

У назвах багатьох брендів разом із відключаючою здатністю можна прочитати й кількість полюсів. Наприклад, в однофазній мережі можуть використовувати однополюсники і двополюсники. Яка між ними різниця?

Як і на що впливає кількість полюсів?

Полюс – це частина корпусу розміром з один модуль, оснащена двома гвинтовими клемами для проводів із протилежних сторін. Двополюсні моделі призначені для встановлення на фазу та нейтраль, під час спрацювання вони розривають обидва контакти одночасно.

Теоретично, якщо трапиться аварія, то однополюсник і двополюсник захистять однаково, позаяк захист ставиться саме на фазу (нейтраль захищати необов’язково, у ній немає напруги). Але, навіщо тоді другий полюс?

Уся річ у тім, що так надійніше. Якщо через поломку раптом нульовий провід виявиться під напругою, то «однополюсник» не зможе захистити. У побуті така аварія малоймовірна, але в поодиноких випадках трапляється.

Коли варто захищати нейтраль?

Найпоширеніший випадок, коли через помилку електрика страждає весь будинок. Банальний приклад: під час робіт у розподільчому щитку він переплутав фазу з нулем. Побутова техніка буде працювати без змін, але якщо станеться КЗ, то автоматика не спрацює коректно. Контакти розірвуться на виході струму з мережі вже після того, як він пошкодить увімкнене в розетку обладнання (чайнику нічого не буде, а електроніка – згорить).

Ні ПУЕ, ні БНіП не говорять про те, що нейтраль потрібно захищати від КЗ, але в деяких випадках це необхідно.

Зазвичай двополюсні автомати встановлюють на введенні, щоби захистити всю мережу чи окреме електрообладнання, що підключається до мережі безпосередньо в щитку (бойлер, кондиціонер, електрокотел тощо). Якщо той же бойлер зламається, а ви вирішите його розібрати, то це може бути небезпечно. Через переплутану фазу й нуль він може опинитися під напругою, що може призвести до сильних струмових опіків та травм.

Завдяки двом полюсам ви відключите не лише фазу, а й нейтраль, чим ізолюєте бойлер від електропостачання.

Аналогічним чином використовуються чотириполюсники в трифазних мережах. Разом із фазними лініями одночасно розривається «нуль», через що миттєво виключається електропостачання. Їх доцільно ставити на вводі 380В та для захисту трифазної електроплити.

З іншого боку, немає ніякого сенсу «тулити» двополюсники або чотириполюсники на розеткові групи й освітлення. Якщо буде потрібно щось відремонтувати, просто вимкніть всю мережу. Цього буде цілком достатньо для безпечного ремонту та обслуговування. Крім того, ви ще і збережете місце в щитку.

У деяких випадках двополюсники та чотириполюсники взагалі заборонені.

Коли не можна ставити 2P і 4P

Майже у всіх побутових мережах використовується система заземлення TN-S, де нейтраль (N) і земля (PE) – розділені. Вона безпечна й ефективна.

Але, у старих будинках ще радянського виробництва іноді трапляється система TN-C, де «нуль» з’єднаний із землею (PEN). У такому випадку 2Р, 4Р ставити заборонено – ПУЕ (п.1.7.145).

Заборона зумовлена тим, що під час аварії може не відбутися одночасний розрив фази та PEN-провідника. Якщо станеться витік струму в пошкодженому електрообладнанні, то через обрив заземлення може обгоріти нейтральна клема, злипнутися розчіплювач тощо. У такій ситуації немає гарантії одночасного розриву фазних і нульових проводів.

Недосвідчені користувачі у 220В мережах іноді встановлюють окремі однополюсні автомати на фазу та нейтраль. Так робити не можна, тому що обидва контакти повинні розриватися одночасно.

Уявіть ситуацію, коли в щитку вперше працює людина, що не знає про таке «хитромудре» підключення. Вона вимикає автомат, але не той, що стоїть на фазі, у результаті вся техніка залишається під напругою (хоч і без нейтралі). У разі необережного дотику до фази можна отримати удар струмом.

Будьте уважні до вибору автоматичного вимикача - звичайно, якщо переймаєтесь працездатністю побутової техніки, справністю мережевої проводки та власним здоров’ям. Інакше ви просто викинете гроші на вітер і отримаєте неефективний захист.