Как выбрать дифференциальный автомат на ввод в квартиру

Правильный выбор дифавтомата очень важен по нескольким причинам. Ведь дифавтомат обеспечивает не только защиту электропроводки от сверхтоков, но и может предотвратить пожар и защитить человека от поражения током. Кроме того, он предотвращает потери электричества из-за перегрева проводки. Разумеется, срок эксплуатации самой проводки напрямую зависит от нагрева, а это значит, что дифавтомат ещё и бережёт деньги.

Однако, некоторые заказчики, после даже непродолжительной эксплуатации, начинают от них отказываться. В чём же проблема? Разберём всё подробно.

Как рассчитать номинальный ток

Самой вероятной причиной такого решения, являются различные ошибки при выборе характеристик. Логично предположить, что следствием этих ошибок будет периодическое ложное срабатывание дифавтомата, которое просто сводит на нет все его преимущества.

Поэтому вместо надёжной защиты, заказчик, заплатив свои кровные, получает ещё одну головную боль — частые ложные срабатывания не позволяют нормально пользоваться преимуществами современной жизни. Кстати, о причинах ложных срабатываний и способах устранения неполадок написано в этой статье.

Однако перед тем, как решить, какой поставить защитный аппарат, нужно помнить, что выбранный дифавтомат, или автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ), в контексте СП 256.1325800 должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 51327.1-2010 (МЭК 60898-1:2003) и ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005).

Основные требования:

1. Должна обеспечиваться защита от прямого и косвенного прикосновения к токоведущим частям, а также защита от перегрузки и короткого замыкания.
2. Должна иметься маркировка, указывающую номинальный ток, номинальное напряжение, тип и класс дифференциального тока и другие характеристики.
3. Должны соответствовать на номинальному рабочему напряжению системы электроснабжения здания.
4. Дифференциальный ток срабатывания дифавтомата должен быть не более 30 мА для защиты от поражения электрическим током.
5. Должна обеспечиваться защита от тока короткого замыкания не менее 3 кА.

Дифавтоматы должны быть совместимы с другими элементами электрической установки, такими как автоматические выключатели, устройства защитного отключения и заземляющие проводники.

Разумеется, что любую проблему намного легче предотвратить, чем пытаться её устранить. Поэтому перейдём к тому, как рассчитать номинальный ток и как выбрать дифавтомат.

Для правильного подбора необходимо знать мощность всех электроприборов, которые будут к нему подключены, а также напряжение и косинус фи (cosϕ), или, говоря другими словами — коэффициент мощности.

Номинальный ток дифавтомата (In) рассчитывается по формуле:

In = P/(U×cosϕ),

где P — суммарная мощность электроприборов,

U — напряжение сети (может быть 220 или 380 В, в зависимости от того, какая подключена нагрузка),

cosϕ — коэффициент мощности (для бытовых электроприборов обычно принимается равным 1).

Пример расчёта по мощности. Допустим, напряжение сети равно 220 В. У нас есть однофазный дифференциальный автомат на 16 А, к которому планируется одновременно подключить несколько потребителей общей мощностью 3,5 кВт (3500 Вт). Тогда номинальный ток будет равен:

In = 3500/(220×1) = 15,9 А.

Таким образом, для нашей нагрузки подойдёт АВДТ с номинальным током не менее 16 А. Нужно отметить, что все номиналы дифавтоматов стандартизированы и этот параметр указывается на лицевой стороне прибора.

АВДТ с небольшими номиналами, например, 10 и 16 А применяются для защиты линий освещения. Кстати, вопрос об установке УЗО на линии освещения подробно рассмотрен в этой статье.

Устройства с большим номиналом, например, 25 или 32 А, используются для защиты розеточных групп и мощных электроприёмников. Соответственно, АВДТ, рассчитанные на ток 40 А и выше, устанавливаются на ввод в квартиру или дом. При этом АВДТ с номинальным током более 32 А должны быть установлены в непосредственной близости от источника питания и должны быть соединены с ним медными проводниками соответствующего сечения.

Расчёт по току утечки

Ток утечки дифавтомата — это величина, которая показывает, какая сила тока может пройти через корпус прибора или другого устройства при возникновении аварийной ситуации. Данная величина измеряется в миллиамперах (мА) и обозначается символом IΔn.

Нужно помнить, что опасное для жизни человека значение переменного тока составляет 100 мА, однако требования НТД ещё жёстче. Обычно применяются устройства, у которых ток утечки 30 мА.

Однако там, где установлены душевые кабины, ванные и т. п., то есть помещение разделено на мокрые зоны, необходимо устанавливать устройства с током утечки 10 мА.

В нормативных документах иногда используется сокращение УЗО — устройство защитного отключения. В нашем случае ошибки нет, так как дифференциальный автомат или автоматический выключатель дифференциального тока — это устройство, совмещающие в одном корпусе обычный автоматический выключатель и УЗО. Также есть и вводные противопожарные дифавтоматы, у которых ток утечки может составлять до 500 мА.

Теперь попробуем ответить ещё на один популярный вопрос: что лучше выбрать — УЗО или дифавтомат? Всё дело в том, что установка УЗО без автоматов не имеет смысла, так как УЗО защищает от тока утечки и работает в паре с автоматом, который, как раз и нужен для защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Если установить УЗО без автомата, то оно не сможет защитить от токов утечки, а также не будет обеспечена защита от других опасностей, которые могут возникнуть в электросети. Поэтому такая установка не имеет практического применения.

В свою очередь, автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) — это устройство, которое совмещает функции автомата и УЗО. Основное его предназначение — защита электрической сети от тока короткого замыкания, перегрузки и тока утечки на землю.

Для расчёта тока утечки АВДТ необходимо знать параметры защищаемой линии и тип дифавтомата. Например, если у нас есть линия с нагрузкой 3 кВт (ток нагрузки — 13,6 А) и дифавтоматом типа А, то ток утечки будет равен:

Iут = 0,01 × Iнагр × K,

где Iут — ток утечки,

Iнагр — ток нагрузки,

K — коэффициент, который зависит от типа дифавтомата (для типа А, он равен 1).

Подставим значения и получим:

Iут = 0,01 × 13,6 × 1 = 0,136 мА

Однако для дальнейшего выбора АВДТ, нам необходимо разобраться с тем, какие технические характеристики у него есть и что они означают.

Основные характеристики АВДТ

Основные характеристики АВДТ:

1. Номинальный рабочий ток — это значение тока, которое АВДТ может проводить в течение длительного времени без перегрева. Измеряется в амперах (А).
2. Номинальное рабочее напряжение — это максимальное напряжение, при котором АВДТ может работать без повреждения. Измеряется в вольтах (В).
3. Тип мгновенного расцепления определяет скорость отключения АВДТ при перегрузке или коротком замыкании. Существует несколько типов мгновенного расцепления, например, B, C, D и т.д.
4. Ток утечки или дифференциальный ток — это ток, который проходит через АВДТ при возникновении утечки на землю, также можно представить это как разницу между током в фазном и нулевом проводниках. Измеряется в миллиамперах (мА) или в амперах. Нужно отметить, что производители могут по разному указывать этот параметр на лицевой стороне устройств.
5. Номинальная отключающая способность дифференциального автомата (Icn) — это максимальный ток короткого замыкания, который дифавтомат может отключить без повреждения. Этот параметр обычно указывается в амперах и должен быть выбран в соответствии с требованиями местных электротехнических норм и правил.

Для выбора дифавтомата с подходящей номинальной отключающей способностью необходимо учитывать максимальный ток короткого замыкания в данной электрической системе, а также требования электротехнических норм и правил.

В зависимости от производителя и модели, номинальная отключающая способность дифавтомата может быть различной. Например, у АВДТ Schneider Electric этот параметр может составлять 4500, 6000 или 10 000 ампер.

Теперь разберёмся, что такое класс дифференциальной защиты (или класс утечки) определяет уровень чувствительности дифференциального автомата или УЗО к утечке тока. Существует несколько классов дифференциальной защиты, обозначаемых буквами латинского алфавита от A до F.

Дифавтоматы класса A наиболее чувствительны и мгновенно реагируют на утечку переменного или пульсирующего тока в диапазоне от 5 до 30 миллиампер. На корпусе устройства тип может быть обозначен буквой А или значком пульсирующего тока и синусоиды в прямоугольнике. Они подходят для использования в помещениях с повышенной влажностью или при наличии электронных устройств, создающих помехи.

Дифавтоматы типа АС срабатывают при появлении переменного синусоидального тока, который может возрастать плавно или мгновенно. Соответственно, в маркировке будут присутствовать буквы АС и знак синусоиды в прямоугольнике.

Дифавтоматы классов B, C и D имеют меньшую чувствительность и срабатывают при утечке тока в диапазонах от 30 до 300, от 100 до 500 и от 300 до 1000 миллиампер соответственно. Они подходят для обычных жилых и коммерческих помещений без особых условий.

Класс E предназначен для защиты от дифференциальных токов в диапазоне от 1 до 5 ампер и используется в специальных случаях.

Наконец, класс F обеспечивает защиту от токов утечки в диапазоне от 2 до 15 ампер и обычно применяется в промышленных установках.

Примеры выбора дифавтомата и номинального тока и номинального отключающего тока

Важно помнить, что выбор номинального и отключающего токов должен быть сделан с учётом всех возможных нагрузок и условий работы оборудования. Неправильный выбор может привести к сбоям в работе оборудования или даже к его повреждению.

Выбор дифавтомата начинается с определения номинального тока. Он выбирается исходя из нагрузки на электрическую цепь, в которой будет установлен дифавтомат.

Пример 1. Для освещения комнаты с общей нагрузкой 2.5 кВт (2500 Вт) выберем дифавтомат с номинальным током 10 А. Мощность рассчитывается по формуле: P=UI, где U — напряжение сети (220 В), а I — ток (10 А). Если коэффициент мощности (cos ϕ) нам неизвестен, его можно принять равным 1.

Выбор номинального отключающего (дифференциального) тока (IΔn) также важен. Он определяет уровень чувствительности дифавтомата к дифференциальным токам. Чем меньше значение IΔn, тем более чувствителен дифавтомат к утечкам тока и, соответственно, более безопасен для пользователя.

Обычно рекомендуется выбирать дифавтоматы с IΔn равным 30 мА или 10 мА для обеспечения максимальной безопасности. Однако, если есть риск ложных срабатываний, можно выбрать дифавтомат с большим значением IΔn (например, 500 мА).

Пример 2. Допустим, мы проектируем систему электроснабжения для небольшого дома с однофазным вводом. Нам нужно выбрать дифавтомат для защиты розеточной группы в одной из комнат.

Исходные данные:

• Мощность нагрузки на группу: 5 кВт
• Коэффициент мощности (cos ϕ): 0,8
• Дифференциальный ток отсечки (IΔn): 30 мА (рекомендуется для жилых помещений)

Сначала определим рабочий ток (I), учитывая мощность нагрузки и коэффициент мощности:

I = P / (√3 U cosφ) ≈ 5000 / (1,73 * 220 * 0,8) ≈ 23,5 А

Теперь выбираем дифавтомат, учитывая рабочий ток и дифференциальный ток отсечки. В нашем случае подойдёт дифавтомат на 25 А с дифференциальным током отсечки 30 мА и классом AC.

Заключение

Важно помнить, что выбор номинального и отключающего токов должен быть сделан с учётом всех возможных нагрузок и условий работы оборудования. Неправильный выбор может привести к сбоям в работе оборудования или даже к его повреждению. Разумеется, что выбор АВДТ должен производиться в полном соответствии с действующими нормами и правилами электробезопасности.