Как найти правильный размер автоматического выключателя? Калькулятор выключателя и примеры

Как рассчитать размер автоматического выключателя? Калькулятор размера выключателя с примерами решений

Согласно NEC (Национальный электротехнический кодекс), IEC (Международная электротехническая комиссия) и IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике), автоматический выключатель надлежащего размера необходим для всех электрических цепей, т. е. жилой проводки, а также промышленных или коммерческих установок, для предотвращения поражения электрическим током, опасного возгорания и защиты подключенного электрического оборудования и приборов.

Для максимальной безопасности и надежной работы электрических машин рекомендуется использовать автоматический выключатель правильного и подходящего размера в зависимости от тока цепи, протекающего через него. Если мы используем автоматический выключатель неправильного размера.

• Публикация по теме:Как найти подходящий размер кабеля и провода? – Решенные примеры

В случае использования автоматического выключателя другого (большего или меньшего) размера вместо правильного размера цепь, кабели и провода, даже подключенное устройство, могут нагреваться или в случае короткого замыкания, он может начать дымить и гореть. Вот почему для бесперебойной работы необходим автоматический выключатель правильного размера.

В этом посте мы собираемся показать, как выбрать автоматический выключатель правильного размера для монтажа и проектирования электропроводки с соответствующим уровнем напряжения, потребляемой мощностью и разницей в % к нагрузка цепи и допустимый ток выключателя.

• Публикация по теме:Разница между автоматическими выключателями MCB, MCCB, ELCB и RCB, RCD или RCCB

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель (АВ) — это устройство управления и защиты, которое:

• Управлять (замыкать или размыкать) цепью вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных условиях и при неисправностях.
• Автоматически размыкать цепь в условиях неисправности (например, перегрузки по току, короткого замыкания и т. д.).

Автоматический выключатель используется для коммутационного механизма и защиты системы

Автоматический выключатель — это коммутационное, а также защитное устройство, используемое для ВКЛ/ВЫКЛ работы цепи, а также для предотвращения поражения электрическим током. Для точной работы и защиты даже сложные конструкции используются с автоматическими выключателями, такими как предохранители, реле, переключатели, заземление и т. д.

• Публикация по теме: Основное различие между предохранителем и автоматическим выключателем

Как работает автоматический выключатель?

В нормальных условиях, когда номинальный ток цепи ниже номинала автоматического выключателя, цепь работает нормально и ее можно изменить вручную. В случае неисправности или короткого замыкания, когда значение тока превышает ток автоматического выключателя, он автоматически отключится, т.е. разорвет цепь от основного источника питания.

Например, автоматический выключатель на 30 А сработает при токе 30 А независимо от того, постоянная или непостоянная нагрузка. Поэтому мы должны выбрать величину тока для автоматического выключателя на 20-25% большую, чем ток, протекающий по кабелям и проводам к подключаемому устройству.

Если мы используем автоматический выключатель на 100 А для цепи на 30 А, он не защитит цепь от токов короткого замыкания и может сжечь и повредить устройство, так как ток более 30 ампер не отключит цепь. автоматический выключатель. Короче говоря, мы должны использовать автоматический выключатель соответствующего размера в соответствии с устройством, т.е. ток выключателя не должен быть ни ниже, ни выше, а должен составлять 125% от тока цепи.

Калькулятор размера автоматического выключателя

Следующий калькулятор номиналов автоматических выключателей покажет разницу в % от нагрузки, уровень напряжения в разных странах и точную мощность выключателя в амперах.

Связанные калькуляторы: 

• Калькулятор размеров проводов и кабелей в AWG
• Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)

Расчет размера автоматического выключателя для однофазного питания

Подходящий размер автоматического выключателя для однофазного питания зависит от множества факторов, таких как тип нагрузки, материал кабеля, температура окружающей среды и т. д.

Общее эмпирическое правило заключается в том, что мощность автоматического выключателя должна составлять 125 % от допустимой нагрузки кабеля и провода или цепи, которая должна быть защищена автоматическим выключателем. Давайте посмотрим на следующие решенные примеры:

Пример 1:

Предположим, провод 12 калибра используется для цепи освещения 20 ампер с однофазным питанием 120 В. Каков наилучший размер автоматического выключателя для этой цепи на 20 А?

Решение:

Ток цепи:12 А

Размер автоматического выключателя:?

Размер CB должен составлять 125 % от тока цепи.

=125% x 20A

=1,25 x 20 А

Разъем автоматического выключателя =25 А

Пример 2:

Какой размер автоматического выключателя подходит для однофазного источника питания 120 В мощностью 2 000 Вт?

Решение:

• Нагрузка:2000 Вт
• Напряжение:120 В (однофазное)

Ток цепи:

В соответствии с законом Ома,

• I =P / V
• I =2000 Вт / 120 В
• I =16,66 A.

Размер автоматического выключателя:

Просто умножьте 1,2 или 1,25 на ток нагрузки.

1,2 x 16,66 A

Разъем автоматического выключателя =20 А

Пример 3:

Какой размер автоматического выключателя подходит для однофазной цепи нагрузки 230 В, 1840 кВт?

Решение:

• Ток =мощность/напряжение
• I =1840 Вт / 230 В
• I =8A

Минимальный номинал автоматического выключателя должен быть 8А.

Рекомендуемый размер автоматического выключателя должен быть

=8A x 1,25

=10

• Публикация по теме: Умный автоматический выключатель Wi-Fi — конструкция, установка и работа

Расчет размера автоматического выключателя для трехфазного питания

Чтобы найти номинал выключателя для трехфазного напряжения питания, мы должны точно знать тип нагрузки, поскольку на ток нагрузки влияет множество факторов. Другими словами, одно и то же правило не будет применяться к различным типам нагрузок, т. е. легкой, двигательной, индуктивной или емкостной нагрузке, поскольку двигатель изначально потребляет очень высокий ток в процессе пуска, а также влияет коэффициент мощности. Для бытового использования мы можем следовать той же формуле, что и выше, для однофазной сети, взяв √3 (1,732) из-за формулы трехфазной мощности.

Полезно знать:при одинаковой нагрузке размер выключателя в трехфазном режиме меньше, чем размер выключателя, используемого в однофазных цепях переменного тока.

Давайте найдем правильный размер автоматического выключателя для трехфазных цепей следующим образом.

Пример 1: Автоматический выключатель какого размера необходим для трехфазной нагрузки 480 В мощностью 6,5 кВт?

Решение:

Мощность в трех фазах:P =V x I x √3

Текущий:P / V x √3

• I =6,5 кВт / (480 В x 1,732)   … (√3 =1,732)
• I =6,5 кВт / 831,36
• I =7,82 А

Рекомендуемый размер автоматического выключателя

1,25 x 7,82 А = 9,77 А

Следующий ближайший стандартный автоматический выключатель — 10 А. .

Пример 2: Найдите подходящий размер выключателя для 3-фазного 415 В, нагрузки 17 кВт?

Решение: 

• Ток =мощность / (напряжение x √3)
• I =17 000 Вт / (415 В x 1,732)
• I =23,65 А

Рекомендуемый размер автоматического выключателя:1,25 x 23,65 А =29,5 А . Следующее ближайшее значение:30A. .

• Похожая статья: Разница между автоматическим выключателем и изолятором/разъединителем

Расчет размера автоматического выключателя для непрерывной и неконфликтной нагрузки

Поскольку автоматические выключатели (CB) и устройства защиты от перегрузки по току (OCPD) рассчитаны на 100 % номинального тока, то есть автоматический выключатель на 30 А может безопасно выдерживать ток точно в 30 А, но NEC рекомендует 80 %. как безопасное ограничение тока по сравнению с номинальным током автоматических выключателей. Это связано с тем, что все нагрузки не одинаковы, т. е. некоторые нагрузки являются одновременными (непрерывными), а другие — неодновременными (прерывистыми).

При спорных нагрузках в течение трех и более часов ток нагрузки не должен превышать 80% от номинального тока выключателя и ОРУ.

Автоматический выключатель на 30 А на 80 % рассчитан на 24 А. Таким образом, цепь на 30 А можно безопасно использовать для цепи на 24 А.

Другими словами, для цепи нагрузки с током 24 А соответствующий размер выключателя будет:

24A / 0,8 =30A.

Пример 1: Размер выключателя для неконфликтной нагрузки 30 А

• Точный 100-процентный номинал для автоматического выключателя на 30 А можно использовать для непостоянной нагрузки на 30 А.

Пример 2: Размер выключателя для конфликтной нагрузки 28 А

• В случае непрерывной нагрузки применяется ставка %125.
• 1,25 x 28 А =35 А

Пример 3: Размер выключателя для неконфликтной нагрузки 30 А и конфликтной нагрузки 28 А

• =125 % непрерывной нагрузки + 100 % непостоянной нагрузки
• =(1,25 x 28A) + (30A)
• = 75A

Запись по теме: Разница между реле и автоматическим выключателем

Полезно знать:

• Размыкатель слишком большого размера, используемый для защиты, может повредить водонагреватель или другие подключенные к нему приборы и даже привести к пожару из-за перегрева.
• Разъединитель меньшего размера или такой же номинал с прерывателем тока нагрузки может снова и снова срабатывать и перезапускать цепь. Используйте разделитель правильного размера.
• Однофазный автоматический выключатель нельзя использовать для трехфазного напряжения питания.
• 3-полюсный автоматический выключатель можно использовать в 3-фазной системе с 2 или 3 полюсами.
• Трехполюсный автоматический выключатель можно использовать только в однофазной системе и только в том случае, если это указано в маркировке или указано в руководстве пользователя.
• Размыкатель на 30 А и провод калибра 10 можно использовать для питания 240 В переменного тока.
• Выключатель не может быть больше, чем ток провода, за исключением некоторых нагрузок, таких как большее количество нагрузок.

Кроме того, автоматический выключатель рассчитан на:

• 120 В можно использовать только для 120 В.
• 240 В можно использовать для 120 В, 240 В, но не для 277 В (коммерческие приложения).
• 120–277 можно использовать для 120 В, 240 В и 277 В.
• 120 В нельзя использовать в цепи 240 В и наоборот.
• 15 А, 120 В нельзя использовать в цепи 20 А, 120 В.

Запись по теме: Как определить напряжение и силу тока выключателя, вилки, розетки и розетки

Таблицы номиналов автоматических выключателей и силы тока

Максимальный безопасный предел тока составляет 80 % от номинального размера выключателя, за исключением некоторых двигателей. Имейте в виду, что размер прерывателя не должен увеличивать максимальный номинальный ток кабеля и провода. Ниже приведена диаграмма, показывающая процент максимального номинального тока размера выключателя для различных типов токов нагрузки.

Тип загрузки	Максимальная мощность автоматического выключателя, % от тока
Реактивные нагрузки, отопление, плиты, тостеры, водонагреватели и т. д.	125%
Осветительные нагрузки	125%
430-152 Герметичные двигатели*, кондиционеры и тепловые насосы	175%
Сварщики	200%
Выключатели MCP для двигателей	125% или следующий больший размер

* Двигатели, кроме герметичных 00-250% NEC

В следующих двух таблицах показаны подходящие размеры автоматических выключателей с сечением проводов и разным уровнем напряжения.