Как выбрать автоматический выключатель

Что делает автомат

Автомат защищает проводку от перегрева и пожара. Внутри у него два расцепителя, и каждый отвечает за свою аварию.

Тепловой расцепитель срабатывает при перегрузке. Это биметаллическая пластина: ток нагревает её, она изгибается и толкает механизм отключения. Чем сильнее перегрузка, тем быстрее изгиб, поэтому небольшую перегрузку автомат отключает через минуты, а большую через секунды.

Электромагнитный расцепитель срабатывает при коротком замыкании. Ток КЗ проходит через катушку, она мгновенно втягивает сердечник, и контакты размыкаются за сотые доли секунды.

Человека от поражения током автомат не защищает. Ток через тело в десятки миллиампер для него ничтожен, эту задачу решают УЗО и дифавтоматы.

Бытовые автоматы проверяют по ГОСТ IEC 60898-1-2020. При токе в 1,13 номинала автомат не должен отключаться в течение часа. При 1,45 номинала он обязан отключиться, но и на это у него есть до часа. Поэтому брать номинал «с запасом» нельзя.

Шаг 1. Посчитайте ток нагрузки

Мощность приборов переводят в ток по формулам для однофазной сети 230 В и трёхфазной 400 В.

Однофазная сеть:  I = P / (U × cos φ),  U = 230 В
Трёхфазная сеть:  I = P / (√3 × U × cos φ),  U = 400 В

• Духовой шкаф 3,5 кВт потребляет 3500 / 230 ≈ 15,2 А.
• Варочная панель 7 кВт в однофазном подключении потребляет 7000 / 230 ≈ 30,4 А.
• Трёхфазный электрокотёл 12 кВт потребляет 12 000 / (1,73 × 400) ≈ 17,3 А на фазу.

Нагрузку розеточной группы заранее не знает никто. В розетку включат и зарядку телефона, и обогреватель. Поэтому розетки считают от кабеля и самой розетки, а бытовые розетки рассчитаны на 16 А.

Шаг 2. Выберите номинал по кабелю

Расчётный ток нагрузки должен быть не больше номинала автомата, а номинал автомата не больше длительно допустимого тока кабеля. Допустимый ток кабеля берут из таблиц главы 1.3 ПУЭ с учётом способа прокладки, например из табл. 1.3.6 ПУЭ для медных кабелей. Пункт 3.1.4 ПУЭ требует выбирать уставки автоматов по возможности наименьшими по расчётному току участка сети.

Посмотрим, почему нельзя поставить автомат побольше. Возьмём медный кабель 2,5 мм² и автомат 25 А. При токе 1,45 × 25 ≈ 36 А тепловой расцепитель вправе не отключаться до часа. Кабель рассчитан примерно на 27 А, и весь этот час его изоляция в стене перегревается.

Шаг 3. Выберите характеристику B, C или D

Буква перед номиналом, например C16 или B10, обозначает времятоковую характеристику. Она показывает, при каком кратном токе срабатывает электромагнитный расцепитель.

Асинхронный двигатель при пуске берёт ток в 5–7 раз больше номинального. Автомат B на такой линии отключался бы при каждом пуске, поэтому для двигателей берут C или D.

Запас по характеристике тоже имеет цену. Автомат C16 гарантированно отключает короткое замыкание мгновенно, только если ток КЗ в конце линии не меньше 10 × 16 = 160 А. Автомату B16 хватит 80 А. На длинной линии в гараж или баню сопротивление кабеля велико, ток КЗ получается маленьким, и автомат C может отключать замыкание слишком долго. Пункт 1.7.79 ПУЭ требует отключить повреждение в сети 220 В не дольше чем за 0,4 с. Поэтому на длинных линиях автомат B часто надёжнее.

Шаг 4. Проверьте отключающую способность

Число в прямоугольнике на корпусе (4500, 6000 или 10 000) показывает наибольший ток короткого замыкания в амперах, который автомат отключит и останется исправным. Если реальный ток КЗ больше, контакты могут привариться, а корпус разрушиться.

Ток КЗ зависит от мощности трансформатора и расстояния до него. В квартирах и частных домах обычно хватает 4,5–6 кА. Рядом с трансформаторной подстанцией и в промышленных щитах ставят 10 кА и выше. Точное значение дают расчёт или измерение сопротивления петли «фаза-ноль» в точке установки.

Шаг 5. Выберите число полюсов

Однополюсный автомат (1P) разрывает только фазу. Это обычный выбор для групповых линий 230 В. Двухполюсный (2P) разрывает фазу и ноль, его часто ставят вводным в однофазном щите. Трёхполюсный (3P) защищает трёхфазные двигатели, котлы и вводы трёхфазных щитов. Четырёхполюсный (4P) отключает ещё и ноль там, где этого требует проект.

При аварии на одной линии должен отключаться только её автомат, а вводной оставаться включённым. Это называют селективностью. Для неё вводной автомат ставят большего номинала, чем групповые. Большой ток КЗ может отключить оба аппарата даже при разнице номиналов, поэтому полную селективность подтверждают только таблицы производителя.

Частые ошибки

• Номинал выбран по мощности прибора, а не по кабелю: 25 А на линии 2,5 мм² с розетками.
• На обычные розетки поставлена характеристика D, «чтобы не выбивало», и длинная линия осталась без быстрой защиты от КЗ.
• Вводной автомат того же номинала, что и групповые. При перегрузке может отключиться вся квартира.
• Однополюсный автомат поставлен в разрыв нулевого проводника вместо фазы.
• Отключающую способность не проверили для щита рядом с трансформаторной подстанцией.

Частые вопросы