Мабуть, найпоширеніша логіка вибору автоматичного вимикача звучить так: навантаження 10 амперів, отже ставимо 16, із запасом. Спосіб зрозумілий, швидкий і майже завжди хибний. Тому що автомат захищає не прилад, а кабель, і підбирається він не під навантаження, а під те, що прокладено в стіні, на стіні або в стелі.
Розберемо, як вибрати автоматичний вимикач правильно: за яким правилом розраховується номінал, чим відрізняються характеристики B, C і D, чому довжина лінії здатна перетворити справний автомат на марний і які перевірки виконують професіонали крім звичайного порівняння амперів.
Головне правило: автомат захищає кабель
Це той принцип, з якого випливає все інше. Автоматичний вимикач не оберігає ваш холодильник і не рятує світильник — він не дає кабелю перегрітися й загорітися.
Логіка така: у кожного кабелю є граничний струм, при якому ізоляція ще не руйнується. Якщо струм перевищить цю межу надовго, ізоляція втратить еластичність, розтріскається, далі — коротке замикання й обрив проводу в стіні, у гіршому випадку — пожежа.
Завдання автомата — відключити лінію раніше, ніж кабель дійде до цього стану. Отже, номінал автомата має бути таким, щоб він спрацював до того, як кабелю стане погано. Звідси основна умова узгодження:
Iрозр ≤ Iном.автомата ≤ Iдоп.кабелю
Робочий струм навантаження не повинен перевищувати номінал автомата, інакше той відключатиметься сам по собі. А номінал не повинен перевищувати допустимий струм кабелю, інакше автомат просто не помітить, що провід горить.
Звідси практичний висновок, який перевертає звичний порядок дій: спочатку вибирають кабель під навантаження, потім автомат під кабель. Не навпаки. Ви можете скористатися нашим калькулятором перетину кабелю за потужністю та струмом↗.
Що відбувається при порушенні правила
Уявімо кабель 1,5 мм² з допустимим струмом 19,5 ампера й автомат на 25. Формально все працює: розетка є, світло горить. Але якщо в лінію ввімкнути навантаження на 22 ампери, автомат цього не помітить — для нього 22 менше ніж 25, усе гаразд. А кабель при цьому працює з перевантаженням на 13% і повільно деградує. Через рік-два ізоляція почне кришитися.
Обвуглився провід у стіні від перегріву лінії
Зворотна ситуація теж трапляється: кабель 4 мм² та автомат на 10 амперів. Тут небезпеки немає, але й сенсу мало — ви переплатили за мідь, а лінія обмежена десятьма амперами. Хоча це й найбезпечніший варіант.
Характеристики B, C і D: у чому різниця
Літера перед номіналом — це не маркування виробника, а тип часострумової характеристики. Вона описує, при якому перевищенні струму спрацює електромагнітний розчеплювач.
За стандартом IEC 60898-1 визначено три основні типи:
- Характеристика B — миттєве розчеплення (за струмом) від 3 до 5 номіналів. Найчутливіша. Для автомата B16 це діапазон від 48 до 80 амперів: нижче 48 він миттєво не спрацює, вище 80 спрацює гарантовано.
- Характеристика C — миттєве розчеплення (за струмом) від 5 до 10 номіналів. Універсальна, ставиться найчастіше. У C16 діапазон від 80 до 160 амперів.
- Характеристика D — миттєве розчеплення (за струмом) від 10 до 20 номіналів. Найбільш «терпляча». У D16 це вже від 160 до 320 амперів.
Часострумові характеристики B, C і D згідно з IEC 60898-1
Як вибрати характеристику
Визначає її не потужність навантаження, а його пусковий струм. У звичайних резистивних споживачів — обігрівачів, ламп розжарювання, ТЕНів — пусковий струм дорівнює робочому, і для них підходить B.
А от двигуни, трансформатори та імпульсні блоки живлення в перший момент увімкнення споживають у рази більше номіналу. Електродвигун на старті бере 5–7-кратний струм, імпульсний драйвер під час заряджання вхідних конденсаторів дає короткий кидок ще вище. Автомат із характеристикою B на такій лінії вибиватиме при кожному ввімкненні, хоча нічого не зламано.
Тому: B — освітлення, розетки, суто резистивні навантаження. C — змішані побутові лінії, ввідні автомати, більшість випадків. D — двигуни, зварювальні апарати, трансформатори, потужні групи світлодіодних драйверів.
Важливе застереження: що «терплячіша» характеристика, то більший струм потрібен для миттєвого спрацьовування. У D16 це 320 амперів при номінальному струмі всього 16 А — і не в кожній лінії такий струм взагалі досяжний при короткому замиканні. До цього повернемося нижче, це ключовий момент.
Два розчеплювачі всередині одного корпусу
Автомат спрацьовує двома різними механізмами, і вони реагують на різне.
Тепловий розчеплювач — це біметалева пластина. Через неї йде струм, вона нагрівається, згинається й у якийсь момент відпускає заскочку. Що більше перевищення, то швидший нагрів. Реагує на тривале перевантаження.
За стандартом тепловий розчеплювач не повинен спрацьовувати за годину при струмі 1,13 номіналу й зобов'язаний спрацювати за годину при 1,45 — для номіналів до 63 амперів умовний час становить саме годину. Тобто при невеликому перевищенні автомат тримає навантаження дуже довго, і це нормально: кабель теж витримує короткочасне перевантаження з легким нагрівом.
Електромагнітний розчеплювач — котушка із осердям. При різкому кидку струму магнітне поле вибиває заскочку механічно, без жодного нагріву. Реагує на коротке замикання.
Саме діапазон спрацьовування електромагніту і задається літерою B, C або D.
Часострумова характеристика
Якщо побудувати графік, де по горизонталі кратність струму до номіналу, а по вертикалі час спрацьовування, вийде не лінія, а смуга. Стандарт задає коридор, усередині якого апарат зобов'язаний спрацювати, а не точне значення — розкид між екземплярами існує фізично.
Ліва, полога частина — робота теплового розчеплювача, і залежність там обернена: що сильніше перевантаження, то швидше відключення. Для автомата на 16 амперів стандарт допускає такі інтервали:
| Кратність | Струм | Час спрацьовування |
|---|---|---|
| 1,2 × In | 19 А | від пів години й довше |
| 1,5 × In | 24 А | від 3,4 до 46 хвилин |
| 2,0 × In | 32 А | від 12 секунд до 6 хвилин |
| 2,5 × In | 40 А | від 1,2 секунди до хвилини |
| 4,0 × In | 64 А | від 0,1 до 2,3 секунди |
Права частина — зона електромагніту, і влаштована вона хитріше, ніж здається. Усередині діапазону характеристики (для C це від 5 до 10 номіналів) стандарт допускає і спрацьовування, і його відсутність: це зона невизначеності. Гарантія з'являється лише на верхній межі, і звучить вона так: відключення відбудеться не більш ніж за 0,1 секунди. Реальні апарати зазвичай швидші, але спиратися під час розрахунку можна лише на нормативне значення.
Між тепловою та магнітною зонами є перехідна ділянка, і саме там криється головна проблема, яку аматори не перевіряють.
Струм короткого замикання: перевірка, яку пропускають
Ось питання, що відрізняє професійний підхід від побутового: а чи вистачить у вашій лінії струму, щоб електромагнітний розчеплювач узагалі спрацював?
Стара загадка звучить так: який струм у розетці? Логічно, що максимальний струм = струм короткого замикання.
При короткому замиканні струм обмежений не потужністю підстанції, а опором усього кола — від трансформатора через живильний кабель, ввідний автомат, щит і вашу лінію до точки замикання. Цей опір називають петлею «фаза-нуль».
Рахується просто:
Iкз = U₀ / Zпетлі
де Zпетлі складається з опору мережі до щита та опору вашої лінії в обидва боки, а U₀ — фазна напруга, 230 вольтів. Зверніть увагу: 230, а не 400, навіть якщо лінія трифазна. Замикання на захисний провідник відбувається між фазою й землею, і в цій петлі працює саме фазна напруга. Підстановка лінійної — типова помилка, що завищує струм замикання майже вдвічі.
Тут і з'являється залежність від довжини. Що довша лінія й що тонший кабель, то більший опір і то менший струм замикання.
Приклад, де все ламається
Візьмемо типову розеточну групу: кабель 1,5 мм² під штукатуркою, автомат C16, розрахунковий струм 16 амперів, опір мережі до щита 0,35 Ом. Для миттєвого розчеплення C16 потрібен струм 160 амперів.
| Довжина | Петля фаза-нуль | Струм КЗ | Падіння напруги | Що не так |
|---|---|---|---|---|
| 10 м | 0,640 Ом | 360 А | 1,96 % | Усе гаразд |
| 15 м | 0,784 Ом | 293 А | 2,94 % | Падіння впритул до межі |
| 20 м | 0,929 Ом | 248 А | 3,92 % | Падіння вище ніж 3 % |
| 30 м | 1,219 Ом | 189 А | 5,88 % | Падіння вдвічі вище норми |
| 40 м | 1,508 Ом | 152 А | 7,84 % | Плюс не вистачає струму КЗ |
| 50 м | 1,798 Ом | 128 А | 9,80 % | Не проходить жодна перевірка |
Зверніть увагу: обмежень тут два, і настають вони в різних місцях. Падіння напруги вилазить за 3 % уже на п'ятнадцяти метрах. Струм короткого замикання опускається нижче порогу електромагніту тільки на тридцяти вісьмох. Тобто лінія перестає бути придатною задовго до того, як перестає бути захищеною.
На 50 метрах автомат при короткому замиканні вже не спрацює миттєво — він піде в теплову зону й відключатиметься секунди. За цей час кабель, яким тече 128 амперів замість сімнадцяти з половиною, встигне розжаритися. Автомат при цьому повністю справний: просто в цій конкретній лінії він не може виконати свою роботу.
І третя дрібниця, яку видно одразу: 1,5 мм² під штукатуркою дає допустимий струм 17,5 ампера, отже в C16 залишається запас лише 8,5 %. Калькулятор позначає таку пару жовтим — формально проходить, але для розеточної групи зазвичай беруть на ступінь нижче.
Приклад цілком актуальний для присадибних ділянок, де власники ставлять зовнішні розетки й світильники, а потім підключають електротример через п'ятдесятиметровий подовжувач.
Що робити, якщо струму не вистачає
Три способи, і в кожного своя ціна.
- Змінити характеристику на чутливішу. Якщо стояв C16 із порогом 160 амперів, то B16 спрацює вже від 80. Допустима петля зростає з 1,44 до 2,88 Ом, гранична довжина — з 38 до 87 метрів. Найдешевший спосіб, і тому в житлових будинках так часто рекомендують саме B. Але падіння напруги він не лікує взагалі: на п'ятдесяти метрах воно як було 9,8 %, так і залишилося.
- Збільшити переріз кабелю. Менший опір — більший струм замикання й менше просідання. Єдиний спосіб, який вирішує обидва завдання разом. На 2,5 мм² струм КЗ піднімається до 186 амперів, а гранична довжина за відключенням доходить до 61 метра, але за падінням напруги цього все ще мало. Для п'ятдесяти метрів зі струмом 16 амперів калькулятор показує мінімальний переріз 6 мм².
- Зменшити довжину лінії або перенести щит ближче. Не завжди можливо, але іноді найдешевший варіант.
Є і четвертий шлях: покластися на ПЗВ або дифавтомат. Вони реагують на витік, а не на перевантаження, і при замиканні фази на землю спрацюють незалежно від струму. Але при замиканні фази на нуль ПЗВ марне — там витоку немає, і захищати лінію має саме автомат.
Таблиця: який автомат для якого перерізу
Значення наведено для мідного кабелю з ізоляцією ПВХ 70 °C, при відкритому прокладанні по стіні (спосіб C за IEC 60364-5-52), двох навантажених жилах і температурі середовища 30 °C. Стовпець «впритул» показує пари, де номінал формально проходить, але запас менший за десять відсотків — на практиці для розеточних груп беруть на ступінь нижче.
| Переріз | Допустимий струм | Максимальний автомат | Рекомендований | Потужність (230 В) | Типове застосування |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 мм² | 19,5 А | C16 | B16 | 3,7 кВт | Освітлення, слабкі розетки |
| 2,5 мм² | 27 А | C25 (впритул) | C20 | 4,6 кВт | Розеточні групи |
| 4,0 мм² | 36 А | C32 | C25 | 5,8 кВт | Плита, водонагрівач |
| 6,0 мм² | 46 А | C40 | C40 | 9,2 кВт | Ввід у квартиру |
| 10,0 мм² | 63 А | C63 (впритул) | C50 | 11,5 кВт | Ввід, потужні споживачі |
| 16,0 мм² | 85 А | C63 | C63 | 14,5 кВт | Ввід у будинок |
Зверніть увагу на рядки з позначкою «впритул». Пара C25 на кабель 2,5 мм² дає запас лише два ампери — сім відсотків. Формально стандарт виконується, але при підвищеній температурі в щиті або прокладанні в гофрі реальний допустимий струм кабелю виявиться нижчим за табличний, і запас зникне зовсім. У пари C63 на 10 мм² запасу немає взагалі.
Ще одне, і це найважливіше в таблиці: значення стосуються відкритого прокладання при 30 °C. Той самий кабель 1,5 мм² під штукатуркою дає вже 16,5 ампера, а якщо поруч у штробі лежать ще два такі самі кола — 11,5. Максимальний номінал при цьому падає з C16 до C10. Прокласти кабель «як завжди» та взяти номінал із таблиці для відкритого прокладання — поширена й дорога помилка.
Мінімальний переріз для стаціонарної проводки — 1,5 мм². Провід 1,0 мм² застосовується тільки для рухомих підключень і всередині приладів.
Як розрахувати автомат за потужністю
Якщо вихідні дані задано у ватах, а не в амперах, перевести просто.
Для однофазної мережі: I = P / U. Водонагрівач 3,5 кВт на 230 вольтах дає 15,2 ампера (3500 Вт / 230 В = 15,2 А). Отже, потрібен кабель не тонший за 2,5 мм² та автомат C16 або C20.
Для трифазної мережі: I = P / (√3 × U × cos φ), де U — лінійна напруга, зазвичай 400 вольтів. Коефіцієнт потужності для резистивних навантажень близький до одиниці, для двигунів — 0,8–0,9.
Для лінії зі світлодіодними драйверами є нюанс: рахувати потрібно за споживаною потужністю, а не за потужністю світильників. Драйвер із ККД 90% при вихідній потужності 200 ват бере з мережі близько 222 Вт. При десятку таких світильників різниця вже помітна.
Що ще впливає на вибір
Відключальна здатність
Крім номіналу й характеристики, в автомата є третій параметр, про який у побуті майже не думають, — відключальна здатність. Це максимальний струм короткого замикання, який апарат здатний розірвати, не зруйнувавшись. Позначається числом у прямокутнику на корпусі: 4500, 6000, 10000.
Сенс простий. При замиканні між контактами виникає електрична дуга з температурою в тисячі градусів. Дугогасильна камера повинна її погасити. Якщо струм виявиться вищим за розрахунковий, камера не впорається, й автомат зруйнується, залишивши коло замкнутим.
Для квартири в багатоповерхівці зазвичай достатньо 4500 амперів, але що ближче до трансформаторної підстанції, то струм замикання вищий — у ввідних щитах і в приватних будинках поруч із ТП ставлять 6000 або 10000. Окремо варто пам'ятати, що для триполюсного апарата визначальним є не однофазне, а трифазне замикання, а воно дає приблизно вдвічі більший струм. Величина ця стосується не розрахунку лінії, а умов живлення, і дізнаються її в енергопостачальної організації в світі утопічному, тому в реальному житті — що більше, то краще.
Маркування відключальної здатності автоматичного вимикача в амперах
Температура в щиті
Автомати калібруються при температурі близько 30 °C. У щільно набитому щиті, особливо якщо поруч стоять потужні апарати, буває 45–50 °C, і тепловий розчеплювач починає спрацьовувати раніше за номінал — біметал уже підігрітий.
Практичний наслідок: у тісному щиті автомат може відключатися при струмі, який формально в межах норми. Виробники дають поправочні коефіцієнти, але зазвичай достатньо залишати між апаратами вільне місце й не набивати щит впритул.
Селективність захисту
Коли автомати стоять каскадом — ввідний, груповий, а іноді й третій на конкретному приладі — важливо, щоб при аварії відключався найближчий до місця пошкодження, а не весь щит.
Повної селективності при короткому замиканні досягти важко: обидва автомати бачать один і той самий струм і обидва спрацьовують за мілісекунди. Але при перевантаженні вона працює, якщо номінали рознесені хоча б на два ступені. Тобто при групових автоматах на 16 амперів ввідний розумно брати не 20, а 32 або 40.
Типові помилки
- Ставити автомат «із запасом». Найчастіша й найнебезпечніша. Запас потрібен кабелю, а не автомату. Автомат із завищеним номіналом просто не захистить лінію.
- Підбирати під навантаження, забувши про кабель. Навантаження може змінитися, а провід у стіні залишиться. Рахувати треба за проводом.
- Ставити D скрізь, де щось вибиває. Якщо автомат відключається під час пуску двигуна — характеристика дійсно не та. Але якщо він вибиває під час звичайної роботи, це перевантаження, і заміна на D означає, що ви відключили захист.
- Не перевіряти струм короткого замикання. Розібрано вище — на довгих лініях автомат може виявитися нездатним спрацювати миттєво.
- Не перевіряти падіння напруги. Як показує приклад вище, на довгій лінії воно впирається в межу раніше за все інше, і саме воно найчастіше визначає переріз.
- Брати табличний струм кабелю, не дивлячись на спосіб прокладання. У гофрі, у штробі із сусідніми колами або в теплішому приміщенні допустимий струм падає на третину й більше.
- Вважати, що ПЗВ замінює автомат. Це різні прилади для різних завдань. ПЗВ ловить витік на землю, автомат — перевантаження й замикання. Дифавтомат поєднує обидві функції, але не скасовує жодної.
- Ігнорувати селективність. Якщо ввідний автомат і груповий мають близькі номінали, при замиканні в групі може відключитися весь щит. Зазвичай ввідний беруть щонайменше на два ступені вище за груповий.
Як користуватися калькулятором
Віджет вище моделює поведінку апарата захисту в конкретній лінії та проганяє її через сім перевірок — ті самі, що виконує проєктувальник.
Два режими
Жовтий перемикач угорі вибирає глибину. У базовому режимі десять параметрів: тип кола, номінал, характеристика, напруга, переріз, довжина, умови прокладання, система заземлення, наявність ПЗВ та опір петлі. Цього достатньо, щоб отримати відповідь.
У режимі експерт відкриваються ще одинадцять: спосіб прокладання за класифікацією IEC, температура навколишнього середовища, кількість кіл у пучку, кількість навантажених жил, теплоізоляція, тип апарата (автомат або плавка вставка gG), межа падіння напруги, коефіцієнт потужності, відключальна здатність, переріз захисного провідника й необхідний час відключення. Усе, що в базовому режимі підставлено за вас, тут можна перевизначити.
Опір петлі: розрахунок або вимірювання
Це ключовий момент, заради якого варто розібратися. Петлю можна задати двома способами.
Розрахувати. Ви вводите опір мережі до щита, а внесок кабелю калькулятор додає сам із перерізу й довжини, з жилою при робочій температурі 70 °C. Так працюють на стадії проєкту, коли лінії ще немає. Отримане значення порівнюється з межею U₀/Ia безпосередньо.
Виміряно. Ви вводите значення, зняте приладом прямо у споживача. Кабель у нього вже входить і вдруге не додається. Тут працює інша межа — дві третини від U₀/Ia, тому що вимірюють на холодній жилі, а норматив розрахований на гарячу. Різниця суттєва: для B16 розрахункова межа 2,875 Ом, а виміряна — 1,92.
Значення вводиться числом, із точністю до тисячних, тож показання приладу виду 0,23 Ом переноситься як є. Пресети «місто», «село», «далеко від підстанції» залишилися для випадку, коли приладу немає.
Повзунок струму та кольорові зони
Смуга під повзунком розбита на зони, і кожна означає свій стан лінії.
- Зелена — нормальний режим: і автомат тримає, і кабель не перевантажений.
- Синя — кабель уже перевантажений, а автомат цього ще не бачить. З'являється лише тоді, коли номінал підібрано неправильно, і при правильному підборі згортається в нуль. Заради цієї зони варто порухати повзунок: вона наочно показує, навіщо потрібне правило узгодження.
- Жовта — працює тепловий розчеплювач, час вимірюється секундами, хвилинами або годинами.
- Помаранчева — зона невизначеності між нижньою та верхньою межею миттєвого розчеплення. Електромагніт може спрацювати, а може й не спрацювати: стандарт допускає і те, і інше.
- Червона — вище верхньої межі, відключення гарантовано.
Графік
Праворуч — часострумова характеристика, побудована за контрольними точками стандарту. Суцільна смуга з переходом від жовтого до червоного — це коридор, у якому апарат зобов'язаний спрацювати: від теплової ділянки через зону невизначеності до гарантованого відключення.
Зелена область ліворуч — нормальна робота. Вона закінчується або на 1,13 номіналу, або раніше, якщо допустимий струм кабелю нижчий.
Синя пунктирна крива — межа самого кабелю. Це, мабуть, найкорисніший елемент: якщо вона проходить вище характеристики апарата, кабель захищений; якщо перетинає її, то на частині струмів кабель згорить раніше, ніж спрацює захист. Поставте 1,5 мм² з автоматом D25 — побачите перетин. Переключіть на 4 мм² — крива піде вгору. Яскравим пунктиром показано ділянку до 5 секунд, де формула термічної стійкості чинна, блідим — за її межами.
Точка з вертикальним відрізком показує, де ви перебуваєте і в якому інтервалі часу відбудеться відключення. Трикутник на осі позначає розрахунковий струм навіть тоді, коли автомат тримає навантаження й точки на кривій немає.
Сім перевірок
Під результатом — список із зеленими, жовтими та червоними позначками. Кожен рядок містить саму формулу й підставлені числа, тож видно не лише «не проходить», а й наскільки.
- Правило 1, захист від перевантаження:
Ib ≤ In ≤ Iz. - Правило 2, коефіцієнт спрацьовування:
I₂ ≤ 1,45 · Iz. Для автоматів виконується само собою, для плавких вставок стає визначальним. - Час відключення:
Zs ≤ U₀/Iaдля системи TN,RA × IΔn ≤ 50 Вдля TT. - Падіння напруги проти вибраної межі.
- Термічна стійкість кабелю:
I²t ≤ k²S², окремо для фази й для захисного провідника. - Відключальна здатність: очікуваний струм КЗ на щиті проти паспортного значення апарата.
- Вимога ПЗВ для розеточних і освітлювальних кіл.
Зведення внизу
Останній блок збирає всі параметри разом: компактний рядок виду C25 · Cu/PVC 4 mm² · B2 · 20 m · 230 V · TN · RCD 30 mA · Iz 31,8 A · Zs 0,571 Ω · ΔU 1,75 % і під ним тридцять із гаком рядків за групами — коло, апарат, кабель, середовище з коефіцієнтами, мережа, результат. Там само видно, з чого склався допустимий струм: наприклад, 23 × 1,06 × 0,70.
Кнопка «Копіювати» викладає все це в буфер звичайним текстом — підходить вклеїти в протокол або в листування. Корисні рядки, яких немає у звичайних калькуляторах: гранична довжина за падінням напруги, гранична довжина за умовою відключення й мінімальний переріз, при якому проходять усі перевірки разом.
На чому ґрунтується розрахунок
Калькулятор вище — не емпірична прикидка. Кожна величина в ньому взята з конкретної таблиці конкретного стандарту, і нижче перелічено, з якої саме. Це зроблено навмисно: із числом, у якого є джерело, можна сперечатися предметно, а із числом, яке просто з'явилося, — ні.
Допустимий струм кабелю
Рахується як Iz = Iz,табл × k₁ × k₂ × k₃, де базове значення береться за способом прокладання, а коефіцієнти враховують середовище.
| Величина | Норма | Таблиця або пункт |
|---|---|---|
| Базовий допустимий струм | IEC 60364-5-52 = HD 60364-5-52 = DIN VDE 0100-520 | Таблиця B.52.4: мідь, ПВХ 70 °C, способи прокладання A1, A2, B1, B2, C, E, дві й три навантажені жили, 30 °C |
| Поправка на температуру середовища k₁ | IEC 60364-5-52 = HD 60364-5-52 = DIN VDE 0100-520 | Таблиця B.52.14 |
| Поправка на групування k₂ | IEC 60364-5-52 = HD 60364-5-52 = DIN VDE 0100-520 | Таблиця B.52.17: рядок «пучком, у трубі, у стіні» для способів A1, A2, B1, B2; рядок «один шар» для способу C |
| Поправка на теплоізоляцію k₃ | IEC 60364-5-52 = HD 60364-5-52 = DIN VDE 0100-520 | розділ 52.6 |
| Німецький еквівалент тих самих таблиць | DIN VDE 0298-4 | таблиці допустимих струмів |
Захист від перевантаження
| Умова | Норма | Пояснення |
|---|---|---|
Ib ≤ In ≤ Iz та I₂ ≤ 1,45 · Iz | IEC 60364-4-43 / DIN VDE 0100-430 | розділ 433, дві умови, а не одна |
I₂ = 1,45 · In для автоматів | EN 60898-1 / DIN VDE 0641-11 | тому друга умова виконується само собою |
I₂ = 1,6 · In для вставок gG | IEC 60269-1 / DIN VDE 0636-10 | 1,5 і 1,9·In до 16 А, 1,25 і 1,6·In вище; друга умова стає визначальною |
Контрольні точки характеристики
Крива побудована не за формулою «на око», а за контрольними точками, які стандарт задає для випробувань.
| Точка | Вимога EN 60898-1 |
|---|---|
| 1,13 · In | не спрацьовує за умовний час (1 год для номіналів до 63 А) |
| 1,45 · In | спрацьовує в межах умовного часу |
| 2,55 · In | від 1 до 60 с для номіналів до 32 А, від 1 до 120 с вище |
| нижня межа миттєвої зони | не спрацьовує за 0,1 с — 3·In для B, 5·In для C, 10·In для D |
| верхня межа миттєвої зони | спрацьовує за 0,1 с — 5·In для B, 10·In для C, 20·In для D |
Між цими точками стандарт форму кривої не задає, тому там інтерполяція. На висновки це не впливає: усі перевірки спираються на самі контрольні точки, а не на проміжок між ними.
Автоматичне відключення при пошкодженні
| Величина | Норма | Таблиця або пункт |
|---|---|---|
Умова Zs · Ia ≤ U₀ | IEC 60364-4-41 / DIN VDE 0100-410 | розділ 411.4, система TN |
| Необхідний час відключення | там само | Таблиця 41.1: 0,4 с для кінцевих кіл до 63 А при 230 В, 5 с для розподільчих |
| Струм відключення Ia | DIN VDE 0100-600 | Таблиця NA.1: для автоматів B, C, D при 0,4 с; для вставок gG при 5 с |
| Поправка для виміряного значення | DIN VDE 0100-600 п. C.61.3.6.2, DIN EN 60204-1 п. A.4.3 | Zs,вим ≤ 2/3 · U₀/Ia — враховує нагрів жили струмом замикання |
| Умова в системі TT | IEC 60364-4-41 | RA × IΔn ≤ 50 В; відключення забезпечує ПЗВ, а не автомат |
| Обов'язковість ПЗВ 30 мА | DIN VDE 0100-410:2018-10 | розеточні кола до 32 А, освітлювальні кола в житлових приміщеннях |
Провідник, струм короткого замикання, падіння напруги
| Величина | Норма | Значення або пункт |
|---|---|---|
| Опір жили | IEC 60228 | клас 2, максимальні значення при 20 °C окремо для кожного перерізу |
| Температура жили для петлі | — | 70 °C, температурний коефіцієнт 0,00393 K⁻¹ |
| Максимальний струм КЗ | IEC 60909 | коефіцієнт напруги Cmax = 1,05 |
| Термічна стійкість кабелю | IEC 60364-4-43 | S² ≥ I²t / k², k = 115 для міді з ПВХ; рівняння чинне до 5 с |
| Переріз захисного провідника | IEC 60364-5-54 | Таблиця 54.2; перевіряється окремо, якщо PE зменшений |
| Відключальна здатність | EN 60898-1 | Icn 6000 та 10000 А |
| Межа падіння напруги | DIN 18015-1 / DIN VDE 0100-520 / HD 60364-5-52 | 3 % від лічильника, 4 % від будинкового вводу (розділ 525), 3 % і 5 % за додатком G |
Дві вказівки щодо угод
Допустима петля рахується як U₀/Ia, без коефіцієнта Cmin. Це німецька практика за DIN VDE 0100-410, і таблиця NA.1 побудована саме так. Британська BS 7671 застосовує Cmin = 0,95 і для виміряного значення коефіцієнт 0,8 замість 2/3. Межі виходять різні, і змішувати дві традиції не можна: для B16 німецький підхід дає 2,875 Ом розрахункових і 1,92 Ом виміряних, британський — 2,73 і 2,18. Британська виміряна межа на 14 % м'якша.
Опір жили береться за IEC 60228, а не зі звичної константи γ = 56. Реальні багатодротові жили гірші за суцільну мідь: для 2,5 мм² різниця становить близько 3,6 %, і завжди в бік заниження петлі. На коротких лініях це непомітно, на довгих — вирішує.
Чого калькулятор не робить
Оголошені межі — така сама частина інструмента, як формули. Не охоплено: алюміній та ізоляцію XLPE 90 °C, прокладання в землі, головні й розподільчі лінії, гармоніки й нагрів нейтралі, селективність із вищестоящим апаратом, пристрої захисту від дугового пробою, коефіцієнт одночасності, вибухонебезпечні зони.
Область застосування — кінцеві кола в системах TN і TT: мідь, ПВХ 70 °C, номінали до 63 А, перерізи до 35 мм², прокладання в повітрі, у стіні або в трубі.
Коротко про головне
- Автомат захищає кабель, а не навантаження. Порядок дій: спочатку кабель під навантаження, потім автомат під кабель.
- Правило узгодження:
робочий струм ≤ номінал автомата ≤ допустимый струм кабелю. Порушення верхньої межі означає, що лінія не захищена. - Характеристика вибирається за пусковим струмом, а не за потужністю. B — для освітлення й розеток, C — універсально, D — для двигунів і трансформаторів.
- На довгих лініях із тонким кабелем струм короткого замикання може виявитися нижчим за поріг електромагнітного розчеплювача. Тоді автомат іде в теплову зону й кабель встигає перегрітися — перевіряти це обов'язково.
- Падіння напруги впирається в межу раніше, ніж струм короткого замикання. У розібраному прикладі — на п'ятнадцяти метрах проти тридцяти вісьмох. Саме воно найчастіше й визначає переріз.
- Табличні значення наведено для відкритого прокладання при 30 °C. У гофрі, у штробі із сусідами та в гарячому щиті допустимий струм кабелю падає на третину й більше, а з ним — і максимальний номінал автомата.
І останнє: будь-який розрахунок за формулами залишається оцінкою. Реальний опір петлі «фаза-нуль» вимірюється спеціальним приладом (Loop Impedance Tester), а проєкт електропостачання виконує кваліфікований фахівець-електрик. Якщо прилад у вас є, переключіть калькулятор у режим «виміряно» та введіть показання — тоді перевірка піде за нормативом для виміряних значень. Ціна помилки тут вимірюється не завжди грошима.
Професійний вимірювач опору петлі «фаза-нуль» (Loop Impedance Tester)
