Каждая силовая электрическая цепь должна быть защищена автоматическим выключателем для электрооборудования, на случай перегрузок и коротких замыканий. Важно грамотно подобрать силовой кабель и автомат защиты. Чтобы выбрать поперечное сечение кабеля правильно, нужно учесть специфические особенности функционирования электрических автоматов.

Методика определения сечения кабеля и выбора защитного автомата

Многие, при выборе минимального сечения кабеля, ориентируются по максимально допустимым значениям электрического тока для данного сечения. Это не совсем правильно. Потому что, может возникнуть ситуация, при которой кабель выйдет из строя быстрее, чем сработает автомат защиты.

Чтобы учесть этот момент, применяется следующий метод.

При выборе сечения кабеля принимается, что на 1 кв.мм приходится ток 6 А. Затем выбирается автомат, в зависимости от заданного тока, ближайший по номиналу.

Выбирая автоматический выключатель, следует учесть, что его номинальный ток должен, как минимум, на одну «ступеньку» уступать значению площади сечения применяемого кабеля:

• 10 А — 1,5 кв.мм;
• 16 А — 2,5 кв.мм;
• 20 А или 25 А — 4 кв.мм;
• 32 А — 6 кв.мм.

Особенности работы автоматов защиты

Дело в том, что мгновенно автомат выключится только при значительном увеличении тока. При этом срабатывает электромагнитный расцепитель. Например, у автомата категории "С" он начинает действовать при протекании тока, превышающего номинальный, в 5 — 10 раз. В этом промежутке, автомат может отключиться как мгновенно, так и с задержкой. Это зависит от того, в каком состоянии находится автомат — «холодном» или «горячем». При этом гарантируется, что мгновенно автомат сработает при токе, превышающим номинал в 10 раз. А это возможно, в основном, при коротком замыкании. Если ток не превысил значения, необходимого для срабатывания электромагнитного расцепителя, но превышает значение номинала на определенную величину, то работает тепловой расцепитель, который выключает автомат через некоторый конечный интервал времени. И если неграмотно рассчитать сечение кабеля, то при значительном превышении значения допустимого тока он может "выгореть" еще до срабатывания автомата.

У всех автоматов есть так называемый «условный ток неотключения», который имеет обозначение «Int». Int = 1,13 * In (In — номинальный ток автомата). Если протекающий ток ниже этого значения, то автомат не отключится вообще. При достижении этого значения, автомат гарантированно не отключится в течение часа. А может не отключиться вовсе.

А при «условном токе отключения» (It), автомат обязательно сработает в течение часа, в зависимости от текущей температуры выключателя. It = 1,45 * In.

Время отключения определяется по графику, называемому время-токовой характеристикой.

Пример правильного расчета

Задано устройство с током потребления I = 14 А. Нужно определить минимальное сечение кабеля и подобрать автомат защиты. Автомат будем использовать категории «С».

Применим описанную методику.

Находим минимальное сечение кабеля (S). S = 14 А : 6 А/кв.мм = 2,33 кв.мм. Выбираем ближайший номинал сечения в большую сторону, равный 2,5 кв.мм.

Автоматический выключатель, ближайший по номиналу к заданному току, будет на 16 А (С16).

Пример неправильного расчета

А теперь попробуем определить сечение по-другому. Будем использовать максимально допустимые токи для проводов. Из таблиц узнаем: кабелю с поперечным сечением 1,5 кв.мм соответствует ток, равный 17 А, для значения 2,5 кв.мм — 25 А. Казалось бы, для нашего примера вполне подойдет первый вариант. Но давайте вспомним особенности работы автомата.

«Условный ток неотключения» для нашего примера будет Int = 1,13 * 16 А = 18,08 А. При таком токе автомат может не отключиться вообще, а если ток будет чуть ниже, то совсем не отключится. И если через автомат, по какой-то причине, потечет такой ток (порядка 18 А), то кабель, имеющий сечение 1,5 кв.мм и допустимый ток 17 А, будет испытывать постоянную перегрузку.

Далее. «Условный ток отключения» составит It = 1,45 * 16 А = 23,2 А. Это существенно больше тока выбранного кабеля (17 А). И если, по каким-то причинам, через автомат потечет такой ток (23,2 А), то, находясь в «холодном» состоянии, автомат выключится примерно через час. За это время, из-за существенного превышения допустимого тока, изоляция кабеля начнет плавиться, что может привести к возгоранию и пожару.

Поэтому, казалось бы верный выбор площади сечения 1,5 кв.мм с максимально допустимым током 17 А, не годится. А вот кабель, имеющий значение 2,5 кв.мм и максимально допустимый ток 25 А, вполне подойдет. Как и было рассчитано по методике в самом начале статьи.

Вывод

К выбору типа силового кабеля и его параметров всегда нужно подходить с большой ответственностью. И тогда удастся избежать неприятных неожиданностей. Кроме требований по сечению кабеля необходимо учитывать и другие критерии, такие как защита от механических повреждений, горючесть кабеля. Так если кабель прокладывается в жилых помещениях, то он не должен поддерживать горение и быть малодымным. При прокладке в земле (траншеях) кабель должен быть бронированным, так как имеется повышенный риск его повреждения в ходе эксплуатации. Пример подобного кабеля можете увидеть здесь https://www.optcable.ru/kabel-no-provodnikovaya-produkciya/kabel-silovoj-s-pvh-izolyaciej/vbbshv-4x50/