Характеристики автоматов (B, C, D) и ожидаемый ТКЗ

[Chabrez]

Все, что будет написано ниже "произрастает" из нормативно-технической документации, однако цитаты и ссылки я приводить не буду, так как она направлена на общий ликбез по выбору тока и характеристики автоматов, защищающего кабель от перегрева и возгорания. Главным образом это касается сельских сетей с низкими токами короткого замыкания (ТКЗ), но для собственного спокойствия, простой тест сети, который я опишу ниже я бы провел и в квартире.
Итак, защита. Любой современный автомат содержит два устройства защиты - сравнительно медленный биметаллический расцепитель, защищающий цепь от перегрузки по току и электромагнитный расцепитель, срабатывающий за время менее 0,02 сек, который защищает кабели и провода от высоких токов короткого замыкания. Автоматы, широко используемые в быту и на производстве, разделяются на три основные разновидности - с характеристикой B, C и D.
Эта характеристика показывает, при каком токе и за какое время автомат отключит линию. Графики зависимости времени отключения от тока для всех трех типов автоматов приведены ниже:



Как выбирать автомат исходя из сечения кабеля и нагрузки, я думаю знают многие - номинальный ток автомата выбирается из промежутка между максимальной мощностью потребителей, взятой с небольшим (процентов 20) запасом и макисмально допустимым током для жил кабеля. Но немногие знают, что автомат нужно выбирать еще и по току короткого замыкания. Почему это так?

Ток короткого замыкания зависит главным образом от двух величин - суммарного сопротивления всех проводов (и соединений) от места замыкания до обмотки питающего трансформатора и от внутреннего сопротивления самой обмотки. Все вместе это называется сопротивлением петли фаза - ноль и по-нормальному рассчитывается довольно сложно. Чем это сопротивление ниже, тем выше ток короткого замыкания.

ТКЗ может разниться - от десятков ампер до тысяч. Для выбора автомата в бытовых условиях пригодна несложная методика его подсчета. Делается этот так. Берем мультиметр (чем дороже, тем точнее получится результат, но можно и простой, за 300 руб). Далее (удобнее всего использовать двойную розетку) его щупы вставляются в клеммы розетки (не забудьте выставить соответствующий предел измерения!). Записываем напряжение, которое он покажет. Затем во второе гнездо розетки (или в другую розетку) нужно включить мощный прибор, например утюг. Напряжение, которое будет показывать мультиметр немного упадет, запишем разницу (падение). После этого произведем расчет - падение напряжения разделим на ток, потребляемый прибором, который мы включили (его мощность, деленная на 220 вольт). Получится примерное сопротивление петли фаза - ноль (обычно доли Ом). После этого делим 220 Вольт на это сопротивление и получаем ожидаемый ТКЗ.

Чтобы понять, годится ли какой-либо автомат для защиты сети с найденным ТКЗ, нужно разделить ТКЗ на его номинальный ток. Получится некое число. Найдем это число на горизонтальной оси одного из графиков, который я привел выше (соответствующего характеристике автомата). Если число находится правее закрашенной области - все нормально, автомат сработает с гарантией. Если попадает под закрашенную область или даже находится левее нее - нужно либо уменьшить номинал автомата, либо взять его с предыдущей характеристикой (С вместо D или B вместо C). Вот и все.

Приведу пример. Допустим, замерянное в розетке напряжение составило 220 Вольт. Включив в розетку утюг мощностью 2 кВт, мы увидели, что напряжение упало на 4 Вольта. Делим 4 Вольта на 9.09 Ампер (2000 Вт/220В), получаем сопротивление петли фаза-ноль 0,44 Ом. Делим 220 Вольт на 0,44 Ом, получаем ожидаемый ТКЗ - 500 Ампер. Дале смотрим на то, какой автомат защищает эту линию - самый распространенный 16 Ампер характеристика С. Делим 500 Ампер на 16 Ампер, получаем число 31. На графике для характеристики С оно находится далеко правее закрашенной области, следовательно по ТКЗ автомат выбран правильно.

В целом, для многоквартирных домов такой расчет излишен, так как токи КЗ в их сетях намного больше 500 Ампер (впрочем, и на старуху бывает проруха). А вот где он реально нужен - это в сельских сетях, где ТКЗ может равняться даже не сотням, а десяткам (!) Ампер. Учитывая, что кабели часто проходят по сгораемым (деревянным) основаниям, а иногда, в нарушение правил внутри, без металлической оболочки, вопрос сработает автомат от короткого замыкания или нет имеет первостепенную важность.

Если что-то непонятно, готов подсказать. Отдельное спасибо уважаемому Kamikaze с одного из сайтов-конкурентов за методику расчета ТКЗ.

[dimp]

  Chabrez сказал(а):

Берем мультиметр ..... Записываем напряжение, которое он покажет. ... Напряжение, которое будет показывать мультиметр немного упадет, запишем разницу (падение). После этого .......Получится примерное сопротивление петли фаза - ноль (обычно доли Ом).

если сопротивление петли не доли а десяток Ом и более (в многоквартирном доме, в городе ) то надо бы начинать чесать репу где -то в проводке есть косяк (в виде плохого контакта) правда не всегда в квартире (может ещё в сети подъезда или дома)

[Chabrez]

  dimp сказал(а):

если сопротивление петли не доли а десяток Ом и более (в многоквартирном доме, в городе ) то надо бы начинать чесать репу где -то в проводке есть косяк (в виде плохого контакта) правда не всегда в квартире (может ещё в сети подъезда или дома)

Больше 10 Ом - это лютый кошмар Количество теплоты, которое выделится на "плохом контакте" с таким сопротивлением будет равно квадрату тока умноженному на 10, даже если это сопротивление на клемме подъездного рубильника, через который течет ток в 50 Ампер, будет выделяться 25 кДж каждую секунду. Этого хватит, чтобы за пару секунд расплавить не только провод в зажиме, но и весь зажим. Физика интересная штука В сельских сетях большое сопротивление обычно получается из-за большой длины воздушной линии и изношенного"хозяйства" на подстанции. Конечно, где-то что-то греется...

[belcanto]

  В 19.07.2010 в 09:28, Chabrez сказал(а):

Все, что будет написано ниже "произрастает" из нормативно-технической документации, однако цитаты и ссылки я приводить не буду, так как она направлена на общий ликбез по выбору тока и...

а где  сам  график не видно  или  где найти