Расчёт предохранителя: два условия
Номинал плавкой вставки выбит на корпусе. Подбирают его по двум условиям.
- Не меньше рабочего тока линии. Берут наименьший из ряда, но чтобы предохранитель не сгорал при пуске двигателей и пиках нагрузки (ПУЭ, п. 3.1.4; ПУЭ РК, п. 962).
- Не больше 80 % допустимого тока провода с ПВХ или резиновой изоляцией (ПУЭ, п. 3.1.11; ПУЭ РК, п. 968). Это правило для сетей с защитой от перегрузки, а она обязательна для освещения и розеток в жилых и общественных зданиях (п. 3.1.10).
Для автомата с нерегулируемой характеристикой (обычный модульный) ПУЭ допускают 100 % (п. 3.1.11; ПУЭ РК, п. 968). Поэтому на тот же кабель предохранитель обычно ставят на одну-две ступени ниже автомата: на меди 1,5 мм² автомат 16 А, вставка 10 А.
Формула расчёта предохранителя по мощности
По мощности сначала считают ток:
- 1 фаза: I = P / (U × cos φ), U = 230 или 220 В;
- 3 фазы: I = P / (1,73 × U × cos φ), U = 400 или 380 В.
У ТЭНов и ламп накаливания cos φ = 1, у двигателей и компрессоров его берут с таблички. Затем выбирают ближайший больший номинал из ряда 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 А (руководство на ППН, табл. 1).
| Нагрузка, cos φ = 1 | I, А | Номинал, А | Медный кабель, мм², не меньше |
|---|---|---|---|
| 2 кВт, 230 В | 8,7 | 10 | 1,5 |
| 3,5 кВт, 230 В | 15,2 | 16 | 2,5 |
| 5 кВт, 230 В | 21,7 | 25 | 4 |
| 7 кВт, 230 В | 30,4 | 32 | 6 |
| 10 кВт, 400 В | 14,4 | 16 | 2,5 |
| 15 кВт, 400 В | 21,7 | 25 | 4 |
| 20 кВт, 400 В | 28,9 | 32 | 6 |
| 30 кВт, 400 В | 43,3 | 50 | 16 |
Кабель в таблице в оболочке, открыто или в коробе, жилой дом (80 %).
Номинал предохранителя по сечению кабеля: таблица
Слева от стрелки допустимый ток кабеля в воздухе (ПУЭ, табл. 1.3.6 и 1.3.7), справа наибольший номинал при 80 %. Здесь сечение жилы в мм², а не диаметр провода: ВВГнг 3×2,5 значит 2,5 мм².
| Сечение, мм² | Медь, 1 фаза | Медь, 3 фазы | Алюминий, 1 фаза | Алюминий, 3 фазы |
|---|---|---|---|---|
| 1,5 | 19 А → 10 А | 19 А → 10 А | нет | нет |
| 2,5 | 27 А → 20 А | 25 А → 20 А | 21 А → 16 А | 17,5 А → 10 А |
| 4 | 38 А → 25 А | 35 А → 25 А | 29 А → 20 А | 24,8 А → 16 А |
| 6 | 50 А → 40 А | 42 А → 32 А | 38 А → 25 А | 29,4 А → 20 А |
| 10 | 70 А → 50 А | 55 А → 40 А | 55 А → 40 А | 38,6 А → 25 А |
| 16 | 90 А → 63 А | 75 А → 50 А | 70 А → 50 А | 55,2 А → 40 А |
| 25 | 115 А → 80 А | 95 А → 63 А | 90 А → 63 А | 69 А → 50 А |
| 35 | 140 А → 100 А | 120 А → 80 А | 105 А → 80 А | 82,8 А → 63 А |
| 50 | 175 А → 125 А | 145 А → 100 А | 135 А → 100 А | 101,2 А → 80 А |
Трёхфазный алюминиевый кабель идёт с четырьмя или пятью жилами, например АВВГ 4×16. Токи четырёхжильных кабелей с пластмассовой изоляцией «могут выбираться» по графе трёхжильных с коэффициентом 0,92. Так сказано в примечании к таблице 1.3.7 ПУЭ и к таблице 7 в приложении 1 ПУЭ РК. Отсюда 27 × 0,92 = 24,8 А. У меди понижения нет.
Для проводов в трубе калькулятор берёт табл. 1.3.4 и 1.3.5. В невзрывоопасном цехе ПУЭ (п. 3.1.11) допускают 100 %, в ПУЭ РК (п. 968) нет. Итоги всегда по 80 %, число для цеха идёт отдельной строкой. Три провода АПВ в трубе, 40 А: по 100 % хватает 10 мм² (47 А), по 80 % нужно 16 мм² (60 × 0,8 = 48 А).
Если нужное значение не совпало со строкой таблицы, ПУЭ (п. 3.1.13) допускают ближайшее меньшее сечение, но не меньше, чем требует рабочая нагрузка. В ПУЭ РК такого пункта нет, калькулятор подбирает строже и пишет про поблажку в итоге.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Напряжение сети, 1 фаза | 230 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1 |
| Напряжение 1 фазы, старое обозначение | 220 В | ГОСТ 29322-2014, сноска к табл. 1 |
| Напряжение между фазами, 3 фазы | 400 В | ГОСТ 29322-2014, табл. 1 |
| Напряжение между фазами, старое обозначение | 380 В | ГОСТ 29322-2014, сноска к табл. 1 |
| cos φ нагревателя, бойлера, ТЭНа, ламп накаливания | 1 | активная нагрузка: P = U × I |
| Номинал вставки к допустимому току проводника, не больше (жилые, общественные здания) | 80 % | ПУЭ, п. 3.1.11; ПУЭ РК, п. 968 |
| То же в невзрывоопасных производственных помещениях | 100 % | ПУЭ, п. 3.1.11 (в ПУЭ РК, п. 968, такой поблажки нет) |
| Ток КЗ в конце линии к номиналу вставки, не меньше | 3 раза | ПУЭ РК, п. 966 |
| Алюминиевый кабель на 3 фазах (4–5 жил, пластмассовая изоляция): к току трёхжильного | 0,92 | ПУЭ, примечание к таблице 1.3.7; ПУЭ РК, приложение 1, таблица 7 |
| Медный кабель 1,5 мм², 1 фаза | 19 А | ПУЭ, табл. 1.3.6 |
| Медный кабель 1,5 мм², 3 фазы | 19 А | ПУЭ, табл. 1.3.6 |
| Медный кабель 2,5 мм², 1 фаза | 27 А | ПУЭ, табл. 1.3.6 |
| Медный кабель 2,5 мм², 3 фазы | 25 А | ПУЭ, табл. 1.3.6 |
| Алюминиевый кабель 2,5 мм², 1 фаза | 21 А | ПУЭ, табл. 1.3.7 |
| Алюминиевый кабель 2,5 мм², 3 фазы | 19 А | ПУЭ, табл. 1.3.7 |
Пример расчёта
Бойлер 5 кВт на одной фазе 230 В: 5000 / 230 = 21,7 А, номинал 25 А. Медный ВВГ 3×4 держит 38 А, 38 × 0,8 = 30,4 А, кабель защищён. На 2,5 мм² (27 × 0,8 = 21,6 А) по ПУЭ РК (п. 968) допустимо только 20 А, меньше рабочих 21,7 А. ПУЭ (п. 3.1.13) здесь допускают и 2,5 мм²: кабель держит 27 А.
Водонагреватель 10 кВт на 400 В, АВВГ 4×4: 14,4 А, номинал 16 А. Кабель держит 27 × 0,92 = 24,8 А, × 0,8 = 19,9 А, значит не больше 16 А. Без 0,92 вышло бы 20 А.
Выбор плавкой вставки по току: gG, aM и как она перегорает
Для линий берут вставки общего назначения gG. По руководству на ППН вставка на 20–63 А не плавится за час при 1,25 In и плавится не дольше чем за час при 1,6 In, где In её номинал. На 6–16 А это 1,5 и 1,9 In (табл. 3). Отсюда запас 80 %: при 1,6 In кабель нагрузится на 1,28 допустимого, а не на 1,6.
Вставки aM делают для цепей двигателей. Они отключают только большие токи: от КЗ защищают, от перегрузки нет (ГОСТ IEC 60269-1, п. 2.2.4 и 5.7.1). Перегрузку снимает тепловое реле. Розеточную линию через aM не защищают.
Число после ППН задаёт габарит и наибольший ток: ППН-33 до 160 А (габариты 00С, 00 и 0), ППН-35 до 250 А (габарит 1), ППН-37 до 400 А (габарит 2), ППН-39 до 630 А (габарит 3) (руководство на ППН, табл. 1, прил. А). У ПН2 число означает ток габарита: в ПН2-100 ставят до 100 А (каталог КЭАЗ на ПН2). Время-токовую характеристику смотрят в паспорте завода.
Автомат после срабатывания включают рычагом, сгоревший патрон меняют на такой же новый. «Жучок» из проволоки не имеет заводского тока плавления. Кабель за ним может загореться раньше, чем проволока перегорит.
Предохранитель для двигателя и перед УЗИП
Пусковой ток двигателя в несколько раз больше номинального, кратность Iп/Iн стоит на табличке. При лёгком пуске номинал не меньше Iпуск / 2,5, при тяжёлом (долгий разгон, частые пуски) Iпуск / 2,0–1,6 (ПУЭ, п. 5.3.56; ПУЭ РК, п. 1765). Это считает калькулятор тока двигателя. Номинал перед УЗИП и селективность с вышестоящей защитой берите из паспорта изготовителя УЗИП и характеристик предохранителей.
Чего калькулятор не считает
В сетях, где нужна только защита от КЗ, ПУЭ (п. 3.1.9) разрешают не проверять ток КЗ расчётом, если вставка не больше 300 % тока провода (кроме протяжённых сетей). Калькулятор такой режим не считает. В ПУЭ РК такого правила нет: ток КЗ в конце линии должен быть не меньше трёх номиналов (п. 966). Расчёт предварительный и не заменяет проект и проверку электрика.
Защиту и кабель лучше подобрать до того, как заказан щит и закуплен кабель. Тогда в смете электромонтажа сразу видно, какие работы стоят в каждом помещении. Если работы ведёт компания в программе RemontCRM, эту смету вы видите целиком и фиксируете её цену до начала работ.