Výběr jističe pro váš domov

Jistič je zařízení, které slouží k ochraně kabelu v elektrických rozvodech, a aby kabel úspěšně sloužil několik desítek let, je důležité zvolit správné jističe. Velmi často se k otázce výběru jističů přistupuje velmi jednoduše: sečte se celý výkon elektrospotřebičů v lince, vydělí se 220 a pro jistotu se přičte 10–20 procent (aby stroj „ne“ knock out“).

Ale tento přístup k výběru jističů je nesprávný, a dokonce nebezpečný. Jistič totiž musí především chránit kabel před přehřátím, a pak před zkratem. Při výběru stroje musíte v první řadě vycházet z průřezu drátu, který bude chránit. Nejdůležitější při provozu elektrického vedení je, aby se kabel nepřehříval. Pokud se kabel neustále přehřívá, izolace na něm se časem zhorší, což povede k obnažení jádra s proudem a v důsledku toho ke zkratu, který může vést k požáru.

Aby se předešlo všem takovým problémům, je důležité brát vážně otázku výběru jističů. Nebudeme se pouštět do výpočtů a uvádět hromadu složitých vzorců a tabulek, ale pokusíme se jednoduchými slovy vysvětlit, jak vybrat jistič.

V praxi bylo opakovaně vyzkoušeno, že měděný drát o průřezu 1,5 mm10. musí být chráněno strojem se jmenovitým proudem 2,5 A, vodičem 16 mm20. — 4-25 A, průřez 32 mm6. chráněno automatikou 32-40 A a pro vodič XNUMX mmXNUMX. vhodný je stroj XNUMX-XNUMX A Na první pohled se může zdát, že jmenovité hodnoty jističů jsou poněkud podhodnocené, ale faktem je, že stroje mají různou citlivost a rychlost odezvy.

Průřez drátu, mm.sq.	Hodnocení stroje, A
1,5	10
2,5	16-20
4	25-32
6	32-40

Ochranný jistič má dvě spouště – elektromagnetickou a tepelnou. Elektromagnetická spoušť je spuštěna zkratem v chráněném obvodu a tepelná spoušť je spuštěna zahřátím, a pokud je elektromagnetická spoušť spuštěna téměř okamžitě, pak tepelná spoušť může udržet chráněné vedení pod zvýšeným proudem (113%) po dobu až hodinu nebo déle, než se vypne. S vyznačením 16A na jističi je 113% 18A! Proto je při výběru jističe potřeba taková rezerva. Podle citlivosti (rychlosti provozu) jsou jističe rozděleny do čtyř skupin A, B, C a D.

Jističe typu A jsou příliš citlivé, drahé a v každodenním životě se prakticky nepoužívají. Je známo, že při zapínání různých elektrických spotřebičů vznikají krátkodobé náběhové proudy, které výrazně převyšují provozní proud a příliš citlivý jistič se spustí dříve, než se náběhový proud sníží.

B a C jsou nejoblíbenější a docela levné. Stačí je použít ve většině případů při výběru jističe. Pro skupinu zásuvek jsou vhodné automatické stroje skupiny B, pro osvětlení – B nebo C (C je levnější než B).

Stroje typu D mají velmi nízkou citlivost a používají se především v průmyslu, kde je hodně výkonných zařízení a vysoké startovací proudy.

Pokud máte stále dotazy ohledně výběru jističů, můžete se vždy poradit s našimi konzultanty, stačí nás kontaktovat prostřednictvím formuláře zpětné vazby nebo požádat o zpětné zavolání. Na této stránce si také můžete vybrat jističe.

Nejen spolehlivý provoz připojených spotřebičů elektřiny závisí na správné volbě ochranného zařízení a průřezu vodičů. Chyby v této fázi mohou vést k velmi vážným problémům – dokonce i k požáru.

Velmi obtížnou a kontroverzní otázkou je výběr jističe pro ochranu kabelu před přehřátím. Jak bude stroj chránit kabel před přehřátím? Je to velmi jednoduché – nedovolí uživateli zvýšit zátěžový proud nad povolený limit. Účelem článku je přejít od floridních formulací ke konkrétním číslům a metodám výběru kabelů a jističů.

Proč je to nutné? – zeptají se někteří čtenáři. Vždyť na internetu je spousta tabulek! Faktem je, že i přes nadbytek (přemíru) informací spory stále pokračují. Klasický příklad: mnoho „starých“ elektrikářů tvrdí, že stroj s jmenovitým proudem 25 A je dostačující k ochraně elektrického vedení vyrobeného s kabelem o průřezu jádra 2,5 mm2. Jiní tvrdí, že to nelze udělat a maximum je v tomto případě 16 A. Kde je pravda? Podívejme se na toto téma pomocí tohoto příkladu.

Není snadné porozumět takovému množství informací, zvláště když vezmeme v úvahu, že mnoho faktorů se obvykle nebere v úvahu:

• typ těsnění;
• typ kabelu;
• maximální přípustná teplota kabelu;
• časově-proudové charakteristiky stroje;
• zatížení funkce.

Pro pochopení tak složitého tématu je nutné použít regulační a technickou dokumentaci (NTD). Jinak zůstaneme na úrovni „je to napsáno na internetu“ a „řekl to jeden blogger“.

V tomto článku použijeme následující dokumenty:

1. GOST R 50571.4.43-2012. Elektrické instalace nízkého napětí. Bezpečnostní požadavky. Nadproudová ochrana.
2. GOST R 50571.5.52-2011. Elektrické instalace nízkého napětí. Výběr a montáž elektrických zařízení. Elektrické rozvody.
3. GOST 30331.5-95. Elektroinstalace budov. Část 4. Bezpečnostní požadavky. Nadproudová ochrana.
4. GOST 31996-2012. Silové kabely s plastovou izolací pro jmenovité napětí 0,66; 1 a 3 kV. Všeobecné technické podmínky.
5. GOST 31565-2012. Kabelové výrobky. Požadavky na požární bezpečnost.
6. GOST IEC 60898-1-2020. Malá elektrická zařízení. Automatické spínače pro nadproudovou ochranu pro domácnost a podobné účely.
7. SP 256.1325800.2016. Elektroinstalace bytových a veřejných budov. Pravidla návrhu a instalace.

A samozřejmě PUE – kde bychom byli bez Elektrikářské bible?

Nebudu citovat doslovně odstavce a části NTD. Pointu pouze naznačím a převyprávím vlastními slovy. Pro ty, kteří to potřebují, jsou všechny dokumenty ve veřejné doméně!

Aby se článek nerozrostl do neuvěřitelných rozměrů, navrhuji omezit se na následující počáteční údaje:

• mluvíme o:
  – stacionární elektroinstalace s „solid-core“ kabely v obytných budovách;
  — způsob pokládání „vícežilového kabelu ve vzduchu“;
  – kabel typu „ng-LS“, který musí být použit v obytných budovách podle třídy požárního nebezpečí (GOST 31565-2012, tabulka 2);
  — sítě skupin zásuvek;
  – fázové napětí 220 V a fázové vodiče;
  — „domácí“ modulární jističe (GOST IEC 60898-1-2020);
• spojení mezi jádry jsou provedena svědomitě. Technicky vzato lze přechodový odpor zanedbat;
• nemluvíme o:
  – tak důležitý aspekt výběru průřezu, jako je ztráta napětí;
• Neuvažujeme o specifikách činnosti jističů při zkratu. O zkratech, časově-proudových charakteristikách a selektivitě jsem hovořil například v článku o použití jističů s charakteristikou „B“.

Varuji vás – bude to těžké. Ale cokoli „složitého“ se skládá z několika jednoduchých věcí sestavených do systému. Jdeme na to!

Důležitá předmluva o minimálním průřezu kabelu

Někteří elektrikáři se domnívají, že průřez vodiče (TCC) závisí pouze na zátěži:

• “Věneček vánočního stromku zapojím do této zásuvky pouze jednou ročně, takže tady stačí kuličkový šroub 2×0,75!”
• “A v mé chodbě je zásuvka pro router, nainstaloval jsem na něj ten nejtenčí drát, který jsem našel, a funguje bez problémů už 10 let!”

Nepřemýšlejí ani o nominální hodnotě stroje.

Tento přístup je nejen špatný, ale i trestný! A nejde ani tak o instalaci správného stroje, ale o to, že minimální průřez TPG není nijak závislý na výkonu zátěže. I kdybyste přísahali, že v této zásuvce nikdy nebude nic výkonnějšího než telefonní nabíječka, minimální průřez měděného TPG je definován v SP 256.1325800.2016 (tabulka 15.3). Nezávisí na stroji ani na zátěžovém proudu a rovná se 2,5 mm2.

U osvětlovacích sítí je minimální průřez jádra kabelu 1,5 mm2.

SP 256.1325800.2016 (článek 12.6) uvádí, že průřez se volí na základě vypočteného zatěžovacího proudu a závisí na způsobu instalace. Ve skutečném bytovém elektrickém vedení je výběr průřezů pro výstupní vedení malý – v 99% se skutečný průřez rovná minimu, tj. 2,5 mm 2. Koneckonců, kapacita standardní zásuvky je pouze 16 A a nemá smysl používat průřez 4 mm 2 nebo více. Jen pokud se nebavíme o výkonných zásuvkách pro stacionární spotřebiče jako jsou ohřívače vzduchu nebo elektrické sporáky. Tam ale často nepoužívají zásuvky, ale připojují kabel přímo ke svorkám.

Kabel by měl být vždy „nejpevnějším článkem“ v jakékoli elektrické instalaci.

Co stroj chrání?

Pojďme si nejprve ujasnit, co přesně stroj chrání – kabely, zásuvky nebo elektrospotřebiče? Obraťme se na GOST R 50571.4.43. Odstavec 430.1 uvádí, že ochrana pracovních vodičů v případě přetížení a zkratu se provádí nadproudovými ochrannými zařízeními. Zařízení na ochranu vodičů však nemusí nutně chránit zařízení připojená k vodičům. Ochrana se provádí automatickým vypnutím. Totéž je uvedeno v GOST 30331.5-95 (klauzule 431).

Závěr: Jistič primárně chrání kabel. Co je připojeno po kabelu – zásuvka, prodlužovací kabel, girlanda na vánoční stromeček – je také třeba chránit, ale až na druhém místě. Stupeň ochrany zde závisí pouze na přání projektanta.

Na druhou stranu odstavec 3.1.4 PUE-7 říká, že jmenovitý výkon jističe by měl být pokud možno zvolen jako nejnižší z hlediska vypočtených nebo jmenovitých zatěžovacích proudů.

Jinými slovy, jmenovitý proud AV musí být vyšší než jmenovitý proud zátěže. Čili pokud jste si jisti, že 200 W na dané lince je maximum, nikdo vám nezakáže na ni instalovat jistič 1A Takový jistič dokonale ochrání zásuvku, stejně jako girlandu a stolní lampa, ale náš kabel (nezapomeňte, minimální průřez jádra zásuvkového kabelu – 2,5 mm 2) nevyužije svůj plný potenciál. I když bude chráněn před nadproudem o 1000%.

Vyplatí se kupovat silné SUV, abyste s ním jezdili jen ideálními městskými ulicemi rychlostí 5 km/h?

SP 256.1325800.2016 (bod 12.6) hovoří o dvou stranách této mince asi takto: „Průřez kabelu se volí na základě zatěžovacího proudu, je třeba vzít v úvahu také způsob instalace a ztrátu napětí. Jmenovitý výkon jističe musí být zvolen na základě přípustného proudu kabelu. Což zase závisí na průřezu“.

Pojďme se ponořit do tématu.

Je možné nainstalovat jistič 25 A pro ochranu kabelu 2,5 mm 2?

Zúžíme rozsah našeho výzkumu a podívejme se na praktickou otázku: jak správně chránit kabel o průřezu TPG 2,5 mm 2? Jaké hodnocení stroje to zvládne a za jakých podmínek?

Řekněme, že jsme určili, že odhadovaný proud ve vedení je menší než 25 A. Pro ochranu vybereme jistič s jmenovitým proudem 25 A (PUE-7, 3.1.4). Jak je to s kabelem, jaký průřez je zde vhodný?

Předpokládejme, že máme vedení vyrobené kabelem VVGng-LS s PVC izolací o průřezu 3 × 2,5 mm 2. V GOST 31996-2012 v tabulce 19 pro tento oddíl určujeme dlouhodobý přípustný proud (přípustné proudové zatížení). Bude to 27 A pro nejtěžší podmínky instalace – ve vzduchu.

Dále odbočujeme ke stolu 18, kde jsou uvedeny maximální teploty ohřevu žil kabelu.

Režim přetížení pro kabely umístěné ve vzduchu je režim, ve kterém se přípustné proudové zatížení násobí faktorem 1,16 (GOST 31996-2012, bod 10.9).

To znamená, že kabel může být přetížen pouze o 16%. Pokud je tato hodnota překročena, izolace kabelu rychle stárne (akumuluje nevratné negativní změny) z následujících důvodů:

• Tepelný
  V tomto případě se dielektrické vlastnosti zhorší v důsledku zrychlení chemických reakcí.
• mechanický
  V důsledku únavy materiálu se nevyhnutelně objeví trhliny.
• Chemické
  Bude způsobeno oxidačními reakcemi.

Určíme, že v našem případě bude dlouhodobě přípustná teplota žil kabelu (při proudu 27 A) 70 °C a v režimu přetížení (při proudu 27 × 1,16 = 31,3 A) bude tato teplota 90 °C.

Zapamatujme si tyto informace a přejděme k problematice koordinace zatěžovacího proudu, přípustného proudu kabelu a jmenovitého proudu stroje.

Potřeba souladu mezi jističem a vodičem

Jak koordinovat proudové zatížení kabelu TPZh a jmenovitý výkon jističe? Položme otázku přímočařeji: pokud je dlouhodobě přípustný proud kabelu 27 A, může jej stroj s jmenovitým proudem 25 A ochránit před přehřátím? Chcete-li to provést, pojďme se ponořit hlouběji do dokumentace. V GOST 30331.5-95 v odstavci 433.2 je požadavek na koordinaci (konzistenci) vodičů a zařízení na ochranu proti přetížení. Konkrétně uvádí, že výkonové charakteristiky ochranného zařízení musí splňovat následující podmínky.

• Za prvé, vypočítaný (provozní) proud obvodu (I_в) musí být menší nebo roven jmenovitému proudu ochranného zařízení (I_n), který zase musí být menší nebo roven dlouhodobě přípustnému proudu kabelu (I_z): I_в≤I_n≤ I_z.
• Za druhé, proud, při kterém je zaručeno, že stroj po určitou dobu (I2) bude pracovat, musí být menší nebo roven dlouhodobému přípustnému proudu kabelu (Iz), vynásobenému faktorem 1,45: I2≤1,45 I_z.
• Ale z GOST IEC 60898-1-2020 (tabulka 7) víme, že proud I2 se nazývá podmíněný vypínací proud, při kterém musí stroj pracovat za méně než hodinu. To znamená, že I2 = 1,45 I_n.
• V souladu s tím, dosazením těchto hodnot do výše uvedeného vzorce dostaneme: I_n≤I_z.

To znamená, že překvapivě koeficient přetížení kabelu a koeficient jmenovitého proudu stroje se ukázaly být rovny 1,45 a vzájemně se snížily. Náhoda? nevím. Z toho ale vyplývá, že kabel, jehož dlouhodobý přípustný proud není větší než jmenovitý výkon stroje, bude při přetížení o 45 % bez napětí za méně než 1 hodinu. Ukazuje se, že při proudu 1,45 × 25 = 36,2 A bude náš kabel 2,5 mm 2 s „nominálním“ 27 A bez napětí za méně než hodinu, pokud je chráněn 25 A jističem je to dobré nebo špatné?

Není to tak jednoduché. Pamatujte, že jsme zjistili, že kabel začíná nevratně stárnout v režimu přetížení, když proud překročí jmenovitou hodnotu I_z o 16 % a teplota stoupne na 90 °C? To znamená, že proud za téměř celou hodinu může být o 45 % vyšší než požadovaná hodnota namísto přípustných 16 %! Z toho vyplývá logický závěr – během této doby se kabel zahřeje o více než 90 ° C, což povede k jeho předčasnému stárnutí a degradaci.

Je to jako nutit vás a mě pracovat 12 hodin denně, sedm dní v týdnu. Jak dlouho vydržíme?

Náš závěr je potvrzen v poznámce k odstavci 433.2 diskutované výše z GOST 30331.5-95: „Ochrana podle tohoto článku neposkytuje v některých případech úplnou ochranu, například před dlouhodobým nadproudem menším než I2. Předpokládá se, že elektrická síť je navržena tak, že malá a dlouhotrvající přetížení budou docházet jen zřídka.“

Poslední větu považuji ve vážné literatuře (jako je GOST) za nevhodnou pro její vágnost. „Malá“ přetížení – je to 1 nebo 16, nebo 45 %? Trvá „dlouhá“ doba více než hodinu nebo více než jeden den? „Zřídka“ – je to jednou denně nebo jednou za rok?

Ve vztahu k domácí síti, kde není znám počet a výkon připojených zařízení, lze však vyvodit následující závěr: v důsledku určité kombinace zátěží připojených k danému vedení může dojít k nadproudu, který způsobí nepřijatelné přetížení a přehřátí kabelu.

Pokračujeme v hledání potvrzení našeho závěru. V GOST 50571.4.43-2012 v odstavci 433.1 najdete vzorce, které byly diskutovány výše. Ale v poznámce 1 je pozoruhodná fráze: „Pokud ochrana podle tohoto odstavce nemusí v určitých případech poskytovat ochranu, například proti trvalému nadproudu menšímu než I₂, v těchto případech je třeba zvážit výběr kabelu s větším průřezem.

Vezměte prosím na vědomí: nemůžeme snížit jmenovitý výkon stroje (In), protože je zespodu omezen vypočítaným zatěžovacím proudem (I_в). Jediným nabízeným řešením je zvětšení plochy průřezu kabelu TPZh.

Můžete omezit výkon spotřebičů připojených k zásuvkám (pamatujete, na začátku článku jsem uvedl příklad s girlandou na vánoční stromeček?). Ale k tomu musíte stát a hlídat tuto zásuvku 100 hodin denně. A přesto nemůžete dát XNUMX% záruku, že dříve nebo později proud v tomto vedení překročí povolené limity.

Pouze prodejní personál může poskytnout 100% záruku.

Možností, která poskytuje 100% záruku zabránění přetížení kabelu, je snížení proudu stroje. Přesněji volte jistič s jiným jmenovitým proudem. V našem případě místo 25 A zvolte 20 nebo 16 A.

Naplánovat

Spousta slov některé čtenáře nudila, proto uvedu graf na základě výše uvedeného. Myšlenka grafu není moje – je uvedena v GOST R 50571.4.43-2012 (příloha B).

Graf ukazuje bod 31,3 A – po tomto proudu izolace kabelu nevyhnutelně stárne. A čím vyšší proud, tím rychleji se to stane. Další bod – 36,2 A ukazuje, kde bude stroj pracovat za méně než 1 hodinu. V tomto rozsahu hodnot proudu (označeného červeným segmentem o délce asi 5 ampérů) nebude zajištěna ochrana kabelu. Q.E.D.

Tabulka přijatelných nominálních hodnot strojů

Sestavil jsem tabulku, která vám pomůže lépe se zorientovat v problematice ochrany kabelů. Tabulka je sestavena pro tři nejběžnější oddíly.

Použití tabulky vysvětluji na příkladu kabelu s průřezem žil 2,5. Stejně jako v grafu je červeně zvýrazněn interval (téměř 5 A), ve kterém nebude žádná ochrana kabelu. Pokud zvolíte AB s nominální hodnotou 20 nebo 16 A, interval bude mít „zápornou délku“ (označeno zeleně). To znamená, že kabel bude dokonale chráněn.

Pro průřez 1,5 jsou vhodné stroje do 16 A Pro 4 mm 2 je maximální stroj 25 A.

Co dalšího byste měli zvážit při výběru kabelu a stroje?

Volbu průřezu kabelu a jmenovitého výkonu stroje kromě výše uvedeného ovlivňuje mnoho faktorů. Uvedu je v jediném seznamu, protože spolu úzce souvisí.

Ztráta napětí na kabelu

To je zvláště důležité vzít v úvahu na dlouhých linkách. Pokud například potřebujete připojit zásuvku ve vzdálenosti 100 m, budete muset použít kabel o průřezu TPG alespoň 4 mm2. Pak je ale potřeba zvolit AV hodnocení se zaměřením na zatěžovací proud (obvykle 16 A) a nízký zkratový proud na konci vedení.

Zkratový proud

Pokud má nízkou hodnotu, pak vypnutí při nadproudu může trvat velmi dlouho nebo nemusí nastat vůbec. Aby vše fungovalo, jak má, musíte buď zvětšit průřez kabelu, nebo snížit hodnocení a „písmeno“ AB. Toto téma jsem podrobně rozebral v článku „Zkratový proud: na velikosti záleží!“

Zatěžovací proud

Za prvé, zátěž pro kabel je zásuvka. A jak jsem již řekl, můžete se zaměřit na nejslabší článek řetězce – zásuvku nebo to, co s ní bude spojeno. Proto je instalace stroje na linku podle jmenovité hodnoty zásuvky považována za dobrou formu v elektrice.

Připojení osvětlení

Stejně jako v předchozím odstavci – pokud lustr nebo skupina lamp spotřebovává proud menší než 1 A, jaký má smysl nainstalovat na tuto osvětlovací linku 1,5 automatické stroje s výkonem 2 A s kabelem 16 mm ? 6 nebo 4 A je docela dost.

Startovací proudy

LED lampy mají vysoký náběhový proud, to musíte vědět při výběru hodnocení AB. Ve zvláště závažných případech je třeba myslet na charakteristiku vypnutí AV nebo rozdělit zátěž do několika řádků.

Způsob pokládky

Pokud se chcete ponořit do moře instalačních metod a souvisejících proudových koeficientů, prosím: GOST R 50571.5.52-2011, příloha B, C. Viz také PUE-7, kap. 1.3.

Teplota okolí

Ohřev AV a kabelů z externích zdrojů tepla je zohledněn pomocí korekčních faktorů, které lze nalézt u výrobců a v GOST. Při zahřívání se snižuje jmenovitý proud AV a přípustný proud kabelu. Při chlazení je tomu naopak. Například při −5 °C může kabel o průřezu 2,5 mm 2 přenášet proud až 50 A (podle toho je zvolen stroj).

Skupinová instalace strojů

Mechanismus je stejný jako v předchozím odstavci – pokud v blízkosti nainstalujete mnoho strojů, budou se vzájemně ohřívat a jejich jmenovité proudy se sníží. To znamená, že graf BTX se posune doleva.

Akcie

Spolehlivost a bezpečnost jsou prvořadé. Nikdy nemůžete doufat, že kabely a stroje, stejně jako podmínky prostředí a instalace, budou ve skutečnosti stejné jako teoreticky. Pokud se může stát něco špatného, ​​stane se to. A máme moc snížit pravděpodobnost negativních událostí pomocí všech rozumných metod.

Závěr

Můžete si vzít hotová řešení pro výběr kabelových úseků a jmenovitých hodnot stroje a jednat podle osvědčeného plánu. Vždy byste ale měli vědět, na čem jsou tato rozhodnutí založena. A vědět, kde hledat odpovědi na nestandardní problémy.

Doufám, že jsem vás přiměl přemýšlet o principech ochrany kabelů. Nyní víte, že otázka: “Je možné chránit kabel s průřezem jádra 2,5 mm 2 pomocí 25 A automatu?” „Není možné jednoznačně odpovědět „ano“ nebo „ne“.

Zdroj: Alexander Yaroshenko, autor blogu SamElectric.ru. Publikováno v časopise „Electrical Engineering Market“ č. 1 (103), 2022

Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki