Kā izvēlēties aizsardzības automātu atkarībā no kabeļa šķērsgriezuma?

Izvēloties aizsardzības automātu elektroinstalācijai, viena no biežākajām kļūdām ir automātu izvēlēties tikai pēc pieslēdzamās iekārtas jaudas.

Tikpat svarīgi ir ņemt vērā kabeļa šķērsgriezumu, kabeļa tipu, uzstādīšanas veidu, apkārtējās vides temperatūru, kabeļu grupēšanu un paredzamo slodzi.

Aizsardzības automāta galvenais uzdevums ir aizsargāt elektroinstalācijas vadus un kabeļus no pārslodzes un īsslēguma.

IEC 60364-4-43 nosaka prasības vadītāju aizsardzībai pret pārslodzes un īsslēguma radīto iedarbību.

Galvenais princips – automātam jāaizsargā kabelis

Aizsardzības automāta izvēlē viens no svarīgākajiem principiem ir:

IB ≤ In ≤ IZ

kur:

• IB – aprēķina slodzes strāva;

• In – aizsardzības automāta nominālā strāva;

• IZ – kabeļa ilgstoši pieļaujamā strāva konkrētajos uzstādīšanas apstākļos.

Tas nozīmē, ka automāta nominālā strāva nedrīkst pārsniegt kabeļa pieļaujamo ilgstošo strāvu.

Tāpēc nav pareizi vienkārši izvēlēties automātu pēc formulas:

2,5 mm² = 20 A

vai

4 mm² = 25 A

Šādas vērtības var būt piemērotas tipiskos apstākļos, bet ne visās instalācijās.

Kabeļa šķērsgriezuma un automāta izvēles tabula

Zemāk redzamā tabula ir orientējoša un paredzēta tipiskām 230/400 V ēku elektroinstalācijām ar vara kabeli.

* Jauda aprēķināta aptuveni pēc P = U × I, pie 230 V un cosφ = 1. Tā nav kabeļa faktiskā pieļaujamā jauda. Automāta un kabeļa galīgā izvēle jāveic pēc konkrētajiem instalācijas apstākļiem.

Svarīgi: tabula nav izmantojama kā universāla automātu izvēles tabula. Tā ir paredzēta, lai sniegtu priekšstatu par tipiskām kombinācijām.

Kabeļa faktiskā pieļaujamā strāva jānosaka, ņemot vērā konkrēto uzstādīšanas metodi un korekcijas koeficientus. IEC 60364-5-52 pieļaujamās strāvas tabulas tieši diferencē dažādas uzstādīšanas metodes.

Cik ampēru drīkst vadīt caur dažāda šķērsgriezuma kabeli?

Lai saprastu, kāpēc automāta izvēle nav tik vienkārša, apskatīsim kabeļa pieļaujamo strāvu.

Piemēram, IEC 60364-5-52 tabulās vara vadītājam ar PVC izolāciju un trim noslogotiem vadītājiem pie 30 °C dažādām uzstādīšanas metodēm tiek iegūtas būtiski atšķirīgas vērtības.

Šīs vērtības ir piemērs standarta tabulu datiem; konkrētā instalācijā tās var būt jāmaina, piemērojot temperatūras, grupēšanas, uzstādīšanas un citus korekcijas koeficientus.

Tāpēc vienam un tam pašam 2,5 mm² kabelim atkarībā no uzstādīšanas veida tabulas vērtība var būt, piemēram, 18 A, 20 A, 21 A vai 24 A.

Tieši tāpēc automātu nevar izvēlēties tikai pēc kabeļa šķērsgriezuma.

1,5 mm² kabelis – 10 A, 13 A vai 16 A?

1,5 mm² vara kabeli ļoti bieži izmanto apgaismojuma ķēdēm.

Tipiskā instalācijā var būt:

• B10 A automāts;

• B13 A automāts;

• B16 A automāts.

Taču 16 A automāts nav automātiski piemērots jebkurai 1,5 mm² instalācijai.

Piemēram, ja konkrētajos uzstādīšanas apstākļos kabeļa ilgstoši pieļaujamā strāva ir tikai 15 A, tad 16 A automāts neatbilst prasībai:

In ≤ IZ

Šādā situācijā jāizvēlas atbilstošs aizsardzības risinājums.

2,5 mm² kabelis – 16 A vai 20 A?

Šis ir viens no biežākajiem jautājumiem.

2,5 mm² vara kabeli ēku elektroinstalācijās bieži izmanto kontaktligzdu ķēdēm.

Atkarībā no instalācijas apstākļiem var tikt izmantots:

• B16 A;

• B20 A.

Taču 20 A automātu drīkst izmantot tikai tad, ja konkrētajos apstākļos kabeļa pieļaujamā ilgstošā strāva ir vismaz 20 A un ir izpildītas arī pārējās aizsardzības prasības.

Piemēram, ja kabelis tiek ievietots siltumizolācijā vai kopā ar daudziem citiem noslogotiem kabeļiem, tā pieļaujamā strāva var būtiski samazināties.

4 mm² kabelis – 25 A vai 32 A?

4 mm² kabeli izmanto jaudīgākām elektroinstalācijas līnijām.

Atkarībā no instalācijas veida var būt piemērots:

• B20 A;

• B25 A;

• B32 A.

Piemēram, ja kabeļa aprēķinātā pieļaujamā strāva konkrētajā instalācijā ir 27 A, tad 32 A automāts nebūs pareizā izvēle tikai tāpēc, ka kabelis ir 4 mm².

Šajā gadījumā jāizvēlas automāts, kura nominālā strāva nepārsniedz kabeļa pieļaujamo strāvu.

6 mm² kabelis – 32 A?

6 mm² vara kabeli bieži izmanto:

• elektriskajām plītīm;

• elektriskajiem sildītājiem;

• jaudīgākām rozetēm;

• saimniecības ēku līnijām;

• citām jaudīgākām elektroiekārtām.

Tipiski var būt sastopami:

B25 A, B32 A vai B40 A

automāti.

Tomēr arī šeit galīgā izvēle jāveic pēc kabeļa uzstādīšanas apstākļiem.

10 mm² kabelis – 40 A, 50 A vai 63 A?

10 mm² kabeli jau bieži izmanto lielākas jaudas līnijām un sadales skapju savienojumiem.

Atkarībā no konkrētajiem apstākļiem var būt piemērots:

• 40 A;

• 50 A;

• 63 A.

Piemēram, ja konkrētajos apstākļos kabeļa ilgstoši pieļaujamā strāva ir 52 A, tad 63 A automāts nav pieļaujams tikai tāpēc, ka tas ir "tuvākais lielākais standarta automāts".

Šajā gadījumā jāizvēlas atbilstošs automāts, piemēram, 50 A, vai jāpalielina kabeļa šķērsgriezums.

Kad kabelim nepieciešams lielāks šķērsgriezums?

Kabeļa šķērsgriezumu var būt nepieciešams palielināt vairākos gadījumos.

1. Liela slodzes strāva

Jo lielāka ir slodze, jo lielāks nepieciešams kabeļa šķērsgriezums.

2. Gara kabeļa līnija

Garā līnijā jāņem vērā sprieguma kritums.

Piemēram, 30–50 metru līnijai var būt nepieciešams lielāks kabelis nekā īsai līnijai ar tādu pašu slodzi.

3. Kabeļi atrodas kopā

Ja vienā caurulē, teknē vai saišķī atrodas daudz noslogotu kabeļu, to siltuma novadīšana pasliktinās.

Tādēļ jāizmanto grupēšanas korekcijas koeficients.

4. Augsta apkārtējā temperatūra

Paaugstināta temperatūra samazina kabeļa pieļaujamo ilgstošo strāvu.

5. Kabelis atrodas siltumizolācijā

Siltuma novadīšana var būt būtiski sliktāka, tāpēc pieļaujamā strāva samazinās.

Kā izvēlēties automātu – praktisks piemērs

Pieņemsim, ka jāizveido 230 V kontaktligzdu līnija.

Plānotā slodze ir:

P = 3,5 kW

Aprēķinām strāvu:

I = P / U

I = 3500 / 230 ≈ 15,2 A

Tātad aprēķina slodzes strāva ir aptuveni 15,2 A.

Varētu apsvērt 16 A automātu.

Tagad jāizvēlas kabelis.

Pieņemsim, ka tiek izmantots 3×2,5 mm² vara kabelis.

Ja konkrētajos uzstādīšanas apstākļos tā pieļaujamā strāva ir lielāka par 16 A, tad nosacījums:

IB ≤ In ≤ IZ

var būt izpildīts:

15,2 A ≤ 16 A ≤ IZ

Tomēr vēl jāveic pārējās nepieciešamās pārbaudes, piemēram, sprieguma krituma un aizsardzības atslēgšanās nosacījumu pārbaude.

Automāta raksturlīkne – B, C vai D?

Automāta nominālā strāva nav vienīgais parametrs.

Jāizvēlas arī atbilstoša izslēgšanās raksturlīkne.

B raksturlīkne

B tipa automātus bieži izmanto:

• apgaismojumam;

• kontaktligzdu ķēdēm;

• sadzīves elektroierīcēm;

• ķēdēm bez lielām ieslēgšanās strāvām.

C raksturlīkne

C tipa automāti piemēroti ķēdēm, kurās var rasties lielākas īslaicīgas ieslēgšanās strāvas.

Piemēram:

• elektromotoriem;

• transformatoriem;

• dažām HVAC iekārtām;

• jaudīgām barošanas iekārtām.

D raksturlīkne

D tipa automātus izmanto ķēdēs ar ļoti lielām īslaicīgām ieslēgšanās strāvām.

Svarīgi saprast:

C16 nav "jaudīgāks" par B16.

Abiem automātiem nominālā strāva ir 16 A, bet atšķiras to momentānās izslēgšanās raksturlīkne.

Automāta nominālā strāva un kabeļa šķērsgriezums

Ērtākai orientācijai var izmantot šādu principu:

Šī tabula nav projektēšanas tabula. Tā paredzēta tikai kā ātra orientācija.

Faktiskā automāta izvēle jāveic pēc kabeļa pieļaujamās strāvas konkrētajos uzstādīšanas apstākļos.

Kā aprēķināt slodzes strāvu?

Vienfāzes 230 V ķēdei:

I = P / U

Piemēram:

3 kW / 230 V ≈ 13 A

5 kW / 230 V ≈ 21,7 A

7 kW / 230 V ≈ 30,4 A

Šīs vērtības ir aptuvenas un attiecas uz 230 V aktīvu slodzi ar cosφ ≈ 1.

Motoriem, transformatoriem, LED barošanas blokiem un citām slodzēm jāņem vērā arī jaudas koeficients un ieslēgšanās strāvas.

Trīsfāžu slodzes

400 V trīsfāžu sistēmā simetriskai slodzei strāvu var aptuveni aprēķināt:

I = P / (√3 × U × cosφ)

Ja cosφ = 1:

Arī šeit automātu nevar izvēlēties tikai pēc šīs tabulas.

Jāņem vērā faktiskā iekārta, cosφ, palaišanas strāvas, kabeļa šķērsgriezums, uzstādīšanas metode un citi parametri.

Sprieguma kritums

Kabeļa izvēlē jāņem vērā ne tikai tā sildīšanās.

Īpaši garām līnijām jāaprēķina arī sprieguma kritums.

Tas ir svarīgi, piemēram:

• garāžām;

• saimniecības ēkām;

• sūkņiem;

• elektromotoriem;

• EV uzlādes iekārtām;

• elektriskajiem katliem;

• lielas jaudas sildītājiem.

Piemēram, ja līdz elektroauto uzlādes iekārtai ir 50 m garš kabelis, ar 32 A automāta izvēli vien nepietiek. Jāpārbauda arī sprieguma kritums un kabeļa termiskā slodze.

Īsslēguma aizsardzība

Jāpārbauda arī aizsardzības aparāta spēja atslēgt iespējamo īsslēguma strāvu.

Automātiem var būt, piemēram:

• 4,5 kA;

• 6 kA;

• 10 kA;

īsslēguma atslēgšanas spēja.

Konkrētā vērtība jāizvēlas atbilstoši instalācijas paredzamajai īsslēguma strāvai.

Biežākās kļūdas

❌ 2,5 mm² kabelim vienmēr 20 A

Ne vienmēr.

❌ 1,5 mm² kabelim vienmēr 16 A

Ne vienmēr.

❌ Ja automāts neatslēdzas, tad kabelis ir drošībā

Ne obligāti. Automāta darbības raksturlīkne un kabeļa termiskā slodze ir savstarpēji saistītas.

❌ C16 ir jaudīgāks par B16

Nē. Nominālā strāva abiem ir 16 A.

❌ Var vienkārši uzlikt lielāku automātu

Ja kabelis nav paredzēts lielākai strāvai, tas var radīt bīstamu pārslodzi.

❌ Kabeļa šķērsgriezumu izvēlas tikai pēc automāta

Kabeli jāizvēlas pēc slodzes un visiem konkrētās instalācijas nosacījumiem, pēc tam jāsaskaņo aizsardzības aparāts.

Pareiza automāta izvēles secība

Lai izvēlētos atbilstošu aizsardzības automātu, ieteicams izmantot šādu secību:

1. Nosaka slodzi

Aprēķina paredzamo darba strāvu IB.

2. Izvēlas kabeli

Nosaka nepieciešamo kabeļa šķērsgriezumu.

3. Nosaka kabeļa pieļaujamo strāvu

Atbilstoši kabeļa tipam un uzstādīšanas metodei nosaka IZ.

4. Piemēro korekcijas koeficientus

Piemēram:

• apkārtējās temperatūras koeficientu;

• kabeļu grupēšanas koeficientu;

• uzstādīšanas metodes koeficientu;

• citus nepieciešamos koeficientus.

5. Izvēlas automāta nominālo strāvu

Jānodrošina:

IB ≤ In ≤ IZ

6. Izvēlas raksturlīkni

B, C vai D atbilstoši slodzes raksturam.

7. Pārbauda sprieguma kritumu

Īpaši garām kabeļu līnijām.

8. Pārbauda īsslēguma nosacījumus

Jāpārliecinās, ka aizsardzības aparāts nodrošina nepieciešamo aizsardzību un tā atslēgšanas spēja ir pietiekama.

Secinājums

Aizsardzības automāts nav jāizvēlas tikai pēc kabeļa šķērsgriezuma.

Pareiza izvēle ir:

Slodze → kabeļa šķērsgriezums → uzstādīšanas metode → kabeļa pieļaujamā strāva → automāts → sprieguma kritums → īsslēguma pārbaude.

Vienkāršais princips "1,5 mm² = 16 A, 2,5 mm² = 20 A, 4 mm² = 25 A" var būt labs aptuvens orientieris ikdienas situācijās, taču tas nav universāls projektēšanas noteikums.

Kabeļa pieļaujamo strāvu būtiski ietekmē tā uzstādīšanas veids, apkārtējā temperatūra, kabeļu grupēšana un citi faktori. IEC 60364-5-52 tabulas tieši paredz dažādas pieļaujamās strāvas atkarībā no uzstādīšanas metodes.

Droša elektroinstalācija sākas nevis ar automāta izvēli, bet ar pareizi aprēķinātu un izvēlētu kabeli.

Ja rodas šaubas par automāta vai kabeļa izvēli, īpaši jaudīgām iekārtām, garām līnijām vai sarežģītām elektroinstalācijām, aprēķinu ieteicams uzticēt kvalificētam elektroinstalāciju speciālistam.