На первый взгляд может показаться, что тема очень простая, но есть некоторые нюансы, про которые стоит помнить, когда от выбора кабеля зависит безопасность вашего дома. Какого сечения должен быть кабель, если автоматический выключатель установлен на 16А?

В этой статье я буду рассматривать трехжильные кабели, т.к. в наших домах (квартирах) в основном используются однофазные сети.

Обратимся к ГОСТ16442-80 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия.) В этом ГОСТе можно найти таблицу длительно допустимых токов для медных кабелей с пластмассовой изоляцией:

Эта таблица не из ГОСТ16442-80, но поверьте, там такие же значения

В жилых и общественных зданиях на небольшие токи применяют модульные автоматические выключатели серии ВА47 либо их зарубежные аналоги.

Необходимо понимать, что автомат с тепловым расцепителем на 16А не отключается при токе 16А!

А сейчас хочу обратиться к характеристикам автомата серии ВА47 и силового автомата ВА88-32. Посмотрит при каких токах отключается тепловой расцепитель.

Время-токовые рабочие характеристики автомата серии ВА47 при контрольной температуре калибровки 30оС:

Характеристики срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя ВА88-32:

Согласно нормативных документов все электрические сети должны быть защищены от перегрузки, т.е. автоматический выключатель должен защищать кабельную линию. Если мы выбираем автомат на 16А, то кабель должен быть выбран с учетом того, что он будет защищен этим автоматом.

Согласно ГОСТ16442-80 трехжильный кабель сечением 1,5мм2 способен длительно выдерживать ток 21А. Казалось бы, для 16-ти амперного автомата это предостаточно, но не тут то было.

Если взглянуть на время-токовые характеристики, то модульный автомат может около часа пропускать через себя ток равный 1,45In, а за это время кабель может выйти из строя и загореться.

Ниже представлены таблицы, которые наглядно демонстрируют как должны быть выбраны кабели для автоматов ВА47 и ВА88-32 при различных номинальных токах.

 

Выбор кабелей для различных автоматов

Красным цветом выбраны кабели с учетом возможного тока в 1,45In для ВА47 и 1,3In+10% для ВА88-32.

Черным цветом показан выбор кабелей с учетом требований ГОСТ16442-80. Здесь не учитывается то, что автомат некоторое время способен работать с перегрузкой.

Хочешь спать спокойно? Для автомата 16А — кабель 2,5мм2.

В статье я рассмотрел самые неблагоприятные условия. В принципе, нужно было выбирать длительно допустимый ток для трехжильных кабелей по колонке «двихжильных», а там уже для 1,5мм— 24А, что вполне достаточно для автоматического выключателя с тепловым расцепителем 16А.

Аргументы типа «кабели китайские и т.п.» в расчет не беру, есть  ГОСТ16442-80, в котором прописаны все требования к кабельной продукции и согласно которому должны быть изготовлены кабели.

Так вот, начнём разбираться. Первое и самое главное. АВТОМАТ ЗАЩИЩАЕТ НЕ НАГРУЗКУ (от замыканий или ещё чего). АВТОМАТ ЗАЩИЩАЕТ ПИТАЮЩУЮ ЛИНИЮ (КАБЕЛЬ)! Это необходимо отложить себе в мозг! Автомату наплевать на то, что там после кабеля. Его задача — спасти кабель от перегрузки, перегрева и пожара. Поэтому правильный выбор номиналов и параметров кабеля, автомата и розеток должен быть в следующей последовательности:

  1. Смотрим на нагрузки, которые нам надо питать. Сколько они потребляют по мощности, и следовательно ток какой величины будет течь через их питающую линию. Для пересчёта тока в мощность можно использовать самую обычную формулу: P=U*I, где P — мощность, U — напряжение сети (220 вольт в случае квартиры), а I — ток. То-есть, для тока будет так: I = P/U. На самом деле данная формула справедлива только для резистивных нагрузок типа обычных лампочек, нагревателей, чайников. Но для нашего случая можно оооочень прикидочно использовать её и с другими устройствами.
  2. Чтобы питать нашу нагрузку, нам нужна кабельная линия (кусок кабеля). Какой именно? Смотрим на общий суммарный ток, который нам требуется и выбираем необходимый кабель по сечению (как найду нормальную таблицу — выложу). Для открытой прокладки можно очень условно прикинуть что 1 кв.мм кабеля = 10А. Для скрытой я «на века и с запасом» считаю как 8А/кв.мм. Смотрим сечение и округляем его в сторону ближайшего из стандартного ряда: 1,5; 2,5; 4; 6; 10.
  3. Автомат выбираем так, чтобы он отключился раньше, чем нашему кабелю настанет кирдык. То-есть, смотрим при каких токах автомат будет отключаться, и смотрим максимальный ток через наш кабель. Если кабель не катит — берём на сечение больше  пересчитываем.

Второе. Посмотрим внимательно на автомат. Автомат состоит из двух расцепителей.Теплового и электромагнитного. Тепловой расцепитель — это биметаллическая пластинка, которая разогревается при протекании через неё тока, при сильном перегреве изгибается, освобождает рычажок внутри автомата, и автомат отключается. Задача теплового расцепителя — реагировать медленно и защищать линию от перегрузок. Он будет срабатывать как раз тогда, когда вы наподключаете пяток нагревателей и десяток чайников. В этом случае через кабель потечёт слишком большой (для него) ток, и он может загореться. Вот в этом случае тепловой расцепитель «выжидает» некоторое время (а вдруг перегрузка кратковременная) и отключает линию, спасая её.

Электромагнитный расцепитель предназначен для защиты от короткого замыкания. В этом случае ток в линии будет очень большим по сравнению с обычной перегрузкой (в десятки раз), и линию надо отключить мгновенно. Для этого используется обычный электромагнит: катушка с проволокой и сердечник, который опять же приводит в действие механизм автомата, заставляя его выключиться. Пошёл огромный ток — электромагнит втянулся, отрубил линию.

А вот дальше начинаются интересности. Я в описании реле времени и инерционности защиты говорил о том, что в некоторых случаях кратковременный выход параметра за пределы нормы может быть не особо критичным, и защита в этом случае не должна срабатывать слишком паранойно. Это правило относится и к автоматам. Оказывается, что когда вы включаете какой-нибудь мотор, например пылесоса или дачного насоса, в линии происходит довольно большой бросок тока, опять же в несколько раз превышающий нормальный. Конечно же, по логике работы, автомат должен отключиться. Ну например мотор в рабочем режиме потребляет 5А, а в пусковом — 12. Автомат например стоит на 10А, и от 12ти он должен вырубиться. Что делать? Поставить автомат на 16? Но тогда случись что — заклинило мотор, замкнуло кабель — фиг его знает, отключится он или нет. А меньший — конечно защитит линию, но будет срабатывать от каждого чиха.

Вот чтобы с этим не париться, умные люди придумали такую вещь как «характеристика автомата«. Правильно оно зовётся «Время-токовая характеристика«, но на жаргоне обычно просто характеристикой или категорией отключения. Обозначается она той самой неприметной буковкой перед номиналом автомата, на которую обычно все плевать хотели 🙂 Бывает B, C, D и для особых извращений — K и Z. Эта характеристика показывает ток и время, при которых будет срабатывать электромагнитный расцепитель автомата. Вот три основных:

  • B: 3-5 номинала
  • C: 5-10 номиналов
  • D:  10-20 номиналов

Характеристика B самая чувствительная и показана к применению в квартирах и жилых зданиях, где нагрузки больше активные, а какие-нибудь мощные двигатели включаются редко. Характеристика C — самая распространённая (поэтому тоже катит, хе-хе, под жилые здания), и годится для общих случаев. А характеристика D как раз заточена под питание каких-нибудь злобных станков, больших моторов и прочих устройств, где могут быть большие перегрузки при их включении.

Так вот оказывается, что для нашего родного автомата в C16 диапазон токов, при котором он отключается мгновенно (~ 0,1 секунды) будет 80-160 А. Вот так-то! А вы его вешать на хилый кабель? Ну, кабель тоже не дурак и кратковременные перегрузки может выдержать.

Но займёмся более интересным тепловым расцепителем. Как мы помним, он предназначен для защиты линии от длительных перегрузок. То-есть, автомат не обязан отключаться сразу, и вот в этом случае время его НЕотключения может составлять какой-нибудь ЧАС, а то и больше. Заценим каталог, опять же для C16. Кстати, для всех характеристик B, C, D параметры одинаковы, поэтому я дам списочек для распространённых номиналов автоматов.

Время отключения БОЛЕЕ ЧАСА:

  • 6А: 6,78А
  • 10А: 11,3А
  • 16А: 18,08А
  • 25А: 28,25А

А теперь время отключения МЕНЕЕ ЧАСА (но не значит что не именно час):

  • 6А: 8,7А
  • 10А: 14,5А
  • 16А: 23,2А
  • 25А: 36,25А

Так вот отключение в течение часа означает в самом худшем варианте то, что автомат будет греться целый час, держать ток 23А (для номинала в 16А) и только потом отключится. Родимый и ненавистный (задолбался его на розетках видеть!) номинал в 25А привожу специально чтобы поржать на тему того, что перед его отключением ваш кабель в 2.5 кв.мм выгорит нахрен. Вот про это западло все обычно забывают, а именно оно и определяет требуемое сечение кабеля. Потому что кабель должен держать вышеозначенный ток целый час.

Давайте посчитаем, ради интереса. Берём автомат на 16А и кабель в 2,5 кв.мм. Для этого кабеля, положим, максимальный длительный ток будет 2,5*10 = 25А. При этом он довольно ощутимо нагреется. А длительный ток для прокладки в стене будет 2,5*8 = 20А. Это если кабель плохо охлаждается, лежит за какой-нибудь вагонкой в деревянном доме. Посчитаем, так сказать, самый худший случай. Смотрим ещё раз на автомат: более часа автомат на 16А держит ток в 18А, а менее часа — 23А. Самый хреновый вариант — более часа, 18А. Самый хилый ток у кабеля — 20А. 20>18, значит кабель использовать можно. Ну а более простое объяснение для клиентов в танке обычно такое: «А вот видите у вас на розетке написано 16А? Вот значит автомат тоже надо на 16А». И это действительно так! А что наш родимый номинал 25А, который все так обожают ставить в том случае, если 16А маловато и он почему-то (вот гад такой!) выбивает? А там ток неотключения более часа — 28А. Это означает, что пока автомат соизволит отключиться, ваш кабель будет сам хорошей такой печкой.

Попробуем проверить вторую обоснованную хрень, о том что на кабель в 1.5 кв.мм автомат должен быть не более 10А. 1.5 кв. мм это или 15А или 12. У автомата на 10А токи 11 или 14А. Даже смотреть не надо — прокатываем. А если учесть, что сейчас есть или нанокабели, или наоборот кабели с сильно заниженным сечением, то я строго настаиваю на следующем:

  • Для кабеля на 1,5 кв.мм автомат не более 10А
  • Для кабеля на 2,5 кв.мм автомат не более 16А

Можно попробовать просчитать другие кабели. У меня получалось дальше по возрастающей. Что на 4 кв.мм надо 25А, а на 6 — 32. На практике получается так, что в силу инерционности теплового расцепителя автомата при полностью загруженной линии в C16 на все её 16А можно будет ещё за 5 минут успеть чайник вскипятить и ничего не отключится.

Теперь понятно, почему у меня волосы встают дыбом во всех местах тела, когда я вижу какой-нибудь щиток с подписью «розетки комнаты» и номиналом в C25? Ну а если у вас ещё и летняя жара, то оказывается что при 50 градусах жары автомат в 16А превратится в 14,1 А. Вот такая вот занимательная арифметика!