Через сколько отключится автомат? Попробуйте
Учебная модель. Полоса проведена через контрольные точки IEC/EN 60898-1 при 30 °C, линия между ними — интерполяция. «Образцовый автомат» — один условный аппарат: его тепловая постоянная оценена по протоколам испытаний, а не взята из стандарта. Время срабатывания вашего автомата смотрите по кривой производителя. В тёплом щите автомат срабатывает раньше: около 5 % по току на каждые 10 °C выше 30 °C. Нагрев кабеля показан как порядок величины: одна постоянная времени, оценённая по испытаниям кабеля в теплоизоляции, прокладка A1, 30 °C. Это не прогноз пожара. Ток КЗ рассчитан для линии 20 м при условном сопротивлении сети 0,35 Ом. Реальный ток зависит от вашей сети, его определяет электрик измерением Zs.
Что происходит внутри автомата
Биметалл: перегрузка
Ток нагревает пластину из двух металлов, которые расширяются по-разному, и она изгибается. Чем больше перегрузка, тем быстрее пластина доходит до защёлки. Небольшая перегрузка может длиться минуты и часы; уже нагретая пластина срабатывает раньше.
Катушка и сердечник: короткое замыкание
Большой ток намагничивает катушку, она втягивает сердечник, и тот за миллисекунды сбивает защёлку. Буква характеристики задаёт, с какого тока это начинается: B — 3–5 × In, C — 5–10 × In, D — 10–20 × In.
Кабель: что мы защищаем
Кабель нагревается постепенно и так же остывает. Изоляция из ПВХ рассчитана на 70 °C при длительной работе. Автомат должен отключить линию раньше, чем кабель до этого дойдёт, поэтому номинал подбирают под сечение.
Как читать время-токовый график
Ток идёт слева направо в амперах, время — снизу вверх; обе шкалы логарифмические. Закрашенная полоса показывает, где стандарт разрешает срабатывать автомату этой характеристики и номинала: для любого тока нижний край полосы — самое раннее допустимое время, верхний — самое позднее. Сплошная линия — один образцовый автомат внутри полосы. Вертикаль — ток выбранного сценария; точка поднимается со временем и останавливается, встретив линию. Кольца — контрольные точки IEC.
Контрольные точки IEC/EN 60898-1 (a–e)
Стандарт не задаёт одну кривую. Он фиксирует несколько контрольных точек, которые обязан пройти любой автомат, а кривые реальных аппаратов проходят где угодно между ними. В таблице — требование для каждой точки и то, как его выполняет образцовый автомат.
| Точка | Ток | Старт | Требование | Образцовый автомат B16 | Образцовый автомат C16 | Образцовый автомат D16 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| a | 1,13 × In | из холодного | не отключать · ≥ 1 ч | не отключает | не отключает | не отключает |
| b | 1,45 × In | из прогретого, сразу после a | отключить · < 1 ч | 42 с | 42 с | 42 с |
| c | 2,55 × In | из холодного | отключить · 1 с – 1 мин | 18 с | 18 с | 18 с |
| d | B 3 · C 5 · D 10 × In | из холодного | не отключать · ≥ 0,1 сEN 60898-1 — отключить не позже: B 45 с · C 15 с · D 4 с | 12 с | 4,2 с | 1 с |
| e | B 5 · C 10 · D 20 × In | из холодного | отключить · < 0,1 с | 10 мс | 10 мс | 10 мс |
Точка b начинается с автомата, уже прогретого током точки a, как при самом испытании. В точке c допускается 1–60 с при In ≤ 32 А и 1–120 с выше. Точки d и e зависят от буквы характеристики; верхние пределы времени в точке d — требование EN 60898-1, в IEC 60898-1 их нет. Время указано для температуры окружающего воздуха 30 °C.
Разобранные сценарии
Пять сценариев симулятора с числами модели. Защита — B16 на медном кабеле 2,5 мм², если в строке не указано иное; короткое замыкание — в конце линии длиной 20 м.
| Сценарий | Защита | Нагрузка | Ток | Автомат | Кабель |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. Чайник | B16 · 2,5 мм² | Чайник | 8,7 A · 0,54 × In | не отключитсяСтандарт — должен держать: ≥ 1 ч | Кабель установится на: 38 °C |
| 2. + обогреватель | B16 · 2,5 мм² | Чайник + Обогреватель | 17,4 A · 1,09 × In | не отключитсяСтандарт — должен держать: ≥ 1 ч | Кабель установится на: 62 °C |
| 3. + духовка | B16 · 2,5 мм² | Чайник + Обогреватель + Духовка | 30,4 A · 1,9 × In | Отключился · биметалл · 38 сСтандарт — должен отключить за: 2 с – 2,2 мин | Кабель к отключению: 35 °C · Без автомата было бы: > 120 °C |
| 4. КЗ в 20 м от щита | B16 · 2,5 мм² | Короткое замыкание в конце линии | 310 A · 19,4 × In | Отключился · электромагнит · 10 мсСтандарт — должен отключить за: 5 мс – 0,1 с | Нагрев кабеля: +0,8 °C · Кабель выдержал бы (от рабочих 70 °C): ≈ 0,86 с |
| 5. B16 на 1,5 мм² | B16 · 1,5 мм² | Чайник + Обогреватель | 17,4 A · 1,09 × In | не отключитсяСтандарт — должен держать: ≥ 1 ч | Кабель установится на: 88 °C |
| Поставить B10 и запустить | B10 · 1,5 мм² | Чайник + Обогреватель | 17,4 A · 1,74 × In | Отключился · биметалл · 49 сСтандарт — должен отключить за: 2,5 с – 3 мин | Кабель к отключению: 36 °C · Без автомата было бы: > 80 °C |
Числа получены учебной моделью, описанной выше, а не взяты у конкретного производителя; реальное время срабатывания своего автомата смотрите по кривой производителя. Допустимые токи кабеля — по IEC 60364-5-52, табл. B.52.2 (прокладка A1, 30 °C); в национальных таблицах бывают отличия, например в Германии для 1,5 мм² — 15,5 А. Время «кабель выдержал бы» посчитано с k = 115 по IEC 60364-4-43, табл. 43A, от рабочей температуры 70 °C.
Частые вопросы
Почему автомат не отключается, хотя нагрузка больше номинала?
Автомату разрешено держать небольшую перегрузку. До 1,13 номинала он не должен отключаться в течение часа; между 1,13 и 1,45 номинала может и не отключиться, а при 1,45 номинала обязан отключиться быстрее чем за час. Поэтому автомат подбирают под кабель: кабель должен пережить ту же перегрузку.
Чем биметалл отличается от электромагнита?
Биметалл реагирует на нагрев, поэтому отключает перегрузку с задержкой, которая уменьшается с ростом тока. Электромагнит реагирует на сам ток и срабатывает почти мгновенно, как только ток превысит порог буквы характеристики. В обычном автомате есть оба механизма.
C16 отключается позже, чем B16?
При перегрузке у обоих одинаковые тепловые требования, поэтому задержка похожа. Различается мгновенное отключение: C нужно 5–10 × In вместо 3–5 × In, и умеренное короткое замыкание, которое B16 отключит мгновенно, C16 может отключить только более медленным тепловым расцепителем.
Симулятор показывает точное время для моего автомата?
Нет. Это учебная модель: полоса проведена по контрольным точкам IEC, а образцовый автомат — один правдоподобный аппарат внутри неё. Реальные аппараты разных производителей отличаются и зависят от температуры и предыдущей нагрузки. Для проекта смотрите кривую производителя, а линию пусть проверит электрик.
Источники и дальше по теме
- Siemens — Miniature Circuit Breakers, §9.1–9.2 (2025)
- Schneider Electric — Electrical Installation Guide
- ABB — Comparison of tripping characteristics for MCBs (2CDC400002D0201)
- Schneider Electric — FAQ FA369327: conventional currents 1.13 and 1.45 × In
- Eaton — Tripping characteristics for MCBs (CA08103002Z-EN)
- ABB SACE — Electrical installation handbook, vol. 2 (1SDC010001D0202)
- Schneider Electric — Electrical Installation Guide: withstand of cables under short-circuit conditions
- IEC 60364-5-52 ed. 3.0 — preview with the titles of tables B.52 (VDE Verlag)
- IET Wiring Matters / ERA Technology — current ratings for cables in thermal insulation
- IET Wiring Matters — maximum Zs values (Cmin = 0.95, CLC/TR 50480)
- Автоматы B, C, D: номиналы и характеристики
- Сечения кабеля: как выбрать