Захист від перевантаження (§433) — правило координації Ib ≤ In ≤ Iz та I₂ ≤ 1,45 Iz

У гіді щодо перерізу кабелю та допустимого струмового навантаження розглянуто, як обирається переріз кабелю на основі нормального робочого струму (§523). У гіді щодо §434 (захист від короткого замикання) розглянуто, як той самий кабель має витримувати струм короткого замикання протягом часу відключення. §433 розглядає третю, окрему тему, яка розташована між цими двома: захист від перевантаження — захист кабелю від тривалого, помірного перевищення струму, яке не є коротким замиканням, але з часом може пошкодити кабель.

Правило координації: дві умови

§433 (на основі IEC 60364-4-43) встановлює, що захист від перевантаження повинен одночасно задовольняти дві умови:

$$I_b \le I_n \le I_z \qquad \text{та} \qquad I_2 \le 1{,}45 , I_z$$

Перша умова (Ib ≤ In ≤ Iz) — найвідоміша: захисний апарат повинен пропускати нормальний робочий струм без хибних спрацювань і водночас бути достатньо чутливим, щоб спрацювати раніше, ніж кабель зазнає структурного пошкодження від перевантаження.

Чому друга умова не є зайвою

На перший погляд друга умова (I₂ ≤ 1,45 Iz) здається автоматично виконаною, якщо виконана перша — але це залежить від типу захисного апарата:

• Автоматичний вимикач (МСВ, IEC 60898-1/60947-2): умовний струм спрацювання I₂ за визначенням зафіксований на рівні 1,45 × In. Щойно In ≤ Iz (умова 1), умова 2 автоматично виконується — окрема перевірка на практиці для автомата не потрібна.
• Плавкий запобіжник (IEC 60269): умовний струм плавлення вищий і зазвичай становить приблизно 1,6 × In. Для запобіжника умова 2 не виконується автоматично лише з умови 1 — її потрібно перевіряти окремо, і на практиці це може означати, що потрібен трохи більший переріз кабелю, ніж випливало б лише з умови 1.

Увага: саме тому "запобіжник підходить до кабелю" не означає автоматично те саме, що "автомат підходить до кабелю" — механізм координації, що лежить в основі, відрізняється між цими двома типами захисних апаратів.

Відмінність від §434 (захист від короткого замикання)

§433 та §434 схожі — обидва стосуються захисту кабелю тим самим захисним апаратом — але вони оцінюють принципово різний часовий діапазон і механізм пошкодження:

Один і той самий автоматичний вимикач у багатьох кінцевих групах виконує обидві функції одночасно — але це наслідок конструкції автомата (тепловий елемент для перевантаження, електромагнітний елемент для короткого замикання), а не гарантія, яка автоматично діє для будь-якого типу захисного апарата й будь-якої схеми.

Практична значущість

При розрахунку кінцевої групи недостатньо перевірити лише, чи "підходить" автомат або запобіжник до очікуваного навантаження — необхідно явно перевірити обидві умови правила координації, особливо для плавких запобіжників, де умова 2 не випливає автоматично з умови 1. У разі сумнівів щодо конкретних винятків (наприклад, кіл, для яких норма за певних умов не вимагає окремого захисту від перевантаження) слід звертатися до повного тексту норми.

Типові помилки

1. Перевіряти лише умову 1 (Ib ≤ In ≤ Iz), вважаючи умову 2 (I₂ ≤ 1,45 Iz) само собою зрозумілою — для запобіжників це хибне припущення.
2. Плутати §433 та §434 — правило координації §433 оцінює перевантаження, а не теплову стійкість до короткого замикання за §434; потрібні обидві перевірки, а не лише одна.
3. Визначати допустиме струмове навантаження Iz без правильних поправкових коефіцієнтів (температура довкілля, групування, спосіб прокладання) — див. гід щодо перерізу кабелю — через що правило координації перевіряється за надто оптимістичним значенням Iz.
4. Вважати, що автомат більшого номіналу завжди "безпечніший" — завищений In відносно Iz якраз порушує умову 1 і залишає кабель незахищеним від перевантаження.

Пов'язані матеріали

• Переріз кабелю та допустиме струмове навантаження
• §434 — Захист від короткого замикання та адіабатичне рівняння
• Характеристики автоматів B/C/D