«Підключив — не вибиває, значить норм». Автомат на 16 А дійсно не вибиває — але дріт між щитком і розеткою вже рік гріється до 60°C під ізоляцією, і ні лампочки, ні помпи про це не сигналізують. Автомат захищає дріт від короткого замикання — не від хронічного перевантаження яке руйнує ізоляцію за місяці.
Короткий словник: Навантаження — сумарна потужність всіх споживачів на одній лінії, вимірюється у Вт або кВт. Автомат (автоматичний вимикач) — захищає дріт від перевантаження і короткого замикання; підбирається під переріз кабелю, а не під кількість обладнання. Пусковий струм — короткочасний стрибок струму при увімкненні мотору (помпа, чилер, вентилятор); може у 3–7 разів перевищувати робочий струм і спрацьовувати автомат навіть якщо загальне навантаження нормальне. cos φ (косинус фі) — коефіцієнт потужності, показує яка частка споживаної потужності перетворюється на корисну роботу; для моторів зазвичай 0.7–0.85.
Чому «не вибиває» не означає «в нормі»
Автомат спрацьовує при перевищенні номінального струму — але не миттєво. Автомат на 16 А витримує 20 А кілька хвилин, 25 А — кілька секунд. Якщо лінія постійно працює на 90–95% від номіналу, автомат ніколи не вибиває — але кабель хронічно перегрівається.
Мідний кабель 1.5 мм² розрахований на 15–16 А у відкритій прокладці, але при прокладці в гофрі або пучку з іншими кабелями допустимий струм знижується на 20–30%. Кабель що лежить у пучку і несе 14 А при номіналі для цих умов 11 А — це хронічний перегрів без жодного спрацювання автомата.
Перевірити просто: амперметр або кліщі на фазний провід під навантаженням. Якщо реальний струм вище 80% від номіналу автомата — лінія перевантажена навіть якщо автомат мовчить.
Як рахувати навантаження: крок за кроком
Крок 1 — скласти список споживачів і їх потужність. Для кожного пристрою: номінальна потужність з паспорта або шильдика, а не «приблизно». Лампи — реальне споживання (не еквівалент), помпи — споживана потужність, а не продуктивність.
Крок 2 — врахувати cos φ для моторів. Помпи, вентилятори і чиллери — це мотори з індуктивним навантаженням. Їх споживання рахується як: I (А) = P (Вт) / (220 В × cos φ). При cos φ = 0.8 і потужності 500 Вт: I = 500 / (220 × 0.8) = 2.84 А — а не 500/220 = 2.27 А як при резистивному навантаженні. Різниця невелика на одному пристрої, але на 5–6 моторах сумується суттєво.
Крок 3 — врахувати пусковий струм. Якщо на одній лінії кілька моторів що можуть увімкнутись одночасно (наприклад, помпа і вентилятор по таймеру) — розрахувати пусковий струм їх суми. Пусковий струм = 3–7 × робочий струм на 0.1–2 секунди. Автомат з характеристикою «В» спрацьовує при 3–5 × номінал, «С» — при 5–10 ×. Для моторів зазвичай потрібен автомат типу «С» щоб пуск не давав хибних спрацювань.
Крок 4 — розподілити по групах з запасом 20–25%. Сумарне навантаження групи має бути не більше 75–80% від номіналу автомата і пропускної здатності кабелю.
Типове навантаження в гроурумі: реальні цифри
Середній гроурум 3×3 метри з інтенсивним освітленням:
- Лампи 2× 600 Вт HPS або 2× 480 Вт LED — 960–1200 Вт
- Чилер 1 кВт для резервуара — 1000 Вт (але з моторним cos φ ≈ 0.8, реальне споживання по струму вище)
- Помпи циркуляційні 2× 50 Вт — 100 Вт
- Вентилятори витяжні і припливні 2× 150 Вт — 300 Вт
- Автоматика pH/EC, контролери, датчики — 50–100 Вт
Разом: близько 2500 Вт активного навантаження. При cos φ 0.8 для моторної частини — фактичний струм на вводі 13–15 А. Одна лінія 16 А вже на межі — і це без пускових струмів. Стандартне рішення: мінімум дві окремі групи, лампи на одну, холодильне і циркуляційне обладнання на іншу.
Розрахунок перерізу кабелю
Переріз підбирається під струм, а не під потужність напряму. Орієнтири для мідного кабелю у відкритій прокладці:
- 1.5 мм² — до 15 А (близько 3.3 кВт при 220 В)
- 2.5 мм² — до 21 А (близько 4.6 кВт)
- 4.0 мм² — до 27 А (близько 6 кВт)
- 6.0 мм² — до 34 А (близько 7.5 кВт)
При прокладці в гофрі, пучку або закритому кабель-каналі — знижувальний коефіцієнт 0.7–0.8. Кабель 2.5 мм² в гофрі несе не 21 А а 15–17 А.
Автомат підбирається на один крок нижче допустимого струму кабелю — щоб спрацьовував до того як кабель перегріється, а не після.
Три помилки, які коштують найдорожче
Додавати обладнання на існуючу лінію без перерахунку. Поставив другий чилер — навантаження виросло на 30%, кабель і автомат залишились старі. «Не вибиває» — але тепер кабель хронічно перегрітий. Кожне нове обладнання — перерахунок навантаження групи.
Ігнорувати пускові струми при автоматизації. Якщо таймер одночасно вмикає помпу, вентилятор і чилер — сумарний пусковий струм може перевищувати номінал автомата і давати хибні спрацювання. Рішення: розвести пуски в часі на 30–60 секунд через реле затримки або налаштування контролера.
Економити на перерізі кабелю при монтажі. Різниця у вартості між 2.5 мм² і 4 мм² на 10 метрів — незначна. Різниця у безпеці — суттєва. Кабель монтується один раз і має витримати максимальне навантаження з запасом на розширення.
Як зрозуміти що навантаження розподілено правильно
Кожна група споживачів завантажена не більше ніж на 75–80% від номіналу автомата і кабелю. Пускові струми не викликають хибних спрацювань. Реальний струм під навантаженням виміряний — не розрахований теоретично. Схема з переліком споживачів і навантаженням кожної групи існує і оновлюється при змінах.
Якщо хочеш розібратись глибше: Електробезпека у теплиці і гроумі: УЗО, заземлення і типові помилки монтажу — пояснює як правильно розраховане навантаження і правильно змонтована захисна автоматика утворюють систему де помилка одного елемента не призводить до аварії.