اختيار الماكينة حسب قوة الحمل ، المقطع العرضي للكابل والتيار: المبادئ والصيغ للحسابات

لتنظيم إمدادات الطاقة داخل المنزل التي تعمل بشكل خاطئ ، من الضروري تخصيص فروع منفصلة. يجب أن يكون كل خط مجهزًا بجهاز حماية خاص به يحمي عزل الكابلات من الانصهار. ومع ذلك ، لا يعرف الجميع الجهاز الذي يجب شراؤه. هل توافق على ذلك؟

سوف تتعلم كل شيء عن اختيار الآلات وفقًا لقوة التحميل من المقالة التي قدمناها. سنخبرك بكيفية تحديد التصنيف لإيجاد التبديل للفئة المطلوبة. مع مراعاة توصياتنا ، يضمن شراء الأجهزة المطلوبة التي يمكنها القضاء على المواقف المهددة أثناء تشغيل الأسلاك.

قواطع دوائر للشبكات المحلية

تقوم مؤسسات الإمداد بالكهرباء بتوصيل المنازل والشقق ، وتعمل على توصيل الكابل بلوحة التبديل. يتم تنفيذ جميع الأنشطة لتركيب الأسلاك في الغرفة من قبل أصحابها أو من قبل متخصصين مستأجرين.

لاختيار آلة أوتوماتيكية لحماية كل دائرة فردية ، تحتاج إلى معرفة تصنيفها وفئتها وبعض الخصائص الأخرى.

المعلمات الرئيسية والتصنيف

يتم تركيب الآلات المنزلية عند مدخل الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض وهي مصممة لحل المشاكل التالية:

• تشغيل أو إيقاف تشغيل يدوي أو إلكتروني للدائرة الكهربائية ؛
• حماية الدائرة: تعتيم مع زيادة طفيفة في الطول ؛
• حماية الدائرة: قطع التيار الفوري خلال ماس كهربائى.

يحتوي كل مفتاح على خاصية يتم التعبير عنها بالأمبير ، والتي تسمى التصنيف الحالي (أنا_ن) أو "القيمة الاسمية".

من الأسهل فهم جوهر هذه القيمة باستخدام المعامل الزائد:

K = I / I_ن,

حيث أنا القوة الحالية الحقيقية.

• K <1.13: لن يتم قطع الاتصال (الرحلة) خلال ساعة واحدة ؛
• K> 1.45: سيتم الإغلاق خلال ساعة واحدة.

تم إصلاح هذه المعلمات في البند 8.6.2. GOST R 50345-2010.لمعرفة المدة التي تستغرقها الرحلة عند K> 1.45 ، تحتاج إلى استخدام رسم بياني يعكس خاصية الوقت الحالي لنموذج آلة معين.

إذا تجاوز التيار القيمة الاسمية لقواطع التيار بمقدار مرتين ، فسيحدث الفتح في فترة من 8 ثوانٍ إلى 4 دقائق. تعتمد سرعة الاستجابة على إعداد النموذج ودرجة الحرارة المحيطة.

أيضا ، كل نوع من قواطع الدائرة لديه نطاق التيار (أنا_أ) ، حيث يتم تشغيل آلية الرحلة الفورية:

• الفئة "ب": I_أ = (3 * أنا_ن .. 5 * أنا_ن];
• الفئة "C": I_أ = (5 * أنا_ن .. 10 * أنا_ن];
• الفئة "D": I_أ = (10 * أنا_ن .. 20 * أنا_ن].

تُستخدم الأجهزة من النوع "ب" بشكل أساسي للخطوط ذات الطول الكبير. يتم استخدام قواطع الدائرة من الفئة "C" في المباني السكنية والمكاتب ، كما أن الأجهزة التي تحمل علامة "D" تحمي الدوائر التي توجد بها معدات ذات معامل بدء تيار كبير.

يشمل الخط القياسي للآلات المنزلية الأجهزة ذات التقييمات 6 و 8 و 10 و 16 و 20 و 25 و 32 و 40 و 50 و 63 أ.

تصميم الإصدارات

في الحديث قاطع الدائرة هناك نوعان من الإصدارات: الحرارية والكهرومغناطيسية.

الإطلاق المعدني على شكل صفيحة مصنوعة من معادن موصلة مع تمدد حراري مختلف. مثل هذا التصميم ، مع تجاوز القيمة الاسمية لفترة طويلة ، يؤدي إلى تسخين الجزء ، والانحناء وتحريك آلية فتح الدائرة.

في بعض الأجهزة ، باستخدام برغي الضبط ، يمكنك تغيير التيار الذي تحدث فيه الرحلة. في السابق ، كانت هذه التقنية تُستخدم غالبًا "لضبط" الجهاز ، ولكن هذا الإجراء يتطلب معرفة متخصصة متعمقة والعديد من الاختبارات.

من خلال تدوير برغي الضبط (المظلل في مستطيل أحمر) بعكس اتجاه عقارب الساعة ، يمكنك تحقيق وقت استجابة أطول للإفراج الحراري

الآن في السوق ، يمكنك العثور على العديد من نماذج التصنيفات القياسية من جهات تصنيع مختلفة ، والتي تختلف خصائصها الحالية للوقت قليلاً (ولكن في نفس الوقت تتوافق مع المتطلبات التنظيمية). لذلك ، من الممكن اختيار آلة مع إعدادات "المصنع" الضرورية ، مما يلغي خطر المعايرة غير الصحيحة.

يمنع الإطلاق الكهرومغناطيسي ارتفاع درجة حرارة الخط نتيجة لدائرة كهربائية قصيرة. يتفاعل على الفور تقريبًا ، ولكن في نفس الوقت ، يجب أن تكون قيمة القوة الحالية أعلى عدة مرات من القيمة الاسمية. من الناحية الهيكلية ، هذا الجزء هو ملف لولبي. يولد التيار الزائد مجالًا مغناطيسيًا يحرك القلب ويفتح الدائرة.

الامتثال لمبادئ الانتقائية

في وجود دائرة كهربائية متفرعة ، من الممكن تنظيم الحماية بطريقة ، في حالة حدوث دائرة قصر ، يتم إيقاف تشغيل الفرع الذي تحدث فيه الطوارئ فقط. لهذا ، يتم استخدام مبدأ الانتقائية للمفاتيح.

مخطط مرئي يوضح مبدأ تشغيل نظام قواطع الدائرة مع وظيفة تنفيذية للانتقائية (الانتقائية) في حالة حدوث دائرة قصر

لضمان الإغلاق الانتقائي ، يتم تثبيت الأجهزة التلقائية مع قطع فوري على الخطوات السفلية ، وفتح الدائرة في 0.02 - 0.2 ثانية. قاطع الدائرة ، الموجود في مرحلة أعلى ، إما لديه تأخير تعطل من 0.25-0.6 ثانية أو مصنوع وفقًا لدائرة "انتقائية" خاصة وفقًا لـ DIN VDE 0641-21.

لضمان الأمن التشغيل الانتقائي للآلات الأوتوماتيكية من الأفضل استخدام آلات من مصنع واحد. بالنسبة لقواطع الدائرة في نطاق طراز واحد ، توجد جداول انتقائية تشير إلى المجموعات المحتملة.

قواعد التثبيت البسيطة

يمكن أن يكون الجزء من الدائرة الذي يجب حمايته بقاطع الدائرة أحاديًا أو ثلاثيًا ، وله سلك محايد ، وكذلك سلك PE (أرضي). لذلك ، تحتوي الآلات من 1 إلى 4 أعمدة ، والتي تقود نواة موصلة.عندما يتم إنشاء الظروف للتعثر ، يتم قطع اتصال جميع جهات الاتصال في وقت واحد.

يتم تركيب الآلات الموجودة في الدرع على سكة DIN مصممة خصيصًا. يوفر اتصالًا محكمًا وآمنًا ، بالإضافة إلى سهولة الوصول إلى المحول.

يتم تثبيت الآلات على النحو التالي:

• أحادي القطب لكل مرحلة.
• ثنائي القطب للمرحلة ومحايدة ؛
• ثلاثة أقطاب في 3 مراحل ؛
• أربعة أقطاب إلى 3 مراحل ومحايدة.

يحظر القيام بما يلي:

• تثبيت قواطع دائرة أحادية القطب على محايد ؛
• أدخل سلك PE في الجهاز ؛
• تثبيت ثلاثة أجهزة أحادية القطب بدلاً من قاطع دائرة ثلاثي الأقطاب إذا كان مستهلك واحد على الأقل من ثلاث مراحل متصل بالدائرة

يتم توضيح جميع هذه المتطلبات في EMP ويجب مراعاتها.

في كل منزل أو غرفة يتم توصيل الكهرباء بها ، يتم تركيب آلة تمهيدية. يتم تحديد قيمتها من قبل المورد ويتم توضيح هذه القيمة في العقد لتوصيل الكهرباء. الغرض من هذا المفتاح هو حماية القسم من المحول إلى المستهلك.

بعد الجهاز التمهيدي ، يتم توصيل العداد بالخط (مرحلة واحدة أو ثلاث مراحل) و الجهاز الحالي المتبقي، التي تختلف وظائفها عن تشغيل قاطع الدائرة والتبديل التفاضلي.

إذا تم توصيل الغرفة في عدة دوائر ، فإن كل منها محمي بواسطة آلة منفصلة ، قوتها مبين على الوسم. يتم تحديد تقييماتها وفئاتها من قبل صاحب المبنى ، مع مراعاة الأسلاك الموجودة أو قوة الأجهزة المتصلة.

يتم تركيب عداد الكهرباء وقواطع الدائرة الكهربائية في لوحة مفاتيح تفي بجميع متطلبات السلامة ويمكن دمجها بسهولة في داخل الغرفة

عند اختيار مكان للمكان لوحة التبديل يجب أن نتذكر أن درجة حرارة الهواء تؤثر على خصائص الإطلاق الحراري. لذلك ، من المستحسن أن يكون هناك سكة مع آلات داخل الغرفة.

حساب القيمة الاسمية المطلوبة

تمتد الوظيفة الوقائية الرئيسية لقواطع الدائرة إلى الأسلاك ، لذلك يتم إجراء التقييم على طول المقطع العرضي للكابل. في هذه الحالة ، يجب أن تضمن الدائرة بأكملها التشغيل المنتظم للأجهزة المتصلة بها. حساب معلمات النظام بسيط ، ولكن يجب مراعاة العديد من الفروق الدقيقة لتجنب الأخطاء والمشكلات.

تحديد السعة الإجمالية للمستهلكين

واحدة من المعلمات الرئيسية للدائرة الكهربائية هي أقصى قدر ممكن من الطاقة من المستهلكين للكهرباء المتصلة بها. عند حساب هذا المؤشر ، لا يمكنك فقط تلخيص بيانات جواز السفر للأجهزة.

العنصر النشط والمقدر

بالنسبة لأي جهاز يعمل بالكهرباء ، يجب على الشركة المصنعة تحديد الطاقة النشطة (ص) تحدد هذه القيمة كمية الطاقة التي سيتم تحويلها بشكل لا رجعة فيه نتيجة للجهاز والذي سيدفع المستخدم مقابله على العداد.

ولكن بالنسبة للأجهزة ذات المكثفات أو المحرِّض ، هناك قوة أخرى ذات قيمة غير صفرية ، والتي تسمى تفاعلية (س) تصل إلى الجهاز وتعود على الفور تقريبًا.

لا يشارك المكون التفاعلي في حساب الكهرباء المستخدمة ، ولكن مع المكون النشط يشكل ما يسمى الطاقة "الكاملة" أو "المقدرة" (ق) ، مما يعطي حمولة للدائرة.

cos (f) هي معلمة يمكنك من خلالها تحديد إجمالي (القدرة المقدرة) من نشط (مستهلك). إذا لم تكن تساوي الوحدة ، فهذا موضح في الوثائق الفنية للجهاز الكهربائي

من الضروري النظر في مساهمة جهاز منفصل في الحمل الكلي على الأسلاك الموصلة والآلة وفقًا لقوتها الكاملة: ق = ص / كوس (و).

زيادة تيارات البداية

الميزة التالية لبعض أنواع الأجهزة المنزلية هي وجود المحولات أو المحركات الكهربائية أو الضواغط. تستهلك هذه الأجهزة في بداية التشغيل تيار بدء (بدء).

يمكن أن تكون قيمته أعلى عدة مرات من المؤشرات القياسية ، ولكن وقت التشغيل عند طاقة عالية صغير ويتراوح عادة من 0.1 إلى 3 ثوانٍ. لن تؤدي هذه الطفرة قصيرة المدى إلى تشغيل الإصدار الحراري ، ولكن يمكن للمكون الكهرومغناطيسي لقواطع الدائرة ، المسؤولة عن التيار الزائد للدائرة القصيرة ، أن تتفاعل.

هذه الحالة مناسبة بشكل خاص للخطوط المؤجرة التي تتصل بها المعدات مثل آلات النجارة. في هذه الحالة ، تحتاج إلى حساب التيار ، وربما يكون من المنطقي استخدام فئة "D" الآلية.

عامل الطلب

بالنسبة للدوائر التي تتصل بها كمية كبيرة من المعدات ولا يوجد جهاز يستهلك الجزء الأكبر من التيار ، معامل الطلب (كانساس) معنى تطبيقه هو أن جميع الأجهزة لن تعمل في وقت واحد ، لذلك سيؤدي جمع الطاقة المقدرة إلى معدل مبالغ فيه.

تم تحديد معامل الطلب لمجموعات المستهلكين الكهربائية في البند 7 من SP 256.1325800.2016. يمكنك أيضًا الاعتماد على هذه المؤشرات عندما تقوم بحساب الطاقة القصوى بشكل مستقل

قد يأخذ هذا المعامل قيمة تساوي أو تقل عن واحدة. حسابات الطاقة المقدرة (ص_ص) لكل جهاز وفقًا للصيغة:

ص_ص = ks * S

يتم استخدام إجمالي الطاقة المقدرة لجميع الأجهزة لحساب معلمات الدائرة. يُنصح باستخدام معامل الطلب للمكاتب والمكاتب الصغيرة مع عدد كبير من أجهزة الكمبيوتر ، والمعدات المكتبية وغيرها من المعدات التي تعمل بالطاقة من دائرة واحدة.

بالنسبة للخطوط ذات عدد قليل من المستهلكين ، لا يتم استخدام هذا المعامل في شكله النقي. من عدد الطاقة ، تتم إزالة تلك الأجهزة التي من غير المحتمل تضمينها في نفس الوقت مع زيادة استهلاك الأجهزة.

لذا ، على سبيل المثال ، هناك فرصة ضئيلة للحصول على وظيفة لمرة واحدة في غرفة المعيشة مع مكواة ومكنسة كهربائية. وبالنسبة لورش العمل التي تضم عددًا صغيرًا من الموظفين ، يتم أخذ 2-4 فقط من أقوى أدوات الطاقة في الاعتبار.

الحساب الجاري

يتم اختيار الأوتوماتيكي وفقًا لأقصى قيمة للقوة الحالية المسموح بها في قسم الدائرة. من الضروري الحصول على هذا المؤشر ، مع معرفة الطاقة الإجمالية للمستهلكين الكهربائيين والجهد في الشبكة.

وفقًا لـ GOST 29322-2014 ، اعتبارًا من أكتوبر 2015 ، يجب أن تكون قيمة الجهد تساوي 230 فولت للشبكة العادية و 400 فولت للثلاث مراحل. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، لا تزال المعلمات القديمة صالحة: 220 و 380 فولت ، على التوالي. لذلك ، من أجل دقة الحسابات ، من الضروري إجراء القياسات باستخدام الفولتميتر.

يمكنك قياس الجهد في شبكتك المنزلية باستخدام الفولتميتر أو متعدد. للقيام بذلك ، ما عليك سوى توصيل جهات اتصاله بمنفذ طاقة

قضية أخرى ذات صلة خاصة الأسلاك الخاصة، هو توفير امدادات الطاقة مع الجهد غير الكافي. قد تظهر القياسات على مثل هذه الأشياء التي تنطوي على مشاكل القيم التي تقع خارج النطاق المحدد بواسطة GOST.

علاوة على ذلك ، اعتمادًا على مستوى استهلاك الكهرباء من قبل الجيران ، يمكن أن تختلف قيمة الجهد بشكل كبير خلال فترة زمنية قصيرة.

هذا يخلق مشكلة ليس فقط لتشغيل الأجهزة ، ولكن أيضًا حساب التيار. عندما ينخفض ​​الجهد ، تفقد بعض الأجهزة الطاقة ببساطة ، ويزيد البعض الآخر ، الذي يحتوي على مثبت إدخال ، من استهلاك الكهرباء.

من الصعب حساب معلمات الدائرة اللازمة نوعيًا في ظل هذه الظروف. لذلك ، سيكون عليك إما وضع الكابلات ذات المقطع العرضي الكبير المعروف (وهو مكلف) ، أو حل المشكلة عن طريق تثبيت مثبت الإدخال أو توصيل المنزل بخط آخر.

المثبت مثبت بجانب لوحة التبديل. غالبًا ما يحدث أن هذه هي الطريقة الوحيدة للحصول على قيم الجهد القياسية في المنزل

بعد العثور على الطاقة الإجمالية للأجهزة الكهربائية (ق) وقيمة الجهد (ش) ، حساب القوة الحالية (أنا) طبقًا للصيغ الناتجة عن قانون أوم:

أنا_و = S / U_و لشبكة أحادية المرحلة

أنا_ل = S / (1.73 * يو_ل) لشبكة من ثلاث مراحل

هنا الفهرس "و"يعني معلمات المرحلة ، و"ل"- خطي.

تستخدم معظم الأجهزة ثلاثية الطور نوع الاتصال "النجمي" ، وبالتحديد وفقًا لهذا المخطط يعمل المحول الذي ينتج تيارًا للمستهلك. مع الحمل المتماثل ، ستكون القوى الخطية والطور متطابقة (أنا_ل = أنا_و) ، ويحسب الجهد بالصيغة:

ش_ل = 1.73 * يو_و

الفروق الدقيقة في اختيار قسم الكبل

يتم تنظيم جودة ومعلمات الأسلاك والكابلات بواسطة GOST 31996-2012. وفقًا لهذه الوثيقة ، يتم تطوير المواصفات الفنية للمنتجات ، حيث يُسمح بمجموعة معينة من قيم الخصائص الأساسية. يجب على الشركة المصنعة توفير جدول مراسلات المقطع العرضي للنوى والقوة الحالية الآمنة القصوى.

تعتمد قوة التيار القصوى المسموح بها على المقطع العرضي لموصلات الأسلاك وطريقة التثبيت. يمكن وضعها بشكل مخفي (في الجدار) أو فتحها (في أنبوب أو قناة)

من الضروري اختيار كبل بطريقة تضمن التدفق الآمن للتيار المطابق للطاقة الإجمالية المحسوبة للأجهزة الكهربائية. وفقًا لـ PUE (قواعد التركيب الكهربائي) ، الحد الأدنى تصميم المقطع العرضي للأسلاكيجب أن يكون 1.5 مم على الأقل².

الأحجام القياسية لها المعاني التالية: 1.5 ؛ 2.5 ؛ 4 ؛ 6 و 10 ملم².

في بعض الأحيان يكون هناك سبب لاستخدام الأسلاك مع مقطع عرضي أكبر بخطوة واحدة من الحد الأدنى المسموح به. في هذه الحالة ، هناك إمكانية توصيل أجهزة إضافية أو استبدال الأجهزة الموجودة بأخرى أكثر قوة بدون عمل مكلف وطويل على مد كابلات جديدة.

حساب معلمات الجهاز

بالنسبة لأي دائرة ، يجب تحقيق التفاوت التالي:

أنا_ن <= أنا_ص / 1.45

هنا أنا_ن - التيار المقنن للآلة أنا_ص - التيار المسموح به للأسلاك. تضمن هذه القاعدة التعثر المضمون على تجاوز طول الحمل المسموح به.

عدم المساواة "في <= Ip / 1.45" هو الشرط الرئيسي لإكمال زوج "كبل تلقائي". قد يؤدي عدم الالتزام بهذه القاعدة إلى نشوب حريق.

يمكن حساب تصنيف الماكينة من خلال الحمل الكلي ، والمقطع العرضي لأسلاك الأسلاك الموضوعة بالفعل. افترض أن هناك مخطط اتصال للأجهزة الكهربائية ، ولكن لم يتم بعد وضع الأسلاك.

في هذه الحالة ، يكون تسلسل الإجراءات كما يلي:

1. حساب القوة الحالية الإجمالية للأجهزة الكهربائية المتصلة بالشبكة.
2. اختيار آلي مع قيمة اسمية لا تقل عن القيمة المحسوبة.
3. اختيار المقطع العرضي للكابل وفقًا لتصنيف الماكينة.

مثال:

1. S = 4 كيلوواط ؛ أنا = 4000/220 = 18 أ ؛
2. أنا_ن = 20 أ ؛
3. أنا_ص > = أنا_ن * 1.45 = 29 أمبير ؛ العمق = 4 مم².

إذا تم وضع الأسلاك بالفعل ، فإن تسلسل الإجراءات يختلف:

1. تحديد التيار المسموح به مع قسم معروف وطريقة الأسلاك وفقًا للجدول المقدم من قبل الشركة المصنعة.
2. اختيار قاطع الدائرة.
3. حساب قوة الأجهزة المتصلة. إدارة مجموعة من الأجهزة بحيث يكون الحمل الإجمالي على الدائرة أقل من القيمة الاسمية.

مثال. دع كبلين أحادي النواة يتم وضعهما بطريقة مفتوحة ، D = 6 مم²ثم:

1. أنا_ص = 46 أ ؛
2. أنا_ن <= أنا_ص / 1.45 = 32 أ ؛
3. ق = ط_ن * 220 = 7.0 كيلو واط.

في الفقرة 2 من المثال الأخير ، هناك تقريب طفيف مسموح به. القيمة الدقيقة لـ I_ن = أنا_ص / 1.45 = 31.7 أ تقريبًا إلى 32 أ.

الاختيار بين قيم متعددة

في بعض الأحيان ينشأ موقف عندما يمكنك اختيار عدة أجهزة ذات تصنيفات مختلفة لحماية الدائرة. على سبيل المثال ، مع الطاقة الإجمالية للأجهزة الكهربائية 4 كيلو واط (18 أمبير) ، تم اختيار الأسلاك مع مقطع عرضي من الموصلات النحاسية من 4 مم مع هامش². لهذه المجموعة ، يمكنك وضع المفاتيح على 20 و 25 A.

إذا افترض مخطط الرسم البياني للكهربائي وجود حماية متعددة المستويات ، فأنت بحاجة إلى اختيار الآلات بحيث تكون قيمة المستوى الأعلى (في الشكل على اليمين 25 أ) أكبر من مفاتيح المستويات الدنيا

ميزة اختيار المفتاح ذو التصنيف الأعلى هي القدرة على توصيل أجهزة إضافية دون تغيير عناصر الدائرة. يتم ذلك في معظم الأحيان.

لصالح اختيار آلة أوتوماتيكية ذات قيمة اسمية أقل ، فإن حقيقة أن إطلاقها الحراري سيستجيب بسرعة أكبر للمؤشر الحالي المتزايد هو أمر مفضل.والحقيقة هي أن بعض الأجهزة قد يكون بها عطل ، مما سيؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة ، ولكن ليس إلى قيمة ماس كهربائى.

على سبيل المثال ، سيؤدي انهيار محمل المحرك للغسالة إلى زيادة حادة في التيار في اللف. إذا استجابت الآلة بسرعة لتجاوز القيم والرحلات المسموح بها ، فلن يحترق المحرك.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

تصميم قاطع الدائرة وتصنيفها. مفهوم خصائص التيار الزمني واختيار المقطع العرضي للكابل الاسمي:

حساب قوة الأجهزة واختيار الجهاز باستخدام أحكام PUE:

يجب أن يتم اختيار قاطع الدائرة بشكل مسؤول ، لأن سلامة النظام الكهربائي في المنزل يعتمد على ذلك. مع كل معلمات الإدخال العديدة والفروق الدقيقة في الحساب ، يجب أن نتذكر أن وظيفة الحماية الرئيسية للجهاز تمتد إلى الأسلاك.

يرجى كتابة التعليقات وطرح الأسئلة ونشر صورة حول موضوع المقالة في الكتلة أدناه. شارك المعلومات المفيدة التي قد تكون مفيدة لزوار الموقع. أخبرنا عن تجربتك في اختيار قواطع الدائرة لحماية بلدك أو الأسلاك المنزلية.