Denominacions dels interruptors de corrent: com triar l'autòmat adequat

Els dispositius de desconnexió d’electricitat durant les sobrecàrregues i curtcircuits s’instal·len a l’entrada de qualsevol xarxa domèstica. Cal calcular correctament les qualificacions dels interruptors de corrent, en cas contrari, el seu funcionament serà ineficaç. Esteu d’acord?

Us expliquem com calcular els paràmetres de la màquina segons els quals estigui seleccionat aquest dispositiu de protecció. A partir de l’article que us hem proposat, aprendreu a triar el dispositiu necessari per protegir la xarxa. Basant-nos en els nostres consells, obtindreu una opció que funcioni clarament en un moment perillós per publicar-la.

Paràmetres d’interruptor

Per garantir la correcta elecció de la qualificació dels dispositius de viatge, és necessària una comprensió dels principis del seu funcionament, les condicions i el temps de resposta.

Els paràmetres de funcionament dels disjuntors estan normalitzats per documents normatius russos i internacionals.

Elements clau i etiquetatge

L'interruptor automàtic inclou dos elements que responen a un corrent que supera el rang de valors especificat:

• La placa bimetal·lica sota la influència del corrent de pas s’escalfa i, doblegant-se, prem sobre el polsador, que desconnecta els contactes. Es tracta de la “protecció tèrmica” contra la sobrecàrrega.
• Un solenoide, sota la influència d’un fort corrent en el bobinat, genera un camp magnètic que pressiona el nucli, i el nucli ja actua sobre el pistó. Es tracta d’una “protecció de corrent” contra curtcircuit, que reacciona davant d’un esdeveniment molt més ràpid que la placa.

Els tipus d'aparells de protecció elèctrica tenen un marcatge mitjançant el qual es poden determinar els seus paràmetres principals.

A cada interruptor, s’indiquen les seves característiques principals. Això permet no confondre els dispositius quan s’instal·len a l’escut

El tipus de característica de corrent de temps depèn del rang de configuració (la magnitud del corrent en què es produeix l'operació) del solenoide.Per protegir el cablejat i els electrodomèstics en apartaments, cases i oficines s’utilitzen interruptors tipus “C” o, molt menys comuns, “B”. No hi ha cap diferència especial en l’ús domèstic.

El tipus "D" s'utilitza en safareigs o fusteries en presència d'equips amb motors elèctrics que tinguin una gran potència de partida.

Hi ha dos estàndards per a dispositius d’actuació: residencials (EN 60898-1 o GOST R 50345) i industrials més estrictes (EN 60947-2 o GOST R 50030.2). Difereixen lleugerament i es poden utilitzar màquines d’ambdues normes per a locals residencials.

D’acord amb el corrent nominal, la gamma estàndard de màquines d’ús en condicions domèstiques conté dispositius amb els valors següents: 6, 8, 10, 13 (rars), 16, 20, 25, 32, 40, 50 i 63 A.

Característiques de resposta actuals

Per determinar la velocitat de funcionament de la màquina durant la sobrecàrrega, hi ha taules especials de la dependència del temps d’aturada de la relació d’excés, que és igual a la relació de la corrent al corrent nominal:

K = I / I_n.

Una brusca ruptura del gràfic en assolir un factor d’interval de 5 a 10 unitats es deu al funcionament de l’alliberament electromagnètic. Per als interruptors de tipus "B", això té un valor de 3 a 5 unitats, i per als disjuntors tipus D, de 10 a 20.

El gràfic mostra la dependència de l'interval de temps de resposta dels interruptors de tipus "C" de la relació de la força actual al valor que s'estableix per aquest commutador

Amb K = 1,13, es garanteix que la màquina no apagueu la línia en una hora i, a K = 1,45, es garanteix apagar el mateix temps. Aquests valors s'aproven a la clàusula 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Per comprendre quant de temps funcionarà la protecció, per exemple, a K = 2, cal extreure una línia vertical a partir d’aquest valor. Com a resultat, aconseguim que, segons el calendari anterior, l’apagat es produeixi en un rang de 12 a 100 segons.

Una extensió tan gran de temps es deu al fet que l'escalfament de la placa no només depèn de la potència del corrent que hi passa, sinó també dels paràmetres de l'entorn extern. Com més alta sigui la temperatura, més ràpidament es dispara la màquina.

Normes de designació

La geometria de les xarxes elèctriques interiors i domèstiques és individual, per tant, no hi ha solucions estàndard per instal·lar interruptors automàtics d’una determinada qualificació. Les regles generals per calcular els paràmetres admissibles dels autòmats són força complexes i depenen de molts factors. Cal tenir-los en compte tots, en cas contrari es pot crear una emergència.

El principi del cablejat intra apartament

Les xarxes elèctriques internes tenen una estructura ramificada en forma de "arbre": un gràfic sense cicles. Es compleix aquest principi de construcció selectivitat de la màquinasegons el qual tot tipus de circuits elèctrics estan equipats amb dispositius de protecció.

Això millora l’estabilitat del sistema en cas d’emergència i simplifica el treball per eliminar-lo. També és molt més fàcil distribuir la càrrega, connectar dispositius que consumeixen energia i canviar la configuració del cablejat.

A la base del gràfic hi ha un autòmat d'obertura i, immediatament després de brancar, es posen interruptors de grup per a cada circuit elèctric individual. Es tracta d’un circuit estàndard provat al llarg dels anys.

Les funcions de la màquina introductòria són la supervisió de la sobrecàrrega general: per evitar que el corrent superi el valor permès per a l'objecte. Si això succeeix, hi ha risc de danyar el cablejat extern. A més, és probable que funcionin dispositius de protecció fora de l’apartament, que ja pertanyen a la propietat de la casa comuna o pertanyin a les xarxes elèctriques locals.

Les funcions de les màquines de grup inclouen controlar la força actual en línies individuals. Protegeixen el cable de la zona sobrecarregada i del grup de consumidors d’electricitat connectats a ell de sobrecàrregues. Si aquest dispositiu no funciona en cas de curtcircuit, l’interruptor de circuit d’entrada l’assegura.

Fins i tot per a apartaments amb un nombre reduït d’electricitat, és recomanable realitzar una línia separada d’il·luminació. Quan apagueu la màquina un altre circuit, la llum no s’apaga, cosa que permetrà eliminar condicions més còmodes. En gairebé tots els taulers, el valor del valor de l'autòmat d'entrada és inferior a la suma dels grups.

La potència total dels electrodomèstics

La càrrega màxima al circuit es produeix quan tots els electrodomèstics estan engegats alhora. Per tant, normalment, la potència total es calcula amb una addició simple. Tot i això, en alguns casos aquest indicador serà menor.

Per a algunes línies, el funcionament simultani de tots els aparells elèctrics connectats a ell és poc probable, i de vegades impossible. A les cases, de vegades estableixen específicament restriccions per al funcionament de dispositius potents. Per fer-ho, recordeu evitar la inclusió simultània o utilitzar un nombre limitat de punts de venda.

La probabilitat de funcionament simultani de tots els equips d'oficina, il·luminació i equips auxiliars (bullidors, refrigeradors, ventiladors, escalfadors, etc.) és molt baixa, per tant, quan es calcula la potència màxima, s'utilitza un factor de correcció.

A l’hora d’electrificar edificis d’oficines, sovint s’utilitza un factor de simultaneïtat empírica per als càlculs, el valor dels quals es pren en el rang de 0,6 a 0,8. La càrrega màxima es calcula multiplicant per un factor la suma de la potència de tots els aparells elèctrics.

Hi ha una subtilesa en els càlculs: cal tenir en compte la diferència entre la potència nominal (completa) i la consumida (activa), que estan relacionades pel coeficient (cos (f)).

Això significa que per al funcionament del dispositiu es requereix un corrent de potència igual al consumit dividit per aquest coeficient:

Jo_pàg = I / cos (f)

On:

• Jo_pàg - la potència de corrent nominal, que s'utilitza en els càlculs de càrrega;
• Jo és la força del corrent que consumeix el dispositiu;
• cos (f) <= 1.

Típicament, el corrent nominal immediat o mitjançant una indicació del valor de cos (f) està indicat a la fitxa tècnica del dispositiu elèctric.

Així, per exemple, el valor de coeficient per a fonts de llum luminiscents és de 0,9; per a làmpades LED - aproximadament 0,6; per a llums incandescents ordinaris - 1. Si es perd la documentació, però es coneix el consum d'energia dels dispositius domèstics, aleshores per la garantia que prenen cos (f) = 0,75.

Els valors recomanats del factor de potència indicats a la taula es poden utilitzar per calcular càrregues elèctriques quan no hi ha dades sobre el corrent nominal

Com es tria un interruptor automàtic segons la potència de càrrega article següent, el contingut del qual aconsellem llegir.

Selecció de la secció principal

Abans de col·locar el cable d’alimentació del quadre de distribució a un grup de consumidors, cal calcular la potència dels aparells elèctrics durant el seu funcionament simultani. La secció transversal de qualsevol branca es selecciona segons les taules de càlcul segons el tipus de cablejat metàl·lic: coure o alumini.

Els fabricants de filferro acompanyen els seus productes amb materials de referència similars. Si no hi són, es guiarà per les dades del directori "Normes per al disseny d'equips elèctrics" o de productes càlcul de secció de cable.

Tanmateix, sovint els consumidors estan assegurats i no trien la secció mínima acceptable, sinó un pas més. Així, per exemple, quan compreu un cable de coure per a una línia de 5 kW, trieu una secció de 6 mm²quan 4 mm són suficients segons la taula².

La taula de referència presentada al PUE permet seleccionar la secció necessària de la sèrie estàndard per a diverses condicions de funcionament del cable de coure

Això es justifica per les següents raons:

• Ús més llarg d’un cable gruixut, que rarament es sotmet a la càrrega màxima admissible per a la seva secció transversal. Tornar a posar el cablejat no és un treball fàcil i costós, sobretot si s'està renovant l'habitació.
• El marge d'ample de banda permet connectar perfectament nous aparells a la branca de xarxa.Així, a la cuina podeu afegir un congelador addicional o traslladar la rentadora del bany.
• L’inici del funcionament dels dispositius que contenen motors elèctrics dóna corrents de partida forts. En aquest cas, s’observa una caiguda de tensió, que s’expressa no només en el parpelleig de les làmpades d’il·luminació, sinó que també pot provocar una fallada de la part electrònica de l’ordinador, l’aire condicionat o la rentadora. Com més gruixut sigui el cable, més baixa és la tensió.

Malauradament, hi ha molts cables al mercat que no estan fets segons GOST, sinó segons els requisits de diverses especificacions.

Sovint, la secció transversal dels seus conductors no compleix els requisits o estan fets de material conductor amb una resistència més gran de l’esperat. Per tant, la veritable potència final amb què es produeix un escalfament admissible del cable és menor que a les taules normatives.

Aquesta foto mostra les diferències entre els cables realitzats segons GOST (esquerra) i segons les especificacions tècniques (dreta). La diferència en la secció transversal dels nuclis i l'estanquitat del material aïllant

Càlcul de la qualificació dels interruptors de circuit per a la protecció de cables

La màquina automàtica instal·lada a l’escut ha d’assegurar-se que la línia s’apagui quan l’alimentació actual supera el rang permès pel cable elèctric. Per tant, per a l'interruptor de circuit cal calcular la qualificació màxima admissible.

Segons PUE, la càrrega admissible a llarg termini de cables de coure col·locats en caixes o a l’aire (per exemple, sobre un sostre d’estiraments) es pren de la taula anterior. Aquests valors estan destinats a emergències quan hi hagi una sobrecàrrega de potència.

Alguns problemes comencen quan es correlaciona la potència nominal de l’interruptor amb el corrent continu admissible, si es fa d’acord amb el corrent GOST R 50571.4.43-2012.

Es presenta un fragment del paràgraf 433.1 del GOST R 50571.4.43-2012. Hi ha una inexactitud a la fórmula “2” i per a una correcta comprensió de la definició de la variable In cal tenir en compte l’annex “1”.

En primer lloc, la desxifració de la variable I és enganyosa_ncom a potència nominal, si no presteu atenció a l’annex “1” d’aquesta clàusula de GOST. En segon lloc, hi ha un error tipogràfic en la fórmula “2”: el coeficient 1,45 s’afegeix de forma incorrecta i aquest fet ho noten molts experts.

Segons la clàusula 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 per a interruptors domèstics amb una qualificació de fins a 63 A, el temps condicional és d’1 hora. El corrent de viatge establert és igual al valor nominal multiplicat per un coeficient de 1,45.

Per tant, segons la primera i la segona fórmula modificada, el corrent nominal de l’interruptor s’ha de calcular mitjançant la següent fórmula:

Jo_n <= Jo_Z / 1,45

On:

• Jo_n - corrent nominal de la màquina;
• Jo_Z - corrent continu de cable permès.

Calculem els índexs dels interruptors per a seccions de cable estàndard per a una connexió monofàsica amb dos conductors de coure (220 V). Per fer-ho, dividim el llarg corrent admissible (quan es posa a l’aire) per un coeficient de desplaçament de 1,45.

Escollim un autòmat de manera que el seu valor nominal sigui inferior a aquest valor:

• Secció transversal 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Valoració: 13 A;
• Secció transversal de 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Valoració: 16 A;
• Secció transversal de 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Valoració: 25 A;
• Secció transversal de 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Qualificació: 32 A;
• Secció transversal 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Qualificació: 40 A;
• Secció transversal 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Valoració: 50 A;
• Secció transversal 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Valoració: 63 A.

Els interruptors de circuit 13A rarament es venen, de manera que s’utilitzen més sovint dispositius amb una potència nominal de 10A.

Els cables basats en conductors d'alumini ara rarament s'utilitzen en la instal·lació de cablejat intern. També per a ells, hi ha una taula que permet triar una secció per càrrega

De manera similar als cables d'alumini, calculem les qualificacions de les màquines:

• Secció transversal de 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Qualificació: 10 o 13 A;
• Secció transversal de 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Qualificació: 16 o 20 A;
• Secció transversal de 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Valoració: 25 A;
• Secció transversal 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Qualificació: 32 A;
• Secció transversal 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Qualificació: 40 A;
• Secció transversal 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Valoració: 50 A.
• Secció transversal 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Valoració: 63 A.

Si el fabricant dels cables d’alimentació declara una dependència diferent de la potència admesa de l’àrea de secció, cal calcular de nou el valor dels interruptors.

Les fórmules per a la dependència de la força actual de potència per a una xarxa monofàsica i trifàsica són diferents.Moltes persones que tenen dispositius dissenyats per a un voltatge de 380 volts cometen un error en aquesta fase

Com determinar els paràmetres tècnics d'un interruptor de circuit marcant, en detall exposat aquí. Us recomanem que us familiaritzeu amb el material educatiu.

Advertència de sobrecàrrega del treball del consumidor

De vegades, a la línia s’instal·la una màquina automàtica amb una potència nominal significativament inferior a la necessària per a un manteniment garantit de l’operabilitat del cable elèctric.

Es recomana reduir la velocitat de l’interruptor si la potència total de tots els dispositius del circuit és molt inferior a la que pot suportar el cable. Això succeeix si, per raons de seguretat, quan després de la instal·lació del cablejat, alguns dels dispositius es van eliminar de la línia.

A continuació, es justifica una disminució de la potència nominal de la màquina a partir de la posició de la seva resposta més ràpida davant les sobrecàrregues emergents.

Per exemple, quan el coixinet del motor està bloquejat, el corrent en la bobinada augmenta bruscament, però no a valors de curtcircuit. Si la màquina respon ràpidament, el bobinat no tindrà temps de fondre’s, cosa que estalviarà el motor d’un costós procés de rebobinatge.

També utilitzen una qualificació inferior a la calculada a causa de severes restriccions a cada circuit. Per exemple, per a una xarxa monofàsica, s’instal·la un interruptor de 32 A a l’entrada de l’apartament amb una estufa elèctrica, que proporciona una potència admissible de 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW. Suposem que al cablejar l’apartament es van organitzar 3 línies amb la instal·lació de màquines de grup amb un valor nominal de 25 A.

Si el nombre de màquines del grup instal·lades a la centraleta és gran, aquestes hauran d’estar signades i numerades. En cas contrari, es pot confondre

Suposem que una de les línies augmenta lentament la càrrega. Quan el consum d'energia arriba a un valor igual al llançament garantit de l'interruptor de grup, només seran les dues seccions restants (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Això és molt petit respecte al consum total. Amb aquest disseny del plafó de distribució, l'interruptor d'interrupció d'entrada estarà més sovint desconnectat que els dispositius de les línies.

Per tant, per mantenir el principi de selectivitat, cal posar els interruptors amb una qualificació de 20 o 16 amperes. Aleshores, amb la mateixa distorsió de la potència consumida, els altres dos enllaços suposaran un total de 3,8 o 5,1 kW, cosa que és acceptable.

Considereu l’oportunitat instal·lació de l'interruptor automàtic amb una qualificació de 20A sobre l’exemple d’una línia separada dedicada a la cuina.

Hi ha connectats els següents aparells elèctrics i es poden activar simultàniament:

• Nevera amb una potència nominal de 400 W i un corrent inicial de 1,2 kW;
• Dos congeladors amb una potència de 200 watts;
• Forn amb una potència de 3,5 kW;
• Durant el funcionament del forn elèctric, es permet encendre addicionalment només un aparell, el més potent dels quals és un bullidor elèctric, que consumeix 2,0 kW.

Una màquina de vint amperis permet passar més d'una hora de corrent amb una potència de 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Es produirà un apagament garantit en menys d’una hora amb un pas actual de 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

A la cuina, s'hauria de tenir una connexió permanent amb l'electricitat a l'equip de refrigeració i a la cuina. Si hi ha risc de sobrepassar la força actual, es pot eliminar el funcionament simultani d'altres dispositius, destacant per a ells només dues sortides

Amb la inclusió simultània del forn i del bullidor elèctric, la potència total serà de 5,5 kW o 1,25 parts del valor nominal de la màquina. Com que el bullidor no funciona gaire temps, no es produirà l'apagada. Si en aquest moment la nevera i els dos congeladors s’encenen, la potència serà de 6,3 kW o 1,43 parts del nominal.

Aquest valor ja està a prop del paràmetre de desviament garantit. Tanmateix, la probabilitat d’una situació d’aquest tipus és extremadament petita i la durada del període serà insignificant, ja que el temps de funcionament dels motors i la caldera és reduït.

El corrent de sortida que es produeix al començar el refrigerador, fins i tot en la suma de tots els dispositius de treball, no serà suficient perquè es desencalli el llançament electromagnètic. Així, en les condicions donades és possible utilitzar un autòmat de 20 A.

L’única advertència és la possibilitat d’augmentar la tensió a 230 V, la qual cosa permet els documents normatius. En particular, GOST 29322-2014 (IEC 60038: 2009) defineix una tensió estàndard de 230 V amb la possibilitat d’utilitzar 220 V.

Ara, a la majoria de les xarxes, l’electricitat es subministra amb una tensió de 220 V. Si el paràmetre actual es redueix a l’estàndard internacional de 230 V, aleshores podeu calcular les qualificacions d’acord amb aquest valor.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Commuta el dispositiu. Elecció d’autòmat d’entrada en funció de la potència connectada Normes de distribució d'energia:

Tria un commutador per l'amplada de banda de cable:

El càlcul del corrent nominal de l’interruptor és una tasca complexa, per a la solució de la qual cal tenir en compte moltes condicions. La comoditat del servei i la seguretat de l’alimentació local depèn de la màquina instal·lada.

Si teniu dubte sobre fer la decisió correcta, poseu-vos en contacte amb un electricista amb experiència.

Escriviu els comentaris al bloc següent. Expliqueu-nos la vostra experiència en la selecció de disjuntors. Compartiu informació útil i una foto sobre el tema de l'article, feu preguntes.