Selecció de la màquina per potència de càrrega, secció de cable i corrent: principis i fórmules de càlcul

Per organitzar un subministrament elèctric intern de funcionament impecable, cal assignar sucursals separades. Cada línia ha d’estar equipada amb el seu propi dispositiu de protecció que protegeix l’aïllament del cable de la fusió. Tot i això, no tothom sap quin dispositiu ha de comprar. Esteu d’acord?

Aprofundireu sobre l’elecció de les màquines segons la potència de càrrega de l’article que us varem presentar. Li direm com determinar la qualificació d’un interruptor de la classe requerida. Tenint en compte les nostres recomanacions garanteix la compra dels dispositius necessaris que puguin eliminar situacions d’amenaça durant l’operació del cablejat.

Interruptors de circuit per a xarxes domèstiques

Les organitzacions subministradores d’energia elèctrica realitzen la connexió d’habitatges i apartaments, realitzant treballs de connexió del cable a la centraleta. Totes les activitats per a la instal·lació de cablejat a la sala són realitzades pels seus propietaris o per especialistes contractats.

Per triar una màquina automàtica per protegir cada circuit individual, heu de conèixer la seva qualificació, classe i algunes altres característiques.

Paràmetres i classificació clau

Les màquines domèstiques s’instal·len a l’entrada d’un circuit elèctric de baixa tensió i estan dissenyades per solucionar els problemes següents:

• connexió o apagat manual o electrònic del circuit elèctric;
• protecció de circuit: apagada amb una lleugera sobrecàrrega;
• protecció de circuit: tall de corrent instantani en curtcircuit.

Cada commutador té una característica expressada en amperes, que s'anomena actual actualitzat (Jo_n) o "valor nominal".

L’essència d’aquest valor és més fàcil d’entendre mitjançant el coeficient d’excés:

K = I / I_n,

on sóc la veritable força actual.

• K <1.13: la desconnexió (viatge) no es produirà en una hora;
• K> 1.45: l’aturada es produirà en una hora.

Aquests paràmetres es fixen a la clàusula 8.6.2. GOST R 50345-2010.Per saber quant de temps tindrà lloc un viatge a K> 1.45, heu d'utilitzar un gràfic que reflecteixi la característica de temps actual d'un model de màquina determinat.

Si la corrent supera el valor nominal de l’interruptor en dues vegades, l’obertura es produirà en un període de 8 segons a 4 minuts. La velocitat de resposta depèn de la configuració del model i de la temperatura ambiental.

A més, cada tipus d’interruptor de circuit té un rang de corrent (Jo_a), en què s'activa el mecanisme de viatge instantani:

• classe “B”: jo_a = (3 * jo_n .. 5 * Jo_n];
• classe “C”: jo_a = (5 * jo_n .. 10 * Jo_n];
• classe “D”: jo_a = (10 * I_n .. 20 * Jo_n].

Els dispositius tipus B s’utilitzen principalment per a línies de longitud considerable. Els interruptors de classe "C" s'utilitzen en locals residencials i d'oficines, i els dispositius marcats amb "D" protegeixen els circuits on hi ha equips amb un gran coeficient de corrent de partida.

La línia estàndard de màquines domèstiques inclou dispositius amb qualificacions de 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 i 63 A.

El disseny de les versions

En modern interruptor de circuit Hi ha dos tipus d’alliberaments: tèrmics i electromagnètics.

L’alliberament bimetàlic té la forma d’una placa feta de dos metalls conductors amb diferent expansió tèrmica. Aquest disseny, amb una superació prolongada del valor nominal, condueix a l'escalfament de la peça, a la seva flexió i al desencadenament del mecanisme d'obertura del circuit.

En algunes màquines, utilitzant el cargol d'ajust, podeu canviar el corrent en què es produeix el viatge. Anteriorment, aquesta tècnica sovint s’utilitzava per “afinar” el dispositiu, però aquest procediment requereix coneixements especialitzats en profunditat i diverses proves.

Si gireu el cargol de regulació (ressaltat en un rectangle vermell) en sentit antihorari, podeu aconseguir un temps de resposta més llarg per a l’alliberament tèrmic

Al mercat podeu trobar molts models de qualificacions estàndard de diferents fabricants, les característiques actuals del qual són lleugerament diferents (però alhora compleixen els requisits normatius). Per tant, és possible triar una màquina amb la configuració “de fàbrica” necessària, el que elimina el risc de calibració incorrecta.

Un alliberament electromagnètic impedeix el sobreescalfament de la línia com a resultat d’un curtcircuit. Reacciona gairebé a l'instant, però, al mateix temps, el valor de la força actual ha de ser diverses vegades superior al valor nominal. Estructuralment, aquesta part és un solenoide. El sobrecurrent genera un camp magnètic que mou el nucli, obrint el circuit.

Compliment dels principis de selectivitat

En presència d’un circuit elèctric ramificat, és possible organitzar la protecció de manera que, en cas de curtcircuit, només s’apague la branca on es produeixi una emergència. Per a això s’utilitza el principi de selectivitat dels interruptors.

Diagrama visual que mostra el principi de funcionament d'un sistema de disjuntors amb una funció implementada de funcionament de selectivitat (selectivitat) en cas de curtcircuit

Per assegurar l’aturada selectiva, s’instal·len dispositius automàtics amb tall instantani als passos inferiors, obrint el circuit en 0,02 - 0,2 segons. L'interruptor, situat en un estadi superior, té un retard de disparació de 0,25-0,6 s o es realitza segons un circuit "selectiu" especial segons DIN VDE 0641-21.

Per a una seguretat garantida funcionament selectiu de màquines automàtiques és millor utilitzar màquines d’un fabricant. Per als interruptors de circuit d’un sol model, hi ha taules de selectivitat que indiquen combinacions possibles.

Normes d’instal·lació senzilles

La part del circuit que s’ha de protegir amb un interruptor de circuit pot ser monofàsica o trifàsica, tenir un neutre, així com un filferro PE (terra). Per tant, les màquines tenen d’1 a 4 pals, que condueixen un nucli conductor.Quan es creen condicions per a l'engegada, tots els contactes es desconnecten simultàniament.

Les màquines de l'escut estan muntades sobre un rail DIN especialment dissenyat. Proporciona una connexió compacta i segura, així com un accés còmode al commutador.

Les màquines s’instal·len de la manera següent:

• unipolar per fase;
• bipolar per fase i neutre;
• de tres pols en 3 fases;
• de quatre pols en 3 fases i neutre.

Està prohibit fer el següent:

• instal·leu interruptors monopòlids en neutre;
• inseriu filferro PE a la màquina;
• instal·leu tres dispositius d’un pol en lloc d’un disjunctor de tres pols si hi ha almenys un consum trifàsic connectat al circuit.

Tots aquests requisits s’expliquen a l’EMP i s’han de complir.

A cada casa o habitació a la qual es connecta l’electricitat s’instal·la una màquina introductòria. El proveïdor el determina el seu valor i aquest valor s’explica al contracte de connexió d’electricitat. L’objectiu d’aquest interruptor és protegir la secció del transformador al consumidor.

Després de la màquina introductòria, un comptador es connecta a la línia (monofàsica o trifàsica) i dispositiu de corrent residual, les funcions de la qual difereixen del funcionament d'un interruptor de circuit i d'un interruptor diferencial.

Si la sala es cableja en diversos circuits, cadascun d'ells està protegit per una màquina separada, la potència del qual indicat al marcatge. Les seves qualificacions i classes són determinades pel propietari del local, tenint en compte el cablejat existent o la potència dels dispositius connectats.

Hi ha instal·lats un mesurador d’electricitat i disjuntors en una centraleta que compleix tots els requisits de seguretat i s’integra fàcilment a l’interior d’una habitació

En triar un lloc per situar centraleta cal recordar que la temperatura de l’aire afecta les propietats de l’alliberament tèrmic. Per tant, és recomanable tenir un carril amb màquines a l’habitació.

Càlcul del valor nominal requerit

La funció de protecció principal de l’interruptor s’estén fins al cablejat, de manera que la qualificació es realitza al llarg de la secció de cable. En aquest cas, tot el circuit ha de garantir el funcionament regular dels dispositius connectats a ell. El càlcul dels paràmetres del sistema és simple, però s’han de tenir en compte molts matisos per evitar errors i problemes.

Determinar la capacitat total dels consumidors

Un dels principals paràmetres del circuit elèctric és la màxima potència possible dels consumidors d’electricitat connectada a ell. Quan calculeu aquest indicador, no podeu simplement resumir les dades del passaport dels dispositius.

Component actiu i classificat

Per a qualsevol dispositiu alimentat amb electricitat, el fabricant ha d’indicar la potència activa (Pàg) Aquest valor determina la quantitat d’energia que es convertirà irrevocablement com a resultat de l’aparell i per la qual l’usuari pagarà al comptador.

Però per als dispositius amb condensadors o un inductor, hi ha una altra potència amb un valor diferent de zero, que s’anomena reactiu (P) Arriba al dispositiu i gairebé torna a l’instant.

El component reactiu no participa en el càlcul de l’electricitat usada, però juntament amb l’actiu forma l’anomenada potència “plena” o “nominal” (S), que dóna una càrrega al circuit.

cos (f) és un paràmetre amb el qual es pot determinar el total (potència nominal) de l’actiu (consumit). Si no és igual a la unitat, s'indica a la documentació tècnica per a l'aparell elèctric

Cal tenir en compte la contribució d’un dispositiu separat a la càrrega total dels cables conductors i de la màquina d’acord amb tota la seva potència: S = Pàg / cos (f).

Augment dels corrents inicials

La següent característica d’alguns tipus d’electrodomèstics és la presència de transformadors, motors elèctrics o compressors. Aquests dispositius en començar l’operació consumeixen un corrent d’inici (d’inici).

El seu valor pot ser diverses vegades superior als indicadors estàndard, però el temps de funcionament a alta potència és petit i sol oscil·lar entre 0,1 i 3 segons. Una onada de curta durada no comportarà el funcionament de l’alliberament tèrmic, però el component electromagnètic del disjunctor, que és responsable del curtcircuit de sobrecorrent, pot reaccionar.

Aquesta situació és especialment rellevant per a les línies llogades a les quals es connecten equips com ara màquines de treballar la fusta. En aquest cas, calcular l’amperatge i, potser, té sentit utilitzar un autòmat de classe “D”.

Factor de demanda

Per a circuits als quals estigui connectada una gran quantitat d'equips i no hi ha cap dispositiu que consumeixi la major part del corrent, un coeficient de demanda (ks) El significat de la seva aplicació és que tots els dispositius no funcionen simultàniament, de manera que la suma de la potència nominal comportarà una taxa sobreestimada.

El coeficient de demanda per a grups de consumidors elèctrics s'estableix a la clàusula 7 de la SP 256.1325800.2016. També podeu confiar en aquests indicadors quan calculeu independentment la potència màxima

Aquest coeficient pot prendre un valor igual o inferior a un. Càlculs de potència estimats (Pàg_r) de cada dispositiu es produeix segons la fórmula:

Pàg_r = ks * S

La potència nominal nominal de tots els dispositius s'utilitza per calcular els paràmetres del circuit. L’ús del coeficient de demanda és aconsellable per a locals i oficines al detall amb un gran nombre d’ordinadors, equips d’oficina i altres equips alimentats des d’un circuit.

Per a les línies amb un nombre reduït de consumidors, aquest coeficient no s’utilitza en la seva forma pura. A partir del recompte de potència s’eliminen aquells dispositius la inclusió dels mateixos que alhora que dispositius més consumidors d’energia és poc probable.

Així, per exemple, hi ha poques possibilitats de fer una feina única a la sala d'estar amb planxa i aspirador. I per als tallers amb un nombre reduït de personal, només es tenen en compte 2-4 de les eines elèctriques més potents.

Càlcul actual

L'elecció d'un autòmat es realitza segons el valor màxim de la força de corrent permesa a la secció del circuit. És necessari obtenir aquest indicador, coneixent la potència total dels consumidors elèctrics i la tensió a la xarxa.

Segons GOST 29322-2014, a partir d’octubre de 2015, el valor de tensió hauria de ser igual a 230 V per a una xarxa ordinària i 400 V per a una trifàsica. Tot i això, en la majoria dels casos, els paràmetres antics continuen sent vàlids: 220 i 380 V, respectivament. Per tant, per obtenir precisió dels càlculs, cal dur a terme mesures mitjançant un voltímetre.

Podeu mesurar el voltatge de la vostra llar mitjançant un voltímetre o un multímetre. Per fer-ho, només cal que connecteu els seus contactes a una presa d’alimentació

Un altre tema especialment rellevant cablejat privat, és el subministrament d'alimentació amb tensió insuficient. Les mesures d’aquests objectes problemàtics poden mostrar valors que no seran del rang especificat per GOST.

D'altra banda, en funció del nivell de consum d'electricitat dels veïns, el valor de la tensió pot variar molt en un curt període de temps.

Això crea un problema no només pel funcionament dels dispositius, sinó també per càlcul de corrent. Quan la tensió baixa, alguns dispositius simplement perden energia i d'altres, que tenen un estabilitzador d'entrada, augmenten el consum d'electricitat.

És difícil calcular qualitativament els paràmetres del circuit necessaris en aquestes condicions. Per tant, haurà de col·locar cables amb una secció gran coneguda (que és cara), o resoldre el problema instal·lant un estabilitzador d’entrada o connectant la casa a una altra línia.

L’estabilitzador s’instal·la al costat de la centraleta. Sovint passa que aquesta és l’única manera d’obtenir els valors de tensió estàndard a la casa

Després de la potència total dels aparells elèctrics es va trobar (S) i el valor de la tensió (U), càlcul de la força actual (Jo) realitzades segons les fórmules resultants de la llei d'Ohm:

Jo_f = S / U_f per a xarxa monofàsica

Jo_l = S / (1,73 * U_l) per a xarxa trifàsica

Aquí teniu l’índex “f"Significa paràmetres de fase i"l”- lineal.

La majoria de dispositius trifàsics utilitzen la connexió "estrella" i és precisament segons aquest esquema que funciona un transformador que produeix corrent per al consumidor. Amb una càrrega simètrica, les forces lineals i de fase seran idèntiques (Jo_l = Jo_f), i la tensió es calcula mitjançant la fórmula:

U_l = 1,73 * U_f

Els matisos de la selecció d’una secció de cable

La qualitat i els paràmetres de cables i cables estan regulats per GOST 31996-2012. Segons aquest document, es desenvolupen especificacions tècniques per als productes, on es permet un cert ventall de valors de característiques bàsiques. El fabricant ha de proporcionar una taula de correspondència de la secció transversal dels nuclis i la màxima resistència de corrent segura.

La força màxima de corrent permesa depèn de la secció transversal dels conductors de fil i del mètode d’instal·lació. Es poden posar amagats (a la paret) o oberts (de canonades o conductes)

Cal triar un cable de manera que garanteixi el flux de corrent segur corresponent a la potència total calculada dels aparells elèctrics. Segons el PUE (Normes d’instal·lació elèctrica), el mínim Disseny de secció de cablesCal utilitzar com a mínim 1,5 mm en locals residencials².

Les mides estàndard tenen els significats següents: 1,5; 2,5; 4; 6 i 10 mm².

De vegades hi ha un motiu per utilitzar cables amb secció un pas més gran que el mínim permès. En aquest cas, hi ha la possibilitat de connectar dispositius addicionals o substituir els existents per uns de més potents, sense treballar costosos i llargs en la col·locació de nous cables.

Càlcul dels paràmetres de la màquina

Per a qualsevol circuit, s'ha de satisfer la següent desigualtat:

Jo_n <= Jo_pàg / 1.45

Aquí Jo_n - corrent nominal de la màquina i Jo_pàg - corrent admissible per al cablejat. Aquesta regla garanteix el trepat garantit per sobrepassar la càrrega admissible.

La desigualtat “In <= Ip / 1.45” és la principal condició per completar un parell de “cable automàtic”. La no observació d'aquesta regla pot provocar un incendi.

La classificació de la màquina es pot calcular tant per la càrrega total com per la secció dels fils del cablejat ja establert. Suposem que hi ha un esquema de connexió per a aparells elèctrics, però el cablejat encara no s'ha establert.

En aquest cas, la seqüència de les accions és la següent:

1. Càlcul de la força actual actual dels aparells elèctrics connectats a la xarxa.
2. L'elecció d'un autòmat amb un valor nominal no inferior al valor calculat.
3. Selecció de la secció de cable segons la qualificació de la màquina.

Un exemple:

1. S = 4 kW; I = 4000/220 = 18 A;
2. Jo_n = 20 A;
3. Jo_pàg > = Jo_n * 1,45 = 29 A; D = 4 mm².

Si el cablejat ja s’ha establert, la seqüència d’accions és diferent:

1. Determinació del corrent admissible amb una secció i mètode de cablejat coneguts segons la taula proporcionada pel fabricant.
2. Selecció de l’interruptor.
3. Càlcul de la potència dels dispositius connectats. Gestionar un grup de dispositius de manera que la càrrega total del circuit sigui inferior al valor nominal.

Un exemple. Posem dos cables d’un sol nucli de manera oberta, D = 6 mm²llavors:

1. Jo_pàg = 46 A;
2. Jo_n <= Jo_pàg / 1,45 = 32 A;
3. S = i_n * 220 = 7,0 kW.

Al paràgraf 2 de l'últim exemple, hi ha una petita aproximació admissible. Valor exacte d’I_n = Jo_pàg / 1,45 = 31,7 A arrodonit a 32 A.

Tria entre diversos valors

De vegades es presenta una situació en què podeu seleccionar diverses màquines amb diferents qualificacions per protegir el circuit. Per exemple, amb una potència total d’aparells elèctrics de 4 kW (18 A), es va seleccionar un cablejat amb secció de conductors de coure de 4 mm amb un marge². Per a aquesta combinació, podeu posar els interruptors entre 20 i 25 A.

Si el diagrama de cablejat de l’electricista assumeix la presència de protecció de diversos nivells, haureu de triar les màquines de manera que el valor de la qualificació de nivell superior (a la figura de la dreta és de 25 A) fos superior al dels interruptors de nivells inferiors.

L’avantatge de triar l’interruptor amb la màxima qualificació és la possibilitat de connectar dispositius addicionals sense canviar els elements del circuit. Això es fa més sovint.

A favor de triar un autòmat amb un valor nominal inferior, hi és favorable el fet que el seu alliberament tèrmic respondrà més ràpidament a un indicador de corrent augmentat.El fet és que alguns dispositius poden tenir un mal funcionament, cosa que comportarà un augment del consum d’energia, però no a un valor de curtcircuit.

Per exemple, una fallada del rodament del motor de la rentadora comportarà un fort augment del corrent en el bobinat. Si la màquina respon ràpidament a superar els valors i els trets permesos, el motor no es cremarà.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

El disseny de l’interruptor i la seva classificació. El concepte de característiques actuals i la selecció de seccions nominals de cable:

Càlcul de la potència dels dispositius i l'elecció de la màquina mitjançant les disposicions del PUE:

L'elecció d'un interruptor s'ha de prendre de manera responsable, ja que d'això depèn la seguretat del sistema elèctric a casa. Amb tots els paràmetres d’entrada i matisos del càlcul, cal recordar que la funció de protecció principal de la màquina s’estén al cablejat.

Escriviu comentaris, feu preguntes, publiqueu una foto sobre el tema de l'article al bloc següent. Compartiu informació útil que pot ser útil per als visitants del lloc. Expliqueu-nos la vostra experiència en l’elecció dels interruptors de circuit per protegir el vostre cablejat domèstic o nacional.