Výběr stroje podle zatížení, průřezu kabelu a proudu: principy a vzorce pro výpočty

Pro organizaci bezchybně fungujícího vnitropodnikového napájení je nutné přidělit samostatné větve. Každá vedení musí být vybavena vlastním ochranným zařízením, které chrání izolaci kabelu před roztavením. Ne každý však ví, jaké zařízení koupit. Souhlasíte?

Z článku, který jsme představili, se dozvíte vše o výběru strojů podle výkonu. Řekneme vám, jak určit jmenovité hodnoty jističe požadované třídy. Zohlednění našich doporučení zaručuje nákup požadovaných zařízení, která mohou eliminovat nebezpečné situace během provozu elektroinstalace.

Jističe pro domácí sítě

Organizace dodávající elektřinu provádějí připojení domů a bytů a provádějí práce na připojení kabelu k rozvaděči. Veškeré činnosti spojené s instalací elektroinstalace v místnosti provádějí její majitelé nebo najatí odborníci.

Chcete-li zvolit automatický stroj na ochranu každého jednotlivého okruhu, musíte znát jeho hodnocení, třídu a některé další vlastnosti.

Klíčové parametry a klasifikace

Domácí stroje jsou instalovány u vstupu do nízkonapěťového elektrického obvodu a jsou určeny k řešení následujících problémů:

• ruční nebo elektronické zapnutí nebo vypnutí elektrického obvodu;
• ochrana obvodu: výpadek proudu s mírným prodlouženým přetížením;
• ochrana obvodu: okamžité vypnutí proudu během zkratu.

Každý spínač má charakteristiku vyjádřenou v ampérech, která se nazývá jmenovitý proud (Já_n) nebo „nominální hodnota“.

Podstatu této hodnoty lze snáze pochopit pomocí nadměrného koeficientu:

K = I / I_n,

kde jsem skutečná současná síla.

• K <1,13: odpojení (vypnutí) nenastane do 1 hodiny;
• K> 1,45: k vypnutí dojde během 1 hodiny.

Tyto parametry jsou stanoveny v článku 8.6.2. GOST R 50345-2010.Chcete-li zjistit, jak dlouho bude cesta probíhat při K> 1,45, musíte použít graf, který odráží časově-proudovou charakteristiku konkrétního modelu stroje.

Pokud proud dvakrát překročí jmenovitou hodnotu jističe, dojde k rozepnutí během 8 sekund až 4 minut. Rychlost odezvy závisí na nastavení modelu a okolní teplotě.

Každý typ jističe má také proudový rozsah (Já_a), ve kterém je spuštěn mechanismus okamžitého vypnutí:

• třída „B“: I_a = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• třída „C“: I_a = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• třída „D“: I_a = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Zařízení typu „B“ se používají hlavně pro vedení, která mají značnou délku. Jističe třídy „C“ se používají v obytných a kancelářských prostorách a zařízení označená „D“ chrání obvody, kde je zařízení s velkým koeficientem rozběhového proudu.

Standardní řada domácích strojů zahrnuje zařízení s hodnotami 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 a 63 A.

Návrh vydání

V moderní jistič Existují dva typy úniků: tepelné a elektromagnetické.

Bimetalické uvolňování je ve formě desky vyrobené ze dvou vodivých kovů s různou tepelnou roztažností. Taková konstrukce s prodlouženým překročením jmenovité hodnoty vede k zahřívání součásti, jejím ohýbání a spouštění mechanismu otevírání obvodu.

U některých strojů můžete pomocí nastavovacího šroubu změnit proud, při kterém dojde k vypnutí. Dříve byla tato technika často používána k „doladění“ zařízení, ale tento postup vyžaduje důkladné odborné znalosti a několik testů.

Otočením nastavovacího šroubu (zvýrazněno červeným obdélníkem) proti směru hodinových ručiček můžete dosáhnout delší doby odezvy pro tepelné uvolnění

Nyní na trhu najdete mnoho modelů standardních hodnocení od různých výrobců, jejichž časově současné charakteristiky se mírně liší (ale zároveň splňují regulační požadavky). Proto je možné zvolit stroj s nezbytným „továrním“ nastavením, což eliminuje riziko nesprávné kalibrace.

Elektromagnetické spouště zabraňuje přehřátí vedení v důsledku zkratu. Reaguje téměř okamžitě, ale zároveň musí být hodnota proudové síly několikrát vyšší než jmenovitá hodnota. Strukturálně je tato část solenoid. Nadproud vytváří magnetické pole, které pohybuje jádrem a otevírá obvod.

Dodržování zásad selektivity

V přítomnosti rozvětveného elektrického obvodu je možné uspořádat ochranu tak, aby v případě zkratu byla vypnuta pouze větev, na které nastane nouzová situace. K tomu se používá princip selektivity přepínačů.

Vizuální schéma znázorňující princip činnosti systému jističů s implementovanou funkcí selektivity (selektivity) v případě zkratu

Pro zajištění selektivního vypnutí jsou na spodních schodech instalována automatická zařízení s okamžitým vypnutím, která otevírají obvod za 0,02 - 0,2 sekundy. Jistič, který je umístěn ve vyšším stupni, má buď vypínací zpoždění 0,25 - 0,6 s, nebo je vyroben podle speciálního „selektivního“ obvodu podle DIN VDE 0641-21.

Pro zaručenou bezpečnost selektivní provoz automatů je lepší používat stroje od jednoho výrobce. Pro jističe jedné modelové řady existují tabulky selektivity, které ukazují možné kombinace.

Jednoduchá instalační pravidla

Část obvodu, která musí být chráněna jističem, může být jednofázová nebo třífázová, musí mít nulový vodič i vodič PE (kostra). Proto mají stroje 1 až 4 póly, které vedou vodivé jádro.Když jsou vytvořeny podmínky pro vypnutí, jsou všechny kontakty současně odpojeny.

Stroje v krytu jsou namontovány na speciálně navrženou DIN lištu. Poskytuje kompaktní a bezpečné připojení a pohodlný přístup ke spínači.

Stroje jsou instalovány následovně:

• unipolární na fázi;
• bipolární fáze a neutrální;
• třípólový do 3 fází;
• čtyřpólový do 3 fází a neutrální.

Je zakázáno provádět následující činnosti:

• nainstalovat jednopólové jističe na neutrál;
• vložte PE vodič do stroje;
• Nainstalujte tři jednopólová zařízení místo jednoho třípólového jističe, pokud je k obvodu připojen alespoň jeden třífázový spotřebič.

Všechny tyto požadavky jsou uvedeny v EMP a musí být dodrženy.

V každém domě nebo místnosti, ke které je připojena elektřina, je nainstalován úvodní stroj. Její hodnotu určuje dodavatel a tato hodnota je uvedena ve smlouvě o připojení elektřiny. Účelem takového spínače je chránit sekci před transformátorem ke spotřebiteli.

Po zaváděcím stroji je k vedení připojeno čítač (jednofázové nebo třífázové) a proudový chránič, jejichž funkce se liší od funkce jističe a diferenciálního spínače.

Pokud je místnost zapojena do několika obvodů, je každý z nich chráněn samostatným strojem, jehož síla je vyznačeno na označení. Jejich jmenovité hodnoty a třídy jsou stanoveny vlastníkem areálu, přičemž se bere v úvahu stávající kabeláž nebo výkon připojených zařízení.

Elektroměr a jističe jsou instalovány v rozvaděči, který splňuje všechny bezpečnostní požadavky a lze jej snadno integrovat do interiéru místnosti

Při výběru místa rozvaděč je třeba si uvědomit, že teplota vzduchu ovlivňuje vlastnosti tepelného uvolňování. Proto je vhodné mít v místnosti kolejnici se stroji.

Výpočet požadované nominální hodnoty

Hlavní ochranná funkce jističe se rozšiřuje na zapojení, takže jmenovité hodnoty jsou prováděny podél průřezu kabelu. V takovém případě by měl celý obvod zajistit pravidelný provoz zařízení k němu připojených. Výpočet systémových parametrů je jednoduchý, ale je třeba vzít v úvahu mnoho nuancí, aby nedošlo k chybám a problémům.

Stanovení celkové kapacity spotřebitelů

Jedním z hlavních parametrů elektrického obvodu je maximální možný výkon spotřebitelů elektřiny k němu připojené. Při výpočtu tohoto ukazatele nelze pouze shrnout údaje o pasech zařízení.

Aktivní a hodnocená komponenta

U každého zařízení poháněného elektřinou musí výrobce uvést činný výkon (P) Tato hodnota určuje množství energie, která bude neodvolatelně převedena v důsledku přístroje a za kterou uživatel zaplatí na elektroměru.

Ale pro zařízení s kondenzátory nebo induktorem existuje další energie s nenulovou hodnotou, která se nazývá reaktivní (Q) Dosáhne zařízení a téměř okamžitě se vrací zpět.

Reaktivní složka se nepodílí na výpočtu použité elektřiny, ale spolu s aktivní tvoří tzv. „Plný“ nebo „jmenovitý“ výkon (S), což způsobí zatížení obvodu.

cos (f) je parametr, pomocí kterého můžete určit celkový (jmenovitý výkon) z aktivního (spotřebovaného). Pokud se nerovná jednotě, je to uvedeno v technické dokumentaci k elektrickému spotřebiči

Je třeba zvážit příspěvek samostatného zařízení k celkovému zatížení vodivých vodičů a stroje podle jeho plného výkonu: S = P / cos (f).

Zvýšené počáteční proudy

Dalším rysem některých typů domácích spotřebičů je přítomnost transformátorů, elektrických motorů nebo kompresorů. Taková zařízení na začátku provozu spotřebovávají spouštěcí (spouštěcí) proud.

Jeho hodnota může být několikanásobně vyšší než standardní indikátory, ale doba provozu při vysokém výkonu je malá a obvykle se pohybuje od 0,1 do 3 sekund. Takové krátkodobé přepětí nepovede k činnosti tepelného spouště, ale elektromagnetická složka vypínače, která je odpovědná za nadproud zkratu, může reagovat.

Tato situace je zvláště důležitá pro pronajatá vedení, na která jsou připojena zařízení, jako jsou dřevoobráběcí stroje. V tomto případě je třeba vypočítat proud a možná má smysl použít automat třídy „D“.

Faktor poptávky

U obvodů, ke kterým je připojeno velké množství zařízení a neexistuje zařízení, které spotřebovává největší část proudu, koeficient poptávky (ks) Význam této aplikace je, že všechna zařízení nebudou fungovat současně, takže součet jmenovitého výkonu povede k nadhodnocené rychlosti.

Koeficient poptávky pro skupiny elektrických spotřebičů je stanoven v bodě 7 SP 256.1325800.2016. Na tyto indikátory se můžete také spolehnout, když nezávisle vypočítáte maximální výkon

Tento koeficient může mít hodnotu rovnou nebo menší než jedna. Výpočty odhadované spotřeby (P_r) každého zařízení dochází podle vzorce:

P_r = ks * S

Celkový jmenovitý výkon všech zařízení se používá k výpočtu parametrů obvodu. Použití koeficientu poptávky je vhodné pro kancelářské a malé maloobchodní prostory s velkým počtem počítačů, kancelářského vybavení a dalších zařízení napájených z jednoho obvodu.

U linek s malým počtem spotřebitelů se tento koeficient nepoužívá v čisté formě. Z počtu napájení jsou tato zařízení odstraněna, jejichž zařazení ve stejnou dobu, kdy je více zařízení spotřebovávajících energii nepravděpodobné.

Například v obývacím pokoji s žehličkou a vysavačem je malá šance na jednorázovou práci. A pro dílny s malým počtem pracovníků jsou brány v úvahu pouze 2 až 4 nejsilnější elektrické nářadí.

Aktuální výpočet

Výběr automatu se provádí podle maximální hodnoty proudové síly přípustné v části obvodu. Je nutné získat tento indikátor, znát celkový výkon elektrických spotřebičů a napětí v síti.

Podle GOST 29322-2014 by se od října 2015 měla hodnota napětí rovnat 230 V pro běžnou síť a 400 V pro třífázovou. Ve většině případů jsou však staré parametry stále platné: 220, respektive 380 V. Proto je pro přesnost výpočtů nutné provádět měření pomocí voltmetru.

Napětí ve vaší domácí síti můžete měřit pomocí voltmetru nebo multimetru. Stačí jen zapojit jeho kontakty do elektrické zásuvky

Další záležitost, která se zvláště týká soukromé zapojení, je zajištění napájení nedostatečným napětím. Měření na těchto problematických objektech mohou ukazovat hodnoty, které spadají mimo rozsah stanovený GOST.

Kromě toho se v závislosti na míře spotřeby elektřiny v sousedních zemích může hodnota napětí během krátké doby velmi lišit.

To vytváří problém nejen pro provoz zařízení, ale také pro výpočet proudu. Když napětí klesne, některá zařízení jednoduše ztratí energii a jiná, která mají stabilizátor vstupu, zvyšují spotřebu elektřiny.

Je obtížné kvalitativně vypočítat potřebné parametry obvodu za takových podmínek. Proto budete muset buď položit kabely se známým velkým průřezem (což je drahé), nebo problém vyřešit instalací stabilizátoru vstupu nebo připojením domu k jinému vedení.

Stabilizátor se instaluje vedle rozvaděče. Často se stává, že je to jediný způsob, jak získat standardní hodnoty napětí v domě

Po zjištění celkového výkonu elektrických spotřebičů (S) a hodnota napětí (U), výpočet aktuální síly (Já) provedené podle vzorců vyplývajících z Ohmova zákona:

Já_f = S / U_f pro jednofázovou síť

Já_l = S / (1,73 * U_l) pro třífázovou síť

Zde je index „f„Znamená parametry fáze a“l”- lineární.

Většina třífázových zařízení používá typ „hvězdného“ připojení a právě podle tohoto schématu pracuje transformátor, který produkuje proud pro spotřebitele. Při symetrickém zatížení budou lineární a fázové síly stejné (Já_l = Já_f) a napětí se vypočítá podle vzorce:

U_l = 1,73 * U_f

Nuance výběru kabelové sekce

Kvalita a parametry vodičů a kabelů jsou upraveny GOST 31996-2012. Podle tohoto dokumentu jsou vyvinuty technické specifikace pro výrobky, kde je povolen určitý rozsah hodnot základních charakteristik. Výrobce musí poskytnout tabulku shody průřezu jader a maximální bezpečné proudové síly.

Maximální přípustná proudová síla závisí na průřezu vodičů vodičů a způsobu instalace. Mohou být položeny skryté (ve zdi) nebo otevřené (potrubím nebo potrubím)

Je nutné zvolit kabel tak, aby byl zajištěn bezpečný tok proudu odpovídající vypočtenému celkovému výkonu elektrických spotřebičů. Podle PUE (Elektrická instalační pravidla), minimum konstrukční průřez vodičůpoužívané v obytných prostorách musí být nejméně 1,5 mm².

Standardní velikosti mají následující významy: 1,5; 2,5; 4; 6 a 10 mm².

Někdy je důvod použít dráty o průřezu o jeden stupeň větší, než je minimální přípustný. V tomto případě existuje možnost připojení dalších zařízení nebo výměna stávajících za výkonnější bez nákladných a zdlouhavých prací na pokládání nových kabelů.

Výpočet parametrů stroje

Pro každý okruh musí být splněna následující nerovnost:

Já_n <= I_str / 1.45

Tady Já_n - jmenovitý proud stroje a Já_str - přípustný proud pro zapojení. Toto pravidlo zajišťuje zaručené vypnutí při delším překročení přípustného zatížení.

Nerovnost „In <= Ip / 1.45“ je hlavní podmínkou pro dokončení dvojice „automatických kabelů“. Nedodržení tohoto pravidla může mít za následek požár.

Výkon stroje lze vypočítat jak z celkového zatížení, tak z průřezu vodičů již položeného vedení. Předpokládejme, že existuje schéma zapojení elektrických spotřebičů, ale zapojení dosud nebylo položeno.

V tomto případě je sled akcí následující:

1. Výpočet celkové proudové síly elektrických spotřebičů připojených k síti.
2. Výběr automatu s nominální hodnotou, která není menší než vypočtená hodnota.
3. Výběr průřezu kabelu podle jmenovitého výkonu stroje.

Příklad:

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

Pokud již byla kabeláž položena, je sled akcí odlišný:

1. Stanovení přípustného proudu se známým průřezem a způsobem zapojení podle tabulky poskytnuté výrobcem.
2. Výběr jističe.
3. Výpočet výkonu připojených zařízení. Správa skupiny zařízení tak, aby celková zátěž v obvodu byla menší než jmenovitá hodnota.

Příklad. Nechte pokládat dva jednožilové kabely otevřeným způsobem, D = 6 mm²pak:

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

V odstavci 2 posledního příkladu existuje nepatrná přípustná aproximace. Přesná hodnota I_n = Já_str / 1,45 = 31,7 A zaokrouhleno na 32 A.

Výběr z více hodnot

Někdy nastane situace, kdy si můžete vybrat několik strojů s různým hodnocením pro ochranu obvodu. Například při celkovém výkonu elektrických spotřebičů 4 kW (18 A) bylo vybráno vedení s průřezem měděných vodičů 4 mm s okrajem². Pro tuto kombinaci můžete přepínače nastavit na 20 a 25 A.

Pokud schéma zapojení elektrikáře předpokládá přítomnost víceúrovňové ochrany, musíte vybrat stroje tak, aby hodnota vyšší úrovně (na obrázku vpravo je 25 A) byla vyšší než hodnota spínačů nižších úrovní

Výhodou volby přepínače s nejvyšším hodnocením je možnost připojení dalších zařízení bez změny prvků obvodu. To se nejčastěji provádí.

Ve prospěch výběru automatu s nižší jmenovitou hodnotou je výhoda skutečnost, že jeho tepelné uvolnění bude rychleji reagovat na zvýšený ukazatel proudu.Faktem je, že některá zařízení mohou mít poruchu, která povede ke zvýšení spotřeby energie, ale ne ke zkratové hodnotě.

Například porucha ložiska motoru pračky povede k prudkému zvýšení proudu ve vinutí. Pokud stroj rychle zareaguje na překročení povolených hodnot a vypnutí, motor nebude hořet.

Závěry a užitečné video na toto téma

Návrh vypínače a jeho klasifikace. Koncept časových proudových charakteristik a výběr jmenovitého průřezu kabelu:

Výpočet výkonu zařízení a výběr stroje pomocí ustanovení PUE:

Volba jističe by měla být zvolena odpovědně, protože bezpečnost elektrického systému doma závisí na tom. Při všech mnoha vstupních parametrech a výpočtových nuancích je třeba mít na paměti, že hlavní ochranná funkce stroje se vztahuje na kabeláž.

Do níže uvedeného bloku napište prosím poznámky, klást otázky, zveřejněte fotografii na téma článku. Sdílejte užitečné informace, které mohou být užitečné pro návštěvníky webu. Řekněte nám o svých zkušenostech s výběrem jističů pro ochranu vaší země nebo domácí elektroinstalace.