Gépválasztás terhelhetőség, kábel keresztmetszet és áram alapján: a számítás elvei és képletei

A házon belüli hibátlanul működő energiaellátás megszervezéséhez külön ágot kell kiosztani. Minden vezetéket saját védőberendezéssel kell felszerelni, amely megvédi a kábel szigetelését az összeolvadástól. De nem mindenki tudja, melyik készüléket vásárolja meg. Egyetért?

A bemutatott cikkből mindent megtudhat a gépek megválasztásával a terhelhetőség alapján. Megmondjuk Önnek, hogyan kell meghatározni a kívánt osztályú megszakító teljesítményét. Javaslataink figyelembevétele garantálja a szükséges eszközök megvásárlását, amelyek kiküszöbölik a veszélyes helyzeteket a huzalozás működése során.

Megszakítók otthoni hálózatokhoz

Az áramszolgáltató szervezetek házak és apartmanok összekapcsolását végzik, a kábelnek a kapcsolótáblához történő csatlakoztatásával. A helyiség vezetékezésével kapcsolatos összes tevékenységet a tulajdonosok vagy bérelt szakemberek végzik.

Az egyes áramkörök védelmére szolgáló automatikus gép kiválasztásához meg kell ismernie annak besorolását, osztályát és néhány egyéb jellemzőt.

Főbb paraméterek és besorolás

A háztartási gépeket az alacsony feszültségű áramkör bejáratához telepítik, és az alábbi problémák megoldására szolgálnak:

• az elektromos áramkör kézi vagy elektronikus be- és kikapcsolása;
• áramköri védelem: áramszünet kissé elhúzódó túlterheléssel;
• áramköri védelem: pillanatnyi áramszünet rövidzárlat során.

Mindegyik kapcsolónak van egy amperben kifejezett jellemző, amelyet úgy hívnak névleges áram (én_n) vagy „névérték”.

Ennek az értéknek a lényege könnyebben érthető a túllépési együttható segítségével:

K = I / I_n,

ahol én vagyok a valódi jelenlegi erő.

• K <1,13: a leválasztás (kioldás) 1 órán belül nem következik be;
• K> 1,45: a leállítás 1 órán belül megtörténik.

Ezeket a paramétereket a 8.6.2. Pont rögzíti. GOST R 50345-2010.Ahhoz, hogy megtudja, mennyi ideig tart az út a K> 1,45-nél, egy olyan grafikont kell használnia, amely tükrözi az adott gépmodell időáram-jellemzőit.

Ha az áram kétszer meghaladja a megszakító névleges értékét, akkor a nyílás 8 másodpercről 4 percre esik. A válaszsebesség a modell beállításától és a környezeti hőmérséklettől függ.

Ezenkívül minden típusú megszakítónak van egy áramtartománya (én_egy), amelyben az azonnali kioldási mechanizmus beindul:

• „B” osztály: I_egy = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• „C” osztály: I_egy = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• „D” osztály: I_egy = (10 * I_n .. 20 * I_n].

A „B” típusú eszközöket elsősorban jelentős hosszúságú vonalakon használják. A „C” osztályú megszakítókat lakó- és irodahelyiségekben használják, és a „D” jelöléssel ellátott eszközök védik az áramköröket, ha nagy indítóáram-együtthatóval rendelkező berendezések vannak.

A háztartási gépek standard sorozatában 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 és 63 A névleges készülékek vannak.

A kiadványok tervezése

A modern megszakító A kibocsátásoknak két típusa van: termikus és elektromágneses.

A bimetálkibocsátás lemez, amely két vezetőképes fémből készül, különböző hőtágulással. Egy ilyen kialakítás, a névleges érték hosszabb meghaladásával, az alkatrész felmelegítéséhez, hajlításához és az áramköri nyitó mechanizmus kioldásához vezet.

Egyes gépekben a beállító csavarral megváltoztathatja az áramot, amelyen a kioldás bekövetkezik. Korábban ezt a technikát gyakran használták az eszköz „finomhangolására”, ám ez az eljárás mélyreható speciális ismereteket és több tesztet igényel.

Ha a beállító csavart (egy piros téglalapban kiemelve) az óramutató járásával ellentétesen elforgatja, hosszabb reakcióidőt érhet el a hőkioldódáshoz

Jelenleg a piacon számos, a gyártóktól származó szabványos minősítésű modell található, amelyek időbeli jellemzői kissé eltérnek (ugyanakkor megfelelnek a szabályozási követelményeknek). Ezért választhat egy gépet a szükséges „gyári” beállításokkal, ez kiküszöböli a helytelen kalibrálás kockázatát.

Az elektromágneses elengedés megakadályozza a vezeték túlmelegedését rövidzárlat miatt. Szinte azonnal reagál, de ugyanakkor az áramszilárdság értékének többször meg kell haladnia a névleges értéket. Szerkezetileg ez a rész mágnesszelep. A túláram mágneses mezőt generál, amely mozgatja a magot, és kinyitja az áramkört.

A szelektivitás elveinek való megfelelés

Elágazó elektromos áramkör jelenlétében a védelmet oly módon lehet megszervezni, hogy rövidzárlat esetén csak az az ág legyen kikapcsolva, amelyen a vészhelyzet bekövetkezik. Ehhez a kapcsolók szelektivitásának elvét alkalmazzák.

A szelektivitás (szelektivitás) működésével végrehajtott megszakítók rendszerének működési elvét rövid távú rövidítés esetén szemléltető vizuális ábra

A szelektív leállítás biztosítása érdekében az azonnali lekapcsolású automatikus eszközöket az alsó lépcsőkre telepítik, és az áramkört 0,02 - 0,2 másodperc alatt nyitják meg. A magasabb fokozatban található megszakító 0,25–0,6 s kioldási késleltetéssel rendelkezik, vagy a DIN VDE 0641-21 szerinti speciális „szelektív” áramkör alapján készül.

A garantált biztonság érdekében automatikus gépek szelektív működtetése jobb, ha egy gyártó gépeit használja. Az egyetlen modelltartományú megszakítók esetében vannak szelektivitási táblázatok, amelyek jelzik a lehetséges kombinációkat.

Egyszerű telepítési szabályok

Az áramkör azon része, amelyet megszakítóval kell védeni, lehet egy- vagy háromfázisú, semleges és PE ​​vezetékkel (föld) lehet. Ezért a gépek 1-4 pólusúak, amelyek vezetőképes magot vezetnek.Amikor a kioldás feltételeit megteremtik, az összes érintkezőt egyszerre leválasztják.

A pajzsban lévő gépeket egy speciálisan tervezett DIN sínre szerelik fel. Kompakt és biztonságos kapcsolatot, valamint kényelmes hozzáférést biztosít a kapcsolóhoz.

A gépeket a következőképpen telepítik:

• fázisonként egypólusú;
• bipoláris fázishoz és semlegeshez;
• három pólusú, 3 fázisú;
• négy pólusú, 3 fázisú és semleges.

Tilos a következőket tenni:

• telepítsen egypólusú megszakítókat semlegesre;
• dugja be a PE vezetéket a gépbe;
• telepítsen három egypólusú eszközt egy hárompólusú megszakító helyett, ha legalább egy háromfázisú fogyasztó csatlakozik az áramkörhöz.

Ezeket a követelményeket az EMP tartalmazza, és be kell tartani.

Minden házban vagy helyiségben, amelyhez villamos áram van csatlakoztatva, bevezető gép van felszerelve. Értékét a szállító határozza meg, és ezt az értéket a villamosenergia-csatlakozási szerződés határozza meg. Egy ilyen kapcsoló célja a szakasz védelme a transzformátor és a fogyasztó között.

A bevezető gép után számlálót csatlakoztatnak a vonalhoz (egy- vagy háromfázisú) és maradékáram-eszköz, amelynek funkciói különböznek a megszakító és a differenciálkapcsoló működésétől.

Ha a helyiség több áramkörbe van bekötve, akkor mindegyiket külön gép védi, amelynek teljesítménye jelölve a jelölésen. Minősítéseiket és osztályaikat a helyiség tulajdonosa határozza meg, figyelembe véve a meglévő huzalozást vagy a csatlakoztatott eszközök teljesítményét.

A villamosenergia-fogyasztásmérőt és a megszakítókat egy olyan kapcsolótáblába kell felszerelni, amely megfelel minden biztonsági követelménynek, és könnyen integrálható a szoba belsejébe

Amikor helyet választ kapcsolótábla ne feledje, hogy a levegő hőmérséklete befolyásolja a hőkibocsátás tulajdonságait. Ezért tanácsos, hogy a helyiségben sínek legyenek gépekkel.

A szükséges névérték kiszámítása

A megszakító fő védelmi funkciója kiterjed a vezetékekre, tehát a besorolást a kábel keresztmetszete mentén végzik. Ebben az esetben a teljes áramkörnek biztosítania kell a hozzá csatlakoztatott eszközök rendszeres működését. A rendszerparaméterek kiszámítása egyszerű, de a hibák és problémák elkerülése érdekében sok árnyalattal kell számolni.

A fogyasztók teljes kapacitásának meghatározása

Az elektromos áramkör egyik fő paramétere a hozzá kapcsolt villamos energia fogyasztóinak maximális teljesítménye. Az indikátor kiszámításakor nemcsak összefoglalhatja az eszközök útlevéladatait.

Aktív és névleges alkatrész

Minden elektromos árammal működő eszköz esetében a gyártónak jeleznie kell az aktív teljesítményt (P). Ez az érték határozza meg azt az energiamennyiséget, amelyet visszafordíthatatlanul átalakítanak a készülék eredményeként, és amelyért a felhasználó fizet a mérőn.

Kondenzátorokkal vagy induktorral rendelkező készülékek esetében van még egy olyan nulla érték nélküli energia, amelyet reaktívnak hívnak (Q). Eléri a készüléket, és szinte azonnal visszatér.

A reaktív komponens nem vesz részt a felhasznált villamos energia számításában, de az aktívval együtt az úgynevezett „teljes” vagy „névleges” teljesítményt képezi (S), amely terhelést ad az áramkör számára.

cos (f) egy olyan paraméter, amellyel meg lehet határozni a teljes (névleges teljesítmény) az aktív (elfogyasztott) alapján. Ha ez nem egyenlő az egységgel, akkor azt feltüntetik az elektromos készülék műszaki dokumentációjában

Meg kell fontolni egy különálló eszköz hozzájárulását a vezető vezetékek és a gép teljes terheléséhez a teljes teljesítményének megfelelően: S = P / cos (f).

Megnövekedett indítóáramok

Egyes háztartási készülékek következő jellemzője a transzformátorok, elektromos motorok vagy kompresszorok jelenléte. Az ilyen eszközök a működés kezdetén egy indító (indító) áramot fogyasztanak.

Értéke többször meghaladhatja a szokásos mutatókat, de a nagy teljesítményű üzemidő kicsi, általában 0,1-3 másodpercig terjed. Egy ilyen rövid távú túlfeszültség nem vezet a hőkioldás működéséhez, de a megszakító elektromágneses összetevője, amely a túláram rövidzárlatáért felelős, reagálni képes.

Ez a helyzet különösen a bérelt vonalak esetében releváns, amelyekhez olyan készülékek, mint a famegmunkáló gépek vannak csatlakoztatva. Ebben az esetben ki kell számolnia az áramerősséget, és valószínűleg érdemes egy „D” osztályú automatát használni.

Kereslet tényező

Azoknál az áramköröknél, amelyekhez nagy mennyiségű készülék csatlakozik, és nincs olyan készülék, amely az áram legnagyobb részét elfogyasztja, a keresleti együttható (ks). Az alkalmazás értelme az, hogy minden eszköz nem fog egyszerre működni, tehát a névleges teljesítmény összegzése túlbecsülési arányhoz vezet.

Az elektromos fogyasztók csoportjainak igényességi együtthatóját az SP 256.1325800.2016 sz. Rendelet 7. pontja határozza meg. Ezekre a mutatókra is támaszkodhat, amikor önmagában kiszámítja a maximális teljesítményt

Ennek az együtthatónak az értéke legfeljebb egy lehet. Becsült teljesítményszámítás (P_r) minden eszközre a következő képlet szerint kerül sor:

P_r = ks * S

Az áramkör paramétereinek kiszámításához az összes eszköz teljes névleges teljesítményét használják. A keresleti együttható használata ajánlott irodai és kiskereskedelmi helyiségekben, ahol nagy számú számítógép, irodai berendezés és más berendezés működik egy áramkörből.

Kevés fogyasztóval rendelkező vonalak esetében ezt az együtthatót nem használják tiszta formában. Az energiaszámlálásból eltávolítják azokat az eszközöket, amelyek bevonása valószínűleg nem valószínűbb az energiafogyasztó eszközökkel egyidejűleg.

Tehát például kevés esélye van egy egyszeri munkára egy vasalóval és porszívóval ellátott nappali szobában. És kis létszámú műhelyeknél csak a leghatékonyabb szerszámok 2-4-ét veszik figyelembe.

Jelenlegi számítás

Az automata megválasztását az áramkör szakaszában megengedett legnagyobb áramszint érték alapján kell elvégezni. Ezt a mutatót meg kell szerezni, tudva az elektromos fogyasztók teljes teljesítményét és a hálózat feszültségét.

A GOST 29322-2014 szerint 2015 októberétől a feszültségértéknek 230 V-nak kell lennie egy rendes hálózatnál és 400 V-nak egy háromfázisú hálózatnál. A legtöbb esetben azonban a régi paraméterek továbbra is érvényesek: 220 és 380 V. Ezért a számítások pontossága érdekében a méréseket voltmérővel kell elvégezni.

Az otthoni hálózat feszültségét voltmérővel vagy multiméterrel mérheti. Ehhez csak csatlakoztassa az érintkezőit a konnektorhoz

Egy másik kérdés, amely különösen releváns a saját vezetékek, az elégtelen feszültségű áramellátás biztosítása. Az ilyen problémás objektumokon végzett mérések olyan értékeket mutathatnak, amelyek kívül esnek a GOST által megadott tartományon.

Ezen túlmenően, a szomszédok villamosenergia-fogyasztásának szintjétől függően a feszültség értéke rövid időn belül jelentősen változhat.

Ez problémát okoz nemcsak az eszközök működésében, hanem az is áram kiszámítása. Amikor a feszültség csökken, egyes eszközök egyszerűen veszítik az energiát, mások, amelyeknek bemeneti stabilizátora van, növelik az áramfogyasztást.

Ilyen körülmények között nehéz kvalitatív módon kiszámítani a szükséges áramköri paramétereket. Ezért vagy el kell helyeznie az ismert nagy keresztmetszetű kábeleket (ami drága), vagy meg kell oldania a problémát egy bemeneti stabilizátor telepítésével vagy a ház másik vonalhoz történő csatlakoztatásával.

A stabilizátort a kapcsolótábla mellé kell felszerelni. Gyakran előfordul, hogy csak így lehet megkapni a házban a szokásos feszültségértékeket

Miután megtalálták az elektromos készülékek teljes teljesítményét (S) és a feszültség értéke (U), az áramszilárdság kiszámítása (én) az Ohm törvényéből származó képletek szerint hajtják végre:

én_f = S / U_f egyfázisú hálózathoz

én_l = S / (1,73 * U_l) háromfázisú hálózathoz

Itt van az indexf"Fázisparamétereket jelent, és"l”- lineáris.

A legtöbb háromfázisú készülék „csillag” csatlakozástípust használ, és pontosan ezen séma szerint működik egy transzformátor, amely áramot szolgáltat a fogyasztó számára. Szimmetrikus terhelés esetén a lineáris és a fázis erő azonos lesz (én_l = én_f), és a feszültséget a következő képlettel kell kiszámítani:

U_l = 1,73 * U_f

A kábelszakasz kiválasztásának árnyalata

A vezetékek és kábelek minőségét és paramétereit a GOST 31996-2012 szabályozza. E dokumentum szerint műszaki előírásokat dolgoztak ki a termékekre, ahol megengedett az alapvető jellemzők bizonyos értéktartománya. A gyártónak be kell nyújtania egy táblázatot a magok keresztmetszetéről és a maximális biztonságos áramszilárdságról.

A maximálisan megengedett áramerősség a huzalvezetők keresztmetszetétől és a beépítési módszertől függ. Rejtett módon (falban) vagy nyitottan (csőben vagy vezetékben) fektethetők

A kábelt úgy kell megválasztani, hogy az biztosítsa az áram biztonságos áramlását, amely megfelel az elektromos készülékek kiszámított teljes teljesítményének. A PUE (elektromos telepítési szabályok) szerint a minimum tervezett vezetékek keresztmetszetea lakóhelyiségben használt anyagnak legalább 1,5 mm-nek kell lennie².

A standard méretek jelentése a következő: 1,5; 2,5; 4; 6 és 10 mm².

Néha indokolt olyan vezetékek használata, amelyek keresztmetszete egy lépéssel nagyobb, mint a minimálisan megengedett. Ebben az esetben lehetőség van további eszközök csatlakoztatására vagy a meglévők cseréjére nagyobb teljesítményűekre, anélkül, hogy új kábelek fektetése költséges és hosszú munkát igényelne.

A gép paramétereinek kiszámítása

Bármely áramkörnél a következő egyenlőtlenségnek kell teljesülnie:

én_n <= Én_p / 1.45

itt én_n - a gép névleges árama és én_p - megengedett áram a huzalozáshoz. Ez a szabály garantálja a garantált kioldódást az engedélyezett terhelés meghosszabbítása esetén.

Az „In <= Ip / 1,45” egyenlőtlenség az „automatikus kábel” pár kitöltésének fő feltétele. Ennek a szabálynak a figyelmen kívül hagyása tüzet okozhat.

A gép névleges teljesítményét kiszámíthatja mind a teljes terhelés, mind a már elhelyezett vezetékek vezetékeinek keresztmetszete alapján. Tegyük fel, hogy létezik csatlakozási rajz az elektromos készülékekhez, de a vezetékeket még nem készítették el.

Ebben az esetben a műveletek sorrendje a következő:

1. A hálózathoz csatlakoztatott elektromos készülékek teljes áramszilárdságának kiszámítása.
2. Az automata kiválasztása, amelynek névértéke legalább a számított értéknél.
3. A kábel keresztmetszetének kiválasztása a gép minősége szerint.

Példa:

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

Ha a kábelezés már megtörtént, akkor a műveletek sorrendje különbözik:

1. A megengedett áram meghatározása egy ismert szakasszal és a huzalozási módszerrel a gyártó által megadott táblázat szerint.
2. Megszakító kiválasztása.
3. A csatlakoztatott eszközök teljesítményének kiszámítása. Olyan eszközcsoport vezetése, hogy az áramkör teljes terhelése kevesebb legyen a névleges értéknél.

Egy példa. Hagyjon két egymagos kábelt nyitott módon, D = 6 mm²majd:

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

Az utolsó példa 2. bekezdésében van egy enyhe megengedhető közelítés. I pontos értéke_n = Én_p / 1,45 = 31,7 A, 32 A-ra kerekítve.

Választás több érték között

Időnként olyan helyzet fordul elő, hogy több áramkör védelmére több gépet választhat különböző besorolással. Például, 4 kW (18 A) teljes elektromos készülékeknél a vezeték keresztmetszetével 4 mm-es rézvezetőket választottak ki margóval². Ehhez a kombinációhoz kapcsolhatja a kapcsolókat 20 és 25 A-ra.

Ha a villanyszerelő huzalozási diagramja többszintű védelem jelenlétét feltételezi, akkor a gépeket úgy kell megválasztania, hogy a magasabb szintű teljesítmény (a jobb oldali ábrán 25 A) nagyobb, mint az alacsonyabb szintű kapcsolók értéke.

A legmagasabb névleges kapcsoló választásának előnye, hogy további eszközöket csatlakoztathat az áramköri elemek megváltoztatása nélkül. Ez leggyakrabban történik.

Az alacsonyabb névleges értékű automata kiválasztása mellett az a tény, hogy hőkibocsátása gyorsabban reagál a megnövekedett áramerősség-mutatóra.A helyzet az, hogy egyes eszközök hibásan működhetnek, ami növeli az energiafogyasztást, de nem okoz rövidzárlatot.

Például a mosógép motorcsapágyának lebontása a tekercs áramának hirtelen növekedéséhez vezet. Ha a gép gyorsan reagál a megengedett értékek túllépésére és kiold, a motor nem ég.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A megszakító kialakítása és osztályozása. Az időáram-jellemzők fogalma és a névleges kábelkeresztmetszet kiválasztása:

Az eszközök teljesítményének kiszámítása és a gép kiválasztása a PUE rendelkezései szerint:

A megszakító választását felelősségteljesen kell megválasztani, mivel ez az otthoni elektromos rendszer biztonságától függ. A számítás sok bemeneti paraméterével és árnyalattal együtt emlékeztetni kell arra, hogy a gép fő védelmi funkciója kiterjed a vezetékekre is.

Kérem, írjon megjegyzéseket, tegyen fel kérdéseket, és tegyen közzé egy képet a cikk témájáról az alábbi blokkban. Ossza meg a webhely látogatói számára hasznos információkat. Mondja el nekünk tapasztalatait, amikor az ország- vagy otthoni vezetékek védelme érdekében megszakítókat választott.