Valg av maskin etter lastekraft, kabeltverrsnitt og strøm: prinsipper og formler for beregninger

For organisering av feilfri fungerende internt strømforsyning, er det nødvendig å tildele separate grener. Hver linje må være utstyrt med sin egen beskyttelsesanordning som beskytter kabelisolasjonen mot fusjon. Imidlertid er det ikke alle som vet hvilken enhet de skal kjøpe. Er du enig?

Du lærer alt om valg av maskiner i henhold til lastkraft fra artikkelen vi presenterte. Vi vil fortelle deg hvordan du bestemmer rangeringen for å finne bryteren til den nødvendige klassen. Når vi tar hensyn til anbefalingene våre, garanterer du kjøp av de nødvendige enhetene som kan eliminere truende situasjoner under driften av kablingen.

Strømbrytere for innenlandske nettverk

Elektrisitetsforsyningsorganisasjoner utfører tilkoblingen av hus og leiligheter og utfører arbeid med å koble kabelen til sentralbordet. Alle aktiviteter for installasjon av ledninger i rommet utføres av dens eiere, eller av innleide spesialister.

For å velge en automatisk maskin for å beskytte hver enkelt krets, må du vite klassifiseringen, klassen og noen andre egenskaper.

Viktige parametere og klassifisering

Husholdningsmaskiner er installert ved inngangen til en lavspent elektrisk krets, og de er designet for å løse følgende problemer:

• manuell eller elektronisk slå på eller av den elektriske kretsen;
• kretsbeskyttelse: blackout med litt langvarig overbelastning;
• kretsbeskyttelse: øyeblikkelig strømavkobling under kortslutning.

Hver bryter har en karakteristikk uttrykt i ampère, som kalles nominell strøm (jeg_n) eller "pålydende verdi".

Essensen av denne verdien er lettere å forstå ved bruk av overflødig koeffisient:

K = I / I_n,

hvor jeg er den virkelige strømstyrken.

• K <1.13: frakobling (tur) vil ikke skje innen 1 time;
• K> 1.45: avstengning vil skje innen 1 time.

Disse parametrene er faste i pkt. 8.6.2. GOST R 50345-2010.For å finne ut hvor lang tur det vil skje ved K> 1,45, må du bruke en graf som gjenspeiler tidsstrømskarakteristikken for en bestemt maskinmodell.

Hvis strømmen overskrider den nominelle verdien for effektbryteren med 2 ganger, vil åpningen skje i løpet av 8 sekunder til 4 minutter. Responshastighet avhenger av modellinnstilling og medium temperatur

Hver type effektbryter har også et gjeldende område (jeg_en), der øyeblikkelig turmekanisme utløses:

• klasse “B”: Jeg_en = (3 * I_n .. 5 * jeg_n];
• klasse “C”: Jeg_en = (5 * I_n .. 10 * jeg_n];
• klasse “D”: Jeg_en = (10 * I_n .. 20 * jeg_n].

Type “B” -enheter brukes hovedsakelig for linjer med betydelig lengde. Kringbrytere av klasse “C” brukes i bolig- og kontorlokaler, og enheter merket “D” beskytter kretsløp der det er utstyr med stor startstrømskoeffisient.

Standardlinjen av husholdningsmaskiner inkluderer enheter med rangering av 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 og 63 A.

Utformingen av utgivelsene

I moderne effektbryter Det er to typer utgivelser: termisk og elektromagnetisk.

Den bimetalliske frigjøring er i form av en plate laget av to ledende metaller med forskjellig termisk ekspansjon. En slik utforming, med langvarig overskridelse av den nominelle verdien, fører til oppvarming av delen, dens bøyning og utløser av kretsåpningsmekanismen.

På noen maskiner, med justeringsskruen, kan du endre strømmen som turen skjer. Tidligere ble denne teknikken ofte brukt for å "finjustere" enheten, men denne prosedyren krever inngående spesialitetskunnskap og flere tester.

Ved å vri justeringsskruen (uthevet i et rødt rektangel) mot klokken, kan du oppnå en lengre responstid for den termiske frigjøringen

Nå på markedet kan du finne mange modeller av standardvurderinger fra forskjellige produsenter, hvis tidsstrømkarakteristikker er litt forskjellige (men samtidig oppfyller forskriftskrav). Derfor er det mulig å velge en maskin med de nødvendige "fabrikkinnstillinger", som eliminerer risikoen for feil kalibrering.

En elektromagnetisk frigjøring forhindrer overoppheting av linjen som et resultat av en kortslutning. Den reagerer nesten umiddelbart, men samtidig må verdien på strømstyrken være flere ganger høyere enn den nominelle verdien. Strukturelt sett er denne delen en magnet magnet. Overstrøm genererer et magnetfelt som beveger kjernen og åpner kretsen.

Overholdelse av selektivitetsprinsippene

I nærvær av en forgrenet elektrisk krets er det mulig å organisere beskyttelsen på en slik måte at i tilfelle av en kortslutning er det bare den grenen som nødssituasjonen er slått av. For dette brukes prinsippet om selektivitet for brytere.

Visuelt diagram som viser driftsprinsippet til et system med effektbrytere med en implementert funksjon av selektivitet (selektivitet) drift i tilfelle kortslutning

For å sikre selektiv avstengning, installeres automatiske enheter med øyeblikkelig avstengning på de nedre trinnene, og åpner kretsløpet på 0,02 - 0,2 sekunder. Strømbryteren, som befinner seg på et høyere trinn, har enten en utløpsforsinkelse på 0,25 - 0,6 s eller er laget i henhold til en spesiell "selektiv" krets i samsvar med DIN VDE 0641-21.

For garantert sikkerhet selektiv drift av automatiske maskiner det er bedre å bruke maskiner fra en produsent. For effektbrytere av et enkelt modellområde, finnes selektivitetstabeller som indikerer mulige kombinasjoner.

Enkle installasjonsregler

Den delen av kretsen som må beskyttes med en effektbryter kan være en- eller trefaset, ha en nøytral, så vel som en PE-ledning (jord). Derfor har maskinene fra 1 til 4 stolper, som fører en ledende kjerne.Når forhold opprettes for tripping, kobles alle kontakter samtidig av.

Maskinene i skjoldet er montert på en spesialdesignet DIN-skinne. Det gir en kompakt og sikker tilkobling, samt praktisk tilgang til bryteren.

Maskinene er installert som følger:

• unipolar per fase;
• bipolar for fase og nøytral;
• tre-polet i 3 faser;
• firpolig i 3 faser og nøytral.

Det er forbudt å gjøre følgende:

• installere enkeltpolede effektbrytere på nøytral;
• sett PE-ledning i maskinen;
• installer tre enpolige enheter i stedet for en trepolet effektbryter hvis minst en trefasig forbruker er koblet til kretsen.

Alle disse kravene er stavet ut i EMP og må overholdes.

I hvert hus eller rom som elektrisitet er koblet til, er en introduksjonsmaskin installert. Verdien bestemmes av leverandøren, og denne verdien skrives ut i kontrakten for tilkobling av strøm. Hensikten med en slik bryter er å beskytte seksjonen fra transformator til forbruker.

Etter introduksjonsmaskinen kobles en teller til linjen (en- eller trefase) og reststrøm enhet, hvis funksjoner avviker fra driften av en effektbryter og differensialbryter.

Hvis rommet er koblet til flere kretser, er hver av dem beskyttet av en egen maskin, hvis kraft angitt på markeringen. Rangeringene og klassene deres bestemmes av eieren av lokalene, under hensyntagen til eksisterende ledninger eller strømmen til de tilkoblede enhetene.

En elektrisitetsmåler og effektbrytere er installert i et sentralbord som tilfredsstiller alle sikkerhetskrav og lett kan integreres i det indre av et rom

Når du velger et sted å plassere sentralbord det må huskes at lufttemperaturen påvirker egenskapene til den termiske frigjøringen. Derfor anbefales det å ha en skinne med maskiner inne i rommet.

Beregning av pålydende pålydende

Den viktigste beskyttelsesfunksjonen til effektbryteren strekker seg til ledningene, så klassifiseringen utføres langs kabeltverrsnittet. I dette tilfellet bør hele kretsen sikre regelmessig drift av enhetene som er koblet til den. Beregningen av systemparametrene er enkel, men mange nyanser må tas i betraktning for å unngå feil og problemer.

Bestemme den totale kapasiteten til forbrukere

En av hovedparametrene til den elektriske kretsen er den maksimale mulige kraften til forbrukere av elektrisitet koblet til den. Når du beregner denne indikatoren, kan du ikke bare oppsummere passdataene til enhetene.

Aktiv og vurdert komponent

For alle enheter som drives av strøm, må produsenten indikere den aktive strømmen (P). Denne verdien bestemmer mengden energi som vil bli konvertert ugjenkallelig som et resultat av apparatet og som brukeren vil betale for måleren.

Men for enheter med kondensatorer eller en induktor, er det en annen strøm med en verdi som ikke er null, som kalles reaktiv (Q). Hun når enheten og kommer nesten tilbake tilbake.

Den reaktive komponenten deltar ikke i beregningen av brukt strøm, men danner sammen med den aktive den såkalte “full” eller “nominell” effekt (S), som gir belastning til kretsen.

cos (f) er en parameter som du kan bestemme total (nominell effekt) fra den aktive (forbrukes). Hvis det ikke er lik enhet, er det angitt i den tekniske dokumentasjonen for det elektriske apparatet

Det er nødvendig å vurdere bidraget fra en separat enhet til den totale belastningen på de ledende ledningene og maskinen i henhold til dens fulle kraft: S = P / cos (f).

Økte startstrømmer

Den neste funksjonen til noen typer husholdningsapparater er tilstedeværelsen av transformatorer, elektriske motorer eller kompressorer. Slike enheter ved driftsstart forbruker en start (start) strøm.

Verdien kan være flere ganger høyere enn standardindikatorene, men driftstiden ved høy effekt er liten og varierer vanligvis fra 0,1 til 3 sekunder. En slik kortsiktig bølge vil ikke føre til drift av den termiske frigjøringen, men den elektromagnetiske komponenten til effektbryteren, som er ansvarlig for kortslutningens overstrøm, kan reagere.

Denne situasjonen er spesielt relevant for leide linjer som utstyr som trebearbeidingsmaskiner er koblet til. I dette tilfellet må du beregne strømstyrken, og det er kanskje fornuftig å bruke en klasse "D" -automat.

Etterspørselfaktor

For kretser som en stor mengde utstyr er koblet til og det ikke er noen enhet som forbruker den største delen av strømmen, er en etterspørselskoeffisient (ks). Betydningen av applikasjonen er at alle enheter ikke vil fungere samtidig, så summeringen av den nominelle kraften vil føre til en overvurdert hastighet.

Forespørselskoeffisienten for grupper av elektriske forbrukere er etablert i pkt. 7 i SP 256.1325800.2016. Du kan også stole på disse indikatorene når du uavhengig beregner maksimal effekt

Denne koeffisienten kan ta en verdi lik eller mindre enn en. Beregnede effektberegninger (P_r) for hver enhet forekommer i henhold til formelen:

P_r = ks * S

Den totale nominelle effekten for alle enheter brukes til å beregne kretsparameterne. Bruken av etterspørselskoeffisienten er tilrådelig for kontor og små butikklokaler med et stort antall datamaskiner, kontorutstyr og annet utstyr drevet fra en krets.

For linjer med et lite antall forbrukere brukes ikke denne koeffisienten i sin rene form. Fra strømtellingen fjernes disse enhetene hvis inkludering samtidig som mer energikrevende enheter er lite sannsynlig.

Så for eksempel er det liten sjanse for en engangsjobb i en stue med strykejern og støvsuger. Og for verksteder med et lite antall personell, er det bare 2-4 av de kraftigste elektroverktøyene som tas med i betraktningen.

Gjeldende beregning

Valget av en automat utføres i samsvar med den maksimale verdien av strømstyrken som er tillatt i seksjonen av kretsen. Det er nødvendig å få denne indikatoren, vel vitende om den totale effekten til elektriske forbrukere og spenningen i nettverket.

I følge GOST 29322-2014, fra oktober 2015, bør spenningsverdien være lik 230 V for et vanlig nettverk og 400 V for en trefase. I de fleste tilfeller er imidlertid de gamle parameterne fortsatt gyldige: henholdsvis 220 og 380 V. For nøyaktigheten av beregningene er det derfor nødvendig å utføre målinger ved hjelp av et voltmeter.

Du kan måle spenningen i hjemmenettverket ditt ved hjelp av et voltmeter eller multimeter. For å gjøre dette, bare koble kontaktene til en stikkontakt

En annen sak spesielt relevant for private ledninger, er strømforsyningen med utilstrekkelig spenning. Målinger på slike problematiske objekter kan vise verdier som faller utenfor området spesifisert av GOST.

Avhengig av nivået på naboforbruk, kan spenningsverdien variere veldig over kort tid.

Dette skaper et problem ikke bare for bruken av enhetene, men også for beregne strøm. Når spenningen synker, mister noen enheter rett og slett strømmen, og noen, som har en inngangsstabilisator, øker strømforbruket.

Det er vanskelig å kvalitativt beregne de nødvendige kretsparametere under slike forhold. Derfor vil du enten måtte legge kabler med et kjent stort tverrsnitt (som er dyrt), eller løse problemet ved å installere en inngangsstabilisator eller koble huset til en annen linje.

Stabilisatoren er installert ved siden av sentralbordet. Det hender ofte at dette er den eneste måten å få standard spenningsverdier i huset

Etter at den totale kraften til elektriske apparater ble funnet (S) og spenningsverdien (U), beregning av strømstyrke (jeg) utført i henhold til formlene som følger av Ohms lov:

jeg_f = S / U_f for enfase nettverk

jeg_l = S / (1,73 * U_l) for trefaset nettverk

Her er indeksen "f"Betyr faseparametere, og"l”- lineær.

De fleste trefaseenheter bruker "stjerne" -tilkoblingstypen, og det er nettopp i henhold til dette skjemaet en transformator fungerer som produserer strøm for forbrukeren. Med en symmetrisk belastning vil de lineære og fasekreftene være identiske (jeg_l = jeg_f), og spenningen blir beregnet ved formelen:

U_l = 1,73 * U_f

Nyansene ved å velge en kabelseksjon

Kvaliteten og parametrene til ledninger og kabler reguleres av GOST 31996-2012. I henhold til dette dokumentet utvikles tekniske spesifikasjoner for produktene, der et visst utvalg av verdier med grunnleggende egenskaper er tillatt. Produsenten må gi en korrespondansetabell over kjernens tverrsnitt og maksimal sikker strømstyrke.

Den maksimale tillatte strømstyrken avhenger av ledningens tverrsnitt og installasjonsmetoden. De kan legges skjult (i veggen) eller åpne (i rør eller kanal) måte

Det er nødvendig å velge en kabel på en slik måte at man sikrer sikker strømstrøm som tilsvarer den beregnede totale effekten til elektriske apparater. I henhold til PUE (regler for elektrisk installasjon) er minimum utforme tverrsnitt av ledningersom brukes i boliglokaler må være minst 1,5 mm².

Standardstørrelser har følgende betydninger: 1.5; 2,5; 4; 6 og 10 mm².

Noen ganger er det en grunn til å bruke ledninger med et tverrsnitt ett trinn større enn det minste tillatte. I dette tilfellet er det muligheten for å koble til flere enheter eller erstatte eksisterende med kraftigere uten dyrt og langvarig arbeid med å legge nye kabler.

Beregning av maskinens parametere

For enhver krets må følgende ulikhet tilfredsstilles:

jeg_n <= Jeg_p / 1.45

her jeg_n - nominell strømstyrke på maskinen, og jeg_p - tillatt strøm for kabling. Denne regelen sikrer garantert tripping over langvarig overskridelse av den tillatte belastningen.

Ulikheten “In <= Ip / 1.45” er hovedbetingelsen for å fullføre et par “automatkabel”. Unnlatelse av å overholde denne regelen kan føre til brann.

Maskinens rangering kan beregnes både av den totale belastningen og av tverrsnittet av ledningene til den allerede lagt ledningen. Anta at det er koblingsskjema for elektriske apparater, men ledningene er ennå ikke lagt.

I dette tilfellet er handlingssekvensen som følger:

1. Beregning av den totale strømstyrken til elektriske apparater koblet til nettverket.
2. Valget av en automat med en pålydende verdi på ikke mindre enn den beregnede verdien.
3. Valg av kabeltverrsnitt ved klassifisering av maskinen

Et eksempel:

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

Hvis ledningene allerede er lagt, er handlingssekvensen forskjellig:

1. Bestemmelse av tillatt strøm med en kjent seksjon og kablingsmetode i henhold til tabellen levert av produsenten.
2. Valg av effektbryter.
3. Beregning av strømmen til tilkoblede enheter. Manning av en gruppe enheter slik at den totale belastningen på kretsen er mindre enn den nominelle verdien.

Et eksempel. La to enkeltkjernekabler legges på en åpen måte, D = 6 mm²deretter:

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

I avsnitt 2 i det siste eksemplet er det en liten tillatt tilnærming. Eksakt verdi av jeg_n = Jeg_p / 1,45 = 31,7 A avrundet til 32 A.

Velge mellom flere verdier

Noen ganger oppstår det en situasjon når du kan velge flere maskiner med ulik karakter for å beskytte kretsen. For eksempel, med en total effekt på elektriske apparater 4 kW (18 A), ble en ledning med et tverrsnitt av kobberledere på 4 mm valgt med en margin². For denne kombinasjonen kan du sette bryterne på 20 og 25 A.

Hvis koblingsskjemaet til elektrikeren forutsetter tilstedeværelsen av flersjiktet beskyttelse, må du velge maskiner slik at verdien på høynivågraden (på figuren til høyre er 25 A) var større enn for bryterne til lavere nivåer

Fordelen med å velge bryteren med den høyeste karakteren er muligheten til å koble til flere enheter uten å skifte kretselementer. Dette blir ofte gjort.

For å velge en automat med lavere nominell verdi, er det at dens termiske frigjøring vil svare raskere på en økt strømindikator.Fakta er at noen enheter kan ha en funksjonsfeil, noe som vil føre til et økning i energiforbruket, men ikke til en kortslutningsverdi.

For eksempel vil en sammenbrudd av vaskemaskinens motorlager føre til en kraftig økning i strømmen i viklingen. Hvis maskinen raskt reagerer på å overskride tillatte verdier og turer, vil ikke motoren brenne.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Utformingen av effektbryteren og klassifiseringen. Konseptet med tidsstrømskarakteristikker og valg av nominelt kabeltverrsnitt:

Beregning av kraften på enheter og valg av maskin ved å bruke bestemmelsene i PUE:

Valget av en effektbryter bør tas ansvarlig, siden sikkerheten til det elektriske systemet hjemme er avhengig av dette. Med alle de mange inngangsparametere og nyanser i beregningen, må det huskes at maskinens viktigste beskyttelsesfunksjon strekker seg til ledningene.

Skriv kommentarer, still spørsmål, legg ut et bilde om emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Del nyttig informasjon som kan være nyttig for besøkende. Fortell oss om din erfaring med å velge effektbrytere for å beskytte ditt land eller hjemme ledninger.