Wybór maszyny według mocy obciążenia, przekroju kabla i prądu: zasady i wzory do obliczeń

W celu organizacji sprawnie działającego wewnętrznego zasilacza konieczne jest przydzielenie oddzielnych gałęzi. Każda linia musi być wyposażona we własne urządzenie ochronne, które chroni izolację kabla przed wtopieniem. Jednak nie wszyscy wiedzą, które urządzenie kupić. Zgadzasz się

Dowiesz się wszystkiego o wyborze maszyn według mocy obciążenia z przedstawionego artykułu. Powiemy Ci, jak określić ocenę dla znalezienia przełącznika wymaganej klasy. Uwzględnienie naszych rekomendacji gwarantuje zakup wymaganych urządzeń, które mogą wyeliminować groźne sytuacje podczas pracy okablowania.

Wyłączniki do sieci domowych

Organizacje dostarczające energię elektryczną wykonują podłączenie domów i mieszkań, wykonując prace przy podłączaniu kabla do rozdzielnicy. Wszystkie czynności związane z instalacją okablowania w pokoju są wykonywane przez jego właścicieli lub wynajętych specjalistów.

Aby wybrać automat do ochrony każdego obwodu, musisz znać jego moc znamionową, klasę i niektóre inne cechy.

Kluczowe parametry i klasyfikacja

Maszyny domowe są instalowane przy wejściu do obwodu elektrycznego niskiego napięcia i mają na celu rozwiązanie następujących problemów:

• ręczne lub elektroniczne włączanie i wyłączanie obwodu elektrycznego;
• ochrona obwodu: zaciemnienie z niewielkim przedłużonym przeciążeniem;
• ochrona obwodu: chwilowe odcięcie prądu podczas zwarcia.

Każdy przełącznik ma charakterystykę wyrażoną w amperach, która jest nazywana prąd znamionowy (Ja_n) lub „wartość nominalna”.

Istotę tej wartości łatwiej zrozumieć, stosując współczynnik nadmiaru:

K = I / I_n,

gdzie jestem prawdziwą obecną siłą.

• K <1,13: rozłączenie (wyłączenie) nie nastąpi w ciągu 1 godziny;
• K> 1,45: wyłączenie nastąpi w ciągu 1 godziny.

Parametry te zostały ustalone w punkcie 8.6.2. GOST R 50345-2010.Aby dowiedzieć się, jak długo potrwa wyłączenie przy K> 1,45, musisz użyć wykresu odzwierciedlającego charakterystykę czasowo-prądową dla konkretnego modelu maszyny.

Jeśli prąd przekroczy wartość nominalną wyłącznika 2 razy, otwarcie nastąpi w ciągu 8 sekund do 4 minut. Szybkość reakcji zależy od ustawienia modelu i temperatury otoczenia.

Ponadto każdy typ wyłącznika ma zakres prądu (Ja_a)), w którym uruchamiany jest mechanizm natychmiastowego wyłączenia:

• klasa „B”: I_a) = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• klasa „C”: I_a) = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• klasa „D”: I_a) = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Urządzenia typu „B” są stosowane głównie w liniach o znacznej długości. Wyłączniki klasy „C” są stosowane w pomieszczeniach mieszkalnych i biurowych, a urządzenia oznaczone literą „D” chronią obwody, w których występuje sprzęt o dużym współczynniku prądu rozruchowego.

Standardowa linia maszyn domowych obejmuje urządzenia o wartościach znamionowych 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 i 63 A.

Projekt wydań

W nowoczesnym wyłącznik automatyczny Istnieją dwa rodzaje uwolnień: termiczne i elektromagnetyczne.

Uwalnianie bimetaliczne ma postać płyty wykonanej z dwóch przewodzących metali o różnej rozszerzalności cieplnej. Taka konstrukcja, przy przedłużonym przekraczaniu wartości nominalnej, prowadzi do nagrzania części, jej zgięcia i uruchomienia mechanizmu otwierania obwodu.

W niektórych maszynach za pomocą śruby regulacyjnej można zmienić prąd, w którym następuje wyłączenie. Wcześniej tę technikę często stosowano do „dostrojenia” urządzenia, ale ta procedura wymaga dogłębnej specjalistycznej wiedzy i kilku testów.

Obracając śrubę regulacyjną (podświetloną w czerwonym prostokącie) przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, można uzyskać dłuższy czas reakcji wyzwalacza termicznego

Teraz na rynku można znaleźć wiele modeli standardowych ocen różnych producentów, których charakterystyki czasowo-prądowe są nieco inne (ale jednocześnie zgodne z wymogami regulacyjnymi). Dlatego możliwe jest wybranie maszyny z niezbędnymi „fabrycznymi” ustawieniami, co eliminuje ryzyko nieprawidłowej kalibracji.

Wyzwalacz elektromagnetyczny zapobiega przegrzaniu linii w wyniku zwarcia. Reaguje prawie natychmiast, ale jednocześnie wartość natężenia prądu musi być kilkakrotnie wyższa niż wartość nominalna. Strukturalnie ta część jest solenoidem. Nadprąd generuje pole magnetyczne, które porusza rdzeń, otwierając obwód.

Zgodność z zasadami selektywności

W obecności rozgałęzionego obwodu elektrycznego można zorganizować ochronę w taki sposób, aby w przypadku zwarcia wyłączono tylko gałąź, na której występuje awaria. W tym celu stosuje się zasadę selektywności przełączników.

Schemat wizualny pokazujący zasadę działania układu wyłączników z zaimplementowaną funkcją działania selektywności (selektywności) w przypadku zwarcia

Aby zapewnić selektywne wyłączanie, automatyczne urządzenia z natychmiastowym odcięciem są instalowane na niższych stopniach, otwierając obwód w 0,02 - 0,2 sekundy. Wyłącznik, umieszczony na wyższym poziomie, ma opóźnienie wyzwalania wynoszące 0,25 - 0,6 s lub jest wykonany zgodnie ze specjalnym obwodem „selektywnym” zgodnie z DIN VDE 0641-21.

Dla zagwarantowanego bezpieczeństwa selektywna obsługa automatów lepiej jest używać maszyn jednego producenta. W przypadku wyłączników z jednego zakresu modeli istnieją tabele selektywności, które wskazują możliwe kombinacje.

Proste zasady instalacji

Część obwodu, która musi być zabezpieczona wyłącznikiem automatycznym, może być jedno- lub trójfazowa, mieć przewód zerowy, a także przewód PE (masa). Dlatego maszyny mają od 1 do 4 biegunów, które prowadzą rdzeń przewodzący.Po utworzeniu warunków wyłączenia wszystkie kontakty są jednocześnie rozłączane.

Maszyny w osłonie są zamontowane na specjalnie zaprojektowanej szynie DIN. Zapewnia kompaktowe i bezpieczne połączenie, a także wygodny dostęp do przełącznika.

Maszyny są instalowane w następujący sposób:

• jednobiegunowy na fazę;
• dwubiegunowy dla fazy i neutralny;
• trójbiegunowy na 3 fazy;
• czterobiegunowy na 3 fazy i neutralny.

Zabronione jest wykonywanie następujących czynności:

• zainstalować wyłączniki jednobiegunowe na przewodzie neutralnym;
• włóż drut PE do urządzenia;
• zainstalować trzy jednobiegunowe urządzenia zamiast jednego trójbiegunowego wyłącznika, jeśli co najmniej jeden trójfazowy odbiornik jest podłączony do obwodu.

Wszystkie te wymagania są określone w PZŚ i należy ich przestrzegać.

W każdym domu lub pokoju, do którego podłączona jest energia elektryczna, zainstalowana jest maszyna wprowadzająca. Jego wartość określa dostawca, a wartość ta jest określona w umowie o przyłączenie energii elektrycznej. Celem takiego przełącznika jest ochrona sekcji od transformatora do odbiorcy.

Po maszynie wprowadzającej licznik jest podłączony do linii (jedno- lub trójfazowy) i wyłącznik różnicowoprądowy, których funkcje różnią się od działania wyłącznika i przełącznika różnicowego.

Jeśli pomieszczenie jest połączone w kilka obwodów, każdy z nich jest chroniony przez oddzielną maszynę, której moc wskazane na oznakowaniu. Ich oceny i klasy określa właściciel lokalu, biorąc pod uwagę istniejące okablowanie lub moc podłączonych urządzeń.

Licznik energii elektrycznej i wyłączniki instalowane są w rozdzielnicy, która spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa i może być łatwo zintegrowana z wnętrzem pokoju

Wybierając miejsce na miejsce tablica rozdzielcza należy pamiętać, że temperatura powietrza wpływa na właściwości uwalniania termicznego. Dlatego wskazane jest posiadanie szyny z maszynami w pomieszczeniu.

Obliczanie wymaganej wartości nominalnej

Główna funkcja ochronna wyłącznika rozciąga się na okablowanie, więc ocena odbywa się wzdłuż przekroju kabla. W takim przypadku cały obwód powinien zapewniać regularne działanie podłączonych do niego urządzeń. Obliczanie parametrów systemu jest proste, ale należy wziąć pod uwagę wiele niuansów, aby uniknąć błędów i problemów.

Określanie całkowitej pojemności konsumentów

Jednym z głównych parametrów obwodu elektrycznego jest maksymalna możliwa moc odbiorców podłączonej do niego energii elektrycznej. Obliczając ten wskaźnik, nie można po prostu podsumować danych paszportowych urządzeń.

Aktywny i oceniany komponent

W przypadku każdego urządzenia zasilanego energią elektryczną producent musi podać moc czynną (P.) Wartość ta określa ilość energii, która zostanie nieodwołalnie przetworzona w wyniku działania urządzenia i za którą użytkownik zapłaci za licznik.

Ale w przypadku urządzeń z kondensatorami lub induktorem istnieje inna moc o niezerowej wartości, która nazywa się reaktywna (Q) Dociera do urządzenia i prawie natychmiast wraca.

Element bierny nie bierze udziału w obliczeniach zużytej energii elektrycznej, ale wraz z aktywnym tworzy tak zwaną moc „pełną” lub „znamionową” (S.), co powoduje obciążenie obwodu.

cos (f) to parametr, za pomocą którego można określić całkowitą (moc znamionową) na podstawie substancji czynnej (zużytej). Jeśli nie jest równy jedności, jest to wskazane w dokumentacji technicznej urządzenia elektrycznego

Konieczne jest rozważenie udziału oddzielnego urządzenia w całkowitym obciążeniu przewodów przewodzących i maszyny zgodnie z jej pełną mocą: S. = P. / cos (f).

Zwiększone prądy rozruchowe

Kolejną cechą niektórych rodzajów urządzeń gospodarstwa domowego jest obecność transformatorów, silników elektrycznych lub sprężarek. Takie urządzenia na początku pracy zużywają prąd rozruchowy (rozruchowy).

Jego wartość może być kilkakrotnie wyższa niż standardowych wskaźników, ale czas działania przy dużej mocy jest niewielki i zwykle wynosi od 0,1 do 3 sekund. Taki krótkotrwały skok nie doprowadzi do zadziałania wyzwalacza termicznego, ale element elektromagnetyczny wyłącznika, który jest odpowiedzialny za zwarcie nadprądowe, może zareagować.

Ta sytuacja jest szczególnie istotna w przypadku linii dzierżawionych, do których podłączone są urządzenia takie jak maszyny do obróbki drewna. W takim przypadku musisz obliczyć natężenie prądu i być może warto zastosować automat klasy „D”.

Współczynnik popytu

W przypadku obwodów, do których podłączona jest duża ilość sprzętu i nie ma urządzenia, które zużywa największą część prądu, współczynnik zapotrzebowania (ks) Znaczenie jego zastosowania polega na tym, że wszystkie urządzenia nie będą działać jednocześnie, więc suma mocy znamionowej doprowadzi do zawyżonej prędkości.

Współczynnik zapotrzebowania dla grup odbiorców elektrycznych jest określony w klauzuli 7 SP 256.1325800.2016. Możesz również polegać na tych wskaźnikach, gdy niezależnie obliczasz maksymalną moc

Ten współczynnik może przyjąć wartość równą lub mniejszą niż jeden. Szacowane obliczenia mocy (P._r) każdego urządzenia występuje według wzoru:

P._r = ks * S

Całkowita moc znamionowa wszystkich urządzeń służy do obliczania parametrów obwodu. Zastosowanie współczynnika popytu jest wskazane w przypadku biur i małych obiektów handlowych z dużą liczbą komputerów, sprzętu biurowego i innego sprzętu zasilanego z jednego obwodu.

W przypadku linii z niewielką liczbą odbiorców ten współczynnik nie jest stosowany w czystej postaci. Z licznika mocy usuwa się te urządzenia, których włączenie w tym samym czasie, co urządzeń zużywających więcej energii, jest mało prawdopodobne.

Na przykład istnieje niewielka szansa na jednorazową pracę w salonie z żelazkiem i odkurzaczem. A w przypadku warsztatów z niewielką liczbą personelu brane są pod uwagę tylko 2-4 najbardziej wydajnych elektronarzędzi.

Obecne obliczenia

Wybór automatu odbywa się zgodnie z maksymalną wartością natężenia prądu dopuszczalną w sekcji obwodu. Konieczne jest uzyskanie tego wskaźnika, znając całkowitą moc odbiorców elektrycznych i napięcie w sieci.

Według GOST 29322-2014 od października 2015 r. Wartość napięcia powinna wynosić 230 V dla zwykłej sieci i 400 V dla sieci trójfazowej. Jednak w większości przypadków stare parametry są nadal aktualne: odpowiednio 220 i 380 V. Dlatego dla dokładności obliczeń konieczne jest przeprowadzenie pomiarów za pomocą woltomierza.

Możesz zmierzyć napięcie w sieci domowej za pomocą woltomierza lub multimetru. Aby to zrobić, wystarczy podłączyć jego kontakty do gniazdka elektrycznego

Kolejna kwestia szczególnie istotna dla prywatne okablowanie, to zapewnienie zasilania o niewystarczającym napięciu. Pomiary na takich problematycznych obiektach mogą wykazywać wartości spoza zakresu określonego przez GOST.

Ponadto, w zależności od poziomu zużycia energii elektrycznej przez sąsiadów, wartość napięcia może się znacznie różnić w krótkim okresie czasu.

Stwarza to problem nie tylko dla działania urządzeń, ale także dla obliczanie prądu. Przy spadku napięcia niektóre urządzenia po prostu tracą moc, a niektóre ze stabilizatorem wejściowym zwiększają zużycie energii elektrycznej.

W takich warunkach trudno jest jakościowo obliczyć niezbędne parametry obwodu. Dlatego będziesz musiał albo ułożyć kable o znanym dużym przekroju (co jest drogie), albo rozwiązać problem, instalując stabilizator wejściowy lub podłączając dom do innej linii.

Stabilizator jest zainstalowany obok tablicy rozdzielczej. Często zdarza się, że jest to jedyny sposób na uzyskanie standardowych wartości napięcia w domu

Po znalezieniu całkowitej mocy urządzeń elektrycznych (S.) i wartość napięcia (U), obliczanie aktualnej siły (Ja) przeprowadzone zgodnie ze wzorami wynikającymi z prawa Ohma:

Ja_f = S / U_f dla sieci jednofazowej

Ja_l = S / (1,73 * U_l) dla sieci trójfazowej

Oto indeks „f„Oznacza parametry fazy i”l”- liniowy.

Większość urządzeń trójfazowych używa typu połączenia „gwiazdowego” i dokładnie według tego schematu działa transformator, który wytwarza prąd dla odbiorcy. Przy symetrycznym obciążeniu siły liniowe i fazowe będą identyczne (Ja_l = Ja_f), a napięcie oblicza się według wzoru:

U_l = 1,73 * U_f

Niuanse wyboru odcinka kabla

Jakość i parametry drutów i kabli reguluje GOST 31996-2012. Zgodnie z tym dokumentem opracowano specyfikacje techniczne dla produktów, w których dopuszczalny jest pewien zakres wartości podstawowych cech. Producent musi przedstawić tabelę odpowiadającą przekrojowi rdzeni i maksymalnej bezpiecznej sile prądu.

Maksymalna dopuszczalna siła prądu zależy od przekroju przewodów drutowych i metody instalacji. Można je układać ukryte (w ścianie) lub otwarte (w rurze lub kanale)

Konieczne jest wybranie kabla w taki sposób, aby zapewnić bezpieczny przepływ prądu odpowiadający obliczonej łącznej mocy urządzeń elektrycznych. Zgodnie z PUE (Zasady instalacji elektrycznej) minimum przekrój poprzeczny drutówużywany w pomieszczeniach mieszkalnych musi mieć co najmniej 1,5 mm².

Standardowe rozmiary mają następujące znaczenie: 1,5; 2,5; 4; 6 i 10 mm².

Czasami istnieje powód, aby używać drutów o przekroju o jeden stopień większym niż minimalne dopuszczalne. W takim przypadku istnieje możliwość podłączenia dodatkowych urządzeń lub zastąpienia istniejących bardziej wydajnymi bez kosztownej i długiej pracy przy układaniu nowych kabli.

Obliczanie parametrów maszyny

W przypadku dowolnego obwodu należy spełnić następującą nierówność:

Ja_n <= Ja_p / 1.45

Tutaj Ja_n - prąd znamionowy maszyny, oraz Ja_p - dopuszczalny prąd dla okablowania. Ta zasada zapewnia gwarantowane wyłączenie przy długotrwałym przekraczaniu dopuszczalnego obciążenia.

Nierówność „In <= Ip / 1.45” jest głównym warunkiem ukończenia pary „automatycznych kabli”. Nieprzestrzeganie tej zasady może spowodować pożar.

Ocenę maszyny można obliczyć zarówno na podstawie całkowitego obciążenia, jak i przekroju przewodów już ułożonego okablowania. Załóżmy, że istnieje schemat połączeń dla urządzeń elektrycznych, ale okablowanie nie zostało jeszcze ułożone.

W takim przypadku sekwencja działań jest następująca:

1. Obliczanie całkowitej mocy prądu urządzeń elektrycznych podłączonych do sieci.
2. Wybór automatu o wartości nominalnej nie mniejszej niż wartość obliczona.
3. Wybór przekroju kabla zgodnie z danymi znamionowymi maszyny.

Przykład:

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

Jeśli okablowanie zostało już ułożone, sekwencja czynności jest inna:

1. Określenie dopuszczalnego prądu za pomocą znanego przekroju i metody okablowania zgodnie z tabelą dostarczoną przez producenta.
2. Wybór wyłącznika.
3. Obliczanie mocy podłączonych urządzeń. Obsługa grupy urządzeń w taki sposób, aby całkowite obciążenie obwodu było mniejsze niż wartość nominalna.

Przykład Niech dwa jednożyłowe kable zostaną ułożone w sposób otwarty, D = 6 mm²wtedy:

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

W ust. 2 ostatniego przykładu istnieje niewielkie dopuszczalne przybliżenie. Dokładna wartość I_n = Ja_p / 1,45 = 31,7 A w zaokrągleniu do 32 A.

Wybieranie między wieloma wartościami

Czasami pojawia się sytuacja, w której można wybrać kilka maszyn o różnych mocach znamionowych w celu ochrony obwodu. Na przykład o łącznej mocy urządzeń elektrycznych 4 kW (18 A) wybrano okablowanie o przekroju miedzianych przewodów 4 mm z marginesem². W przypadku tej kombinacji można ustawić przełączniki na 20 i 25 A.

Jeśli schemat okablowania dla elektryka zakłada obecność wielopoziomowego zabezpieczenia, należy wybrać maszyny, aby wartość wyższego poziomu znamionowego (na rysunku po prawej stronie 25 A) była większa niż wartość przełączników niższych poziomów

Zaletą wyboru przełącznika o najwyższej wartości znamionowej jest możliwość podłączenia dodatkowych urządzeń bez zmiany elementów obwodu. Najczęściej odbywa się to.

Na korzyść wyboru automatu o niższej wartości nominalnej przemawia fakt, że jego wyzwalanie termiczne szybciej reaguje na wskaźnik zwiększonego prądu.Faktem jest, że niektóre urządzenia mogą mieć awarię, co doprowadzi do wzrostu zużycia energii, ale nie do wartości zwarcia.

Na przykład uszkodzenie łożyska silnika pralki doprowadzi do gwałtownego wzrostu prądu w uzwojeniu. Jeśli maszyna szybko zareaguje na przekroczenie dozwolonych wartości i wyłączy się, silnik nie pali się.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Budowa wyłącznika i jego klasyfikacja. Pojęcie charakterystyki czasowo-prądowej i dobór nominalnego przekroju kabla:

Obliczanie mocy urządzeń i wybór maszyny na podstawie przepisów PUE:

Wybór wyłącznika powinien być podejmowany w sposób odpowiedzialny, ponieważ od tego zależy bezpieczeństwo instalacji elektrycznej w domu. Przy wszystkich wielu parametrach wejściowych i niuansach obliczeń należy pamiętać, że główna funkcja ochronna maszyny rozciąga się na okablowanie.

Napisz komentarze, zadawaj pytania, zamieść zdjęcie na temat artykułu w poniższym bloku. Udostępniaj przydatne informacje, które mogą być przydatne dla odwiedzających witrynę. Opowiedz nam o swoim doświadczeniu w wyborze wyłączników automatycznych do ochrony swojego kraju lub okablowania domowego.