Wybór wyłącznika: rodzaje i cechy maszyn automatycznych

Z pewnością wielu z nas zastanawiało się, dlaczego wyłączniki tak szybko zastąpiły przestarzałe bezpieczniki z obwodów elektrycznych? Aktywność ich implementacji uzasadniona jest szeregiem bardzo przekonujących argumentów, wśród których jest możliwość zakupu tego rodzaju zabezpieczeń, które doskonale pasują do danych prądowo-czasowych poszczególnych rodzajów urządzeń elektrycznych.

Wątpisz, jakiego rodzaju maszyny potrzebujesz, i nie wiesz, jak ją właściwie wybrać? Pomożemy Ci znaleźć właściwe rozwiązanie - w artykule omówiono klasyfikację tych urządzeń. Jak również ważne cechy, na które należy zwrócić szczególną uwagę przy wyborze wyłącznika.

Aby ułatwić sobie obsługę maszyn, materiał artykułu uzupełniają zdjęcia wizualne i przydatne rekomendacje wideo od ekspertów.

Klasyfikacja wyłączników

Maszyna niemal natychmiast rozłącza powierzoną jej linię, co eliminuje uszkodzenie okablowania i urządzeń zasilanych z sieci. Po zakończeniu wyłączenia gałąź może zostać natychmiast ponownie uruchomiona bez konieczności wymiany urządzenia zabezpieczającego.

Zwykle wyłączniki automatyczne są one wybierane zgodnie z czterema kluczowymi parametrami - znamionowa zdolność wyłączania, liczba biegunów, charakterystyka czasowo-prądowa, znamionowy prąd roboczy.

Znamionowa zdolność wyłączania

Ta charakterystyka wskazuje dopuszczalny prąd zwarciowy (zwarcie), przy którym zadziała wyłącznik automatyczny, a po otwarciu obwodu rozłączy okablowanie i podłączone do niego urządzenia.

Zgodnie z tym parametrem podzielone są trzy typy maszyn - 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Maszyny automatyczne 4,5 kA (4500 A) zwykle stosowane w celu zapobiegania uszkodzeniom linii energetycznych prywatnych obiektów mieszkalnych. Rezystancja przewodów od podstacji do miejsca uszkodzenia wynosi około 0,05 oma, co daje limit prądu około 500 A.
2. Urządzenia 6 kA (6000 A) służą do ochrony przed zwarciem w sektorze mieszkaniowym, miejscach publicznych, w których rezystancja linii może osiągnąć 0,04 oma, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia zwarcia do 5,5 kA.
3. Wyłączniki 10 kA (10 000 A) stosowany do ochrony instalacji elektrycznych do użytku przemysłowego. W zwarciu w pobliżu podstacji może wystąpić prąd do 10 000 A.

Przed wyborem optymalnej modyfikacji wyłącznika ważne jest, aby zrozumieć, czy możliwe są prądy zwarciowe przekraczające 4,5 kA lub 6 kA?

Znamionowa zdolność wyłączania jest podana w dokumentacji przełącznika i na obudowie w postaci kodu - 4500A, 600A, 10000A lub 4,5kA, 6kA, 10kA. Z przodu urządzenia znajduje się informacja o producencie, modelu, napięciu znamionowym, składająca się z danych charakterystycznych czasowo-prądowych, prądu roboczego

Wyłączanie urządzenia następuje, gdy ustawione wartości są zwarte. Najczęściej do użytku domowego stosuje się wyłączniki o modyfikacji 6000 A.

Modele 4500 A praktycznie nie są używane do ochrony nowoczesnych sieci elektrycznych, aw niektórych krajach ich używanie jest zabronione.

Jeśli jesteś zainteresowany prawidłowym przenoszeniem amperów do watów, zalecamy zapoznanie się z przedstawionym materiałem w następnym artykule.

Podczas rejestracji przez urządzenie automatyczne KZ cewka elektromagnetyczna rozłącza się (sytuacja A). Po przekroczeniu prądów znamionowych sieć bimetaliczna otwiera sieć (sytuacja B)

Działanie wyłącznika ma na celu ochronę okablowania (a nie sprzętu i użytkowników) przed zwarciem i stopieniem izolacji, gdy prądy przekroczą wartości nominalne.

Według liczby biegunów

Ta cecha wskazuje maksymalną możliwą liczbę przewodów, które można podłączyć do AV w celu ochrony sieci.

Ich wyłączenie następuje w sytuacji awaryjnej (podczas przekroczenia dopuszczalnych wskaźników prądu lub przekroczenia poziomu krzywej czasowo-prądowej).

Ta cecha wskazuje maksymalną możliwą liczbę przewodów, które można podłączyć do AV w celu ochrony sieci. Ich wyłączenie następuje w sytuacji awaryjnej (podczas przekroczenia dopuszczalnych wskaźników prądu lub przekroczenia poziomu krzywej czasowo-prądowej).

Wyłączniki jednobiegunowe

Przełącznik jednobiegunowy jest najprostszą modyfikacją maszyny. Jest przeznaczony do ochrony pojedynczych obwodów, a także okablowania jednofazowego, dwufazowego i trójfazowego. Do konstrukcji wyłącznika można podłączyć 2 przewody - przewód zasilający i przewód wychodzący.

Funkcje tej klasy urządzeń obejmują jedynie ochronę drutu przed ogniem. Sam przewód neutralny jest umieszczony na szynie zerowej, omijając w ten sposób maszynę, a przewód uziemiający jest podłączony osobno do szyny uziemiającej.

Jednobiegunowe połączenie AV wykonuje się za pomocą kabla jednoprzewodowego, ale czasami stosuje się kable dwuprzewodowe. Podłączają zasilanie do górnej części urządzenia, a chronioną linię do dolnej części, co upraszcza instalację. Montaż odbywa się na szynie din 18 mm

Wyłącznik jednobiegunowy nie pełni funkcji wejścia, ponieważ gdy jest zmuszony do wyłączenia, linia fazowa pęka, a przewód zerowy jest podłączony do źródła napięcia, co nie daje 100% gwarancji ochrony.

Wyłączniki bipolarne

Gdy konieczne jest całkowite odłączenie sieci elektrycznej od napięcia, stosuje się dwubiegunowy wyłącznik automatyczny.

Służy jako wprowadzenie, gdy podczas zwarcia lub awarii sieci wszystkie przewody elektryczne są jednocześnie odłączone od zasilania. Pozwala to na terminowe naprawy, modernizacja łańcucha jest całkowicie bezpieczna.

Maszyny bipolarne są stosowane w przypadkach, gdy potrzebny jest oddzielny przełącznik dla jednofazowego urządzenia elektrycznego, na przykład podgrzewacza wody, kotła, maszyny.

Podłączenie wyłącznika dwubiegunowego uwzględnia obwód zabezpieczenia elektrycznego za pomocą kabla 1- lub 2-żyłowego (liczba rdzeni zależy od schematu elektrycznego). Montaż na szynie DIN 36 mm

Maszyna jest podłączona do chronionego urządzenia za pomocą 4 przewodów, z których dwa są przewodami zasilającymi (jeden z nich jest bezpośrednio podłączony do sieci, a drugi zasila zworką), a dwa są przewodami wychodzącymi, które wymagają ochrony, i mogą być 1-, 2- 3 przewody.

Wyłączniki trójbiegunowe

Do ochrony trójfazowej sieci 3- lub 4-przewodowej stosuje się maszyny trzybiegunowe. Nadają się do połączenia według typu gwiazdy (środkowy drut pozostaje niezabezpieczony, a przewody fazowe są podłączone do biegunów) lub trójkąta (z brakującym środkowym drutem).

W razie wypadku na jednej z linii pozostałe dwie są rozłączone.

Połączenie trójbiegunowego AB wykonuje się za pomocą przewodów 1-, 2-, 3-żyłowych. Montaż wymaga szyny DIN o szerokości 54 mm

Przełącznik trójbiegunowy służy jako wejście i jest wspólny dla wszystkich rodzajów obciążeń trójfazowych. Często modyfikacje są stosowane w przemyśle, aby zapewnić prąd silnikom elektrycznym.

Do modelu podłączonych jest maksymalnie 6 przewodów, 3 z nich są reprezentowane przez przewody fazowe trójfazowej sieci zasilającej. Pozostałe 3 są chronione. Reprezentują trzy okablowanie jednofazowe lub jedno trójfazowe.

Wyłączniki czterobiegunowe

Aby zabezpieczyć sieć trzy-, czterofazową, na przykład mocnym silnikiem podłączonym zgodnie z zasadą „gwiazd z usuniętym punktem zerowym”, zastosowano czterobiegunowy wyłącznik automatyczny. Służy jako przełącznik wejściowy do trójfazowej czteroprzewodowej sieci.

Przełącznik czterobiegunowy jest połączony kablem 1-, 2-, 3-, 4-żyłowym, obwód zależy od rodzaju połączenia, zainstaluj obudowę na szynie din o szerokości 73 mm

Możliwe jest podłączenie ośmiu przewodów do obudowy maszyny, z których trzy to przewody fazowe sieci zasilającej (+ od jednego zera), a cztery są reprezentowane przez przewody wychodzące (3 fazy + 1 zero).

Odbiorniki jednofazowe zasilane są napięciem o wartości 220 V, które można uzyskać, przyjmując jedną z faz i przewód neutralny (neutralny) sieci elektrycznej. Oznacza to, że w tym przypadku oprócz trzech faz sieci elektrycznej jest jeszcze jeden przewodnik - zero, dlatego do ochrony i przełączania takiej sieci elektrycznej zainstalowane są czterobiegunowe przerywacze obwodu, które przerywają wszystkie cztery przewodniki.

Według charakterystyki czasowo-prądowej

AB może mieć tę samą stawkę moc znamionowa obciążenia, ale charakterystyki zużycia energii elektrycznej przez urządzenia mogą być różne.

Zużycie energii może przepływać nierównomiernie, w zależności od rodzaju i obciążenia, a także po włączeniu, wyłączeniu lub stałej pracy urządzenia.

Wahania zużycia energii mogą być dość znaczące, a zakres ich zmian jest szeroki. Prowadzi to do wyłączenia maszyny z powodu przekroczenia prądu znamionowego, co jest uważane za fałszywe odłączenie sieci.

Aby wykluczyć możliwość niewłaściwego zadziałania bezpiecznika podczas standardowych zmian innych niż awaryjne (wzrost siły prądu, zmiana mocy), stosuje się maszyny o określonych charakterystykach czasowo-prądowych (VTX).

Pozwala to na działanie wyłączników o takich samych parametrach prądowych z dowolnymi dopuszczalnymi obciążeniami bez fałszywych wyłączeń.

BTX pokazuje, jak długo zadziała wyłącznik i jakie będą wskaźniki stosunku natężenia prądu do prądu stałego maszyny.

Cechy maszyn o charakterystyce B

Maszyna o określonej charakterystyce wyłącza się po 5-20 sekundach. Wskaźnik prądu wynosi 3-5 prądów znamionowych maszyny. Te modyfikacje służą do ochrony obwodów zasilających standardowe urządzenia gospodarstwa domowego.

Najczęściej model służy do ochrony okablowania mieszkań, domów prywatnych.

Cecha C - zasady działania

Maszyna o oznaczeniu nomenklatury C jest wyłączana w ciągu 1-10 sekund przy prądach znamionowych 5-10.

Wyłączniki tej grupy są stosowane we wszystkich obszarach - w życiu codziennym, budownictwie, przemyśle, ale są najbardziej poszukiwane w dziedzinie ochrony elektrycznej mieszkań, domów, lokali mieszkalnych.

Działanie wyłączników z charakterystyką D

Maszyny klasy D są używane w przemyśle i są reprezentowane przez trzybiegunowe i czterobiegunowe modyfikacje. Służą do ochrony silnych silników elektrycznych i różnych urządzeń 3-fazowych.

Czas odpowiedzi AB wynosi 1-10 sekund przy wielokrotności prądu 10-14, co pozwala na skuteczne wykorzystanie go do ochrony różnych przewodów.

Dolna część wykresu pokazuje wielokrotność wartości prądu znamionowego wzdłuż linii pionowej - czas wyłączenia. Dla charakterystyki B wyzwalanie następuje, gdy 3-5 razy prąd wzrośnie powyżej prądu znamionowego, dla C - 5-10 razy, dla D - 10-14 razy

Mocne silniki przemysłowe współpracują wyłącznie z AB o charakterystyce D.

Możesz być także zainteresowany czytaniemoznaczanie wyłączników w naszym innym artykule.

Znamionowy prąd roboczy

W sumie jest 12 modyfikacji maszyn, różniących się między sobą znamionowy prąd roboczy - 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. Ten parametr odpowiada za prędkość maszyny, gdy prąd wzrośnie powyżej wartości nominalnej.

Tabela ilustruje maksymalną moc każdej modyfikacji maszyny na podstawie schematu połączeń i napięcia sieciowego. Maksymalny powrót wyłącznika następuje, gdy obciążenie jest podłączone zgodnie z obwodem trójkąta

Wybór przełącznika zgodnie z określoną charakterystyką dokonywany jest z uwzględnieniem mocy okablowania, dopuszczalnego prądu, który okablowanie może wytrzymać w trybie normalnym. Jeśli aktualna wartość jest nieznana, jest ona określana za pomocą wzorów z wykorzystaniem danych na temat przekroju drutu, jego materiału i metody układania.

Automaty 1A, 2A, 3A służą do ochrony obwodów o niskim prądzie. Nadają się do dostarczania energii elektrycznej do niewielkiej liczby urządzeń, na przykład lamp lub żyrandoli, lodówek małej mocy i innych urządzeń, których łączna moc nie przekracza możliwości maszyny.

Przełącznik 3A jest skutecznie stosowany w przemyśle, jeśli jest połączony trójfazowo w formie trójkąta.

Przełączniki 6A, 10A, 16A mogą być używane do dostarczania energii elektrycznej do poszczególnych obwodów, małych pomieszczeń lub mieszkań.

Modele te są stosowane w przemyśle, za ich pomocą zasilają silniki elektryczne, elektrozawory, grzejniki, spawarki połączone osobną linią.

Trój-, czterobiegunowe wyłączniki 16A są stosowane jako urządzenia wejściowe dla trójfazowego obwodu zasilania. W produkcji preferowane są urządzenia z krzywą D.

Automaty 20A, 25A, 32A służą do ochrony okablowania nowoczesnych mieszkań, są w stanie zapewnić pralki, grzejniki, suszarki elektryczne i inne urządzenia o dużej mocy z elektrycznością. Model 25A jest stosowany jako maszyna wprowadzająca.

Przełączniki 40A, 50A, 63A należą do klasy urządzeń o dużej mocy.Służą do dostarczania energii elektrycznej do urządzeń energetycznych o dużej pojemności w domu, przemyśle i inżynierii lądowej.

Wybór i obliczanie wyłączników

Znając cechy AB, możesz określić, która maszyna jest odpowiednia do określonego celu. Ale przed wyborem optymalnego modelu konieczne jest wykonanie pewnych obliczeń, za pomocą których można dokładnie określić parametry pożądanego urządzenia.

Krok # 1 - określenie mocy maszyny

Wybierając maszynę, należy wziąć pod uwagę całkowitą moc podłączonych urządzeń.

Na przykład potrzebujesz automatycznej maszyny do podłączenia urządzeń kuchennych do źródła zasilania. Powiedzmy, że do gniazdka zostanie podłączony ekspres do kawy (1000 W), lodówka (500 W), piekarnik (2000 W), kuchenka mikrofalowa (2000 W), czajnik elektryczny (1000 W). Całkowita moc będzie równa 1000 + 500 + 2000 + 2000 + 1000 = 6500 (W) lub 6,5 kV.

Tabela pokazuje moc znamionową niektórych urządzeń gospodarstwa domowego niezbędnych do ich działania. Zgodnie z danymi prawnymi przekrój przewodu zasilającego dobiera się ze względu na jego zasilanie i automat do ochrony przewodów

Jeśli spojrzysz na tabelę automatycznych urządzeń według mocy przyłączeniowej, weź pod uwagę, że standardowe napięcie okablowania w warunkach domowych wynosi 220 V, wówczas odpowiedni jest jednobiegunowy lub dwubiegunowy wyłącznik 32A o łącznej mocy 7 kW.

Należy zauważyć, że może być wymagane duże zużycie energii, ponieważ podczas pracy może być konieczne podłączenie innych urządzeń elektrycznych, które początkowo nie były brane pod uwagę. Aby przewidzieć tę sytuację, w obliczeniach całkowitego zużycia stosuje się współczynnik wzrostu.

Załóżmy, że poprzez dodanie dodatkowego sprzętu elektrycznego wymagany był wzrost mocy o 1,5 kW. Następnie musisz wziąć współczynnik 1,5 i pomnożyć go przez obliczoną moc obliczeniową.

W obliczeniach czasami zaleca się stosowanie współczynnika redukcji. Jest używany, gdy jednoczesne korzystanie z kilku urządzeń jest niemożliwe.

Załóżmy, że łączna moc okablowania w kuchni wyniosła 3,1 kW. Następnie współczynnik redukcji wynosi 1, ponieważ brana jest pod uwagę minimalna liczba urządzeń podłączonych w tym samym czasie.

Jeśli jednego z urządzeń nie można połączyć z innymi, wówczas współczynnik redukcji przyjmuje się mniej niż jedność.

Krok # 2 - obliczenie mocy znamionowej maszyny

Moc znamionowa to moc, przy której okablowanie nie jest odłączone.

Oblicza się go według wzoru:

M = N * CT * cos (φ),

Gdzie

• M. - moc (waty);
• N. - napięcie sieciowe (Volt);
• ST - natężenie, które może przejść przez maszynę (amper);
• cos (φ) - cosinus kąta, przyjmujący wartość kąta przesunięcia między fazami i napięciem.

Wartość cosinus jest zwykle równa 1, ponieważ praktycznie nie ma przesunięcia między fazami prądu i napięcia.

Z formuły wyrażamy CT:

CT = M / N,

Ustaliliśmy już moc, a napięcie sieciowe wynosi zwykle 220 woltów.

Jeśli całkowita moc wynosi 3,1 kW, to:

CT = 3100/220 = 14.

Wynikowy prąd wyniesie 14 A.

Do obliczeń przy obciążeniu trójfazowym stosuje się ten sam wzór, ale uwzględnia się przesunięcia kątowe, które mogą osiągnąć duże wartości. Zazwyczaj są one wskazane na podłączonym sprzęcie.

Krok # 3 - obliczenie prądu znamionowego

Prąd znamionowy można obliczyć zgodnie z dokumentacją okablowania, ale jeśli go nie ma, to jest on określany na podstawie charakterystyk przewodnika.

Do obliczeń wymagane są następujące dane:

• obszar przekroje przewodów;
• materiał użyty na rdzenie (miedź lub aluminium);
• metoda układania.

W warunkach domowych okablowanie zwykle znajduje się w ścianie.

Aby obliczyć pole przekroju, potrzebujesz mikrometru lub suwmiarki z noniuszem. Należy mierzyć tylko przewodniki przewodzące, a nie drut i izolację

Po dokonaniu niezbędnych pomiarów obliczamy pole przekroju:

S = 0,785 * D * D,

Gdzie

• D. Czy średnica przewodnika (mm);
• S. - pole przekroju przewodu (mm²).

Następnie skorzystaj z poniższej tabeli.

Po ustaleniu, z jakiego materiału wykonano rdzenie przewodnika i obliczeniu pola przekroju, możliwe jest określenie wskaźników prądu i mocy, które mogą wytrzymać przewody elektryczne. Dane pokazane dla okablowania ukrytego w ścianie.

Na podstawie uzyskanych danych wybieramy prąd roboczy maszyny, a także jej wartość nominalną. Powinien być równy lub mniejszy od prądu roboczego. W niektórych przypadkach dozwolone jest używanie maszyn o wartości znamionowej przewyższającej obecny prąd okablowania.

Krok # 4 - określenie charakterystyki prądu w czasie

Aby poprawnie określić VTX, należy wziąć pod uwagę prądy rozruchowe podłączonych obciążeń.

Niezbędne dane można znaleźć, korzystając z poniższej tabeli.

Tabela pokazuje niektóre rodzaje urządzeń elektrycznych, a także częstotliwość prądu rozruchowego i czas trwania impulsu w sekundach

Zgodnie z tabelą można określić siłę prądu (w amperach) po włączeniu urządzenia, a także okres, przez który prąd ograniczający wystąpi ponownie.

Na przykład, jeśli weźmiemy elektryczny młynek do mięsa, którego moc wynosi 1,5 kW, obliczyć dla niego prąd roboczy z tabel (będzie to 6,81 A), a biorąc pod uwagę wielokrotność prądu rozruchowego (do 7 razy), otrzymamy bieżącą wartość 6,81 * 7 = 48 (A).

Prąd tej siły płynie z częstotliwością 1-3 sekund. Biorąc pod uwagę harmonogramy VTK dla klasy B, widać, że po przeciążeniu wyłącznik wyłączy się w ciągu pierwszych sekund po uruchomieniu maszynki do mięsa.

Oczywiście, wielość tego urządzenia odpowiada klasie C, dlatego do zapewnienia działania elektrycznej maszynki do mięsa należy użyć automatycznej maszyny o charakterystyce C.

Do potrzeb domowych zwykle stosuje się przełączniki, które spełniają cechy B i C. W przemyśle urządzenia o dużych wielokrotnych prądach (silniki, zasilacze itp.) Wytwarzają prąd do 10 razy, dlatego zaleca się stosowanie modyfikacji D urządzenia.

Należy jednak wziąć pod uwagę moc takich urządzeń, a także czas trwania prądu rozruchowego.

Autonomiczne zautomatyzowane przełączniki różnią się od zwykłych przełącznikami tym, że są zainstalowane w oddzielnych tablicach rozdzielczych.

Funkcje urządzenia obejmują ochronę obwodu przed niespodziewanymi skokami napięcia, przerwami w zasilaniu całej lub określonej części sieci.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wybór AB zgodnie z charakterystyką prądu i przykład obliczenia prądu są rozważane w następującym filmie:

Obliczenie prądu znamionowego AB pokazano na następującym filmie:

Automaty są montowane przy wejściu do domu lub mieszkania. Znajdują się w wytrzymałe plastikowe pudełka. Obecność AB w domowym obwodzie elektrycznym jest gwarancją bezpieczeństwa. Urządzenia umożliwiają terminowe odłączenie linii zasilania, jeśli parametry sieci przekroczą ustalony próg.

Biorąc pod uwagę podstawowe cechy wyłączników, a także dokonując poprawnych obliczeń, możesz dokonać właściwego wyboru tego urządzenia i jego instalacja.

Jeśli masz wiedzę lub doświadczenie w wykonywaniu prac elektrycznych, podziel się nią z naszymi czytelnikami. Zostaw swoje uwagi na temat wyboru wyłącznika i niuanse jego instalacji w komentarzach poniżej.