Escolhendo um disjuntor: tipos e características de máquinas automáticas

Certamente muitos de nós se perguntaram por que os disjuntores substituíram tão rapidamente os fusíveis desatualizados dos circuitos elétricos? A atividade de sua implementação é justificada por vários argumentos muito convincentes, entre os quais a oportunidade de comprar esse tipo de proteção, que corresponde idealmente aos dados de tempo e corrente de tipos específicos de equipamentos elétricos.

Duvide de que tipo de máquina você precisa e não sabe como escolher certo? Ajudaremos você a encontrar a solução certa - o artigo discute a classificação desses dispositivos. Além de características importantes às quais você deve prestar muita atenção ao escolher um disjuntor.

Para facilitar o manuseio de máquinas, o material do artigo é complementado por fotos visuais e recomendações úteis de vídeos de especialistas.

Classificação dos disjuntores

A máquina desconecta quase instantaneamente a linha que lhe é confiada, o que elimina os danos à fiação e aos equipamentos de rede. Após a conclusão do desligamento, a ramificação pode ser reiniciada imediatamente sem a necessidade de substituir o dispositivo de segurança.

Normalmente disjuntores eles são selecionados de acordo com quatro parâmetros principais - capacidade de interrupção nominal, número de polos, característica de corrente de tempo, corrente de operação nominal.

Capacidade de interrupção nominal

Essa característica indica a corrente de curto-circuito permitida (curto-circuito) na qual o disjuntor disparará e, ao abrir o circuito, desconectará a fiação e os dispositivos conectados a ele.

De acordo com este parâmetro, três tipos de máquinas são divididos - 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Máquinas automáticas de 4,5 kA (4500 A) geralmente usado para evitar danos às linhas de energia de instalações residenciais particulares. A resistência da fiação da subestação ao local da falha é de aproximadamente 0,05 Ohms, o que fornece um limite de corrente de cerca de 500 A.
2. Dispositivos de 6 kA (6000 A) eles são usados ​​para proteger contra curto-circuito do setor residencial, locais públicos onde a resistência da linha pode chegar a 0,04 Ohm, o que aumenta a probabilidade de um curto-circuito para 5,5 kA.
3. Disjuntores de 10 kA (10.000 A) usado para proteger instalações elétricas para uso industrial. Uma corrente de até 10.000 A pode ocorrer em um curto-circuito localizado próximo à subestação.

Antes de escolher a melhor modificação do disjuntor, é importante entender se são possíveis correntes de curto-circuito superiores a 4,5 kA ou 6 kA?

A capacidade nominal de interrupção é indicada na documentação do comutador e, no caso, na forma de um código - 4500A, 600A, 10000A ou 4.5kA, 6kA, 10kA. Na parte frontal do dispositivo, há informações sobre o fabricante, modelo, tensão nominal, consistindo em dados de característica de corrente de tempo, corrente de operação

Desligar a máquina ocorre quando os valores definidos são curtos. Na maioria das vezes, para uso doméstico, são utilizados disjuntores com uma modificação de 6000 A.

Os modelos 4500 A praticamente não são usados ​​para proteger redes elétricas modernas e, em alguns países, eles são proibidos de operar.

Se você estiver interessado em transferir corretamente os Amperes para Watts, recomendamos que você se familiarize com o material estabelecido no próximo artigo.

Ao se registrar por um dispositivo automático KZ, a bobina eletromagnética se desconecta (situação A). Quando as correntes nominais são excedidas, uma placa bimetálica abre a rede (situação B)

A operação do disjuntor é para proteger a fiação (e não o equipamento e os usuários) do curto-circuito e do derretimento do isolamento quando as correntes ultrapassam os valores nominais.

Pelo número de pólos

Essa característica indica o número máximo possível de fios que podem ser conectados ao AV para proteger a rede.

Seu desligamento ocorre quando ocorre uma emergência (durante exceder os indicadores de corrente permitidos ou exceder o nível da curva tempo-corrente).

Essa característica indica o número máximo possível de fios que podem ser conectados ao AV para proteger a rede. Seu desligamento ocorre quando ocorre uma emergência (durante exceder os indicadores de corrente permitidos ou exceder o nível da curva tempo-corrente).

Disjuntores unipolares

Um comutador do tipo monopolar é a modificação mais simples da máquina. Ele foi projetado para proteger circuitos individuais, bem como fiação monofásica, bifásica e trifásica. É possível conectar 2 fios ao projeto do disjuntor - um fio de energia e um de saída.

As funções desta classe de dispositivo incluem apenas a proteção do fio contra incêndio. A própria fiação neutra é colocada no barramento zero, ignorando a máquina e o fio terra é conectado separadamente ao barramento terra.

Uma conexão AV monopolar é feita com um cabo de fio único, mas às vezes são usados ​​cabos de dois fios. Eles conectam a energia à parte superior da máquina e a linha protegida à parte inferior, o que simplifica a instalação. A instalação ocorre em um trilho DIN de 18 mm

Um disjuntor unipolar não executa a função de uma entrada, pois quando é forçado a desconectar, a linha de fase quebra e o neutro é conectado a uma fonte de tensão, o que não oferece 100% de garantia de proteção.

Disjuntores bipolares

Quando é necessário desconectar completamente a rede elétrica da tensão, é utilizado um dispositivo automático bipolar.

É usado como introdução, quando, durante um curto-circuito ou uma falha na rede, toda a fiação elétrica é desenergizada ao mesmo tempo. Isso permite que você realize reparos em tempo hábil; a modernização da cadeia é absolutamente segura.

As máquinas bipolares são usadas nos casos em que é necessária uma chave separada para um aparelho elétrico monofásico, por exemplo, um aquecedor de água, caldeira, máquina.

A conexão de um disjuntor bipolar leva em consideração o circuito de proteção elétrica usando um cabo de 1 ou 2 fios (o número de núcleos depende do diagrama de fiação). Montagem em trilho DIN de 36 mm

A máquina está conectada ao dispositivo protegido usando 4 fios, dois dos quais são fios de energia (um deles está diretamente conectado à rede e o segundo fornece energia com um jumper) e dois são fios de saída que requerem proteção e podem ser de 1 a 2 3 fios.

Disjuntores de três pólos

Para proteger uma rede trifásica de 3 ou 4 fios, são usadas máquinas tripolares. Eles são adequados para conexão pelo tipo de estrela (o fio do meio fica desprotegido e os fios da fase são conectados aos pólos) ou um triângulo (com um fio central ausente).

No caso de um acidente em uma das linhas, os outros dois são desconectados por conta própria.

A conexão de um AB tripolar é feita por fios de 1, 2, 3 fios. A instalação requer um trilho DIN de 54 mm de largura

Um comutador tripolar serve como entrada e comum a todos os tipos de cargas trifásicas. Muitas vezes, as modificações são usadas na indústria para fornecer corrente aos motores elétricos.

Até 6 fios são conectados ao modelo, 3 deles são representados por fios de fase de uma rede de alimentação trifásica. Os 3 restantes estão protegidos. Eles representam três fios monofásicos ou um trifásico.

Disjuntores de quatro pólos

Para proteger uma rede trifásica, por exemplo, um motor poderoso conectado de acordo com o princípio de “estrelas com um ponto zero removido”, é usado um disjuntor de quatro pólos. É usado como um comutador de entrada para uma rede trifásica de quatro fios.

Um interruptor de quatro polos é conectado a um cabo de 1, 2, 3, 4 fios, o circuito depende do tipo de conexão, instale a caixa em um trilho DIN de 73 mm de largura

É possível conectar oito fios ao gabinete da máquina, dos quais três são fios de fase da rede de fonte de alimentação (+ de um zero) e quatro são representados por fios de saída (3 fases + 1 neutro).

Os consumidores monofásicos são alimentados por uma tensão de 220 V, que pode ser obtida tomando uma das fases e o condutor neutro (neutro) da rede elétrica. Ou seja, nesse caso, além das três fases da rede elétrica, existe outro condutor - zero, portanto, para a proteção e comutação dessa rede elétrica, são instalados disjuntores de quatro polos que quebram todos os quatro condutores.

Por característica tempo-corrente

AB pode ter a mesma taxa potência nominal de carga, mas as características do consumo de eletricidade pelos dispositivos podem ser diferentes.

O consumo de energia pode fluir de maneira desigual, dependendo do tipo e da carga, bem como quando você liga, desliga ou a operação constante de um dispositivo.

As flutuações no consumo de energia podem ser bastante significativas e o alcance de suas alterações é amplo. Isso leva ao desligamento da máquina devido ao excesso de corrente nominal, que é considerada uma desconexão falsa da rede.

Para excluir a possibilidade de disparos inadequados de fusíveis durante alterações padrão não emergenciais (aumento da força da corrente, troca de energia), são usadas máquinas com certas características de tempo / corrente (VTX).

Isso permite a operação de disjuntores com os mesmos parâmetros de corrente com cargas arbitrárias permitidas sem disparos falsos.

O VTX mostra quanto tempo o disjuntor desarmará e quais serão os indicadores da relação entre a força da corrente e a corrente direta da máquina.

Características de máquinas com característica B

A máquina com a característica especificada desliga em 5-20 segundos. O indicador atual é de 3-5 correntes nominais da máquina. Essas modificações são usadas para proteger os circuitos que fornecem os aparelhos domésticos padrão.

Na maioria das vezes, o modelo é usado para proteger a fiação de apartamentos, casas particulares.

Recurso C - Princípios de Operação

A máquina com a designação de nomenclatura C é desligada em 1 a 10 segundos, com 5 a 10 correntes nominais.

Os disjuntores desse grupo são usados ​​em todas as áreas - na vida cotidiana, na construção, na indústria, mas são os mais procurados no campo da proteção elétrica de apartamentos, casas, instalações residenciais.

Operação de disjuntores com característica D

As máquinas da classe D são usadas na indústria e são representadas por modificações de três e quatro pólos. Eles são usados ​​para proteger poderosos motores elétricos e vários dispositivos trifásicos.

O tempo de resposta AB é de 1 a 10 segundos em um múltiplo de corrente de 10 a 14, o que permite que ele seja efetivamente usado para proteger várias ligações.

A parte inferior do gráfico mostra a multiplicidade dos valores nominais da corrente, ao longo da linha vertical - o tempo de desligamento. Para a característica B, o disparo ocorre quando 3-5 vezes a corrente sobe acima da corrente nominal, para C - 5-10 vezes, para D - 10-14

Potentes motores industriais trabalham exclusivamente com a AB com a característica D.

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Corrente nominal de operação

No total, existem 12 modificações de máquinas, diferindo em corrente nominal de operação - 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. O parâmetro é responsável pela velocidade de operação da máquina quando a corrente subir acima do valor nominal.

A tabela ilustra a potência máxima de cada modificação da máquina, com base no diagrama de conexão e na tensão da rede. O retorno máximo do comutador ocorre quando a carga é conectada de acordo com o triângulo

A escolha do interruptor de acordo com a característica especificada é feita levando em consideração a potência da fiação, a corrente admissível que a fiação pode suportar no modo normal. Se o valor atual for desconhecido, é determinado usando fórmulas usando dados na seção transversal do fio, seu material e método de assentamento.

As máquinas automáticas 1A, 2A, 3A são usadas para proteger os circuitos com baixas correntes. Eles são adequados para fornecer eletricidade a um pequeno número de dispositivos, por exemplo, lâmpadas ou lustres, geladeiras de baixa potência e outros dispositivos cuja potência total não exceda as capacidades da máquina.

O comutador 3A é efetivamente usado na indústria se estiver conectado em uma fase trifásica na forma de um triângulo.

Os interruptores 6A, 10A, 16A podem ser usados ​​para fornecer eletricidade a circuitos individuais, salas ou apartamentos pequenos.

Esses modelos são utilizados na indústria, com a ajuda de fornecer motores elétricos, solenóides, aquecedores, máquinas de solda conectadas por uma linha separada.

Os disjuntores de três pólos, quatro pólos 16A são usados ​​como dispositivos de entrada para um circuito de fonte de alimentação trifásico. Na produção, os dispositivos com curva D são os preferidos.

As máquinas automáticas 20A, 25A, 32A são usadas para proteger a fiação dos apartamentos modernos, são capazes de fornecer máquinas de lavar, aquecedores, secadores elétricos e outros equipamentos com alta potência com eletricidade. O modelo 25A é usado como uma máquina introdutória.

Os comutadores 40A, 50A, 63A pertencem à classe de dispositivos com alta potência.Eles são usados ​​para fornecer eletricidade a equipamentos de energia de grande capacidade em residências, indústrias e engenharia civil.

Seleção e cálculo de disjuntores

Conhecendo as características da AB, você pode determinar qual máquina é adequada para uma finalidade específica. Porém, antes de escolher o modelo ideal, é necessário fazer alguns cálculos com os quais você pode determinar com precisão os parâmetros do dispositivo desejado.

Etapa 1 - determinar a potência da máquina

Ao escolher uma máquina, é importante considerar a potência total dos dispositivos conectados.

Por exemplo, você precisa de uma máquina automática para conectar utensílios de cozinha à fonte de alimentação. Digamos que uma cafeteira (1000 W), uma geladeira (500 W), um forno (2000 W), um forno de microondas (2000 W), uma chaleira elétrica (1000 W) serão conectadas à tomada. A potência total será igual a 1000 + 500 + 2000 + 2000 + 1000 = 6500 (W) ou 6,5 kV.

A tabela mostra a potência nominal de alguns eletrodomésticos necessária para sua operação. De acordo com os dados regulamentares, a seção transversal do fio elétrico é selecionada para sua fonte de alimentação e uma máquina automática para proteger a fiação

Se você olhar para a tabela de dispositivos automáticos de acordo com a potência da conexão, leve em consideração que a voltagem padrão da fiação em condições domésticas é 220 V, então um 32A automático monopolar ou bipolar com uma potência total de 7 kW é adequado para operação.

Deve-se observar que pode ser necessário um grande consumo de energia, pois durante a operação pode ser necessário conectar outros aparelhos elétricos que não foram levados em consideração inicialmente. Para prever esta situação, nos cálculos do consumo total, é utilizado um fator de aumento.

Suponha que, adicionando equipamento elétrico adicional, fosse necessário um aumento na potência de 1,5 kW. Então você precisa pegar o coeficiente 1,5 e multiplicá-lo pela potência calculada do projeto.

Nos cálculos, às vezes é aconselhável usar um fator de redução. É usado quando o uso simultâneo de vários dispositivos é impossível.

Suponha que a potência total da fiação da cozinha seja de 3,1 kW. Então, o fator de redução é 1, já que o número mínimo de dispositivos conectados ao mesmo tempo é levado em consideração.

Se um dos dispositivos não puder ser conectado aos outros, o fator de redução será menor que a unidade.

Etapa 2 - cálculo da potência nominal da máquina

A potência nominal é a potência na qual a fiação não está desconectada.

É calculado pela fórmula:

M = N * CT * cos (φ),

Onde

• M - potência (watts);
• N - tensão de rede (Volt);
• ST - amperagem que pode passar através da máquina (Ampere);
• cos (φ) - o cosseno do ângulo, assumindo o valor do ângulo de mudança entre fases e tensão.

O valor do cosseno é geralmente igual a 1, uma vez que praticamente não há mudança entre as fases da corrente e da tensão.

A partir da fórmula, expressamos CT:

CT = M / N,

Já determinamos a potência e a tensão da rede elétrica é geralmente de 220 volts.

Se a potência total for de 3,1 kW, então:

CT = 3100/220 = 14.

A corrente resultante será 14 A.

Para o cálculo em uma carga trifásica, a mesma fórmula é usada, mas as mudanças angulares que podem atingir valores grandes são levadas em consideração. Geralmente eles são indicados no equipamento conectado.

Etapa # 3 - cálculo da corrente nominal

A corrente nominal pode ser calculada de acordo com a documentação para a fiação, mas se não estiver lá, será determinada com base nas características do condutor.

Para cálculos, são necessários os seguintes dados:

• a área seções transversais do condutor;
• material usado para núcleos (cobre ou alumínio);
• método de postura.

Em condições domésticas, a fiação geralmente está localizada na parede.

Para calcular a área de seção transversal, você precisa de um micrômetro ou paquímetro. Apenas condutores condutores devem ser medidos, não fios e isolamentos

Após as medidas necessárias, calculamos a área de seção transversal:

S = 0,785 * D * D,

Onde

• D É o diâmetro do condutor (mm);
• S - área da seção transversal do condutor (mm²).

Em seguida, use a tabela abaixo.

Depois de determinar de que material os núcleos dos condutores eram feitos e de calcular a área da seção transversal, é possível determinar os indicadores de corrente e potência que a fiação elétrica pode suportar. Dados mostrados para a fiação escondida na parede.

Com base nos dados obtidos, selecionamos a corrente de operação da máquina, bem como seu valor nominal. Deve ser igual ou menor que a corrente de operação. Em alguns casos, é permitido o uso de máquinas com uma classificação que excede a corrente de fiação atual.

Etapa # 4 - determinação da característica de tempo atual

Para determinar corretamente o VTX, é necessário levar em consideração as correntes de partida das cargas conectadas.

Os dados necessários podem ser encontrados na tabela abaixo.

A tabela mostra alguns tipos de dispositivos elétricos, bem como a frequência da corrente de irrupção e duração do pulso em segundos

De acordo com a tabela, é possível determinar a força da corrente (em Amperes) quando o dispositivo é ligado, bem como o período durante o qual a corrente limitadora ocorrerá novamente.

Por exemplo, se pegarmos um moedor de carne elétrico, cuja potência é de 1,5 kW, calcular a corrente de trabalho a partir das tabelas (isso será 6,81 A) e, dada a multiplicidade da corrente inicial (até 7 vezes), obteremos o valor atual 6,81 * 7 = 48 (A).

Uma corrente dessa força flui com uma frequência de 1-3 segundos. Dadas as programações do VTK para a classe B, você pode ver que, quando sobrecarregado, o disjuntor disparará nos primeiros segundos após iniciar o moedor de carne.

Obviamente, a multiplicidade deste dispositivo corresponde à classe C, portanto, uma máquina automática com a característica C deve ser usada para garantir a operação de um moedor de carne elétrico.

Para necessidades domésticas, geralmente são usados ​​interruptores que atendem às características de B e C. Na indústria, equipamentos com grandes correntes múltiplas (motores, fontes de alimentação etc.) geram corrente até 10 vezes, por isso é aconselhável usar modificações em D do dispositivo.

No entanto, o poder de tais dispositivos, bem como a duração da corrente de partida, devem ser levados em consideração.

Os comutadores automatizados autônomos diferem dos comuns, pois são instalados em quadros de distribuição separados.

As funções do dispositivo incluem a proteção do circuito contra picos inesperados de tensão, quedas de energia em uma parte inteira ou específica da rede.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

A escolha de AB de acordo com a característica atual e um exemplo de cálculo da corrente são consideradas no vídeo a seguir:

O cálculo da corrente nominal AB é demonstrado no seguinte vídeo:

Máquinas automáticas são montadas na entrada de uma casa ou apartamento. Eles estão localizados em caixas plásticas duráveis. A presença da AB no circuito elétrico doméstico é uma garantia de segurança. Os dispositivos permitem desconectar atempadamente a linha de energia se os parâmetros de rede excederem um limite predeterminado.

Dadas as características básicas dos disjuntores, além de fazer cálculos corretos, você pode fazer a escolha certa deste dispositivo e sua instalação.

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