Selecția mașinii în funcție de puterea de încărcare, secțiunea transversală a cablului și curent: principii și formule pentru calcule

Pentru organizarea unei surse de alimentare intra-casă care funcționează defectuos, este necesar să se aloce sucursale separate. Fiecare linie trebuie să fie echipată cu propriul dispozitiv de protecție care protejează izolarea cablurilor de fuziune. Cu toate acestea, nu toată lumea știe ce dispozitiv să cumpere. Sunteți de acord?

Veți afla totul despre alegerea mașinilor în funcție de puterea de încărcare din articolul pe care l-am prezentat. Vă vom spune cum să determinați calitatea pentru un întreruptor din clasa necesară. Ținând cont de recomandările noastre garantează achiziționarea dispozitivelor necesare care pot elimina situațiile de amenințare în timpul funcționării cablajului.

Întrerupătoare de circuite pentru rețele interne

Organizațiile de furnizare a energiei electrice efectuează conexiunea caselor și apartamentelor, efectuând lucrări la conectarea cablului la tablou. Toate activitățile pentru instalarea cablajului în cameră sunt desfășurate de proprietarii acesteia sau de specialiști angajați.

Pentru a alege o mașină automată care să protejeze fiecare circuit individual, trebuie să cunoașteți ratingul, clasa și alte caracteristici.

Parametrii cheie și clasificare

Mașinile de uz casnic sunt instalate la intrarea într-un circuit electric de joasă tensiune și sunt concepute pentru a rezolva următoarele probleme:

• pornirea sau oprirea manuală sau electronică a circuitului electric;
• protecție circuit: oprire cu o ușoară suprasarcină prelungită;
• protecția circuitului: întrerupere instantanee a curentului în scurtcircuit.

Fiecare comutator are o caracteristică exprimată în amperi, care se numește curent nominal (eu_n) sau „valoarea nominală”.

Esența acestei valori este mai ușor de înțeles folosind coeficientul în exces:

K = I / I_n,

unde sunt adevărata forță actuală.

• K <1.13: deconectarea (declanșarea) nu va avea loc în decurs de o oră;
• K> 1.45: oprirea va avea loc în decurs de o oră.

Acești parametri sunt fixați în clauza 8.6.2. GOST R 50345-2010.Pentru a afla cât timp va avea loc o călătorie la K> 1.45, trebuie să utilizați un grafic care să reflecte caracteristica de timp curentă a unui anumit model de mașină.

Dacă curentul depășește valoarea nominală a întrerupătorului de 2 ori, deschiderea va avea loc într-o perioadă de 8 secunde până la 4 minute. Viteza de răspuns depinde de setarea modelului și de temperatura medie

De asemenea, fiecare tip de întreruptor are un interval de curent (eu_o), în care este declanșat mecanismul de deplasare instant

• clasa „B”: I_o = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• clasa „C”: I_o = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• clasa „D”: I_o = (10 * I_n .. 20 * Eu_n].

Dispozitivele de tip „B” sunt utilizate în principal pentru liniile care au o lungime considerabilă. Întrerupătoarele de clasă „C” sunt utilizate în spații rezidențiale și de birouri, iar dispozitivele marcate „D” protejează circuitele acolo unde există echipamente cu un coeficient mare de curent.

Linia standard a mașinilor de uz casnic include dispozitive cu rating de 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 și 63 A.

Proiectarea lansărilor

În modern întreruptor Există două tipuri de degajări: termice și electromagnetice.

Eliberarea bimetalică are forma unei plăci din două metale conductoare cu dilatare termică diferită. O astfel de proiectare, cu depășirea prelungită a valorii nominale, duce la încălzirea piesei, la îndoirea acesteia și la declanșarea mecanismului de deschidere a circuitului.

În unele mașini, folosind șurubul de reglare, puteți schimba curentul la care are loc deplasarea. Anterior, această tehnică era adesea folosită pentru „reglarea fină” a dispozitivului, dar această procedură necesită cunoștințe de specialitate aprofundate și mai multe teste.

Rotind șurubul de reglare (evidențiat într-un dreptunghi roșu) în sens invers acelor de ceasornic, puteți obține un timp de răspuns mai lung pentru eliberarea termică

Acum pe piață puteți găsi multe modele de rating standard de la diferiți producători, ale căror caracteristici curente de timp sunt ușor diferite (dar în același timp respectă cerințele de reglementare). Prin urmare, este posibil să alegeți o mașină cu setările „din fabrică” necesare, ceea ce elimină riscul de calibrare incorectă.

O eliberare electromagnetică previne supraîncălzirea liniei ca urmare a unui scurtcircuit. Reacționează aproape instantaneu, dar, în același timp, valoarea puterii curente trebuie să fie de câteva ori mai mare decât valoarea nominală. Din punct de vedere structural, această parte este un solenoid. Supracurentul generează un câmp magnetic care mișcă miezul, deschizând circuitul.

Respectarea principiilor selectivității

În prezența unui circuit electric ramificat, este posibilă organizarea protecției în așa fel încât, în cazul unui scurtcircuit, să fie oprită numai ramura pe care are loc situația de urgență. Pentru aceasta se utilizează principiul selectivității întrerupătorilor.

Diagrama vizuală care arată principiul funcționării unui sistem de întrerupătoare cu o funcție implementată de funcționare a selectivității (selectivitate) în cazul unui scurtcircuit

Pentru a asigura oprirea selectivă, pe treptele inferioare sunt instalate dispozitive automate cu decupaj instantaneu, deschizând circuitul în 0,02 - 0,2 secunde. Întrerupătorul, situat la o etapă superioară, are o întârziere de declanșare de 0,25 - 0,6 s sau este realizat conform unui circuit special „selectiv” în conformitate cu DIN VDE 0641-21.

Pentru o securitate garantată funcționarea selectivă a mașinilor automate este mai bine să folosiți mașini de la un producător. Pentru întreruptoarele unui singur model de gamă, există tabele de selectivitate care indică combinații posibile.

Reguli simple de instalare

Partea circuitului care trebuie protejat cu un întreruptor poate fi monofazată sau trifazată, are un neutru, precum și un fir PE (masă). Prin urmare, mașinile au de la 1 la 4 poli, care conduc un miez conductor.Când se creează condiții pentru declanșare, toate contactele sunt deconectate simultan.

Mașinile din scut sunt montate pe o șină DIN special concepută. Oferă o conexiune compactă și sigură, precum și un acces convenabil la comutator.

Mașinile sunt instalate după cum urmează:

• unipolar pe fază;
• bipolară pentru fază și neutru;
• trei poli în 3 faze;
• patru poli în 3 faze și neutru.

Este interzis să faceți următoarele:

• instalați întreruptoarele cu un singur pol pe neutru;
• introduceți firul PE în mașină;
• instalați trei dispozitive cu un singur pol în locul unui întreruptor cu trei poli, dacă cel puțin un consum trifazat este conectat la circuit.

Toate aceste cerințe sunt precizate în EMP și trebuie respectate.

În fiecare casă sau cameră la care este conectată electricitatea, este instalată o mașină introductivă. Valoarea sa este determinată de furnizor și această valoare este specificată în contractul de conectare a energiei electrice. Scopul unui astfel de comutator este de a proteja secțiunea de la transformator la consumator.

După mașina introductivă, un contor este conectat la linie (monofazată sau trifazată) și dispozitiv de curent rezidual, ale căror funcții diferă de funcționarea unui întrerupător și a unui comutator diferențial.

Dacă camera este conectată în mai multe circuite, fiecare dintre ele este protejat de o mașină separată, a cărei putere indicat pe marcaj. Evaluările și clasele acestora sunt determinate de proprietarul spațiilor, ținând cont de cablarea existentă sau de puterea dispozitivelor conectate.

Un contor de energie electrică și întrerupătoare de circuit sunt instalate într-un panou de control care îndeplinește toate cerințele de siguranță și pot fi ușor integrate în interiorul unei încăperi

Atunci când alegeți un loc de plasat tablou de distribuție trebuie amintit că temperatura aerului afectează proprietățile eliberării termice. Prin urmare, este recomandabil să aveți o șină cu mașini în interiorul camerei.

Calcularea valorii nominale solicitate

Funcția principală de protecție a întrerupătorului se extinde la cablaj, astfel încât evaluarea se realizează de-a lungul secțiunii transversale a cablului. În acest caz, întregul circuit ar trebui să asigure funcționarea regulată a dispozitivelor conectate la acesta. Calcularea parametrilor sistemului este simplă, dar trebuie luate în considerare multe nuanțe pentru a evita erorile și problemele.

Determinarea capacității totale a consumatorilor

Unul dintre principalii parametri ai circuitului electric este puterea maximă posibilă a consumatorilor de energie electrică conectată la acesta. Atunci când calculați acest indicator, nu puteți rezuma doar datele de pașaport ale dispozitivelor.

Componenta activă și nominală

Pentru orice dispozitiv alimentat cu electricitate, producătorul trebuie să indice puterea activă (P). Această valoare determină cantitatea de energie care va fi convertită irevocabil ca urmare a aparatului și pentru care utilizatorul va plăti pe contor.

Dar pentru dispozitivele cu condensatoare sau un inductor, există o altă putere cu valoare nulă, care se numește reactiv (Q). Ea ajunge la dispozitiv și se întoarce aproape instantaneu înapoi.

Componenta reactivă nu participă la calcularea energiei electrice utilizate, dar împreună cu cea activă formează așa-numita putere „completă” sau „nominală” (S), care oferă o încărcare circuitului.

cos (f) este un parametru cu ajutorul căruia puteți determina valoarea totală (puterea nominală) din activ (consumat). Dacă nu este egal cu unitatea, atunci este indicat în documentația tehnică pentru aparatul electric

Este necesar să se ia în considerare contribuția unui dispozitiv separat la sarcina totală a firelor conductoare și a mașinii în funcție de puterea sa totală: S = P / cos (f).

Creșterea curenților de pornire

Următoarea caracteristică a unor tipuri de electrocasnice este prezența transformatoarelor, a motoarelor electrice sau a compresoarelor. Astfel de dispozitive la începutul funcționării consumă un curent de pornire (pornire).

Valoarea sa poate fi de câteva ori mai mare decât indicatorii standard, dar timpul de funcționare la putere mare este mic și, de obicei, variază între 0,1 și 3 secunde. O astfel de supratensiune pe termen scurt nu va conduce la funcționarea eliberării termice, dar componenta electromagnetică a întrerupătorului, care este responsabilă pentru scurtcircuitul în exces, poate reacționa.

Această situație este relevantă în special pentru liniile închiriate la care sunt conectate echipamente precum mașini pentru prelucrarea lemnului. În acest caz, trebuie să calculați amperajul și, probabil, are sens să utilizați un automat de clasă „D”.

Factorul cererii

Pentru circuitele la care este conectată o cantitate mare de echipamente și nu există niciun dispozitiv care consumă cea mai mare parte a curentului, un coeficient de cerere (ks). Sensul aplicației sale este că toate dispozitivele nu vor funcționa simultan, astfel încât însumarea puterii nominale va duce la o rată supraestimată.

Coeficientul de cerere pentru grupurile de consumatori de energie electrică este stabilit în clauza 7 din SP 256.1325800.2016. De asemenea, vă puteți baza pe acești indicatori atunci când calculați independent puterea maximă

Acest coeficient poate avea o valoare egală cu sau mai mică de una. Calcule de putere estimateP_r) a fiecărui dispozitiv apare conform formulei:

P_r = ks * S

Puterea nominală totală a tuturor dispozitivelor este utilizată pentru calcularea parametrilor circuitului. Utilizarea coeficientului de cerere este recomandată pentru spații de birouri și mici magazine cu un număr mare de calculatoare, echipamente de birou și alte echipamente alimentate de la un circuit.

Pentru liniile cu un număr mic de consumatori, acest coeficient nu este utilizat în forma sa pură. Din numărul de energie, sunt eliminate aceste dispozitive a căror includere în același timp cu mai multe dispozitive consumatoare de energie este puțin probabilă.

Așadar, de exemplu, există șanse mici de a lucra o singură dată într-o cameră de zi cu un fier de călcat și un aspirator. Iar pentru atelierele cu un număr mic de personal, sunt luate în considerare doar 2-4 dintre cele mai puternice unelte electrice.

Calculul curent

Alegerea unui automat se face în funcție de valoarea maximă a puterii curente admise în secțiunea circuitului. Este necesară obținerea acestui indicator, cunoscând puterea totală a consumatorilor de energie electrică și tensiunea din rețea.

Conform GOST 29322-2014, din octombrie 2015, valoarea tensiunii ar trebui să fie egală cu 230 V pentru o rețea obișnuită și 400 V pentru una trifazată. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, parametrii vechi sunt încă valabili: 220, respectiv 380 V. Prin urmare, pentru precizia calculelor, este necesar să se efectueze măsurători cu ajutorul unui voltmetru.

Puteți măsura tensiunea din rețeaua de domiciliu folosind un voltmetru sau multimetru. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să conectați contactele sale la o priză

Un alt aspect relevant în special cablarea privată, reprezintă alimentarea cu tensiune insuficientă. Măsurătorile pe astfel de obiecte problematice pot arăta valori care nu se încadrează în intervalul definit de GOST.

Mai mult, în funcție de nivelul consumului de energie electrică de către vecini, valoarea tensiunii poate varia foarte mult pe o perioadă scurtă de timp.

Aceasta creează o problemă nu numai pentru funcționarea dispozitivelor, ci și pentru calculul curentului. Când tensiunea scade, unele dispozitive pierd pur și simplu energie, iar altele, care au un stabilizator de intrare, cresc consumul de energie electrică.

Este dificil să calculați calitativ parametrii circuitului necesar în astfel de condiții. Prin urmare, va trebui să puneți cabluri cu o secțiune transversală mare cunoscută (care este scumpă) sau să rezolvați problema instalând un stabilizator de intrare sau conectând casa la o altă linie.

Stabilizatorul este instalat lângă tablou. Se întâmplă adesea că aceasta este singura modalitate de a obține valorile de tensiune standard în casă

După ce s-a găsit puterea totală a aparatelor electrice (S) și valoarea tensiunii (U), calculul puterii curente (eu) efectuate conform formulelor rezultate din legea lui Ohm:

eu_f = S / U_f pentru rețea monofazată

eu_L = S / (1,73 * U_L) pentru rețea trifazată

Iată indexul „f„Înseamnă parametrii de fază și„L”- liniar.

Majoritatea dispozitivelor trifazice folosesc tipul de conexiune „stea” și tocmai în conformitate cu această schemă funcționează un transformator care produce curent pentru consumator. Cu o sarcină simetrică, forțele liniare și de fază vor fi identice (eu_L = eu_f), iar tensiunea este calculată după formula:

U_L = 1,73 * U_f

Nuanțele selectării unei secțiuni de cablu

Calitatea și parametrii cablurilor și cablurilor sunt reglementate de GOST 31996-2012. Conform acestui document, specificațiile tehnice sunt elaborate pentru produse, unde este permisă o anumită gamă de valori cu caracteristici de bază. Producătorul trebuie să furnizeze un tabel de corespondență a secțiunii transversale a miezurilor și rezistența maximă a curentului sigur.

Rezistența maximă admisă a curentului depinde de secțiunea transversală a conductoarelor de sârmă și de metoda de instalare. Pot fi așezate ascunse (în perete) sau deschise (într-o conductă sau o conductă)

Este necesar să alegeți un cablu astfel încât să asigurați curgerea în siguranță a curentului corespunzător puterii totale calculate a aparatelor electrice. Conform PUE (reguli de instalare electrică), minimul proiectați secțiunea transversală a firelorutilizate în spații rezidențiale trebuie să fie de cel puțin 1,5 mm².

Dimensiunile standard au următoarele semnificații: 1,5; 2.5; 4; 6 și 10 mm².

Uneori există un motiv pentru a utiliza fire cu secțiune transversală cu un pas mai mare decât minimul permis. În acest caz, există posibilitatea conectării dispozitivelor suplimentare sau înlocuirea celor existente cu altele mai puternice, fără lucrări costisitoare și îndelungate la instalarea de cabluri noi.

Calcularea parametrilor mașinii

Pentru orice circuit, trebuie să se satisfacă următoarea inegalitate:

eu_n <= I_p / 1.45

aici eu_n - curentul nominal al mașinii și eu_p - curent admis pentru cablare. Această regulă asigură declanșarea garantată la depășirea prelungită a sarcinii admise.

Inegalitatea „In <= Ip / 1.45” este condiția principală pentru completarea unei perechi de „cablu automat”. Nerespectarea acestei reguli poate duce la un incendiu.

Evaluarea mașinii poate fi calculată atât în ​​funcție de sarcina totală, cât și de secțiunea transversală a firelor de cabluri deja stabilite. Să presupunem că există o diagramă de conectare pentru aparatele electrice, dar cablul nu a fost încă stabilit.

În acest caz, succesiunea acțiunilor este următoarea:

1. Calculul puterii totale actuale a aparatelor electrice conectate la rețea.
2. Alegerea unui automat cu o valoare nominală nu mai mică decât valoarea calculată.
3. Selectarea secțiunii transversale a cablurilor în funcție de calitatea mașinii.

Un exemplu:

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

Dacă cablarea a fost deja stabilită, atunci succesiunea acțiunilor este diferită:

1. Determinarea curentului admisibil cu o secțiune cunoscută și o metodă de cablare conform tabelului furnizat de producător.
2. Selectarea întrerupătorului.
3. Calculul puterii dispozitivelor conectate. Gestionați un grup de dispozitive astfel încât sarcina totală pe circuit să fie mai mică decât valoarea nominală.

Un exemplu. Să fie așezate două cabluri cu un singur miez în mod deschis, D = 6 mm²apoi:

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

În paragraful 2 al ultimului exemplu, există o ușoară aproximare admisibilă. Valoarea exactă a I_n = Eu_p / 1.45 = 31.7 A rotunjit la 32 A.

Alegerea între mai multe valori

Uneori apare o situație atunci când puteți selecta mai multe mașini cu diferite calificative pentru a proteja circuitul. De exemplu, cu o putere totală a aparatelor electrice de 4 kW (18 A), a fost selectată o marjă cu o secțiune transversală a conductoarelor de cupru de 4 mm cu o marjă². Pentru această combinație, puteți pune comutatoarele la 20 și 25 A.

Dacă schema de cablaj a electricianului presupune prezența unei protecții cu mai multe niveluri, atunci trebuie să alegeți utilajele astfel încât valoarea ratingului de nivel superior (în figura din dreapta este de 25 A) să fie mai mare decât cea a comutatoarelor de niveluri inferioare

Avantajul alegerii comutatorului cu cea mai mare evaluare este capacitatea de a conecta dispozitive suplimentare fără a schimba elementele circuitului. Acest lucru se face cel mai adesea.

În favoarea alegerii unui automat cu o valoare nominală mai mică, este favorabil faptul că eliberarea termică a acestuia va răspunde mai rapid la un indicator de curent crescut.Cert este că unele dispozitive pot avea o defecțiune, ceea ce va duce la o creștere a consumului de energie, dar nu la o valoare de scurtcircuit.

De exemplu, o întrerupere a rulmentului motorului mașinii de spălat va duce la o creștere accentuată a curentului înfășurării. Dacă mașina răspunde rapid la depășirea valorilor permise și la declanșări, motorul nu va arde.

Concluzii și video util pe această temă

Proiectarea întrerupătorului și clasificarea acestuia. Conceptul caracteristicilor curente de timp și selectarea secțiunii nominale a cablurilor:

Calcularea puterii dispozitivelor și alegerea mașinii folosind prevederile PUE:

Alegerea unui întreruptor trebuie să fie luată în mod responsabil, deoarece siguranța sistemului electric acasă depinde de aceasta. Cu mulți parametri de intrare și nuanțe ale calculului, trebuie reținut faptul că funcția principală de protecție a mașinii se extinde la cablaj.

Vă rugăm să scrieți comentarii, să puneți întrebări, să postați o fotografie pe tema articolului din blocul de mai jos. Partajează informații utile care pot fi utile vizitatorilor site-ului. Povestiți-ne despre experiența dvs. în alegerea întreruptoarelor pentru a vă proteja cablurile de țară sau de acasă.