Výber stroja podľa zaťaženia, prierezu kábla a prúdu: zásady a vzorce pre výpočty

Na organizáciu bezchybne fungujúceho vnútropodnikového napájania je potrebné prideliť samostatné vetvy. Každá linka musí byť vybavená vlastným ochranným zariadením, ktoré chráni izoláciu kábla pred fúziou. Nie každý však vie, ktoré zariadenie si kúpiť. Súhlasíte?

Z článku, ktorý sme predstavili, sa dozviete všetko o výbere strojov podľa zaťaženia. Povieme vám, ako určiť hodnotenie ističa požadovanej triedy. Zohľadnenie našich odporúčaní zaručuje nákup požadovaných zariadení, ktoré môžu eliminovať nebezpečné situácie počas prevádzky elektroinštalácie.

Ističe pre domáce siete

Organizácie dodávajúce elektrinu vykonávajú pripojenie domov a bytov a vykonávajú práce na pripojení kábla k rozvádzaču. Všetky činnosti spojené s inštaláciou elektroinštalácie v miestnosti vykonávajú jej majitelia alebo najatí odborníci.

Ak chcete zvoliť automatický stroj na ochranu každého jednotlivého obvodu, musíte poznať jeho hodnotenie, triedu a niektoré ďalšie charakteristiky.

Kľúčové parametre a klasifikácia

Domáce spotrebiče sú nainštalované pri vstupe do nízkonapäťového elektrického obvodu a sú určené na riešenie nasledujúcich problémov:

• ručné alebo elektronické zapínanie a vypínanie elektrického obvodu;
• ochrana obvodu: výpadok prúdu s miernym predĺžením;
• ochrana obvodu: okamžité prerušenie prúdu počas skratu.

Každý spínač má charakteristiku vyjadrenú v ampéroch, ktorá sa nazýva menovitý prúd (ja_n) alebo „nominálna hodnota“.

Podstata tejto hodnoty je ľahšie pochopiteľná pomocou koeficientu prebytku:

K = I / I_n,

kde som skutočná súčasná sila.

• K <1,13: odpojenie (vypnutie) nenastane do 1 hodiny;
• K> 1,45: k vypnutiu dôjde do 1 hodiny.

Tieto parametre sú stanovené v článku 8.6.2. GOST R 50345-2010.Aby ste zistili, ako dlho bude cesta trvať pri K> 1,45, musíte použiť graf, ktorý odráža časovo-prúdovú charakteristiku konkrétneho modelu stroja.

Ak prúd dvakrát prekročí nominálnu hodnotu ističa, dôjde k rozopnutiu v priebehu 8 sekúnd až 4 minút. Rýchlosť odozvy závisí od nastavenia modelu a okolitej teploty.

Každý typ ističa má tiež prúdový rozsah (ja), v ktorom je spustený mechanizmus okamžitého vypnutia:

• trieda „B“: I = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• trieda „C“: I = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• trieda „D“: I = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Zariadenia typu „B“ sa používajú hlavne pre vedenia, ktoré majú značnú dĺžku. Ističe triedy „C“ sa používajú v obytných a kancelárskych priestoroch a zariadenia označené „D“ chránia obvody, v ktorých sa nachádza zariadenie s veľkým koeficientom rozbehového prúdu.

Štandardná rada domácich strojov obsahuje zariadenia s hodnotami 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 a 63 A.

Návrh vydaní

V modernej istič Existujú dva typy únikov: tepelné a elektromagnetické.

Bimetalické uvoľňovanie je vo forme dosky vyrobenej z dvoch vodivých kovov s rôznou tepelnou rozťažnosťou. Takáto konštrukcia s predĺženým prekračovaním menovitej hodnoty vedie k zahrievaniu dielca, jeho ohýbaniu a spusteniu mechanizmu otvárania obvodu.

V niektorých strojoch môžete pomocou nastavovacej skrutky zmeniť prúd, pri ktorom dôjde k vypnutiu. Predtým bola táto technika často používaná na „jemné doladenie“ zariadenia, ale tento postup vyžaduje hĺbkové odborné znalosti a niekoľko testov.

Otočením nastavovacej skrutky (označenej červeným obdĺžnikom) proti smeru hodinových ručičiek môžete dosiahnuť dlhšiu dobu odozvy pre tepelné uvoľnenie

Teraz na trhu nájdete mnoho modelov štandardných ratingov od rôznych výrobcov, ktorých súčasná charakteristika sa mierne líši (ale zároveň vyhovuje regulačným požiadavkám). Preto je možné zvoliť stroj s potrebným „továrenským“ nastavením, čo vylučuje riziko nesprávnej kalibrácie.

Elektromagnetické odblokovanie zabraňuje prehriatiu vedenia v dôsledku skratu. Reaguje takmer okamžite, ale zároveň musí byť hodnota prúdovej sily niekoľkokrát vyššia ako nominálna hodnota. Štrukturálne je táto časť solenoid. Nadprúd vytvára magnetické pole, ktoré pohybuje jadrom a otvára obvod.

Dodržiavanie zásad selektívnosti

V prípade rozvetveného elektrického obvodu je možné organizovať ochranu takým spôsobom, že v prípade skratu sa vypne iba vetva, na ktorej nastane núdzový stav. Na tento účel sa používa princíp selektivity prepínačov.

Vizuálna schéma ukazujúca princíp činnosti systému ističov s implementovanou funkciou selektivity (selektivity) v prípade skratu

Na zabezpečenie selektívneho vypnutia sú na spodných schodoch inštalované automatické zariadenia s okamžitým vypnutím, ktoré otvárajú obvod za 0,02 - 0,2 sekundy. Istič, ktorý je umiestnený vo vyššom stupni, má buď oneskorenie vypínania 0,25 - 0,6 s, alebo je vyrobený podľa špeciálneho „selektívneho“ obvodu podľa DIN VDE 0641-21.

Pre zaručenú bezpečnosť selektívna prevádzka automatov je lepšie používať stroje od jedného výrobcu. Pre ističe jedného modelového radu existujú tabuľky selektivity, ktoré naznačujú možné kombinácie.

Jednoduché pravidlá inštalácie

Časť obvodu, ktorá musí byť chránená ističom, môže byť jednofázová alebo trojfázová, musí mať neutrálny vodič, ako aj vodič PE (uzemnenie). Z tohto dôvodu majú stroje 1 až 4 póly, ktoré vedú vodivé jadro.Keď sa vytvoria podmienky na vypnutie, všetky kontakty sa súčasne odpojia.

Stroje v tienidle sú namontované na špeciálne navrhnutej DIN lište. Poskytuje kompaktné a bezpečné pripojenie a pohodlný prístup k prepínaču.

Stroje sú inštalované nasledovne:

• unipolárne na fázu;
• bipolárny fázový a neutrálny;
• trojpólový do 3 fáz;
• štvorpólový do 3 fáz a neutrálny.

Zakazuje sa:

• inštalujte jednopólové ističe na neutrál;
• vložte PE drôt do stroja;
• nainštalujte tri jednopólové zariadenia namiesto jedného trojpólového ističa, ak je k obvodu pripojený aspoň jeden trojfázový spotrebič.

Všetky tieto požiadavky sú uvedené v EMP a musia sa dodržiavať.

V každom dome alebo miestnosti, ku ktorej je elektrina pripojená, je nainštalovaný úvodný stroj. Jeho hodnota je stanovená dodávateľom a táto hodnota je uvedená v zmluve o pripojení elektriny. Účelom takého prepínača je chrániť úsek od transformátora k spotrebiteľovi.

Po úvodnom stroji je k linke pripojený čítač (jedno- alebo trojfázový) a prúdový chránič, ktorých funkcie sa líšia od činnosti ističa a diferenciálneho spínača.

Ak je miestnosť prepojená s viacerými okruhmi, potom je každý z nich chránený samostatným strojom, ktorého sila je vyznačené na označení, Ich klasifikácie a triedy sú určené vlastníkom priestorov, pričom sa zohľadňuje existujúce zapojenie alebo výkon pripojených zariadení.

Elektromer a ističe sú inštalované v rozvádzači, ktorý spĺňa všetky bezpečnostné požiadavky a môže byť ľahko integrovaný do interiéru miestnosti.

Pri výbere miesta rozvádzač treba mať na pamäti, že teplota vzduchu ovplyvňuje vlastnosti tepelného uvoľňovania. Preto je vhodné mať v miestnosti zábradlie so strojmi.

Výpočet požadovanej nominálnej hodnoty

Hlavná ochranná funkcia ističa sa rozširuje na zapojenie, takže hodnotenie sa vykonáva pozdĺž prierezu kábla. V takom prípade by celý obvod mal zabezpečovať pravidelnú prevádzku zariadení k nemu pripojených. Výpočet systémových parametrov je jednoduchý, ale je potrebné brať do úvahy veľa nuancií, aby sa predišlo chybám a problémom.

Určenie celkovej kapacity spotrebiteľov

Jedným z hlavných parametrov elektrického obvodu je maximálny možný výkon spotrebiteľov elektriny k nemu pripojenej. Pri výpočte tohto ukazovateľa nemôžete len zhrnúť údaje o pasoch zariadení.

Aktívny a hodnotený komponent

Pre každé zariadenie napájané elektrinou musí výrobca uviesť aktívny výkon (P). Táto hodnota určuje množstvo energie, ktorá bude neodvolateľne prevedená v dôsledku prístroja a za ktorú užívateľ zaplatí na glukomere.

Ale pre zariadenia s kondenzátormi alebo induktorom existuje ďalší výkon s nenulovou hodnotou, ktorý sa nazýva reaktívny (Q). Dosiahne zariadenie a takmer okamžite sa vráti späť.

Reaktívna zložka sa nezúčastňuje na výpočte použitej elektriny, ale spolu s činnou tvorí tzv. „Plný“ alebo „nominálny“ výkon (S), ktorá zaťažuje obvod.

cos (f) je parameter, pomocou ktorého môžete určiť celkový (menovitý výkon) z aktívneho (spotrebovaného). Ak sa nejedná o jednotu, je to uvedené v technickej dokumentácii pre elektrický spotrebič

Je potrebné zvážiť príspevok samostatného zariadenia k celkovému zaťaženiu vodivých drôtov a stroja podľa jeho plnej sily: S = P / cos (F).

Zvýšené počiatočné prúdy

Ďalšou črtou niektorých typov domácich spotrebičov je prítomnosť transformátorov, elektrických motorov alebo kompresorov. Také zariadenia na začiatku prevádzky spotrebujú štartovací (štartovací) prúd.

Jeho hodnota môže byť niekoľkokrát vyššia ako štandardné ukazovatele, ale prevádzkový čas pri vysokom výkone je malý a zvyčajne sa pohybuje od 0,1 do 3 sekúnd. Takéto krátkodobé prepätie nepovedie k činnosti tepelného uvoľnenia, ale elektromagnetická zložka ističa, ktorá je zodpovedná za nadprúdové skraty, môže reagovať.

Táto situácia je obzvlášť dôležitá v prípade prenajatých okruhov, na ktoré sú pripojené zariadenia, napríklad drevárske stroje. V takom prípade je potrebné vypočítať prúd a pravdepodobne má zmysel používať triedny automat „D“.

Faktor dopytu

Pre obvody, na ktoré je pripojené veľké množstvo zariadení a neexistuje zariadenie, ktoré spotrebúva najväčšiu časť prúdu, koeficient dopytu (ks). Význam tejto aplikácie je, že všetky zariadenia nebudú fungovať súčasne, takže zhrnutie menovitého výkonu povedie k nadhodnoteniu.

Koeficient dopytu pre skupiny elektrických odberateľov je stanovený v článku 7 SP 256.1325800.2016. Na tieto indikátory sa môžete spoľahnúť aj pri nezávislom výpočte maximálneho výkonu

Tento koeficient môže mať hodnotu rovnú alebo menšiu ako jedna. Výpočty odhadovanej spotreby (P_r) každého zariadenia sa vyskytuje podľa vzorca:

P_r = ks * S

Celkový menovitý výkon všetkých zariadení sa používa na výpočet parametrov obvodu. Použitie koeficientu dopytu je vhodné pre kancelárske a malé maloobchodné priestory s veľkým počtom počítačov, kancelárskeho vybavenia a iného vybavenia napájaného z jedného obvodu.

V prípade liniek s malým počtom spotrebiteľov sa tento koeficient nepoužíva v čistej forme. Z počítania energie sa odstránia tie zariadenia, ktorých zaradenie v rovnakom čase ako zariadenia s väčšou spotrebou energie je nepravdepodobné.

Napríklad v obývacej izbe so žehličkou a vysávačom je malá šanca na jednorazové zamestnanie. Pri dielňach s malým počtom pracovníkov sa do úvahy berú iba 2 až 4 najvýkonnejšie nástroje.

Aktuálny výpočet

Výber automatu sa vykonáva podľa maximálnej hodnoty prúdovej sily, ktorá je povolená v časti obvodu. Tento ukazovateľ je potrebné získať s vedomím celkového výkonu elektrických spotrebičov a napätia v sieti.

Podľa GOST 29322-2014 by sa od októbra 2015 mala hodnota napätia rovnať 230 V pre obyčajnú sieť a 400 V pre trojfázovú sieť. Vo väčšine prípadov sú však staré parametre stále platné: 220 V a 380 V v uvedenom poradí. Preto je z dôvodu presnosti výpočtov potrebné vykonávať merania pomocou voltmetra.

Napätie vo vašej domácej sieti môžete merať pomocou voltmetra alebo multimetra. Stačí len zapojiť jeho kontakty do elektrickej zásuvky

Ďalšia otázka, ktorá sa osobitne týka súkromné ​​zapojenie, je zabezpečenie napájania s nedostatočným napätím. Merania na takýchto problémových objektoch môžu ukazovať hodnoty, ktoré sú mimo rozsahu špecifikovaného GOST.

Okrem toho v závislosti od úrovne spotreby elektrickej energie susedmi sa hodnota napätia môže v krátkom časovom období značne líšiť.

To vytvára problém nielen pre prevádzku zariadení, ale aj pre výpočet prúdu, Keď napätie poklesne, niektoré zariadenia jednoducho stratia energiu a niektoré, ktoré majú vstupný stabilizátor, zvyšujú spotrebu elektrickej energie.

Za týchto podmienok je ťažké kvalitatívne vypočítať potrebné parametre obvodu. Preto budete musieť buď položiť káble so známym veľkým prierezom (čo je drahé), alebo problém vyriešiť inštaláciou vstupného stabilizátora alebo pripojením domu k inému vedeniu.

Stabilizátor sa inštaluje vedľa rozvádzača. Často sa stáva, že je to jediný spôsob, ako získať štandardné hodnoty napätia v dome

Po zistení celkového výkonu elektrických spotrebičov (S) a hodnota napätia (U), výpočet aktuálnej sily (ja) vykonané podľa vzorcov vyplývajúcich z Ohmovho zákona:

ja_F = S / U_F pre jednofázovú sieť

ja_l = S / (1,73 * U_l) pre trojfázovú sieť

Tu je index “F„Znamená parametre fázy a“l”- lineárne.

Väčšina trojfázových zariadení používa typ „hviezdneho“ pripojenia a práve podľa tejto schémy funguje transformátor, ktorý produkuje prúd pre spotrebiteľa. Pri symetrickom zaťažení budú lineárne a fázové sily rovnaké (ja_l = ja_F) a napätie sa vypočíta podľa vzorca:

U_l = 1,73 * U_F

Nuansy výberu časti kábla

Kvalita a parametre vodičov a káblov sú upravené v GOST 31996-2012. Podľa tohto dokumentu sa technické špecifikácie vyvíjajú pre výrobky, v ktorých je povolený určitý rozsah hodnôt základných charakteristík. Výrobca musí poskytnúť tabuľku zhody prierezu jadier a maximálnej bezpečnej prúdovej sily.

Maximálna povolená prúdová sila závisí od prierezu vodičov drôtu a spôsobu inštalácie. Môžu byť uložené skryté (v stene) alebo otvorené (potrubím alebo potrubím)

Je potrebné zvoliť kábel tak, aby sa zabezpečil bezpečný tok prúdu zodpovedajúci vypočítanému celkovému výkonu elektrických spotrebičov. Podľa PUE (Pravidlá elektrickej inštalácie), minimum konštrukčný prierez vodičovpoužívané v obytných priestoroch musia byť najmenej 1,5 mm².

Štandardné veľkosti majú nasledujúci význam: 1,5; 2,5; 4; 6 a 10 mm².

Niekedy existuje dôvod na použitie vodičov s jedným prierezom väčším ako je minimálny povolený počet. V tomto prípade existuje možnosť pripojiť ďalšie zariadenia alebo nahradiť existujúce zariadenia výkonnejšími bez nákladných a zdĺhavých prác pri kladení nových káblov.

Výpočet parametrov stroja

Pre každý okruh musí byť splnená nasledujúca nerovnosť:

ja_n <= I_p / 1.45

tu ja_n - menovitý prúd stroja a - ja_p - povolený prúd na zapojenie. Týmto pravidlom je zaručené bezpečné vypínanie pri dlhšom prekračovaní povoleného zaťaženia.

Nerovnosť „In <= Ip / 1.45“ je hlavnou podmienkou dokončenia dvojice „automatických káblov“. Nedodržanie tohto pravidla môže mať za následok požiar.

Výkon stroja sa dá vypočítať ako z celkového zaťaženia, tak z prierezu drôtov už položeného vodiča. Predpokladajme, že existuje schéma zapojenia elektrických spotrebičov, ale vedenie ešte nebolo položené.

V tomto prípade je postupnosť krokov nasledovná:

1. Výpočet celkovej intenzity prúdu elektrických spotrebičov pripojených k sieti.
2. Výber automatu s nominálnou hodnotou nie menšou ako vypočítaná hodnota.
3. Výber prierezu kábla podľa výkonu stroja.

Príklad:

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.

Ak už bolo vedenie zapojené, postupnosť krokov je odlišná:

1. Stanovenie prípustného prúdu so známou časťou a spôsobom zapojenia podľa tabuľky poskytnutej výrobcom.
2. Výber ističa.
3. Výpočet výkonu pripojených zariadení. Správa skupiny zariadení tak, aby celková záťaž v obvode bola menšia ako menovitá hodnota.

Príklad. Nechajte položiť dva jednožilové káble otvoreným spôsobom, D = 6 mm²potom:

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

V odseku 2 posledného príkladu je mierne prípustná aproximácia. Presná hodnota I_n = I_p / 1,45 = 31,7 A zaokrúhlené na 32 A.

Výber medzi viacerými hodnotami

Niekedy nastane situácia, keď si na ochranu okruhu môžete vybrať niekoľko strojov s rôznym hodnotením. Napríklad pri celkovom výkone elektrických spotrebičov 4 kW (18 A) sa vybralo vedenie s prierezom medených vodičov 4 mm s okrajom², Pre túto kombináciu môžete prepínače nastaviť na 20 a 25 A.

Ak schéma zapojenia elektrikára predpokladá prítomnosť viacvrstvovej ochrany, musíte vybrať stroje tak, aby hodnota vyššieho stupňa (na obrázku vpravo je 25 A) bola vyššia ako hodnota spínačov nižších úrovní.

Výhodou voľby prepínača s najvyšším hodnotením je možnosť pripojenia ďalších zariadení bez zmeny prvkov obvodu. Najčastejšie sa to robí.

V prospech výberu automatu s nižšou nominálnou hodnotou je priaznivá skutočnosť, že jeho tepelné uvoľnenie bude rýchlejšie reagovať na zvýšený ukazovateľ prúdu.Faktom je, že niektoré zariadenia môžu mať poruchu, ktorá povedie k zvýšeniu spotreby energie, ale nie k skratovej hodnote.

Napríklad porucha motorového ložiska práčky povedie k prudkému zvýšeniu prúdu vo vinutí. Ak stroj rýchlo zareaguje na prekročenie povolených hodnôt a vypne sa, motor nebude horieť.

Závery a užitočné video na túto tému

Konštrukcia ističa a jeho klasifikácia. Koncept časových prúdov a výber nominálneho prierezu kábla:

Výpočet výkonu zariadení a výber stroja pomocou ustanovení PUE:

Výber ističa by sa mal zvoliť zodpovedne, pretože na tom závisí bezpečnosť elektrického systému doma. Pri všetkých mnohých vstupných parametroch a nuanciách výpočtu treba pamätať na to, že hlavná ochranná funkcia stroja sa vzťahuje na vedenie.

Do nižšie uvedeného bloku napíšte komentáre, pýtajte sa a uverejnite fotografiu k téme článku. Zdieľajte užitočné informácie, ktoré môžu byť užitočné pre návštevníkov stránok. Povedzte nám o svojich skúsenostiach s výberom ističov na ochranu vašej krajiny alebo domácich rozvodov.