Izbira stroja glede na moč bremena, presek kabla in tok: načela in formule za izračun

Za organizacijo nemotenega domačega napajanja je potrebno dodeliti ločene veje. Vsak vod mora biti opremljen s svojo zaščitno napravo, ki ščiti kabelsko izolacijo pred taljenjem. Vendar pa vsi ne vedo, katero napravo kupiti. Ali se strinjaš?

Vse o izbiri avtomatov glede na moč obremenitve boste izvedeli iz članka, ki smo ga predstavili. Povedali vam bomo, kako določiti oceno, da najdete stikalo zahtevanega razreda. Upoštevanje naših priporočil zagotavlja nakup potrebnih naprav, ki lahko odpravijo nevarne situacije med delovanjem ožičenja.

Avtomatska stikala za gospodinjska omrežja

Organizacije za oskrbo z električno energijo povezujejo hiše in stanovanja z izvajanjem del na priključitvi kabla na stikalno ploščo. Vse napeljave v prostorih izvajajo lastniki ali najeti strokovnjaki.

Če želite izbrati odklopnik za zaščito vsakega posameznega tokokroga, morate poznati njegovo oceno, razred in nekatere druge značilnosti.

Osnovni parametri in klasifikacija

Gospodinjski stroji so nameščeni na vhodu v nizkonapetostni električni tokokrog in so zasnovani za reševanje naslednjih težav:

• ročno ali elektronsko aktiviranje ali izklop električnega tokokroga;
• zaščita tokokroga: izklop toka pri manjši dolgotrajni preobremenitvi;
• Zaščita tokokroga: takojšen izklop toka v primeru kratkega stika.

Vsako stikalo ima karakteristiko, izraženo v amperih, ki se imenuje nazivni tok (jaz_n) ali "nominalna vrednost".

Bistvo te vrednosti je lažje razumeti z uporabo koeficienta presežka nominalne vrednosti:

K = jaz / jaz_n,

kjer je I dejanska moč toka.

• K < 1,13: do izklopa ne bo prišlo v 1 uri;
• K > 1,45: zaustavitev se bo zgodila v 1 uri.

Ti parametri so določeni v klavzuli 8.6.2. GOST R 50345-2010. Če želite ugotoviti, kako dolgo bo trajalo, da pride do zaustavitve pri K>1,45, morate uporabiti graf, ki odraža časovno-tokovno karakteristiko določenega modela stroja.

Če tok dlje časa presega nazivno vrednost stikala za 2-krat, se bo odpiranje zgodilo v obdobju od 8 sekund do 4 minut. Hitrost odziva je odvisna od nastavitev modela in temperature okolja

Prav tako ima vsaka vrsta odklopnika določen tokovni razpon (jaz_a), pri katerem se aktivira mehanizem za takojšnjo sprostitev:

• razred "B": I_a = (3 * I_n ..5*jaz_n];
• razred "C": I_a = (5 * I_n ..10*jaz_n];
• razred "D": I_a = (10 * I_n .. 20 * jaz_n].

Naprave tipa "B" se uporabljajo predvsem za linije, ki so precej dolge. V stanovanjskih in pisarniških prostorih se uporabljajo odklopniki razreda "C", naprave z oznako "D" pa ščitijo tokokroge, kjer je oprema z visokim koeficientom zagonskega toka.

Standardna linija gospodinjskih strojev vključuje naprave z močjo 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 in 63 A.

Strukturna zasnova izpustov

V sodobnem varovalka Obstajata dve vrsti sprostitev: toplotna in elektromagnetna.

Bimetalni odklopnik ima obliko plošče, izdelane iz dveh prevodnih kovin z različnim toplotnim raztezkom.Ta zasnova pri daljšem preseganju nazivne vrednosti povzroči segrevanje dela, njegovo upogibanje in aktiviranje mehanizma za prekinitev tokokroga.

Pri nekaterih strojih lahko z nastavitvenim vijakom spremenite parametre toka, pri katerem pride do izklopa. V preteklosti se je ta tehnika pogosto uporabljala za »fino nastavitev« naprave, vendar ta postopek zahteva poglobljeno specializirano znanje in več testov.

Z vrtenjem nastavitvenega vijaka (označenega z rdečim pravokotnikom) v nasprotni smeri urinega kazalca lahko dosežete daljši odzivni čas toplotnega sprostitve

Zdaj na trgu lahko najdete veliko modelov standardnih ocen različnih proizvajalcev, katerih časovno-tokovne značilnosti so nekoliko drugačne (vendar so hkrati v skladu z regulativnimi zahtevami). Zato je možno izbrati stroj z zahtevanimi "tovarniškimi" nastavitvami, kar odpravlja nevarnost napačne kalibracije.

Elektromagnetni sprožilec preprečuje pregrevanje voda zaradi kratkega stika. Reagira skoraj takoj, vendar mora biti trenutna vrednost nekajkrat višja od nominalne vrednosti. Strukturno je ta del solenoid. Prekomerni tok ustvari magnetno polje, ki premakne jedro in prekine vezje.

Skladnost z načeli selektivnosti

Če obstaja razvejan električni tokokrog, je možno organizirati zaščito tako, da se v primeru kratkega stika odklopi le veja, na kateri pride do izredne situacije. V ta namen se uporablja princip selektivnosti stikala.

Vizualni diagram, ki prikazuje princip delovanja sistema odklopnika z implementirano funkcijo selektivnosti (selektivnosti) delovanja, ko pride do kratkega stika

Za zagotovitev selektivnega izklopa so na spodnjih stopnjah nameščeni takojšnji izklopni odklopniki, ki prekinejo tokokrog v 0,02 - 0,2 sekunde. Stikalo, ki se nahaja na višji stopnji, ima bodisi zakasnitev delovanja 0,25 - 0,6 s ali pa je izdelano po posebnem “selektivnem” vezju v skladu s standardom DIN VDE 0641-21.

Za zagotovljeno varnost selektivno delovanje strojev Bolje je uporabljati stroje enega proizvajalca. Za stikala enega samega modela obstajajo tabele selektivnosti, ki kažejo možne kombinacije.

Najpreprostejša pravila namestitve

Odsek tokokroga, ki ga je treba zaščititi s stikalom, je lahko enofazni ali trifazni, ima nevtralno, pa tudi PE (ozemljitveno) žico. Zato imajo stroji od 1 do 4 poli, na katere je priključen vodnik. Ko se ustvarijo pogoji za izklop, se vsi kontakti hkrati odklopijo.

Stroji v panelu so nameščeni na posebej določeno DIN letev. Omogoča kompaktno in varno povezavo ter udoben dostop do stikala

Stroji so nameščeni na naslednji način:

• enopolni na fazo;
• bipolarni za fazo in nevtralno;
• tripolni za 3 faze;
• štiripolni za 3 faze in nevtralno.

Vendar pa je prepovedano narediti naslednje:

• namestite enopolne odklopnike na nevtralno;
• vstavite PE žico v stroj;
• namestiti tri enopolne namesto enega tripolnega odklopnika, če je na tokokrog priključen vsaj en trifazni porabnik.

Vse te zahteve so določene v PUE in jih je treba upoštevati.

V vsaki hiši ali sobi, v katero je dobavljena električna energija, je nameščen uvodni stroj.Njeno nominalno vrednost določi dobavitelj in je navedena v pogodbi o priključitvi na električno energijo. Namen takšnega stikala je zaščititi območje od transformatorja do porabnika.

Po uvodnem stroju je na linijo priključen števec (eno- ali trifazni) in naprava za diferenčni tok, katerih funkcije se razlikujejo od delovanja avtomatskega in diferencialnega stikala.

Če je prostor ožičen v več tokokrogih, je vsak od njih zaščiten z ločenim odklopnikom, katerega moč naveden na etiketi. Njihove ocene in razrede določi lastnik prostora ob upoštevanju obstoječe napeljave ali moči priključenih naprav.

Števec električne energije in odklopniki so nameščeni v razdelilni plošči, ki izpolnjuje vse varnostne zahteve in se enostavno vgradi v notranjost prostora.

Pri izbiri lokacije stikalna plošča Ne smemo pozabiti, da na lastnosti toplotnega sproščanja vpliva temperatura zraka. Zato je priporočljivo, da tirnico s stroji postavite v sam prostor.

Izračun zahtevanega apoena

Glavna zaščitna funkcija odklopnika se razteza na ožičenje, zato je nazivna vrednost izbrana glede na presek kabla. V tem primeru mora celotno vezje zagotoviti normalno delovanje naprav, ki so nanj povezane. Izračun sistemskih parametrov je preprost, vendar je treba upoštevati številne nianse, da se izognete napakam in težavam.

Določitev skupne moči porabnikov

Eden glavnih parametrov električnega tokokroga je največja možna moč porabnikov električne energije, ki so nanj priključeni. Pri izračunu tega indikatorja ne morete preprosto povzeti podatkov o potnem listu naprav.

Aktivna in nominalna komponenta

Za vsako napravo, ki jo napaja elektrika, mora proizvajalec navesti delovno moč (p). Ta vrednost določa količino energije, ki se bo zaradi delovanja naprave nepreklicno pretvorila in jo bo uporabnik plačal na števcu.

Toda za naprave s kondenzatorji ali induktorjem obstaja še ena moč z neničelno vrednostjo, ki se imenuje reaktivna (Q). Doseže napravo in se vrne nazaj skoraj v trenutku.

Jalova komponenta ne sodeluje pri izračunu porabljene električne energije, vendar skupaj z aktivno komponento tvori tako imenovano "skupno" ali "nazivno" moč (S), kar obremeni verigo.

cos(f) – parameter, s katerim lahko iz delovne (porabe) moči določite skupno (nazivno) moč. Če ni enak ena, je to navedeno v tehnični dokumentaciji za električni aparat

Izračunati je treba prispevek posamezne naprave k skupni obremenitvi vodnikov in odklopnika glede na njeno skupno moč: S = p /cos(f).

Povečani začetni tokovi

Naslednja značilnost nekaterih vrst gospodinjskih aparatov je prisotnost transformatorjev, elektromotorjev ali kompresorjev. Takšne naprave ob zagonu porabijo zagonski (zagonski) tok.

Njegova vrednost je lahko nekajkrat višja od standardnih vrednosti, vendar je čas delovanja pri povečani moči kratek in običajno znaša od 0,1 do 3 sekunde. Takšen kratkotrajni sunek ne bo sprožil toplotnega sprostitve, lahko pa se odzove elektromagnetna komponenta stikala, ki je odgovorna za pretok kratkega stika.

Ta položaj je še posebej pomemben za namenske linije, na katere je priključena oprema, kot so stroji za obdelavo lesa.V tem primeru morate izračunati amperažo in morda je smiselno uporabiti stroj razreda "D".

Ob upoštevanju koeficienta povpraševanja

Za tokokroge, ki imajo priključeno veliko količino opreme in nobeno napravo, ki bi porabila največji del toka, uporabite faktor povpraševanja (ks). Bistvo njegove uporabe je v tem, da vse naprave ne bodo delovale hkrati, zato bo seštevanje nazivnih moči povzročilo precenjeno število.

Koeficient povpraševanja za skupine odjemalcev električne energije je določen v 7. členu SP 256.1325800.2016. Na te kazalnike se lahko zanesete tudi pri samostojnem izračunu največje moči.

Ta koeficient ima lahko vrednost, ki je enaka ali manjša od ena. Izračuni projektirane moči (p_r) vsake naprave poteka po formuli:

p_r = ks * S

Za izračun parametrov vezja se uporablja skupna nazivna moč vseh naprav. Uporaba koeficienta povpraševanja je priporočljiva za pisarne in majhne maloprodajne prostore z velikim številom računalnikov, pisarniške opreme in druge opreme, ki se napaja iz enega tokokroga.

Za linije z majhnim številom porabnikov se ta koeficient ne uporablja v čisti obliki. Tiste naprave, za katere je malo verjetno, da bodo vklopljene hkrati z napravami, ki porabijo več energije, so odstranjene iz izračuna moči.

Tako je na primer malo možnosti, da bi delali v dnevni sobi z likalnikom in sesalnikom hkrati. In za delavnice z majhnim številom osebja se upoštevajo le 2-4 najmočnejša električna orodja.

Trenutni izračun

Stroj je izbran glede na največjo dovoljeno vrednost toka v odseku vezja. Ta indikator je treba pridobiti, če poznate skupno moč električnih porabnikov in napetost v omrežju.

V skladu z GOST 29322-2014 mora biti od oktobra 2015 vrednost napetosti enaka 230 V za običajno omrežje in 400 V za trifazno omrežje. Vendar pa v večini primerov še vedno veljajo stari parametri: 220 oziroma 380 V. Zato je za natančne izračune potrebno opraviti meritve z voltmetrom.

Napetost v domačem omrežju lahko izmerite z voltmetrom ali multimetrom. Če želite to narediti, samo priključite njegove kontakte v električno vtičnico.

Druga težava, še posebej pomembna za električna napeljava v zasebnem sektorju, je zagotavljanje napajanja z nezadostno napetostjo. Meritve na takšnih problematičnih objektih lahko kažejo vrednosti zunaj območja, ki ga določa GOST.

Poleg tega se lahko vrednost napetosti v kratkem času zelo razlikuje glede na raven porabe električne energije vaših sosedov.

To povzroča težave ne le pri delovanju naprav, temveč tudi pri trenutni izračun. Ko napetost pade, nekatere naprave preprosto izgubijo moč, nekatere, ki imajo vhodni stabilizator, pa povečajo porabo električne energije.

V takih pogojih je težko izvesti kvalitativne izračune zahtevanih parametrov vezja. Zato boste morali položiti kable z namerno velikim presekom (kar je drago) ali rešiti težavo z namestitvijo vhodnega stabilizatorja ali priključitvijo hiše na drugo linijo.

Stabilizator je nameščen poleg stikalne plošče. Pogosto se zgodi, da je to edini način za pridobitev standardnih vrednosti napetosti v hiši

Po ugotovitvi skupne moči električnih naprav (S) in ugotovili vrednost napetosti (U), trenutni izračun (jaz) se izvajajo po formulah, ki so posledica Ohmovega zakona:

jaz_f = S/U_f za enofazno omrežje

jaz_l = S / (1,73 * U_l) za trifazno omrežje

Tukaj je indeks "f" pomeni fazne parametre in "l» – linearno.

Večina trifaznih naprav uporablja vrsto povezave "zvezda", prav tako pa po tem vezju deluje transformator, ki oddaja tok potrošniku. Pri simetrični obremenitvi bodo linearne in fazne sile enake (jaz_l = jaz_f), napetost pa se izračuna po formuli:

U_l = 1,73 * U_f

Nianse izbire prereza kabla

Kakovost in parametre žic in kablov ureja GOST 31996-2012. V skladu s tem dokumentom so izdelane specifikacije za proizvedene izdelke, kjer je dovoljeno določeno območje vrednosti osnovnih značilnosti. Proizvajalec je dolžan zagotoviti tabelo ujemanja med prečnim prerezom žil in največjim varnim tokom.

Največji dovoljeni tok je odvisen od preseka žic in načina namestitve. Polagamo jih lahko skrito (v steno) ali odprto (v cevi ali škatli) na način

Kabel je treba izbrati tako, da je zagotovljen varen pretok toka, ki ustreza izračunani skupni moči električnih naprav. V skladu s PUE (pravili o električni namestitvi) najmanj izračunan presek žiceki se uporablja v stanovanjskih prostorih mora biti najmanj 1,5 mm².

Standardne velikosti imajo naslednje vrednosti: 1,5; 2,5; 4; 6 in 10 mm².

Včasih obstaja razlog za uporabo žic s presekom, ki je en korak večji od najmanjšega dovoljenega. V tem primeru je mogoče brez dragih in zamudnih del pri polaganju novih kablov priključiti dodatne naprave ali zamenjati obstoječe z močnejšimi.

Izračun parametrov stroja

Za vsako vezje mora biti izpolnjena naslednja neenakost:

jaz_n <=jaz_str / 1.45

Tukaj jaz_n – nazivni tok stroja in jaz_str – dovoljeni tok za ožičenje. To pravilo zagotavlja zajamčeno sprostitev, ko je dovoljena obremenitev dalj časa presežena.

Neenakost "In <= Ip / 1,45" je glavni pogoj pri izpolnjevanju para "stroj-kabel". Neupoštevanje tega pravila lahko povzroči požar v napeljavi.

Oceno stroja je mogoče izračunati tako glede na skupno obremenitev kot glede na presek žic že nameščenega ožičenja. Recimo, da obstaja shema za priključitev električnih naprav, vendar ožičenje še ni položeno.

V tem primeru je zaporedje dejanj naslednje:

1. Izračun skupne jakosti toka električnih naprav, priključenih na omrežje.
2. Izberite stroj z apoenom, ki ni manjši od izračunane vrednosti.
3. Izbira prereza kabla glede na nazivno vrednost stroja.

primer:

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

Če je ožičenje že položeno, je zaporedje dejanj drugačno:

1. Določitev dovoljenega toka za znani presek in način ožičenja po tabeli proizvajalca.
2. Izbira odklopnika.
3. Izračun moči priključenih naprav. Opremljanje skupine naprav tako, da je skupna obremenitev tokokroga manjša od nominalne vrednosti.

Primer. Dva enožilna kabla naj bosta odprto položena D = 6 mm², potem:

1. jaz_str = 46 A;
2. jaz_n <=jaz_str / 1,45 = 32 A;
3. S = jaz_n * 220 = 7,0 kW.

V 2. točki zadnjega primera je rahel sprejemljiv približek. Točna vrednost I_n = jaz_str / 1,45 = 31,7 A zaokroženo na 32 A.

Izbira med več apoeni

Včasih pride do situacije, ko lahko za zaščito vezja izberete več strojev z različnimi ocenami.Na primer, s skupno močjo električnih naprav 4 kW (18 A) je bila z rezervo izbrana napeljava s presekom bakrenega jedra 4 mm². Za to kombinacijo lahko namestite stikala 20 in 25 A.

Če diagram električne napeljave predvideva prisotnost večstopenjske zaščite, potem morate izbrati odklopnike tako, da je vrednost višje stopnje (na sliki na desni - 25 A) večja od vrednosti stikal nižje stopnje

Prednost izbire stikala z najvišjo oceno je možnost priključitve dodatnih naprav brez spreminjanja elementov vezja. Najpogosteje to počnejo.

Izbira stroja z nižjo nazivno vrednostjo je podprta z dejstvom, da se bo njegov toplotni sprožilec hitreje odzval na povečan tok. Dejstvo je, da lahko pride do okvare nekaterih naprav, kar bo povzročilo povečanje porabe energije, ne pa do kratkega stika.

Na primer, okvara ležaja motorja pralnega stroja bo povzročila močno povečanje toka v navitju. Če se stroj hitro odzove na preseganje dovoljenih vrednosti in se izklopi, motor ne bo izgorel.

Zaključki in uporaben video na to temo

Zasnova odklopnika in njegova klasifikacija. Koncept časovno-tokovnih karakteristik in izbira ocene glede na presek kabla:

Izračun moči naprav in izbira stroja z uporabo določb PUE:

K izbiri odklopnika je treba pristopiti odgovorno, saj je od tega odvisna varnost električnega sistema doma. Z vsemi številnimi vhodnimi parametri in izračunskimi odtenki je treba zapomniti, da glavna zaščitna funkcija stroja velja za ožičenje.

V spodnjem bloku napišite komentarje, postavite vprašanja in objavite fotografije, povezane s temo članka. Delite koristne informacije, ki bi lahko bile koristne za obiskovalce spletnega mesta. Povejte nam o svojih lastnih izkušnjah pri izbiri odklopnikov za zaščito podeželske ali domače električne napeljave.