Odabir stroja na temelju snage opterećenja, presjeka kabela i struje: principi i formule za proračun

Da biste organizirali besprijekornu opskrbu električnom energijom u kući, potrebno je dodijeliti zasebne grane. Svaki vod mora biti opremljen vlastitim zaštitnim uređajem koji štiti izolaciju kabela od taljenja. Međutim, ne znaju svi koji uređaj kupiti. Slažeš li se?

Sve o odabiru automatskih strojeva na temelju snage opterećenja naučit ćete iz članka koji smo predstavili. Reći ćemo vam kako odrediti ocjenu kako biste pronašli prekidač potrebne klase. Uzimanje u obzir naših preporuka jamči kupnju potrebnih uređaja koji mogu eliminirati opasne situacije tijekom rada ožičenja.

Automatski prekidači za kućne mreže

Organizacije za opskrbu električnom energijom povezuju kuće i stanove izvodeći radove na spajanju kabela na razvodnu ploču. Sve instalacije ožičenja u prostorijama provode vlasnici ili angažirani stručnjaci.

Da biste odabrali prekidač za zaštitu svakog pojedinog kruga, morate znati njegovu ocjenu, klasu i neke druge karakteristike.

Osnovni parametri i klasifikacija

Kućanski strojevi instalirani su na ulazu u niskonaponski električni krug i dizajnirani su za rješavanje sljedećih problema:

  • ručno ili elektroničko aktiviranje ili isključivanje električnog kruga;
  • zaštita strujnog kruga: prekid struje tijekom manjeg dugotrajnog preopterećenja;
  • Zaštita kruga: trenutno isključivanje struje u slučaju kratkog spoja.

Svaki prekidač ima karakteristiku, izraženu u amperima, koja se naziva nazivna struja (jan) ili "nominalna vrijednost".

Suštinu ove vrijednosti lakše je razumjeti pomoću koeficijenta viška nominalne vrijednosti:

K = I / In,

gdje je I stvarna jakost struje.

  • K < 1,13: okidanje se neće dogoditi unutar 1 sata;
  • K > 1,45: isključivanje će se dogoditi unutar 1 sata.

Ovi su parametri utvrđeni u klauzuli 8.6.2. GOST R 50345-2010. Da biste saznali koliko će vremena trebati da dođe do gašenja pri K>1,45, trebate koristiti grafikon koji odražava karakteristiku vrijeme-struja određenog modela stroja.

Vremensko-strujna svojstva klasnog stroja
Ako struja premašuje nazivnu vrijednost prekidača za 2 puta tijekom dužeg vremena, otvaranje će se dogoditi u razdoblju od 8 sekundi do 4 minute. Brzina odgovora ovisi o postavkama modela i temperaturi okoline

Također, svaki tip prekidača ima definiran raspon struje (jaa), pri čemu se aktivira mehanizam trenutnog otpuštanja:

  • razred "B": Ia = (3 * In ..5*In];
  • razred "C": Ia = (5 * In .. 10 * jan];
  • razred "D": Ia = (10 * In .. 20 * jan].

Uređaji tipa "B" koriste se uglavnom za vodove velike duljine. U stambenim i uredskim prostorijama koriste se prekidači klase "C", a uređaji s oznakom "D" štite strujne krugove gdje postoji oprema s visokim koeficijentom startne struje.

Standardna linija kućanskih strojeva uključuje uređaje s nazivnim strujama od 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 i 63 A.

Strukturni dizajn ispusta

U modernom osigurač Postoje dvije vrste okidača: toplinski i elektromagnetski.

Bimetalni okidač ima oblik ploče izrađene od dva vodljiva metala s različitim toplinskim širenjem.Ovaj dizajn, kada prekorači nominalnu vrijednost dulje vrijeme, dovodi do zagrijavanja dijela, njegovog savijanja i aktiviranja mehanizma za prekidanje kruga.

Za neke strojeve možete koristiti vijak za podešavanje za promjenu parametara struje pri kojoj dolazi do isključivanja. U prošlosti se ova tehnika često koristila za "fino podešavanje" uređaja, ali ovaj postupak zahtijeva dubinsko specijalizirano znanje i nekoliko testova.

Položaj vijka za podešavanje
Okretanjem vijka za podešavanje (označenog crvenim pravokutnikom) u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, možete postići dulje vrijeme odziva za toplinsko otpuštanje

Sada na tržištu možete pronaći mnoge modele standardnih ocjena od različitih proizvođača, čije su vremensko-strujne karakteristike malo drugačije (ali su istodobno u skladu s regulatornim zahtjevima). Stoga je moguće odabrati stroj s potrebnim "tvorničkim" postavkama, što eliminira rizik od netočne kalibracije.

Elektromagnetski okidač sprječava pregrijavanje voda kao posljedicu kratkog spoja. Reagira gotovo trenutno, ali trenutna vrijednost mora biti nekoliko puta veća od nominalne vrijednosti. Strukturno, ovaj dio je solenoid. Prekomjerna struja stvara magnetsko polje koje pomiče jezgru, prekidajući strujni krug.

Usklađenost s načelima selektivnosti

Ako postoji razgranati električni krug, moguće je organizirati zaštitu na način da se u slučaju kratkog spoja isključi samo grana na kojoj se dogodi hitna situacija. U tu svrhu koristi se princip selektivnosti prekidača.

Dijagram okidanja grupe automatskih strojeva
Vizualni dijagram koji prikazuje princip rada sustava prekidača s implementiranom funkcijom selektivnosti (selektivnosti) rada pri kratkom spoju

Kako bi se osiguralo selektivno isključivanje, na nižim stupnjevima ugrađeni su prekidači za trenutno isključivanje, koji prekidaju krug za 0,02 - 0,2 sekunde. Prekidač koji se nalazi na višem stupnju ili ima odgodu rada od 0,25 - 0,6 s ili je izrađen prema posebnom "selektivnom" krugu prema normi DIN VDE 0641-21.

Za zajamčenu sigurnost selektivni rad strojeva Bolje je koristiti strojeve jednog proizvođača. Za prekidače jednog raspona modela postoje tablice selektivnosti koje pokazuju moguće kombinacije.

Najjednostavnija pravila instalacije

Dio strujnog kruga koji treba zaštititi prekidačem može biti jednofazni ili trofazni, imati neutralnu, kao i PE (zemlju) žicu. Stoga strojevi imaju od 1 do 4 pola, na koje je spojen vodič. Kada se stvore uvjeti za okidanje, svi kontakti se isključuju istovremeno.

Pričvršćivanje stroja na DIN tračnicu
Strojevi u panelu montirani su na posebno namijenjenu DIN tračnicu. Omogućuje kompaktnu i sigurnu vezu, kao i praktičan pristup prekidaču

Strojevi su instalirani na sljedeći način:

  • jednopolni po fazi;
  • bipolarni za fazu i nulu;
  • tropolni za 3 faze;
  • četveropolni za 3 faze i nulu.

Međutim, zabranjeno je učiniti sljedeće:

  • ugradite jednopolne prekidače na neutralni položaj;
  • umetnite PE žicu u stroj;
  • ugraditi tri jednopolna umjesto jednog tropolnog prekidača, ako je na strujni krug priključen najmanje jedan trofazni potrošač.

Svi ovi zahtjevi navedeni su u PUE i moraju se slijediti.

U svakoj kući ili prostoriji u koju se dovodi električna energija instaliran je uvodni stroj.Njegovu nominalnu vrijednost utvrđuje opskrbljivač i ta je vrijednost navedena u ugovoru o priključku na električnu energiju. Svrha takve sklopke je zaštita područja od transformatora do potrošača.

Nakon uvodnog stroja, brojilo (jednofazno ili trofazno) spojeno je na liniju i uređaj za zaostalu struju, čije se funkcije razlikuju od rada automatskog i diferencijalnog prekidača.

Ako je soba ožičena u nekoliko strujnih krugova, tada je svaki od njih zaštićen zasebnim prekidačem, čija snaga naznačeno na etiketi. Njihove ocjene i klase određuje vlasnik prostora, uzimajući u obzir postojeće ožičenje ili snagu priključenih uređaja.

Razvodna ploča sa strojevima i brojilom
Mjerilo električne energije i prekidači ugrađeni su u razvodnu ploču koja zadovoljava sve sigurnosne zahtjeve i lako se integrira u unutrašnjost prostorije

Prilikom odabira lokacije centrala Mora se zapamtiti da na svojstva toplinskog otpuštanja utječe temperatura zraka. Stoga je preporučljivo postaviti tračnicu sa strojevima unutar same prostorije.

Izračun potrebnog apoena

Glavna zaštitna funkcija prekidača proteže se na ožičenje, tako da se ocjena odabire na temelju poprečnog presjeka kabela. U tom slučaju cijeli krug mora osigurati normalan rad uređaja koji su na njega povezani. Izračunavanje parametara sustava je jednostavno, ali morate uzeti u obzir mnoge nijanse kako biste izbjegli pogreške i probleme.

Određivanje ukupne snage potrošača

Jedan od glavnih parametara električnog kruga je najveća moguća snaga potrošača električne energije koji su na njega povezani. Prilikom izračuna ovog pokazatelja ne možete jednostavno sažeti podatke putovnice uređaja.

Aktivna i nazivna komponenta

Za svaki uređaj na električnu energiju proizvođač je dužan navesti djelatnu snagu (P). Ova vrijednost određuje količinu energije koja će se nepovratno pretvoriti kao rezultat rada uređaja i koju će korisnik platiti na brojilu.

Ali za uređaje s kondenzatorima ili induktorom, postoji još jedna snaga s vrijednošću različitom od nule, koja se naziva reaktivna (Q). Dolazi do uređaja i vraća se natrag gotovo trenutno.

Jalova komponenta ne sudjeluje u obračunu utrošene električne energije, ali zajedno s aktivnom komponentom čini tzv. “ukupnu” ili “nazivnu” snagu (S), što opterećuje lanac.

Klasični trokut moći
cos(f) – parametar s kojim možete odrediti ukupnu (nazivnu) snagu iz djelatne (potrošene) snage. Ako nije jednak jedan, tada je to navedeno u tehničkoj dokumentaciji za električni uređaj

Potrebno je izračunati doprinos pojedinog uređaja ukupnom opterećenju vodiča i prekidača na temelju njegove ukupne snage: S = P /cos(f).

Povećane startne struje

Sljedeća značajka nekih vrsta kućanskih aparata je prisutnost transformatora, elektromotora ili kompresora. Takvi uređaji prilikom pokretanja troše udarnu (startnu) struju.

Njegova vrijednost može biti nekoliko puta veća od standardnih vrijednosti, ali je vrijeme rada pri povećanoj snazi ​​kratko i obično se kreće od 0,1 do 3 sekunde. Takav kratkotrajni udar neće pokrenuti toplinski okidač, ali može reagirati elektromagnetska komponenta prekidača, koja je odgovorna za prekostruju kratkog spoja.

Ova situacija je posebno relevantna za namjenske vodove na koje je povezana oprema kao što su strojevi za obradu drva.U ovom slučaju morate izračunati amperažu i, možda, ima smisla koristiti stroj klase "D".

Uzimajući u obzir koeficijent potražnje

Za krugove koji imaju veliku količinu priključene opreme i nijedan uređaj koji troši najveći dio struje, koristite faktor potražnje (ks). Smisao njegove uporabe je da svi uređaji neće raditi u isto vrijeme, pa će zbrajanje nazivnih snaga dovesti do precijenjene brojke.

Trenutni izračun uzimajući u obzir faktor potražnje
Koeficijent potražnje za skupine potrošača električne energije utvrđen je u klauzuli 7 SP 256.1325800.2016. Također se možete osloniti na ove pokazatelje kada samostalno izračunavate maksimalnu snagu.

Ovaj koeficijent može imati vrijednost jednaku ili manju od jedan. Izračuni projektirane snage (Pr) svakog uređaja odvija se prema formuli:

Pr = ks * S

Ukupna nazivna snaga svih uređaja koristi se za izračun parametara kruga. Korištenje koeficijenta potražnje preporučljivo je za uredske i male maloprodajne prostore s velikim brojem računala, uredske opreme i druge opreme koja se napaja iz jednog kruga.

Za vodove s malim brojem potrošača ovaj se koeficijent ne koristi u čistom obliku. Oni uređaji za koje je malo vjerojatno da će se uključiti istovremeno s uređajima koji troše više energije uklanjaju se iz izračuna snage.

Tako su, primjerice, male šanse da u dnevnoj sobi radite s glačalom i usisavačem u isto vrijeme. A za radionice s malim brojem osoblja uzimaju se u obzir samo 2-4 najmoćnija električna alata.

Trenutni izračun

Stroj se odabire na temelju najveće dopuštene vrijednosti struje u dijelu kruga. Potrebno je dobiti ovaj pokazatelj, znajući ukupnu snagu električnih potrošača i napon u mreži.

Prema GOST 29322-2014, od listopada 2015. vrijednost napona trebala bi biti jednaka 230 V za redovitu mrežu i 400 V za trofaznu mrežu. Međutim, u većini slučajeva stari parametri su još uvijek na snazi: 220, odnosno 380 V. Stoga je za točne izračune potrebno izvršiti mjerenja pomoću voltmetra.

Mjerenje napona multimetrom
Voltmetrom ili multimetrom možete izmjeriti napon u kućnoj mreži. Da biste to učinili, samo uključite njegove kontakte u utičnicu.

Još jedan problem, posebno relevantan za električne instalacije u privatnom sektoru, je osiguranje napajanja s nedovoljnim naponom. Mjerenja na takvim problematičnim objektima mogu pokazati vrijednosti izvan raspona definiranog GOST-om.

Štoviše, ovisno o razini potrošnje električne energije vaših susjeda, vrijednost napona može jako varirati unutar kratkog vremena.

To stvara problem ne samo za funkcioniranje uređaja, već i za tekući izračun. Kod pada napona neki uređaji jednostavno gube snagu, a neki koji imaju ulazni stabilizator povećavaju potrošnju električne energije.

Teško je izvršiti kvalitativne proračune potrebnih parametara kruga u takvim uvjetima. Stoga ćete ili morati položiti kabele s namjerno velikim poprečnim presjekom (što je skupo) ili riješiti problem ugradnjom ulaznog stabilizatora ili spajanjem kuće na drugu liniju.

Postavljanje regulatora ulaznog napona
Stabilizator je ugrađen pored razvodne ploče. Često se događa da je to jedini način da se dobiju standardne vrijednosti napona u kući

Nakon što se utvrdi ukupna snaga električnih uređaja (S) i saznali vrijednost napona (U), trenutni izračun (ja) provode se prema formulama koje su posljedica Ohmovog zakona:

jaf = S/Uf za jednofaznu mrežu

jal = S / (1,73 * Ul) za trofaznu mrežu

Ovdje je indeks "f" znači fazne parametre, i "l» – linearni.

Većina trofaznih uređaja koristi vrstu veze "zvijezda", a također prema ovom krugu transformator radi, isporučujući struju potrošaču. Uz simetrično opterećenje, linearne i fazne sile bit će identične (jal = jaf), a napon se izračunava pomoću formule:

Ul = 1,73 * Uf

Nijanse odabira poprečnog presjeka kabela

Kvaliteta i parametri žica i kabela regulirani su GOST 31996-2012. Prema ovom dokumentu, specifikacije su razvijene za proizvedene proizvode, gdje je dopušten određeni raspon vrijednosti osnovnih karakteristika. Proizvođač je dužan osigurati tablicu korespondencije između presjeka žila i najveće sigurne struje.

Ovisnost dopuštene struje o presjeku žile
Najveća dopuštena struja ovisi o presjeku žica i načinu ugradnje. Mogu se polagati skriveno (u zidu) ili otvoreno (u cijevi ili kutiji) na način

Kabel je potrebno odabrati tako da osigura siguran protok struje koji odgovara izračunatoj ukupnoj snazi ​​električnih uređaja. Prema PUE (pravila električne instalacije), minimum izračunati presjek žicekoji se koristi u stambenim prostorijama mora biti najmanje 1,5 mm2.

Standardne veličine imaju sljedeće vrijednosti: 1,5; 2,5; 4; 6 i 10 mm2.

Ponekad postoji razlog za korištenje žica s poprečnim presjekom za jedan korak veći od minimalno dopuštenog. U tom slučaju moguće je priključiti dodatne uređaje ili zamijeniti postojeće snažnijim bez skupih i dugotrajnih radova na polaganju novih kabela.

Proračun parametara stroja

Za svaki krug mora biti zadovoljena sljedeća nejednakost:

jan <=Jastr / 1.45

Ovdje jan – nazivna struja stroja, i jastr – dopuštena struja za ožičenje. Ovo pravilo osigurava zajamčeno oslobađanje kada je dopušteno opterećenje prekoračeno dulje vrijeme.

Nagorjeli dio električne instalacije
Nejednakost "In <= Ip / 1.45" glavni je uvjet pri dovršavanju para "stroj-kabel". Nepoštivanje ovog pravila može dovesti do požara u ožičenju.

Ocjena stroja može se izračunati i prema ukupnom opterećenju i prema presjeku žica već instaliranog ožičenja. Recimo da postoji dijagram za spajanje električnih uređaja, ali ožičenje još nije postavljeno.

U ovom slučaju, slijed radnji je sljedeći:

  1. Proračun ukupne jakosti struje električnih uređaja priključenih na mrežu.
  2. Odaberite stroj čija vrijednost nije niža od izračunate vrijednosti.
  3. Odabir poprečnog presjeka kabela prema snazi ​​stroja.

Primjer:

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

Ako je ožičenje već postavljeno, tada je slijed radnji drugačiji:

  1. Određivanje dopuštene struje za poznati presjek i način ožičenja prema tablici proizvođača.
  2. Izbor prekidača.
  3. Proračun snage priključenih uređaja. Opremanje skupine uređaja na takav način da ukupno opterećenje kruga bude manje od nazivne vrijednosti.

Primjer. Dva jednožilna kabela neka budu položena otvoreno D = 6 mm2, zatim:

  1. jastr = 46 A;
  2. jan <=Jastr / 1,45 = 32 A;
  3. S = jan * 220 = 7,0 kW.

U točki 2. posljednjeg primjera postoji mala prihvatljiva aproksimacija. Točna vrijednost In = jastr / 1,45 = 31,7 A zaokruženo na 32 A.

Izbor između nekoliko denominacija

Ponekad se dogodi situacija kada možete odabrati nekoliko strojeva s različitim ocjenama za zaštitu kruga.Na primjer, s ukupnom snagom električnih uređaja od 4 kW (18 A), ožičenje s presjekom bakrene jezgre od 4 mm odabrano je s rezervom2. Za ovu kombinaciju možete instalirati sklopke od 20 i 25 A.

Automati: uvodna i niža razina
Ako dijagram električnog ožičenja pretpostavlja prisutnost višeslojne zaštite, tada morate odabrati prekidače tako da je vrijednost višeg stupnja (na slici desno - 25 A) veća od one prekidača niže razine

Prednost odabira sklopke s najvišom ocjenom je mogućnost spajanja dodatnih uređaja bez mijenjanja elemenata kruga. Najčešće je to ono što oni rade.

Odabir stroja s nižom oznakom podupire činjenica da će njegov toplinski okidač brže reagirati na povećanu struju. Činjenica je da neki uređaji mogu imati kvar, što će dovesti do povećanja potrošnje energije, ali ne do točke kratkog spoja.

Na primjer, kvar ležaja motora perilice dovest će do oštrog povećanja struje u namotu. Ako stroj brzo reagira na prekoračenje dopuštenih vrijednosti i isključi se, motor neće izgorjeti.

Zaključci i koristan video na tu temu

Dizajn prekidača i njegova klasifikacija. Pojam vremensko-strujnih karakteristika i odabir nazivne vrijednosti prema presjeku kabela:

Izračun snage uređaja i odabir stroja prema odredbama PUE:

Izbor prekidača mora se uzeti odgovorno, jer o tome ovisi sigurnost električnog sustava kod kuće. Sa svim brojnim ulaznim parametrima i nijansama izračuna, potrebno je zapamtiti da se glavna zaštitna funkcija stroja odnosi na ožičenje.

Pišite komentare, postavljajte pitanja i postavljajte fotografije povezane s temom članka u bloku ispod. Podijelite korisne informacije koje bi mogle biti korisne posjetiteljima stranice. Recite nam nešto o vlastitom iskustvu u odabiru prekidača za zaštitu električnih instalacija u zemlji ili kući.

Grijanje

Ventilacija

Elektrika