L’ús correcte de dispositius de protecció evita les descàrregues elèctriques i l’aparició i desenvolupament de situacions d’emergència. L’elecció correcta de la màquina segons la potència de càrrega és necessària per a la creació de noves xarxes d’alimentació operatives i la modernització de les mateixes.
- Per a què serveixen els interruptors i com funcionen
- Per què és perillós el desajustament del cable amb la càrrega de la xarxa?
- Protecció d'enllaç feble
- Dispositiu de cablejat intern
- Com es calcula la qualificació d’un interruptor automàtic
- Determinació de la potència total dels consumidors
- Component actiu i nominal
- Augment dels corrents de sortida
- Comptabilitat del factor de demanda
- Càlcul del consum d'energia
- Elecció de la secció transversal
- Valoracions actuals dels interruptors automàtics
- Normes per escollir la denominació
- Selecció de la màquina per potència
- Manera tabular
- Manera gràfica
- Matisos d’elecció
- Càlcul de la màquina per a la secció del cablejat
- Fórmula per calcular la potència per corrent i tensió
- Càrrega activa
- Càrrega capacitiva
- Impacte negatiu de la càrrega reactiva
- Quins corrents s’utilitzen per calcular màquines
Per a què serveixen els interruptors i com funcionen
Els dispositius d’aquesta categoria poden registrar un consum excessiu d’energia elèctrica. Això passa quan hi ha un curtcircuit o quan es connecten càrregues de gran potència o reactives. En aquestes situacions, l'interruptor automàtic desconnecta la font d'alimentació de 220 (380) V sense la intervenció de l'usuari.
En el disseny estàndard s’utilitzen dues tecnologies per dur a terme les funcions indicades. Amb un augment ràpid de la força actual per sobre del nivell determinat pel càlcul, el solenoide crea un camp magnètic que mou la tija. Mitjançant un accionament mecànic, aquesta unitat obre el grup de contactes. Els paràmetres del node es calculen tenint en compte les càrregues inicials per excloure falses alarmes.
La segona protecció s’organitza mitjançant un fenomen conegut: escalfar un conductor fent passar un corrent. La secció corresponent de la cadena es crea a partir d’una placa bimetàl·lica. A mesura que augmenta la temperatura, canvia de forma fins que es trenca el contacte. Alguns models de màquines expenedores proporcionen un ajust especial per ajustar el nivell de sensibilitat.
Per què és perillós el desajustament del cable amb la càrrega de la xarxa?
Els possibles problemes són més fàcils d’entendre amb un exemple específic. Dades inicials:
- font d'alimentació estàndard amb tensió alterna U = 220 V;
- l'apartament té un cablejat d'alumini antic (secció 2,5 mm quadrats);
- amperatge de la màquina: 30 A;
- Es connecten 6 convectors de 750 W cadascun i un ferro de 850 W.
Pagament:
- potència total (P) dels consumidors: 5 350 W;
- el corrent (I) del circuit es calcula mitjançant la fórmula I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).
La màquina no funcionarà en aquesta situació (30> 24.32A). Aquest corrent escalfarà molt el fil d’alumini i fondrà l’aïllament. S’haurà de restaurar el circuit destruït per un curtcircuit, cosa que resulta difícil quan s’instal·len xarxes dins d’estructures de l’edifici. En la pitjor situació, els béns materials importants seran destruïts pel foc.
Segons els estàndards "PUE" per a un conductor amb els paràmetres considerats, la potència de càrrega quan es connecta a una xarxa monofàsica de 220V no ha de superar els 4,4 kW. El límit de corrent corresponent és de 20 A. El desenvolupament negatiu de la situació es pot facilitar mitjançant "girs", òxids i altres defectes a les articulacions.
Protecció d'enllaç feble
A més de la secció transversal, en triar productes de cable adequats, es presta atenció a les condicions operatives reals.Els valors normalitzats es donen per escalfar fins a una temperatura no superior a + 60 ° C. Quan instal·leu la línia en un lloc proper a una casa de camp, cal proporcionar protecció contra la humitat i altres influències externes adverses.
Es comproven detingudament totes les parts de la xarxa elèctrica. La regla bàsica és la protecció fiable, tenint en compte el rendiment del lloc amb els pitjors paràmetres. Cal tenir en compte que el coure està dissenyat amb la mateixa secció transversal per a càrregues pesades en comparació amb l’alumini. La puresa del metall té certa importància. A mesura que augmenten les impureses, la conductivitat es deteriora i augmenten les pèrdues de calefacció innecessàries i perilloses.
Dispositiu de cablejat intern
- s’ha de col·locar una màquina introductòria davant el taulell;
- darrere del dispositiu de control, es munta un dispositiu de corrent residual general (RCD);
- equipar a més línies individuals amb interruptors automàtics (AB).
El RCD evita accidents que provoquen corrents de fuita. En algunes situacions, evita les descàrregues elèctriques. Tot i això, es fan mesures de protecció complexes mitjançant interruptors automàtics. Assegureu-vos d’utilitzar una connexió a terra efectiva.
Per regla general, és convenient col·locar diversos grups a la cuina per distribuir uniformement les càrregues. Es recomana especialment seleccionar acuradament la distribució de consumidors potents:
- fogons;
- forns;
- calderes de calefacció, calderes, escalfadors de cabal;
- convectors elèctrics, pistoles de calor;
- condicionadors.
El diagrama de cablejat té una estructura d’arbre. Des de la línia central del "tronc" feu les branques necessàries de la "branca" per connectar endolls i interruptors.
Com es calcula la qualificació d’un interruptor automàtic
Determinació de la potència total dels consumidors
La documentació adjunta indica la quantitat d’electricitat necessària per al funcionament de les làmpades i altres productes. La potència està indicada a la caixa. Aquestes dades es poden obtenir al lloc web oficial del fabricant. No obstant això, simplement sumar els quilowatts no és suficient.
Component actiu i nominal
L’algoritme de càlcul simple que es mostra a l’exemple descriu una situació de càrrega resistiva. Aquest component (potència activa - P) s’indica al passaport tècnic del producte corresponent. Es determina pel comptador per als pagaments periòdics de l’energia consumida.
No obstant això, quan connecteu una màquina-eina o un altre equipament amb una unitat elèctrica, haureu de tenir en compte el component inductiu. Actuen de la mateixa manera si hi ha un condensador al circuit.
Fórmules i explicacions:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ és l’angle entre els vectors P i S (desplaçament de fase).
El component reactiu (Q) fa referència a l’intercanvi cíclic d’energia entre l’alimentació i la càrrega. La suma dels vectors P i Q ajudarà a determinar la potència aparent final (S).
Augment dels corrents de sortida
La llista conté nivells de superació típics que activen el solenoide. Entre parèntesis, es donen els retards fins que el circuit es trenca amb la placa bimetàl·lica (seg):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 vegades (1,5);
- D - 10 vegades (0,4).
Es van tenir en compte els modes corresponents a l’hora de crear estàndards de perfil.Per evitar una apagada errònia, cal seleccionar el tipus de màquina adequat.
Comptabilitat del factor de demanda
Aquest factor de correcció (Кс) s’utilitza per tenir en compte les càrregues en condicions operatives reals: Calculat = S * Кс. El seu valor (de 0 a 1) indica el nombre de consumidors connectats. Aquest mètode és convenient d’utilitzar quan es creen projectes d’oficines i industrials, cosa que implica l’ús del mateix tipus d’equips: màquines, ordinadors, etc.
Per a tasques domèstiques, no és difícil treure la conclusió correcta basant-se en un control elemental. És difícil imaginar una situació en què un aire condicionat s’utilitza simultàniament en una habitació per refredar-se i l’aire s’escalfa amb un escalfador de ventilador.
Càlcul del consum d'energia
Les fórmules de canvi de fase donades s’utilitzen per corregir càrregues inductives i capacitives. Les resistents es tenen en compte segons les dades del passaport sense recalcular. El valor cos ϕ es pren de la documentació adjunta.
Podeu calcular l'amperatge de la següent manera:
- P / U: fonts d’alimentació constants, càrregues resistives;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ): una fase, ~ 220V, característiques reactives del consumidor;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ): xarxa trifàsica ~ 380V, paràmetres inductius (capacitius) de l'equip.
Podeu mesurar tensions reals amb un multímetre. El mètode per realitzar les operacions de treball es dóna a les instruccions oficials del fabricant.
Elecció de la secció transversal
La informació necessària sobre les capacitats de càrrega es troba a la documentació oficial dels fabricants de cables. Es recomana escollir una secció transversal més gran de la sèrie per tal d’excloure el sobreescalfament i els danys durant el funcionament. Segons les normes vigents, els conductors amb una superfície d’1,5 mm o més són adequats per a locals residencials.
Tenint en compte l’augment de la relació poder-pes dels objectes immobiliaris moderns, la capacitat mínima de la xarxa no serà suficient. Els experts aconsellen proporcionar la connexió d'equips addicionals com a part de la posterior modernització.
Valoracions actuals dels interruptors automàtics
- aclarir l’esquema de connexió dels consumidors;
- recopilació de dades tècniques del passaport, mesurament de la tensió;
- d'acord amb l'esquema presentat, es calculen per separat, es sumen els corrents en circuits individuals;
- per a cada grup, cal seleccionar una màquina automàtica que suporti la càrrega corresponent;
- determinar els productes de cable amb una secció adequada del conductor.
Si les xarxes s’instal·len en portes i es cobreixen amb guix, el desmuntatge és massa difícil. En aquest cas, s’utilitza la selecció de la màquina sobre la secció del cable. Comencen amb una avaluació de les capacitats de càrrega de les línies existents. Aquest resultat s’utilitza per avaluar models adequats de dispositius de protecció. A més, els consumidors es divideixen en grups, tenint en compte la capacitat total (ús compartit).
Normes per escollir la denominació
Per obtenir conclusions correctes, cal tenir en compte les peculiaritats dels equips connectats. Si el corrent total calculat és de 19 amperes, els usuaris prefereixen comprar un dispositiu de 25A. Aquesta solució suposa la possibilitat d’aplicar càrregues addicionals sense restriccions significatives.
No obstant això, en algunes situacions és millor triar un interruptor automàtic de 20A. Això proporciona un temps de desconnexió relativament menor quan el corrent augmenta (augment de la temperatura) amb un seccionador bimetàl·lic. Aquesta precaució ajudarà a mantenir el bobinatge del motor intacte quan el rotor estigui bloquejat per una unitat encallada.
Els diferents temps de resposta són útils per garantir el funcionament selectiu dels equips de protecció. Els dispositius amb menor latència s’instal·len a les línies.En cas d'emergència, només la part danyada es desconnecta de l'electricitat. La màquina introductòria no tindrà temps d’apagar-se. La font d'alimentació a través d'altres circuits és útil per mantenir la il·luminació, la senyalització i altres sistemes d'enginyeria en bon estat.
Selecció de la màquina per potència
Els passos de treball individuals es simplifiquen mitjançant calculadores especialitzades. Aquests programes proporcionen informació i llocs de referència de forma gratuïta. Però la selecció de la màquina en termes de potència s'haurà de fer sobre la base d'equips reals.
Algorisme típic:
- especifiqueu les dades inicials sobre el consum de dispositius individuals;
- distribuir en grups, especificar els valors totals;
- els resultats obtinguts s’utilitzen per seleccionar equips de protecció.
Aquest paràmetre indica la preservació de la funcionalitat amb un excés múltiple de càrregues actuals (vegades):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Els requisits per als models de màquines es formen tenint en compte la qualificació i la classe de capacitats de commutació. Els equips de protecció s’escullen amb un marge per garantir l’operativitat en cas d’emergència.
Manera tabular
Els materials de referència indiquen quanta potència de càrrega es pot aplicar si les màquines s’instal·len a diferents xarxes d’energia. Exemple per al model 2 A (valors en kW):
- 220 V, 1 (2) pols, connexió monofàsica - 0,4;
- 380 V, 3 pols, "triangle" - 2,3;
- 380 V, quart pol, "estrella" - 1,3.
El resultat s'ha d'incrementar fins al valor més proper a la gamma de models per garantir la fiabilitat.
Manera gràfica
Aquesta tècnica aplica principis similars. Però els paràmetres de prova es presenten en una forma gràfica clara.
Matisos d’elecció
En qualsevol cas, l'elecció d'un interruptor de corrent (potència) es fa amb un marge. Els experts recomanen utilitzar un factor multiplicador d’1,4-1,6. Al mateix temps, es comprova la capacitat del cablejat per suportar la càrrega màxima.
Càlcul de la màquina per a la secció del cablejat
Per a una xarxa domèstica típica, les dades es poden treure de la taula següent:
| Secció del conductor, mm quadrats | Potència de càrrega admissible, W | Qualificació de trencament, A | ||
| Coure | Alumini | 220 A, 1 fase | 380V, 3 fases | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Triar un interruptor per mida del cable ajuda a protegir el cablejat. Aquesta tècnica és recomanada per especialistes experimentats. Si es desconeix l'àrea, es calcula mitjançant una fórmula geomètrica típica, tenint en compte el diàmetre mesurat (D) del conductor: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Fórmula per calcular la potència per corrent i tensió
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Les dades inicials per al càlcul es poden treure dels llibres de referència. També s’utilitzen els resultats de la mesura.
Càrrega activa
Les làmpades i els escalfadors incandescents no són reactius. Aquestes càrregues no desplacen les fases de corrents i tensions. L’energia es consumeix completament al doble de la freqüència.
Càrrega capacitiva
Quan un condensador està connectat a una xarxa de corrent altern, l'energia s'intercanvia en les dues direccions. Aquest procés no s’acompanya d’un treball útil.
Impacte negatiu de la càrrega reactiva
En les explicacions proporcionades, es considera la situació ideal. Tanmateix, en realitat, cada element reactiu té una certa resistència elèctrica. Tingueu en compte les pèrdues corresponents als cables de connexió i altres components del circuit.
Amb valors significatius del component capacitiu (inductiu), cal tenir en compte els problemes assenyalats. En alguns esquemes, a més d’augmentar la capacitat de càrrega de les màquines, s’utilitzen components de compensació addicionals.
Quins corrents s’utilitzen per calcular màquines
La potència del dispositiu de protecció es selecciona segons el corrent de cablejat (valor calculat o tabular), tenint en compte el consum de la càrrega connectada.La qualificació de la màquina s’escull menys per tal de mantenir la integritat de la línia elèctrica durant el funcionament. En diferents parts de la xarxa, s’instal·len conductors de la secció corresponent, guiats pels principis d’una estructura d’arbre.
Es permet una reducció intencionada de l’interruptor automàtic quan es connecten càrregues amb un consum d’energia reduït. Aquesta opció implica l'ús de línies amb un marge actual gran. Aquesta solució protegeix millor l’equip connectat dels danys.
