Die richtige Verwendung von Schutzeinrichtungen verhindert einen elektrischen Schlag, das Auftreten und die Entwicklung von Notfallsituationen. Die richtige Auswahl der Maschine entsprechend der Lastleistung ist für den Aufbau neuer und die Modernisierung der betriebenen Stromversorgungsnetze notwendig.
- Wofür sind Leistungsschalter und wie funktionieren sie?
- Warum ist die Fehlanpassung des Kabels an die Netzwerklast gefährlich?
- Schwacher Linkschutz
- Interne Verdrahtungsvorrichtung
- So berechnen Sie die Nennleistung eines Leistungsschalters
- Ermittlung der Gesamtleistung der Verbraucher
- Aktiv- und Nennkomponente
- Erhöhte Anlaufströme
- Bedarfsfaktorrechnung
- Berechnung des Stromverbrauchs
- Wahl des Leiterquerschnitts
- Stromleistungsschalter-Nennwerte
- Die Regeln für die Wahl der Konfession
- Auswahl der Maschine nach Leistung
- Tabellarischer Weg
- Grafischer Weg
- Nuancen nach Wahl
- Berechnung der Maschine für den Abschnitt der Verkabelung
- Formel zur Berechnung der Leistung nach Strom und Spannung
- Aktive Last
- Kapazitive Last
- Negativer Einfluss der reaktiven Last
- Welche Ströme werden für Rechenmaschinen verwendet
Wofür sind Leistungsschalter und wie funktionieren sie?
Geräte dieser Kategorie sind in der Lage, einen übermäßigen Verbrauch an elektrischer Energie zu registrieren. Dies geschieht bei einem Kurzschluss oder beim Anschluss von Hochleistungs- oder Blindlasten. In solchen Situationen trennt der Leistungsschalter die 220 (380) V-Stromversorgung ohne Benutzereingriff.
In der Standardausführung werden zwei Technologien verwendet, um die angegebenen Funktionen auszuführen. Bei einem schnellen Anstieg der Stromstärke über den durch die Berechnung ermittelten Wert hinaus erzeugt der Elektromagnet ein Magnetfeld, das den Schaft bewegt. Durch einen mechanischen Antrieb öffnet diese Einheit die Kontaktgruppe. Die Knotenparameter werden unter Berücksichtigung der Startlasten berechnet, um Fehlalarme auszuschließen.
Der zweite Schutz wird durch ein bekanntes Phänomen organisiert - das Erhitzen eines Leiters durch Durchleiten eines Stroms. Der entsprechende Abschnitt der Kette wird aus einer Bimetallplatte gebildet. Bei steigender Temperatur ändert es seine Form, bis der Kontakt bricht. Einige Automatenmodelle bieten eine spezielle Einstellung zum Einstellen der Empfindlichkeitsstufe.
Warum ist der Kabelkonflikt mit der Netzwerklast gefährlich?
Mögliche Probleme werden anhand eines konkreten Beispiels leichter verständlich. Ausgangsdaten:
- Standard-Netzteil mit Wechselspannung U = 220 V;
- die Wohnung hat eine alte Aluminiumverkabelung (Querschnitt 2,5 mm²);
- Maschinenstromstärke - 30 A;
- Angeschlossen sind 6 Konvektoren mit je 750 W und ein Bügeleisen mit 850 W.
Zahlung:
- Gesamtleistung (P) der Verbraucher - 5 350 W;
- der Strom (I) im Stromkreis berechnet sich nach der Formel I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).
Die Maschine funktioniert in einer solchen Situation nicht (30> 24.32A). Ein solcher Strom wird den Aluminiumdraht stark erhitzen und die Isolierung schmelzen. Der durch einen Kurzschluss zerstörte Stromkreis muss wiederhergestellt werden, was bei der Installation von Netzwerken in Gebäudestrukturen schwierig ist. Im schlimmsten Fall werden erhebliche Sachwerte durch Feuer zerstört.
Gemäß den "PUE" -Standards für einen Leiter mit den berücksichtigten Parametern sollte die Lastleistung beim Anschluss an ein einphasiges 220-V-Netz 4,4 kW nicht überschreiten. Die entsprechende Stromgrenze liegt bei 20 A. Die negative Entwicklung der Situation kann durch "Verdrehungen", Oxide und andere Defekte in den Gelenken begünstigt werden.
Schwacher Linkschutz
Neben dem Querschnitt wird bei der Auswahl geeigneter Kabelprodukte auf reale Einsatzbedingungen geachtet.Die normierten Werte gelten für das Erhitzen bis zu einer Temperatur von nicht mehr als + 60 ° C. Bei der Installation der Leitung auf einem Grundstück in der Nähe eines Landhauses ist ein Schutz vor Feuchtigkeit und anderen nachteiligen äußeren Einflüssen erforderlich.
Alle Teile des Stromnetzes werden sorgfältig geprüft. Die Grundregel ist ein zuverlässiger Schutz unter Berücksichtigung der Leistung der Site mit den schlechtesten Parametern. Dabei ist zu beachten, dass Kupfer im Vergleich zu Aluminium mit gleichem Querschnitt für hohe Belastungen ausgelegt ist. Die Reinheit des Metalls ist von einiger Bedeutung. Wenn die Verunreinigungen zunehmen, verschlechtert sich die Leitfähigkeit und unnötige und gefährliche Wärmeverluste nehmen zu.
Interne Verdrahtungsvorrichtung
- ein Einführungsautomat muss vor dem Tresen platziert werden;
- hinter dem Steuergerät ist eine allgemeine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) montiert;
- einzelne Linien zusätzlich mit Automatikschaltern (AB) ausstatten.
RCD verhindert Unfälle, die Ableitströme provozieren. In manchen Situationen verhindert es einen Stromschlag. Komplexe Schutzmaßnahmen werden jedoch mit Leistungsschaltern durchgeführt. Achten Sie auf eine wirksame Erdung.
In der Regel ist es praktisch, mehrere Gruppen in die Küche zu stellen, um die Lasten gleichmäßig zu verteilen. Es wird besonders empfohlen, die Verteilung von leistungsstarken Verbrauchern sorgfältig auszuwählen:
- Kochfelder;
- Öfen;
- Heizkessel, Kessel, Durchlauferhitzer;
- elektrische Konvektoren, Heißluftpistolen;
- Konditionierer.
Der Schaltplan hat eine Baumstruktur. Machen Sie von der Mittellinie des "Stamms" die notwendigen Zweige des "Zweigs", um Steckdosen und Schalter anzuschließen.
So berechnen Sie die Nennleistung eines Leistungsschalters
Ermittlung der Gesamtleistung der Verbraucher
Wie viel Strom für die Funktion von Lampen und anderen Produkten benötigt wird, ist in der Begleitdokumentation vermerkt. Die Leistung ist auf dem Gehäuse angegeben. Diese Daten können auf der offiziellen Website des Herstellers abgerufen werden. Es reicht jedoch nicht aus, die Kilowatt einfach zusammenzuzählen.
Aktiv- und Nennkomponente
Der im Beispiel gezeigte einfache Berechnungsalgorithmus beschreibt eine ohmsche Lastsituation. Diese Komponente (Wirkleistung - P) ist im technischen Pass des entsprechenden Produkts angegeben. Sie wird vom Zähler für regelmäßige Zahlungen der verbrauchten Energie ermittelt.
Beim Anschluss einer Werkzeugmaschine oder anderer Geräte mit elektrischem Antrieb müssen Sie jedoch den induktiven Anteil berücksichtigen. Sie wirken auf die gleiche Weise, wenn sich im Stromkreis ein Kondensator befindet.
Formeln und Erklärungen:
- P = S * cosϕ;
- Q = S * sinϕ;
- S = P / cosϕ;
- ϕ ist der Winkel zwischen den Vektoren P und S (Phasenverschiebung).
Blindanteil (Q) bezeichnet den zyklischen Energieaustausch zwischen der Stromversorgung und der Last. Die Summe der Vektoren P und Q hilft bei der Bestimmung der endgültigen Scheinleistung (S).
Erhöhte Anlaufströme
Die Liste enthält typische Überschreitungspegel, die die Magnetventilauslösung aktivieren. In Klammern sind die Zeitverzögerungen angegeben, bis der Stromkreis durch die Bimetallplatte unterbrochen wird (sec):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5-mal (1,5);
- D - 10 mal (0,4).
Die entsprechenden Modi wurden bei der Erstellung von Profilstandards berücksichtigt.Um ein fehlerhaftes Herunterfahren zu verhindern, ist es notwendig, den entsprechenden Maschinentyp auszuwählen.
Bedarfsfaktorrechnung
Dieser Korrekturfaktor (Кс) wird verwendet, um Belastungen unter realen Betriebsbedingungen zu berücksichtigen: Berechnet = S * Кс. Sein Wert (Bereich von 0 bis 1) gibt die Anzahl der angeschlossenen Verbraucher an. Diese Methode ist praktisch bei der Erstellung von Büro- und Industrieprojekten, was die Verwendung der gleichen Art von Geräten erfordert: Maschinen, Computer usw.
Bei Haushaltsaufgaben ist es nicht schwer, anhand einer elementaren Prüfung die richtigen Schlüsse zu ziehen. Es ist schwer vorstellbar, dass in einem Raum gleichzeitig eine Klimaanlage zum Kühlen verwendet wird und die Luft mit einem Heizlüfter erwärmt wird.
Berechnung des Stromverbrauchs
Die angegebenen Phasenverschiebungsformeln werden verwendet, um induktive und kapazitive Lasten zu korrigieren. Resistive werden nach Passdaten ohne Neuberechnung berücksichtigt. Der cos ϕ-Wert ist der Begleitdokumentation zu entnehmen.
Sie können die Stromstärke wie folgt berechnen:
- P / U - Konstantstromversorgungen, ohmsche Lasten;
- P / (U * cos ) = P / (220 * cos ϕ) - eine Phase, ~ 220 V, reaktive Eigenschaften des Verbrauchers;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ) - Dreiphasennetz ~ 380 V, induktive (kapazitive) Geräteparameter.
Sie können echte Spannungen mit einem Multimeter messen. Die Art und Weise der Durchführung von Arbeitsvorgängen ist in den offiziellen Anweisungen des Herstellers angegeben.
Wahl des Leiterquerschnitts
Die notwendigen Angaben zu den Tragfähigkeiten sind in den offiziellen Unterlagen der Kabelhersteller enthalten. Es wird empfohlen, einen größeren Querschnitt aus der Serie zu wählen, um eine Überhitzung und Beschädigungen im Betrieb auszuschließen. Für Wohnräume sind nach den aktuellen Vorschriften Leiter mit einer Fläche von 1,5 mm oder mehr geeignet.
Angesichts des erhöhten Leistungsgewichts moderner Immobilienobjekte wird die Mindestnetzkapazität nicht ausreichen. Experten raten dazu, im Rahmen der späteren Modernisierung den Anschluss zusätzlicher Geräte vorzusehen.
Stromleistungsschalter-Nennwerte
- Klärung des Schemas für den Anschluss von Verbrauchern;
- technische Daten sammeln, Spannung messen;
- nach dem vorgestellten Schema werden sie separat berechnet, die Ströme in den einzelnen Stromkreisen werden summiert;
- für jede Gruppe muss eine automatische Maschine ausgewählt werden, die der entsprechenden Belastung standhält.
- Kabelprodukte mit geeignetem Leiterquerschnitt ermitteln.
Werden die Netze in Tore eingebaut und verputzt, ist die Demontage zu schwierig. In diesem Fall wird die Auswahl der Maschine über den Abschnitt des Kabels verwendet. Sie beginnen mit einer Bewertung der Tragfähigkeiten der bestehenden Leitungen. Dieses Ergebnis wird verwendet, um geeignete Modelle von Schutzeinrichtungen zu evaluieren. Weiterhin werden die Verbraucher unter Berücksichtigung der Gesamtkapazität in Gruppen eingeteilt (gemeinsame Nutzung).
Die Regeln für die Wahl der Konfession
Für korrekte Schlussfolgerungen müssen die Besonderheiten der angeschlossenen Geräte berücksichtigt werden. Wenn der berechnete Gesamtstrom 19 Ampere beträgt, kaufen Benutzer lieber ein 25-A-Gerät. Diese Lösung setzt die Möglichkeit voraus, zusätzliche Lasten ohne wesentliche Einschränkungen aufzubringen.
In einigen Situationen ist es jedoch besser, einen 20-A-Leistungsschalter zu wählen. Dies ermöglicht bei einem Bimetall-Trennschalter eine relativ kürzere Zeit zum Abschalten bei Stromanstieg (Temperaturanstieg). Diese Vorsichtsmaßnahme trägt dazu bei, dass die Motorwicklung intakt bleibt, wenn der Rotor durch einen blockierten Antrieb blockiert wird.
Unterschiedliche Reaktionszeiten sind sinnvoll, um den selektiven Betrieb von Schutzeinrichtungen zu gewährleisten. Auf den Leitungen werden Geräte mit geringerer Latenz installiert.Im Notfall wird nur das beschädigte Teil vom Strom getrennt. Die einführende Maschine hat keine Zeit zum Herunterfahren. Die Stromversorgung über andere Stromkreise ist nützlich, um Beleuchtungs-, Signal- und andere technische Systeme in Betrieb zu halten.
Auswahl der Maschine nach Leistung
Einzelne Arbeitsschritte werden durch spezialisierte Rechner vereinfacht. Solche Programme stellen kostenlos Informationen und Referenzseiten zur Verfügung. Die Auswahl der Maschine in Bezug auf die Leistung muss jedoch auf der Grundlage der realen Ausrüstung erfolgen.
Typischer Algorithmus:
- geben Sie die Ausgangsdaten zum Verbrauch einzelner Geräte an;
- in Gruppen aufteilen, Gesamtwerte angeben;
- die erhaltenen ergebnisse werden zur auswahl der schutzausrüstung verwendet.
Dieser Parameter bezeichnet den Funktionserhalt bei einer mehrfachen Überschreitung der Strombelastungen (Zeiten):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Die Anforderungen an die Maschinenmodelle werden unter Berücksichtigung der Bewertung und Klasse der Schaltfähigkeiten gebildet. Schutzausrüstung wird mit einem Spielraum gewählt, um die Funktionsfähigkeit im Notfall zu gewährleisten.
Tabellarischer Weg
Die Referenzmaterialien geben an, wie viel Lastleistung aufgebracht werden kann, wenn die Maschinen in unterschiedlichen Stromnetzen installiert sind. Beispiel für 2 A-Modell (Werte in kW):
- 220 V, 1 (2) Pole, einphasiger Anschluss - 0,4;
- 380 V, 3-polig, "Dreieck" - 2,3;
- 380 V, 4. Pol, "Stern" - 1.3.
Das Ergebnis muss aus Gründen der Zuverlässigkeit auf den nächsten Wert im Modellbereich erhöht werden.
Grafischer Weg
Diese Technik wendet ähnliche Prinzipien an. Aber die Testparameter werden in einer übersichtlichen grafischen Form dargestellt.
Nuancen nach Wahl
In jedem Fall wird die Wahl eines Strom-(Leistungs-)Schutzschalters mit einem Spielraum getroffen. Experten empfehlen die Verwendung eines Multiplikationsfaktors von 1,4-1,6. Gleichzeitig wird die Belastbarkeit der Verkabelung geprüft.
Berechnung der Maschine für den Abschnitt der Verkabelung
Für ein typisches Haushaltsnetz können die Daten der folgenden Tabelle entnommen werden:
| Leiterquerschnitt, mm² | Zulässige Lastleistung, W | Leistungsschalter, A | ||
| Kupfer | Aluminium | 220 A, 1 Phase | 380V, 3 Phasen | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Die Auswahl eines Unterbrechers nach Kabelgröße trägt zum Schutz der Verkabelung bei. Diese Technik wird von erfahrenen Spezialisten empfohlen. Ist die Fläche unbekannt, wird sie nach einer typischen geometrischen Formel unter Berücksichtigung des gemessenen Durchmessers (D) des Leiters berechnet: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Formel zur Berechnung der Leistung nach Strom und Spannung
- S = U * I;
- P = U * I * cos ;
- Q = U * I * sin .
Die Ausgangsdaten für die Berechnung können den Nachschlagewerken entnommen werden. Auch Messergebnisse werden verwendet.
Aktive Last
Glühlampen und Heizungen sind nicht reaktiv. Solche Lasten verschieben die Phasen von Strömen und Spannungen nicht. Die Leistung wird bei doppelter Frequenz vollständig verbraucht.
Kapazitive Last
Beim Anschluss eines Kondensators an ein Wechselstromnetz wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht. Dieser Prozess wird nicht von nützlicher Arbeit begleitet.
Negativer Einfluss der reaktiven Last
In den Erläuterungen wird die Idealsituation betrachtet. In Wirklichkeit hat jedoch jedes reaktive Element einen bestimmten elektrischen Widerstand. Beachten Sie die entsprechenden Verluste in den Anschlussdrähten und anderen Schaltungskomponenten.
Bei signifikanten Werten des kapazitiven (induktiven) Anteils müssen die genannten Probleme berücksichtigt werden. In einigen Schemata werden zusätzlich zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Maschinen zusätzliche Ausgleichskomponenten verwendet.
Welche Ströme werden für Rechenmaschinen verwendet
Die Leistung des Schutzgerätes wird entsprechend dem Verdrahtungsstrom (berechneter oder tabellarischer Wert) unter Berücksichtigung der Aufnahme der angeschlossenen Last gewählt.Die Nennleistung der Maschine wird weniger gewählt, um die Integrität der Stromleitung während des Betriebs zu erhalten. In verschiedenen Teilen des Netzwerks werden Leiter des entsprechenden Abschnitts nach den Prinzipien einer Baumstruktur installiert.
Beim Anschluss von Verbrauchern mit reduzierter Leistungsaufnahme ist eine bewusste Reduzierung der Leistungsschalterleistung zulässig. Diese Option impliziert die Verwendung von Leitungen mit einem großen Stromspielraum. Diese Lösung schützt die angeschlossenen Geräte besser vor Beschädigungen.
