El uso correcto de los dispositivos de protección evita descargas eléctricas, la ocurrencia y el desarrollo de situaciones de emergencia. La elección correcta de la máquina de acuerdo con la potencia de carga es necesaria para la creación de nuevas y la modernización de las redes de suministro de energía operadas.
- Para que sirven los disyuntores y como funcionan
- ¿Por qué es peligrosa la falta de coincidencia del cable con la carga de la red?
- Protección de enlace débil
- Dispositivo de cableado interno
- Cómo calcular la clasificación de un disyuntor
- Determinación del poder total de los consumidores.
- Componente activo y nominal
- Corrientes de arranque aumentadas
- Contabilidad del factor de demanda
- Cálculo del consumo de energía
- Elección de la sección transversal de los conductores.
- Clasificaciones actuales del disyuntor
- Las reglas para elegir la denominación
- Selección de la máquina por potencia
- Vía tabular
- Manera gráfica
- Matices de elección
- Cálculo de la máquina para la sección del cableado.
- Fórmula para calcular la potencia por corriente y voltaje.
- Carga activa
- Carga capacitiva
- Impacto negativo de la carga reactiva
- ¿Qué corrientes se utilizan para calcular las máquinas?
Para que sirven los disyuntores y como funcionan
Los dispositivos de esta categoría son capaces de registrar un consumo excesivo de energía eléctrica. Esto sucede cuando hay un cortocircuito o cuando se conectan cargas reactivas o de alta potencia. En tales situaciones, el disyuntor desconecta la fuente de alimentación de 220 (380) V sin la intervención del usuario.
Se utilizan dos tecnologías en el diseño estándar para realizar las funciones indicadas. Con un rápido aumento de la intensidad de la corriente por encima del nivel determinado por el cálculo, el solenoide crea un campo magnético que mueve el vástago. Mediante un accionamiento mecánico, esta unidad abre el grupo de contactos. Los parámetros del nodo se calculan teniendo en cuenta las cargas iniciales para excluir falsas alarmas.
La segunda protección se organiza mediante un fenómeno bien conocido: calentar un conductor al pasar una corriente. La sección correspondiente de la cadena se crea a partir de una placa bimetálica. A medida que aumenta la temperatura, cambia de forma hasta que se rompe el contacto. Algunos modelos de máquinas expendedoras proporcionan un ajuste especial para ajustar el nivel de sensibilidad.
¿Por qué es peligrosa la falta de coincidencia del cable con la carga de la red?
Los posibles problemas son más fáciles de entender con un ejemplo específico. Datos iniciales:
- fuente de alimentación estándar con tensión alterna U = 220 V;
- el apartamento tiene cableado de aluminio antiguo (sección 2,5 mm cuadrados);
- amperaje de la máquina - 30 A;
- Se conectan 6 convectores de 750 W cada uno y una plancha de 850 W.
Pago:
- potencia total (P) de los consumidores - 5350 W;
- la corriente (I) en el circuito se calcula mediante la fórmula I = P / U = 5350/220 = 24,32 A).
La máquina no funcionará en tal situación (30> 24.32A). Tal corriente calentará mucho el cable de aluminio y derretirá el aislamiento. El circuito destruido por un cortocircuito deberá ser restaurado, lo que es difícil cuando se instalan redes dentro de estructuras de edificios. En la peor situación, un incendio destruirá importantes activos materiales.
De acuerdo con los estándares "PUE" para un conductor con los parámetros considerados, la potencia de carga cuando se conecta a una red monofásica de 220V no debe exceder los 4.4 kW. El límite de corriente correspondiente es de 20 A. El desarrollo negativo de la situación puede verse facilitado por "torsiones", óxidos y otros defectos en las juntas.
Protección de enlace débil
Además de la sección transversal, al elegir productos de cable adecuados, se presta atención a las condiciones de funcionamiento reales.Los valores normalizados se dan para calentar hasta una temperatura que no exceda los + 60 ° C. Al instalar la línea en un sitio cerca de una casa de campo, es necesario brindar protección contra la humedad y otras influencias externas adversas.
Todas las partes de la red eléctrica se controlan cuidadosamente. La regla básica es una protección confiable, teniendo en cuenta el rendimiento del sitio con los peores parámetros. Debe tenerse en cuenta que el cobre está diseñado con la misma sección transversal para cargas pesadas en comparación con el aluminio. La pureza del metal tiene cierta importancia. A medida que aumentan las impurezas, la conductividad se deteriora y aumentan las pérdidas por calentamiento innecesarias y peligrosas.
Dispositivo de cableado interno
- se debe colocar una máquina de presentación antes del mostrador;
- detrás del dispositivo de control, se monta un dispositivo de corriente residual general (RCD);
- equipar además las líneas individuales con interruptores automáticos (AB).
El RCD evita accidentes que provoquen corrientes de fuga. En algunas situaciones, evita descargas eléctricas. Sin embargo, se realizan complejas medidas de protección mediante disyuntores. Asegúrese de utilizar una conexión a tierra eficaz.
Como regla general, es conveniente colocar varios grupos en la cocina para distribuir uniformemente las cargas. Se recomienda especialmente seleccionar cuidadosamente la distribución de consumidores poderosos:
- encimeras
- hornos
- calderas de calefacción, calderas, calentadores de flujo;
- convectores eléctricos, pistolas de calor;
- acondicionadores.
El diagrama de cableado tiene una estructura de árbol. Desde la línea central del "tronco" haga las ramas necesarias de la "rama" para conectar enchufes e interruptores.
Cómo calcular la clasificación de un disyuntor
Determinación del poder total de los consumidores.
La cantidad de electricidad necesaria para el funcionamiento de las lámparas y otros productos se indica en la documentación adjunta. La potencia está indicada en el estuche. Estos datos se pueden obtener en el sitio web oficial del fabricante. Sin embargo, simplemente sumar los kilovatios no es suficiente.
Componente activo y nominal
El algoritmo de cálculo simple que se muestra en el ejemplo describe una situación de carga resistiva. Es este componente (potencia activa - P) el que se indica en el pasaporte técnico del producto correspondiente. Lo determina el contador para pagos regulares de la energía consumida.
Sin embargo, al conectar una máquina herramienta u otro equipo con accionamiento eléctrico, deberá tener en cuenta el componente inductivo. Actúan de la misma manera si hay un condensador en el circuito.
Fórmulas y explicaciones:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ es el ángulo entre los vectores P y S (desplazamiento de fase).
El componente reactivo (Q) se refiere al intercambio cíclico de energía entre la fuente de alimentación y la carga. La suma de los vectores P y Q ayudará a determinar la potencia aparente final (S).
Corrientes de arranque aumentadas
La lista contiene niveles típicos de sobreimpulso que activarán el disparo del solenoide. Entre paréntesis, se dan los retrasos de tiempo hasta que la placa bimetálica rompe el circuito (seg):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 veces (1,5);
- D - 10 veces (0,4).
Los modos correspondientes se tuvieron en cuenta al crear estándares de perfil.Para evitar paradas erróneas, es necesario seleccionar el tipo de máquina adecuado.
Contabilidad del factor de demanda
Este factor de corrección (Кс) se utiliza para tener en cuenta las cargas en condiciones reales de funcionamiento: Calculado = S * Кс. Su valor (rango de 0 a 1) indica el número de consumidores conectados. Este método es conveniente de usar al crear proyectos de oficina e industriales, lo que implica el uso del mismo tipo de equipo: máquinas, computadoras, etc.
Para las tareas del hogar, no es difícil sacar la conclusión correcta basada en una verificación elemental. Es difícil imaginar una situación en la que un acondicionador de aire se usa simultáneamente en una habitación para enfriar y el aire se calienta con un calentador de ventilador.
Cálculo del consumo de energía
Las fórmulas de cambio de fase proporcionadas se utilizan para corregir cargas inductivas y capacitivas. Los resistivos se tienen en cuenta de acuerdo con los datos del pasaporte sin volver a calcularlos. El valor de cos ϕ se toma de la documentación adjunta.
Puede calcular el amperaje de la siguiente manera:
- P / U - fuentes de alimentación constantes, cargas resistivas;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - una fase, ~ 220V, características reactivas del consumidor;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - red trifásica ~ 380V, parámetros inductivos (capacitivos) del equipo.
Puede medir voltajes reales usando un multímetro. El método de realizar las operaciones de trabajo se da en las instrucciones oficiales del fabricante.
Elección de la sección transversal de los conductores.
La información necesaria sobre las capacidades de carga se encuentra en la documentación oficial de los fabricantes de cables. Se recomienda elegir una sección transversal más grande de la serie para excluir el sobrecalentamiento y los daños durante el funcionamiento. De acuerdo con las reglas actuales, los conductores con un área de 1,5 mm o más son adecuados para locales residenciales.
Teniendo en cuenta la mayor relación potencia / peso de los objetos inmobiliarios modernos, la capacidad mínima de la red no será suficiente. Los expertos aconsejan proporcionar la conexión de equipos adicionales como parte de la modernización posterior.
Clasificaciones actuales del disyuntor
- aclarar el esquema para conectar a los consumidores;
- recopilar datos técnicos, medir voltaje;
- de acuerdo con el esquema presentado, se calculan por separado, se suman las corrientes en circuitos individuales;
- para cada grupo, es necesario seleccionar una máquina automática que resista la carga correspondiente;
- Determine los productos de cable con una sección de conductor adecuada.
Si las redes se instalan en las puertas y se cubren con yeso, el desmontaje es demasiado difícil. En este caso, se utiliza la selección de la máquina sobre la sección del cable. Comienzan con una evaluación de las capacidades de carga de las líneas existentes. Este resultado se utiliza para evaluar modelos adecuados de dispositivos de protección. Además, los consumidores se dividen en grupos, teniendo en cuenta la capacidad total (uso compartido).
Las reglas para elegir la denominación
Para obtener conclusiones correctas, es necesario tener en cuenta las peculiaridades del equipo conectado. Si la corriente total calculada es de 19 amperios, los usuarios prefieren comprar un dispositivo de 25 A. Esta solución asume la posibilidad de aplicar cargas adicionales sin restricciones significativas.
Sin embargo, en algunas situaciones es mejor elegir un disyuntor de 20A. Esto proporciona un tiempo de apagado relativamente más corto cuando la corriente aumenta (aumento de temperatura) con un seccionador bimetálico. Esta precaución ayudará a mantener intacto el devanado del motor cuando el rotor esté bloqueado por una transmisión atascada.
Diferentes tiempos de respuesta son útiles para asegurar el funcionamiento selectivo de los equipos de protección. Los dispositivos con menor latencia se instalan en las líneas.En caso de emergencia, solo la parte dañada se desconecta de la electricidad. La máquina de introducción no tendrá tiempo de apagarse. El suministro de energía a través de otros circuitos es útil para mantener en funcionamiento la iluminación, la señalización y otros sistemas de ingeniería.
Selección de la máquina por potencia
Los pasos de trabajo individuales se simplifican utilizando calculadoras especializadas. Estos programas proporcionan información y sitios de referencia de forma gratuita. Pero la selección de la máquina en términos de potencia deberá realizarse en base a equipos reales.
Algoritmo típico:
- especificar los datos iniciales sobre el consumo de dispositivos individuales;
- distribuir en grupos, especificar los valores totales;
- los resultados obtenidos se utilizan para seleccionar equipos de protección.
Este parámetro denota la preservación de la funcionalidad con un exceso múltiple de cargas de corriente (tiempos):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Los requisitos para los modelos de máquinas se forman teniendo en cuenta la clasificación y la clase de capacidades de conmutación. El equipo de protección se elige con un margen para garantizar la operatividad en caso de emergencia.
Vía tabular
Los materiales de referencia indican cuánta potencia de carga se puede aplicar si las máquinas están instaladas en diferentes redes eléctricas. Ejemplo para modelo 2 A (valores en kW):
- 220 V, 1 (2) polos, conexión monofásica - 0.4;
- 380 V, 3 polos, "triángulo" - 2,3;
- 380 V, 4º polo, "estrella" - 1.3.
El resultado debe aumentarse al valor más cercano en el rango del modelo para mayor confiabilidad.
Manera gráfica
Esta técnica aplica principios similares. Pero los parámetros de prueba se presentan en una forma gráfica clara.
Matices de elección
En cualquier caso, la elección de un disyuntor de corriente (potencia) se realiza con un margen. Los expertos recomiendan utilizar un factor de multiplicación de 1,4 a 1,6. Al mismo tiempo, se verifica la capacidad del cableado para soportar la carga máxima.
Cálculo de la máquina para la sección del cableado.
Para una red doméstica típica, los datos se pueden tomar de la siguiente tabla:
| Sección del conductor, mm sq. | Potencia de carga admisible, W | Clasificación del interruptor, A | ||
| Cobre | Aluminio | 220 A, monofásico | 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 |
La elección de un disyuntor según el tamaño del cable ayuda a proteger el cableado. Esta técnica es recomendada por especialistas con experiencia. Si se desconoce el área, se calcula utilizando una fórmula geométrica típica, teniendo en cuenta el diámetro medido (D) del conductor: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Fórmula para calcular la potencia por corriente y voltaje.
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Los datos iniciales para el cálculo se pueden tomar de los libros de referencia. También se utilizan los resultados de la medición.
Carga activa
Las lámparas incandescentes y los calentadores no son reactivos. Tales cargas no cambian las fases de corrientes y voltajes. La energía se consume en su totalidad al doble de frecuencia.
Carga capacitiva
Cuando un condensador está conectado a una red de CA, la energía se intercambia en ambas direcciones. Este proceso no va acompañado de un trabajo útil.
Impacto negativo de la carga reactiva
En las explicaciones proporcionadas, se considera la situación ideal. Sin embargo, en realidad, cada elemento reactivo tiene una determinada resistencia eléctrica. Tenga en cuenta las pérdidas correspondientes en los cables de conexión y otros componentes del circuito.
Con valores significativos del componente capacitivo (inductivo), se deben tener en cuenta los problemas señalados. En algunos esquemas, además de aumentar la capacidad de carga de las máquinas, se utilizan componentes de compensación adicionales.
¿Qué corrientes se utilizan para calcular las máquinas?
La potencia del dispositivo de protección se selecciona de acuerdo con la corriente de cableado (valor calculado o tabular), teniendo en cuenta el consumo de la carga conectada.La clasificación de la máquina se elige menos para mantener la integridad de la línea eléctrica durante la operación. En diferentes partes de la red, se instalan conductores de la sección correspondiente, guiados por los principios de una estructura de árbol.
Se permite la reducción intencional de la clasificación del disyuntor cuando se conectan cargas con un consumo de energía reducido. Esta opción implica el uso de líneas con un gran margen de corriente. Esta solución protege mejor el equipo conectado contra daños.
