Jak wybrać wyłącznik do mocy obciążenia?

Prawidłowe stosowanie urządzeń ochronnych zapobiega porażeniu prądem, powstawaniu i rozwojowi sytuacji awaryjnych. Właściwy dobór maszyny w zależności od mocy obciążenia jest niezbędny do tworzenia nowych i modernizacji eksploatowanych sieci zasilających.

Do czego służą wyłączniki i jak działają they

Urządzenia z tej kategorii mogą rejestrować nadmierne zużycie energii elektrycznej. Dzieje się tak, gdy występuje zwarcie lub gdy podłączone są obciążenia o dużej mocy lub reaktywne. W takich sytuacjach wyłącznik odłącza zasilanie 220 (380) V bez interwencji użytkownika.

W standardowym projekcie do realizacji wskazanych funkcji wykorzystywane są dwie technologie. Przy gwałtownym wzroście natężenia prądu powyżej poziomu określonego w obliczeniach elektromagnes wytwarza pole magnetyczne, które porusza trzpieniem. Poprzez napęd mechaniczny to urządzenie otwiera grupę styków. Parametry węzła są obliczane z uwzględnieniem obciążeń początkowych w celu wykluczenia fałszywych alarmów.

Druga ochrona jest zorganizowana przy użyciu dobrze znanego zjawiska - podgrzewania przewodnika przez przepuszczenie prądu. Odpowiednia część łańcucha jest utworzona z bimetalicznej płytki. Wraz ze wzrostem temperatury zmienia kształt, aż do zerwania styku. Niektóre modele automatów sprzedających zapewniają specjalną regulację poziomu czułości.

Dlaczego niedopasowanie kabla do obciążenia sieci jest niebezpieczne?

Ewentualne problemy łatwiej zrozumieć na konkretnym przykładzie. Wstępne dane:

• standardowe zasilanie napięciem przemiennym U = 220 V;
• mieszkanie ma stare okablowanie aluminiowe (przekrój 2,5 mm kw.);
• prąd maszyny - 30 A;
• Podłączono 6 konwektorów o mocy 750 W każdy i jedno żelazko o mocy 850 W.

Zapłata:

• całkowita moc (P) konsumentów - 5 350 W;
• prąd (I) w obwodzie jest obliczany według wzoru I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).

Maszyna w takiej sytuacji nie zadziała (30>24,32A). Taki prąd znacznie ogrzeje drut aluminiowy, stopi izolację. Obwód zniszczony przez zwarcie będzie musiał zostać przywrócony, co jest trudne podczas instalowania sieci wewnątrz konstrukcji budowlanych. W najgorszej sytuacji pożar zniszczy znaczne dobra materialne.

Zgodnie z normami „PUE” dla przewodu o rozważanych parametrach moc obciążenia przy podłączeniu do jednofazowej sieci 220V nie powinna przekraczać 4,4 kW. Odpowiednia granica prądu wynosi 20 A. Negatywny rozwój sytuacji mogą ułatwić „skręcenia”, tlenki i inne wady stawów.

Słaba ochrona łącza

Poza przekrojem, przy doborze odpowiednich produktów kablowych zwraca się uwagę na rzeczywiste warunki pracy.Znormalizowane wartości podano dla ogrzewania do temperatury nieprzekraczającej + 60 ° C. Podczas instalowania linii na terenie w pobliżu wiejskiego domu konieczne jest zapewnienie ochrony przed wilgocią i innymi niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi.

Wszystkie części sieci elektrycznej są dokładnie sprawdzane. Podstawową zasadą jest niezawodna ochrona, biorąc pod uwagę wydajność strony o najgorszych parametrach. Należy pamiętać, że miedź jest projektowana z takim samym przekrojem dla dużych obciążeń jak aluminium. Pewne znaczenie ma czystość metalu. Wraz ze wzrostem zanieczyszczeń pogarsza się przewodność i zwiększają się niepotrzebne i niebezpieczne straty ciepła.

Urządzenie do okablowania wewnętrznego

W takich obiektach nieruchomości stosuje się następujące standardowe rozwiązania do stworzenia wysokiej jakości systemu zasilania:

• maszyna wprowadzająca musi być umieszczona przed ladą;
• za urządzeniem sterującym zamontowany jest ogólny wyłącznik różnicowoprądowy (RCD);
• dodatkowo wyposażyć poszczególne linie w wyłączniki automatyczne (AB).

RCD zapobiega wypadkom, które wywołują prądy upływowe. W niektórych sytuacjach zapobiega porażeniu prądem. Jednak złożone środki ochronne są wykonywane za pomocą wyłączników automatycznych. Upewnij się, że używasz skutecznego uziemienia.

Z reguły wygodnie jest umieścić kilka grup w kuchni, aby równomiernie rozłożyć obciążenia. Szczególnie zaleca się staranny wybór dystrybucji potężnych konsumentów:

• płyty kuchenne;
• piekarniki;
• kotły grzewcze, kotły, podgrzewacze przepływowe;
• konwektory elektryczne, opalarki;
• odżywki.

Schemat okablowania ma strukturę drzewa. Z centralnej linii „pnia” wykonaj niezbędne gałęzie „gałęzi” do podłączenia gniazd i przełączników.

Jak obliczyć wartość znamionową wyłącznika?

Główną funkcją AB jest ochrona przewodów elektrycznych. Z tego powodu należy najpierw upewnić się, że wartości znamionowe przełącznika w amperach, przekrój i materiał (miedź, aluminium) żył kabla są zgodne.

Wyznaczenie całkowitej mocy odbiorców

Ile energii elektrycznej jest potrzebne do funkcjonowania lamp i innych produktów, podano w dołączonej dokumentacji. Moc jest wskazana na obudowie. Dane te można uzyskać na oficjalnej stronie producenta. Jednak samo zsumowanie kilowatów nie wystarczy.

Składnik czynny i nominalny

Przedstawiony w przykładzie prosty algorytm obliczeniowy opisuje sytuację obciążenia rezystancyjnego. To właśnie ten składnik (moc czynna - P) jest wskazany w paszporcie technicznym odpowiedniego produktu. Jest on określany przez licznik przy regularnych płatnościach za zużytą energię.

Jednak przy podłączaniu obrabiarki lub innego sprzętu z napędem elektrycznym należy wziąć pod uwagę element indukcyjny. Działają w ten sam sposób, jeśli w obwodzie znajduje się kondensator.

Wzory i wyjaśnienia:

• P = S * cos ϕ;
• Q = S * grzech ϕ;
• S = P / cos ϕ;
• ϕ jest kątem między wektorami P i S (przesunięcie fazowe).

Składnik bierny (Q) odnosi się do cyklicznej wymiany energii między zasilaczem a obciążeniem. Suma wektorów P i Q pomoże określić końcową moc pozorną (S).

Zwiększone prądy rozruchowe

Włączenie potężnej pompy (kolejne obciążenie bierne) towarzyszy prądowi rozruchowemu i następującym po nim procesowi oscylacyjnemu z przejściem do normalnego trybu pracy. Czas trwania impulsu z reguły nie przekracza 1,5-2 sekund. Czas ten jest niewystarczający do rozgrzania płyty bimetalicznej. Ale to może wystarczyć do przesunięcia trzpienia elektromagnesu.

Lista zawiera typowe poziomy przeregulowania, które aktywują wyzwalanie solenoidu. W nawiasach podano opóźnienia czasowe do momentu przerwania obwodu przez płytkę bimetaliczną (s):

• A - 30% (20-30);
• B - 200% (4-5);
• C - 5 razy (1,5);
• D - 10 razy (0,4).

Odpowiednie tryby zostały wzięte pod uwagę przy tworzeniu standardów profili.Aby zapobiec błędnemu wyłączeniu, konieczne jest wybranie odpowiedniego typu maszyny.

Rachunkowość czynnika popytu

Ten współczynnik korekcji (Кс) jest używany do uwzględnienia obciążeń w rzeczywistych warunkach pracy: Obliczono = S * Кс. Jego wartość (zakres od 0 do 1) wskazuje liczbę podłączonych odbiorców. Ta metoda jest wygodna w użyciu przy tworzeniu projektów biurowych i przemysłowych, co oznacza użycie tego samego rodzaju sprzętu: maszyn, komputerów itp.

W przypadku zadań domowych nie jest trudno wyciągnąć prawidłowy wniosek na podstawie podstawowej kontroli. Trudno wyobrazić sobie sytuację, w której klimatyzator jest jednocześnie używany w jednym pomieszczeniu do chłodzenia, a powietrze jest ogrzewane termowentylatorem.

Obliczanie zużycia energii

Podane wzory przesunięcia fazowego służą do korekcji obciążeń indukcyjnych i pojemnościowych. Te rezystancyjne są brane pod uwagę zgodnie z danymi paszportowymi bez przeliczenia. Wartość cos ϕ zaczerpnięto z dołączonej dokumentacji.

Możesz obliczyć natężenie w następujący sposób:

• P / U - stałe zasilacze, obciążenia rezystancyjne;
• P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - jedna faza, ~ 220 V, charakterystyka bierna konsumenta;
• P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ) - sieć trójfazowa ~380V, parametry indukcyjne (pojemnościowe) urządzeń.

Możesz mierzyć rzeczywiste napięcia za pomocą multimetru. Sposób wykonywania operacji roboczych podany jest w oficjalnych instrukcjach producenta.

Dobór przekroju przewodów

Niezbędne informacje dotyczące nośności zawarte są w oficjalnej dokumentacji producentów kabli. Zaleca się wybrać z serii większy przekrój w celu wykluczenia przegrzania i uszkodzenia podczas pracy. Zgodnie z obowiązującymi przepisami przewody o powierzchni 1,5 mm lub większej nadają się do lokali mieszkalnych.

Biorąc pod uwagę zwiększony stosunek mocy do masy nowoczesnych obiektów nieruchomości, minimalna przepustowość sieci nie wystarczy. Eksperci radzą przewidzieć podłączenie dodatkowego wyposażenia w ramach późniejszej modernizacji.

Aktualne wartości wyłączników automatycznych

Wartość graniczna oceny jest określona wzorem Inom ≤ Ipr / 1,45, gdzie Ipr jest dopuszczalnym prądem ciągłym dla określonego okablowania. Jeśli planujesz zainstalować sieć, wykonaj następujące czynności:

• wyjaśnić schemat połączeń dla konsumentów;
• zbierać dane techniczne, mierzyć napięcie;
• zgodnie z przedstawionym schematem są one obliczane osobno, prądy w poszczególnych obwodach są sumowane;
• dla każdej grupy konieczne jest wybranie automatycznej maszyny, która wytrzyma odpowiednie obciążenie;
• określić produkty kablowe o odpowiednim przekroju żyły.

Jeśli siatki są zamontowane w bramach i pokryte tynkiem, demontaż jest zbyt trudny. W takim przypadku stosuje się wybór maszyny na odcinku kabla. Zaczynają od oceny nośności istniejących linii. Wynik ten służy do oceny odpowiednich modeli urządzeń ochronnych. Ponadto konsumenci są podzieleni na grupy, biorąc pod uwagę całkowitą pojemność (współużytkowanie).

Zasady wyboru nominału

Aby wnioski były prawidłowe, należy wziąć pod uwagę cechy podłączonego sprzętu. Jeśli obliczony prąd całkowity wynosi 19 amperów, użytkownicy wolą kupić urządzenie 25A. Rozwiązanie to zakłada możliwość zastosowania dodatkowych obciążeń bez znaczących ograniczeń.

Jednak w niektórych sytuacjach lepiej wybrać wyłącznik 20A. Zapewnia to stosunkowo krótszy czas na wyłączenie zasilania, gdy prąd rośnie (wzrost temperatury) z odłącznikiem bimetalicznym. Ten środek ostrożności pomoże utrzymać uzwojenie silnika w stanie nienaruszonym, gdy wirnik jest zablokowany przez zacięty napęd.

Różne czasy reakcji są przydatne, aby zapewnić selektywne działanie sprzętu ochronnego. Na liniach instalowane są urządzenia z mniejszymi opóźnieniami.W sytuacji awaryjnej tylko uszkodzona część jest odłączana od prądu. Maszyna wprowadzająca nie będzie miała czasu na wyłączenie. Zasilanie przez inne obwody jest przydatne do utrzymania w dobrym stanie oświetlenia, sygnalizacji i innych systemów inżynieryjnych.

Wybór maszyny według mocy

Poszczególne etapy pracy są uproszczone za pomocą specjalistycznych kalkulatorów. Takie programy udostępniają informacje i strony referencyjne za darmo. Ale dobór maszyny pod względem mocy będzie musiał zostać dokonany na podstawie rzeczywistego sprzętu.

Typowy algorytm:

• określić początkowe dane dotyczące zużycia poszczególnych urządzeń;
• podziel na grupy, określ łączne wartości;
• uzyskane wyniki służą do doboru sprzętu ochronnego.

Ten parametr oznacza zachowanie funkcjonalności przy wielokrotnym przekroczeniu bieżących obciążeń (czasy):

• B (3-5);
• C (5-10);
• D (40-50).

Wymagania dotyczące modeli maszyn są formułowane z uwzględnieniem oceny i klasy możliwości przełączania. Sprzęt ochronny jest wybierany z marginesem, aby zapewnić sprawność w sytuacji awaryjnej.

Sposób tabelaryczny

Materiały referencyjne wskazują, ile mocy obciążenia można zastosować, jeśli maszyny są zainstalowane w różnych sieciach energetycznych. Przykład dla modelu 2 A (wartości w kW):

• 220 V, 1 (2) bieguny, podłączenie jednofazowe - 0,4;
• 380 V, 3 pol., "Trójkąt" - 2,3;
• 380 V, 4 biegun, „gwiazda” - 1,3.

Wynik musi zostać zwiększony do najbliższej wartości w zakresie modelu dla niezawodności.

Graficzny sposób

Ta technika stosuje podobne zasady. Ale parametry testu są przedstawione w przejrzystej formie graficznej.

Niuanse wyboru

W każdym razie wybór wyłącznika prądowego (mocowego) jest dokonywany z pewnym marginesem. Eksperci zalecają stosowanie mnożnika 1,4-1,6. Jednocześnie sprawdzana jest zdolność okablowania do wytrzymania maksymalnego obciążenia.

Obliczanie maszyny dla przekroju okablowania

Dla typowej sieci domowej dane można pobrać z poniższej tabeli:

Wybór wyłącznika według rozmiaru kabla pomaga chronić okablowanie. Ta technika jest polecana przez doświadczonych specjalistów. Jeśli obszar jest nieznany, oblicza się go za pomocą typowego wzoru geometrycznego, biorąc pod uwagę zmierzoną średnicę (D) przewodnika: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.

Wzór do obliczania mocy według prądu i napięcia

Do obliczeń tych parametrów stosuje się definicje mocy całkowitej (S), mocy czynnej (P) i biernej (Q). Następujące wzory są odpowiednie do obliczania jednofazowych sieci 220 V:

• S = U * I;
• P = U * I * cos ϕ;
• Q = U * I * grzech ϕ.

Wstępne dane do obliczeń można pobrać z książek referencyjnych. Wykorzystywane są również wyniki pomiarów.

Aktywne obciążenie

Żarówki i grzejniki nie są reaktywne. Takie obciążenia nie przesuwają faz prądów i napięć. Moc jest zużywana w całości przy dwukrotnie większej częstotliwości.

Obciążenie pojemnościowe

Gdy kondensator jest podłączony do sieci prądu przemiennego, energia jest wymieniana w obu kierunkach. Procesowi temu nie towarzyszy pożyteczna praca.

Negatywny wpływ obciążenia reaktywnego

W przedstawionych wyjaśnieniach rozważana jest sytuacja idealna. Jednak w rzeczywistości każdy element reaktywny ma pewną rezystancję elektryczną. Należy pamiętać o odpowiednich stratach w przewodach łączących i innych elementach obwodu.

Przy znacznych wartościach składowej pojemnościowej (indukcyjnej) należy wziąć pod uwagę zauważone problemy. W niektórych schematach oprócz zwiększenia nośności maszyn stosowane są dodatkowe elementy kompensacyjne.

Jakie prądy są używane do obliczania maszyn

Moc urządzenia ochronnego dobierana jest zgodnie z prądem okablowania (wartość obliczona lub tabelaryczna), biorąc pod uwagę zużycie podłączonego obciążenia.Ocena maszyny jest wybierana mniej, aby zachować integralność linii energetycznej podczas pracy. W różnych częściach sieci instalowane są przewody odpowiedniej sekcji, kierując się zasadami struktury drzewa.

Celowe zmniejszenie wartości znamionowej wyłącznika jest dopuszczalne w przypadku podłączania obciążeń o zmniejszonym poborze mocy. Ta opcja oznacza użycie linii o dużym bieżącym marginesie. Takie rozwiązanie lepiej chroni podłączony sprzęt przed uszkodzeniem.