Jak wybrać odpowiednią maszynę do przekroju kabla?

Pojęcie „obciążenia” w sieciach elektrycznych jest nierozerwalnie związane z koniecznością ich ochrony przed przetężeniem i zwarciem. Aby rozwiązać problemy związane z działaniem linii energetycznych, obwody przełączające zapewniają specjalne urządzenia ochronne. Jednym z tych urządzeń jest wyłącznik, którego wartość znamionową dobiera się w zależności od trybu pracy obciążenia i parametrów samej linii zasilającej. Aby wybrać automatyczną maszynę zgodnie z sekcją kablową, musisz zapoznać się z funkcjami, które wykonuje w sieci.

Funkcje wyłącznika

Według PUE główną funkcją automatycznych urządzeń odłączających jest ochrona zasilania przed zwarciem i przeciążeniem. To urządzenie odłącza odbiornik od linii, gdy prąd przekroczy określoną wartość nominalną (wartość zadaną). Jednocześnie nie powinien działać przy dopuszczalnym dla niego obciążeniu prądowym (na przykład gdy żelazko i płyta grzejna są włączone w tym samym czasie).

Funkcja bezpiecznika sieciowego przejawia się również w ochronie kabla zasilającego przed zniszczeniem termicznym w wyniku zapłonu jego osłony, a następnie pożarem. Takie sytuacje są całkiem możliwe, ponieważ w warunkach zwarcia prądy w linii osiągają tysiące amperów. Żadna ze znanych marek produktów kablowych nie wytrzyma nawet kilku minut pod określonymi obciążeniami. Nie wspominając o zwykłych produktach o przekroju 2,5 m2. mm, tradycyjnie używany do układania przewodów elektrycznych w domach prywatnych i mieszkaniach miejskich.

Właściwe obliczenia wyłącznika ochronnego mają ogromne znaczenie dla zapewnienia bezpiecznej pracy lokalnej sieci elektrycznej. Właściwe podejście do doboru wartości nominalnych maszyn do przekroju kabla odgrywa w tej kwestii pierwszorzędną rolę.

Czynniki wpływające na wybór wymaganego nominału

Obliczenie parametrów roboczych drutu i maszyny jest dopuszczalne tylko wtedy, gdy brane są pod uwagę wszystkie niuanse związane z cechami działania sieci elektrycznej. Takie podejście pomoże uniknąć ewentualnych błędów przy wyborze urządzenia ochronnego.

Określenie całkowitego zużycia energii power

Jednym z głównych parametrów sieci elektrycznej jest maksymalny pobór mocy wszystkich podłączonych do niej obciążeń czynnych i biernych. Przy obliczaniu tego wskaźnika nie można po prostu podsumować wartości wskazanych w paszporcie urządzenia. Wynika to z odmiennego charakteru ich działania w linii. Każde urządzenie podłączone do gniazdka elektrycznego lub bezpośrednio do kabla zasilającego podstacji ma zużycie energii mierzone w kilowatach (kW). Wartość ta określa energię, jaka jest zamieniana w tym urządzeniu na pracę przez nie lub w nim wykonaną i za którą użytkownik płaci za licznik.

Znana kategoria obciążeń obejmująca elementy pojemnościowe i indukcyjne. Nazywane są reaktywnymi i nie biorą udziału w tworzeniu całkowitego poboru mocy - podczas pracy po prostu pompują energię z sieci i odwrotnie. Jednak z punktu widzenia wyboru automatu nad odcinkiem kabla należy wziąć pod uwagę tę składową prądu.

Czasami w paszporcie jest również wskazana pełna lub nominalna moc, z uwzględnieniem składników aktywnych i reaktywnych.Prąd płynący w obwodzie obciążenia jest w tym przypadku obliczany na podstawie jego wartości (jest dzielony przez efektywne napięcie 220 lub 380 woltów).

Zwiększone prądy rozruchowe

W niektórych typach urządzeń gospodarstwa domowego (pralki, sprężarki domowe) wbudowane są silniki elektryczne, które wyróżniają się zwiększonymi prądami rozruchowymi. Ich wartość przez bardzo krótki czas (nie więcej niż 3 sekundy) może wielokrotnie przekraczać wartości robocze obserwowane w stanie ustalonym. Wynikający z tego krótkotrwały wzrost prądu z reguły nie powoduje wyzwalania termicznego maszyny.

Jednak jego część elektromagnetyczna, która odpowiada za przetężenia zwarciowe, w warunkach rzeczywistych często wyzwala i wyłącza urządzenie. Bardzo często zdarza się to w dedykowanych trójfazowych liniach energetycznych z podłączonym do nich urządzeniami maszynowymi (w domach prywatnych). W takim przypadku konieczne jest określenie wielkości impulsu rozruchowego i zapewnienie użycia maszyny klasy „D”.

Rachunkowość czynnika popytu

Dla obwodów z podłączonymi do nich obciążeniami o jednakowym natężeniu energii wprowadza się pojęcie „współczynnika zapotrzebowania”, oznaczanego jako „ks”. Znaczenie jego zastosowania polega na tym, że wszystkie urządzenia nigdy nie są podłączone do sieci w tym samym czasie, a proste zsumowanie ich mocy da zawyżony wskaźnik. Stosowany w tym celu współczynnik przyjmuje wartość równą jeden lub nieco mniejszą.

Biorąc to pod uwagę, moc projektową (Pr) dla wszystkich serwisowanych urządzeń wyznacza się wzorem:

Pr = ks x Sgdzie S - jego łączną wartość przed wprowadzeniem nowelizacji.

Sensowne jest stosowanie tego współczynnika w pomieszczeniach biurowych i handlowych o dużej ilości sprzętu biurowego i innego wyposażenia.

W przypadku nowoczesnych mieszkań jednopokojowych z ograniczoną liczbą konsumentów zwykle nie jest to brane pod uwagę. Po określeniu całkowitej mocy wszystkich odbiorców można przejść do procedury wyboru maszyny dla maksymalnego obciążenia prądowego. Jego wartość roboczą lub nominalną określa prawo Ohma:

I = S / 220 V - dla jednej fazy.

I = S / (1,73x380) - dla sieci trójfazowej.

Współczynnik 1,73 uwzględnia indukcyjny charakter obciążenia.

Obliczanie parametrów maszyny

W przypadku jakiegokolwiek zasilania sieciowego podłączonego do lokalnej szafy rozdzielczej, musi być spełniona następująca nierówność:

W <= Ip / 1,45

Tutaj In odpowiada prądowi znamionowemu maszyny, a Ip jest maksymalną dopuszczalną wartością samego okablowania. Zgodność z wymaganiami tej nierówności jest głównym warunkiem prawidłowego doboru pary „maszyna - kabel”, co wyklucza przegrzanie i awaryjny zapłon instalacji elektrycznej.

Prąd znamionowy można obliczyć na podstawie znanego całkowitego obciążenia lub przekroju przewodów istniejącego okablowania.

Jeśli szkic okablowania w mieszkaniu został już narysowany i nie doszło jeszcze do układania, procedura wygląda tak:

1. Obliczany jest całkowity prąd wszystkich urządzeń podłączonych do sieci (zgodnie ze schematem).
2. Wybierana jest automatyczna maszyna o wartości nominalnej o odpowiedniej wartości.
3. Zgodnie z tabelą zgodności przekrojów i prądów wybierany jest kabel wymaganej marki i typu.

Gdy okablowanie elektryczne zostanie już ułożone, niezbędne operacje zostaną znacznie uproszczone. Zgodnie ze znanym przekrojem kabla ułożonego w określony sposób, prąd graniczny jest określany zgodnie z tabelami korelacji. Następnie, zgodnie z podanym wcześniej wzorem, obliczana jest wartość nominalna maszyny.

Wybór między wieloma opcjami

Możliwe są sytuacje, gdy przy wyborze maszyny o wymaganej wartości znamionowej pojawia się alternatywa wyboru dwóch zbliżonych wartości. Tak więc przy całkowitym zużyciu energii 4 kW (18 A) odpowiednie jest okablowanie o przekroju przewodów miedzianych 4 mm2. W takim przypadku dozwolone jest ustawienie urządzenia na 20 lub 25 amperów.

W przypadku stosowania kilku stopni ochrony należy dobrać wyłączniki tak, aby wartość znamionowa górnego poziomu przekraczała ten sam wskaźnik dla urządzeń o niższym statusie.Z drugiej strony wybór niższej wartości jest korzystny, ponieważ w tym przypadku wyzwalacz termiczny zadziała szybciej, gdy prąd przekroczy dopuszczalną wartość.

Obliczenia maszyny dla przekroju kabla można przeprowadzić online. W tym celu w Internecie dostępnych jest wiele źródeł.