Cum se alege un întrerupător pentru puterea de încărcare

Utilizarea corectă a dispozitivelor de protecție previne șocurile electrice, apariția și dezvoltarea unor situații de urgență. Alegerea corectă a mașinii în funcție de puterea de încărcare este necesară pentru crearea de noi și modernizarea rețelelor de alimentare alimentate.

La ce servesc întrerupătoarele și cum funcționează acestea

Dispozitivele din această categorie sunt capabile să înregistreze un consum excesiv de energie electrică. Acest lucru se întâmplă atunci când există un scurtcircuit sau când sunt conectate sarcini de mare putere sau reactive. În astfel de situații, întreruptorul deconectează sursa de alimentare de 220 (380) V fără intervenția utilizatorului.

Două tehnologii sunt utilizate în proiectarea standard pentru a îndeplini funcțiile indicate. Cu o creștere rapidă a intensității curentului peste nivelul determinat de calcul, solenoidul creează un câmp magnetic care mișcă tija. Printr-o acționare mecanică, această unitate deschide grupul de contacte. Parametrii nodului sunt calculați ținând cont de încărcările de pornire pentru a exclude alarmele false.

A doua protecție este organizată folosind un fenomen bine cunoscut - încălzirea unui conductor prin trecerea unui curent. Secțiunea corespunzătoare a lanțului este creată dintr-o placă bimetalică. Pe măsură ce temperatura crește, aceasta își schimbă forma până când contactul se rupe. Unele modele de distribuitoare automate oferă o reglare specială pentru reglarea nivelului de sensibilitate.

De ce este periculoasă nepotrivirea cablului cu încărcarea rețelei?

Problemele posibile sunt mai ușor de înțeles cu un exemplu specific. Date inițiale:

• alimentare standard cu tensiune alternativă U = 220 V;
• apartamentul are cabluri vechi din aluminiu (secțiune 2,5 mm mp);
• amperajul mașinii - 30 A;
• Sunt conectați 6 convectoare de 750 W fiecare și un fier de călcat de 850 W.

Plată:

• puterea totală (P) a consumatorilor - 5 350 W;
• curentul (I) din circuit este calculat prin formula I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).

Mașina nu va funcționa într-o astfel de situație (30> 24.32A). Un astfel de curent va încălzi foarte mult firul de aluminiu, va topi izolația. Circuitul distrus de un scurtcircuit va trebui restaurat, ceea ce este dificil atunci când se instalează rețele în interiorul structurilor clădirii. În cea mai gravă situație, bunurile materiale semnificative vor fi distruse de incendiu.

Conform standardelor "PUE" pentru un conductor cu parametrii luați în considerare, puterea de încărcare atunci când este conectată la o rețea monofazată de 220V nu trebuie să depășească 4,4 kW. Limita de curent corespunzătoare este de 20 A. Dezvoltarea negativă a situației poate fi facilitată de „răsuciri”, oxizi și alte defecte ale articulațiilor.

Protecție slabă a legăturilor

În plus față de secțiunea transversală, la alegerea produselor de cablu adecvate, se acordă atenție condițiilor reale de funcționare.Valorile normalizate sunt date pentru încălzirea până la o temperatură care nu depășește + 60 ° C. Când instalați linia pe un loc lângă o casă de țară, este necesar să asigurați protecție împotriva umezelii și a altor influențe externe adverse.

Toate părțile rețelei electrice sunt verificate cu atenție. Regula de bază este protecția fiabilă, luând în considerare performanța site-ului cu cei mai răi parametri. Trebuie avut în vedere faptul că cuprul este proiectat cu aceeași secțiune transversală pentru sarcini grele în comparație cu aluminiu. Puritatea metalului are o oarecare importanță. Pe măsură ce impuritățile cresc, conductivitatea se deteriorează și pierderile de încălzire inutile și periculoase cresc.

Dispozitiv de cablare intern

În astfel de obiecte imobiliare, următoarele soluții standard sunt utilizate pentru a crea un sistem de alimentare de înaltă calitate:

• o mașină introductivă trebuie plasată în fața tejghelei;
• în spatele dispozitivului de control, este montat un dispozitiv de curent rezidual general (RCD);
• echipați în continuare liniile individuale cu comutatoare automate (AB).

RCD previne accidentele care provoacă curenți de scurgere. În unele situații, previne șocurile electrice. Cu toate acestea, măsurile de protecție complexe sunt efectuate folosind întrerupătoare. Asigurați-vă că utilizați o împământare eficientă.

De regulă, este convenabil să puneți mai multe grupuri în bucătărie pentru a distribui uniform încărcăturile. Este recomandat în special să selectați cu atenție distribuția consumatorilor puternici:

• plite;
• cuptoare;
• cazane de încălzire, cazane, încălzitoare de curgere;
• Convectoare electrice, arme de căldură;
• balsamuri.

Diagrama de cablare are o structură în arbore. Din linia centrală a "trunchiului" faceți ramurile necesare ale "ramurii" pentru a conecta prize și comutatoare.

Cum se calculează ratingul unui întrerupător

Funcția principală a AB este de a proteja cablurile electrice. Din acest motiv, asigurați-vă mai întâi că evaluarea comutatorului în amperi, secțiunea transversală și materialul (cupru, aluminiu) ale miezurilor cablurilor sunt potrivite.

Determinarea puterii totale a consumatorilor

Câtă energie electrică este necesară pentru funcționarea lămpilor și a altor produse este notată în documentația însoțitoare. Puterea este indicată pe carcasă. Aceste date pot fi obținute pe site-ul oficial al producătorului. Cu toate acestea, simpla adunare a kilowaților nu este suficientă.

Componenta activă și nominală

Algoritmul simplu de calcul prezentat în exemplu descrie o situație de sarcină rezistivă. Această componentă (putere activă - P) este indicată în pașaportul tehnic al produsului corespunzător. Este determinat de contor pentru plățile regulate ale energiei consumate.

Cu toate acestea, atunci când conectați o mașină-unealtă sau alte echipamente cu o acționare electrică, va trebui să țineți cont de componenta inductivă. Acționează în același mod dacă există un condensator în circuit.

Formule și explicații:

• P = S * cos ϕ;
• Q = S * sin ϕ;
• S = P / cos ϕ;
• ϕ este unghiul dintre vectorii P și S (defazare).

Componenta reactivă (Q) se referă la schimbul ciclic de energie între sursa de alimentare și sarcină. Suma vectorilor P și Q va ajuta la determinarea puterii aparente finale (S).

Creșterea curenților de pornire

Pornirea unei pompe puternice (o altă sarcină reactivă) este însoțită de un curent de intrare și un proces oscilator ulterior cu trecerea la un mod normal de funcționare. Durata impulsului, de regulă, nu depășește 1,5-2 secunde. Această durată este insuficientă pentru a încălzi placa bimetalică. Dar acest lucru poate fi suficient pentru a mișca tija solenoidului.

Lista conține niveluri tipice de depășire care vor activa declanșarea solenoidului. În paranteze, întârzierile sunt date până când circuitul este rupt de placa bimetalică (sec):

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

Modurile corespunzătoare au fost luate în considerare la crearea standardelor de profil.Pentru a preveni oprirea eronată, este necesar să selectați tipul adecvat de mașină.

Contabilitatea factorului de cerere

Acest factor de corecție (Кс) este utilizat pentru a lua în considerare sarcinile în condiții reale de funcționare: Calculat = S * Кс. Valoarea sa (de la 0 la 1) indică numărul de consumatori conectați. Această metodă este convenabilă de utilizat atunci când se creează proiecte de birou și industriale, ceea ce implică utilizarea aceluiași tip de echipament: mașini, computere etc.

Pentru sarcinile casnice, nu este dificil să se tragă concluzia corectă pe baza unei verificări elementare. Este dificil să ne imaginăm o situație în care un aparat de aer condiționat este utilizat simultan într-o cameră pentru răcire și aerul este încălzit cu un încălzitor cu ventilator.

Calculul consumului de energie

Formulele de defazare date sunt utilizate pentru a corecta sarcinile inductive și capacitive. Cele rezistive sunt luate în considerare în funcție de datele pașaportului fără recalculare. Valoarea cos ϕ este preluată din documentația însoțitoare.

Puteți calcula amperajul după cum urmează:

• P / U - surse de alimentare constante, sarcini rezistive;
• P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - o fază, ~ 220V, caracteristici reactive ale consumatorului;
• P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - rețea trifazată ~ 380V, parametrii inductivi (capacitivi) ai echipamentului.

Puteți măsura tensiuni reale folosind un multimetru. Metoda de efectuare a operațiilor de lucru este dată în instrucțiunile oficiale ale producătorului.

Alegerea secțiunii transversale a conductoarelor

Informațiile necesare despre capacitățile de încărcare sunt conținute în documentația oficială a producătorilor de cabluri. Este recomandat să alegeți o secțiune transversală mai mare din serie pentru a exclude supraîncălzirea și deteriorarea în timpul funcționării. Conform regulilor actuale, conductoarele cu o suprafață de 1,5 mm sau mai mult sunt potrivite pentru spații rezidențiale.

Luând în considerare raportul crescut putere-greutate al obiectelor imobiliare moderne, capacitatea minimă a rețelei nu va fi suficientă. Experții sfătuiesc să asigure conectarea echipamentelor suplimentare ca parte a modernizării ulterioare.

Valorile curente ale întrerupătorului

Valoarea limitativă a ratingului este determinată de formula Inom ≤ Ipr / 1,45, unde Ipr este curentul continuu admis pentru un anumit cablaj. Dacă intenționați să instalați o rețea, procedați după cum urmează:

• clarificarea schemei de conectare a consumatorilor;
• colectați date tehnice, măsurați tensiunea;
• conform schemei prezentate, acestea sunt calculate separat, curenții în circuite individuale sunt însumate;
• pentru fiecare grup, este necesar să selectați o mașină automată care să reziste sarcinii corespunzătoare;
• determinați produsele din cablu cu o secțiune a conductorului adecvată.

Dacă plasele sunt instalate în porți și acoperite cu tencuială, demontarea este prea dificilă. În acest caz, se folosește selecția mașinii peste secțiunea cablului. Acestea încep cu o evaluare a capacităților de încărcare ale liniilor existente. Acest rezultat este utilizat pentru a evalua modele adecvate de dispozitive de protecție. Mai mult, consumatorii sunt împărțiți în grupuri, ținând cont de capacitatea totală (utilizare comună).

Regulile de alegere a denumirii

Pentru concluzii corecte, este necesar să se ia în considerare particularitățile echipamentului conectat. Dacă curentul total calculat este de 19 amperi, utilizatorii preferă să cumpere un dispozitiv de 25A. Această soluție presupune posibilitatea de a aplica sarcini suplimentare fără restricții semnificative.

Cu toate acestea, în unele situații este mai bine să alegeți un întrerupător de 20A. Acest lucru oferă un timp relativ mai scurt pentru oprire atunci când curentul crește (creșterea temperaturii) cu un separator bimetalic. Această precauție va ajuta la menținerea înfășurării motorului intact atunci când rotorul este blocat de o unitate blocată.

Timpii de răspuns diferiți sunt utili pentru a asigura funcționarea selectivă a echipamentului de protecție. Dispozitivele cu latență mai mică sunt instalate pe linii.În caz de urgență, numai partea deteriorată este deconectată de la electricitate. Aparatul introductiv nu va avea timp să se oprească. Alimentarea prin alte circuite este utilă pentru menținerea iluminării, semnalizării și a altor sisteme tehnice în stare de funcționare.

Selectarea mașinii după putere

Etapele individuale de lucru sunt simplificate folosind calculatoare specializate. Astfel de programe oferă gratuit informații și site-uri de referință. Dar selectarea mașinii în termeni de putere va trebui făcută pe baza unor echipamente reale.

Algoritm tipic:

• specificați datele inițiale privind consumul de dispozitive individuale;
• distribuiți în grupuri, specificați valorile totale;
• rezultatele obținute sunt utilizate pentru selectarea echipamentului de protecție.

Acest parametru denotă păstrarea funcționalității cu un exces multiplu de sarcini curente (ori):

• B (3-5);
• C (5-10);
• D (40-50).

Cerințele pentru modelele de mașini sunt formate ținând cont de clasificarea și clasa capacităților de comutare. Echipamentul de protecție este ales cu o marjă pentru a asigura operabilitatea în caz de urgență.

Mod tabular

Materialele de referință indică câtă putere de încărcare poate fi aplicată dacă mașinile sunt instalate în diferite rețele de alimentare. Exemplu pentru modelul 2 A (valori în kW):

• 220 V, 1 (2) poli, conexiune monofazată - 0,4;
• 380 V, 3 poli, "triunghi" - 2,3;
• 380 V, al patrulea pol, „stea” - 1,3.

Rezultatul trebuie mărit la cea mai apropiată valoare din gama modelului pentru fiabilitate.

Mod grafic

Această tehnică aplică principii similare. Dar parametrii de testare sunt prezentați într-o formă grafică clară.

Nuanțe de alegere

În orice caz, alegerea unui întrerupător de curent (putere) se face cu o marjă. Experții recomandă utilizarea unui factor de multiplicare de 1,4-1,6. În același timp, se verifică capacitatea cablajului de a rezista la sarcina maximă.

Calculul mașinii pentru secțiunea cablajului

Pentru o rețea tipică de gospodărie, datele pot fi preluate din următorul tabel:

Alegerea unui întrerupător în funcție de dimensiunea cablului ajută la protejarea cablajului. Această tehnică este recomandată de specialiști cu experiență. Dacă aria este necunoscută, aceasta se calculează utilizând o formulă geometrică tipică, luând în considerare diametrul măsurat (D) al conductorului: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.

Formula pentru calcularea puterii după curent și tensiune

Pentru calculele acestor parametri, se utilizează definițiile puterii totale (S), active (P) și reactive (Q). Următoarele formule sunt potrivite pentru calcularea rețelelor monofazate de 220 V:

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

Datele inițiale pentru calcul pot fi preluate din cărțile de referință. Rezultatele măsurătorilor sunt, de asemenea, utilizate.

Sarcina activă

Lămpile cu incandescență și încălzitoarele nu sunt reactive. Astfel de sarcini nu schimbă fazele curenților și tensiunilor. Puterea este consumată integral la frecvența de două ori.

Sarcină capacitivă

Când un condensator este conectat la o rețea de curent alternativ, energia este schimbată în ambele direcții. Acest proces nu este însoțit de o muncă utilă.

Impactul negativ al sarcinii reactive

În explicațiile furnizate, se ia în considerare situația ideală. Cu toate acestea, în realitate, fiecare element reactiv are o anumită rezistență electrică. Fiți conștienți de pierderile corespunzătoare în firele de conectare și alte componente ale circuitului.

Cu valori semnificative ale componentei capacitive (inductive), problemele observate trebuie luate în considerare. În unele scheme, pe lângă creșterea capacității de încărcare a mașinilor, sunt utilizate componente de compensare suplimentare.

Ce curenți sunt folosiți pentru calculul mașinilor

Puterea dispozitivului de protecție este selectată în funcție de curentul de cablare (valoare calculată sau tabelară), ținând cont de consumul sarcinii conectate.Evaluarea mașinii este aleasă mai puțin pentru a menține integritatea liniei electrice în timpul funcționării. În diferite părți ale rețelei, sunt instalați conductorii secțiunii corespunzătoare, ghidați de principiile unei structuri de copac.

Reducerea intenționată a puterii întrerupătorului este permisă la conectarea sarcinilor cu consum redus de energie. Această opțiune implică utilizarea liniilor cu o marjă curentă mare. Această soluție protejează mai bine echipamentul conectat de daune.