Избор на машина по мощност на натоварване, напречно сечение на кабела и ток: принципи и формули за изчисления

За организирането на безотказно функциониране на вътрешното захранване е необходимо да се отделят отделни клонове. Всяка линия трябва да бъде оборудвана със собствено защитно устройство, което предпазва изолацията на кабела от синтез. Въпреки това, не всеки знае кое устройство да закупи. Съгласен ли сте?

Ще научите всичко за избора на машини според мощността на натоварване от статията, която представихме. Ще ви кажем как да определите оценката за прекъсвач на необходимия клас. Като се вземат предвид нашите препоръки гарантира закупуването на необходимите устройства, които могат да елиминират заплашителни ситуации по време на работа на окабеляването.

Прекъсвачи за вътрешни мрежи

Организациите за доставка на електроенергия извършват връзката на къщи и апартаменти, извършвайки работа по свързване на кабела към разпределителното табло. Всички дейности за инсталиране на окабеляване в стаята се извършват от неговите собственици или от наети специалисти.

За да изберете автоматична машина за защита на всяка отделна верига, трябва да знаете нейната оценка, клас и някои други характеристики.

Основни параметри и класификация

Домакинските машини са инсталирани на входа на електрическа верига с ниско напрежение и са проектирани да решават следните проблеми:

• ръчно или електронно включване или изключване на електрическата верига;
• защита на веригата: затъмнение с леко продължително претоварване;
• защита на веригата: мигновено изключване на тока по време на късо съединение.

Всеки превключвател има характеристика, изразена в ампери, която се нарича номинален ток (аз_п) или „номинална стойност“.

Същността на тази стойност е по-лесна за разбиране, като се използва коефициентът на излишък:

K = I / I_п,

където аз съм истинската сила на тока.

• K <1.13: прекъсването (пътуването) няма да се случи в рамките на 1 час;
• K> 1,45: изключването ще се случи в рамките на 1 час.

Тези параметри са фиксирани в точка 8.6.2. GOST R 50345-2010.За да разберете колко дълго ще се извърши пътуването при K> 1,45, трябва да използвате графика, отразяваща характеристиките на тока във времето за конкретен модел машина.

Ако токът надвиши номиналната стойност на прекъсвача 2 пъти, отварянето ще се случи в период от 8 секунди до 4 минути. Скоростта на реакцията зависи от настройката на модела и температурата на околната среда.

Също така всеки тип прекъсвач има текущ диапазон (аз_а), в който се задейства механизмът за незабавно изключване:

• клас „В”: I_а = (3 * I_п .. 5 * I_п];
• клас „С“: I_а = (5 * I_п .. 10 * I_п];
• клас „D“: I_а = (10 * I_п .. 20 * I_п].

Устройствата тип B се използват главно за линии с голяма дължина. Прекъсвачите от клас "С" се използват в жилищни и офис помещения, а устройства с надпис "D" защитават вериги, където има оборудване с голям коефициент на стартов ток.

Стандартната линия на домакински машини включва устройства с рейтинг 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Дизайнът на изданията

В модерното прекъсвач Има два вида изпускания: термични и електромагнитни.

Биметалното освобождаване е под формата на плоча, направена от два проводящи метала с различно термично разширение. Такава конструкция, при продължително превишаване на номиналната стойност, води до нагряване на частта, нейното огъване и задействане на механизма за отваряне на веригата.

В някои машини, с помощта на регулиращия винт, можете да промените тока, при който се осъществява отключването. Преди това тази техника често се използва за „фина настройка“ на устройството, но тази процедура изисква задълбочени специализирани знания и няколко теста.

Като завъртите регулиращия винт (подчертан в червен правоъгълник) обратно на часовниковата стрелка, можете да постигнете по-дълго време за реакция на термичното освобождаване

Сега на пазара можете да намерите много модели на стандартни рейтинги от различни производители, чиито характеристики на текущия момент са малко различни (но в същото време отговарят на регулаторните изисквания). Следователно е възможно да се избере машина с необходимите „фабрични“ настройки, което елиминира риска от неправилно калибриране.

Електромагнитното освобождаване предотвратява прегряване на линията в резултат на късо съединение. Той реагира почти моментално, но в същото време стойността на силата на тока трябва да бъде няколко пъти по-висока от номиналната. В структурно отношение тази част е соленоид. Свръхтокът генерира магнитно поле, което движи сърцевината, отваряйки веригата.

Съответствие с принципите на избирателност

При наличието на разклонена електрическа верига е възможно да се организира защита по такъв начин, че в случай на късо съединение да се изключи само разклонението, на което възниква аварийната ситуация. За това се използва принципът на селективност на превключвателите.

Визуална диаграма, показваща принципа на работа на система от прекъсвачи с изпълнена функция на селективност (селективност) в случай на късо съединение

За да се осигури избирателно изключване, на долните стъпала се инсталират автоматични устройства с незабавно изключване, отваряйки веригата за 0,02 - 0,2 секунди. Прекъсвачът, разположен на по-висок етап, или има забавяне на изключване от 0,25 - 0,6 s, или е направен съгласно специална "селективна" верига в съответствие с DIN VDE 0641-21.

За гарантирана сигурност селективна работа на автомати по-добре е да използвате машини от един производител. За автоматичните прекъсвачи от една моделна гама има таблици за селективност, които показват възможни комбинации.

Прости правила за инсталиране

Частта от веригата, която трябва да бъде защитена с прекъсвач, може да бъде еднофазна или трифазна, да има неутрален, както и PE проводник (земя). Следователно машините имат от 1 до 4 полюса, които водят проводимо ядро.Когато се създадат условия за изключване, всички контакти се изключват едновременно.

Машините в щита са монтирани на специално проектирана DIN шина. Той осигурява компактна и сигурна връзка, както и удобен достъп до превключвателя.

Машините се инсталират, както следва:

• еднополярна за фаза;
• биполярна за фаза и неутрална;
• триполюсна на 3 фази;
• четириполюсен на 3 фази и неутрален.

Забранено е да се прави следното:

• инсталирайте еднополюсни прекъсвачи на неутрални;
• поставете PE проводник в машината;
• инсталирайте три еднополюсни устройства вместо един триполюсен прекъсвач, ако към веригата е свързан поне един трифазен консуматор.

Всички тези изисквания са посочени в ЕНП и трябва да се спазват.

Във всяка къща или стая, към която е свързано електричество, е инсталирана въвеждаща машина. Стойността му се определя от доставчика и тази стойност е посочена в договора за присъединяване на електрическа енергия. Целта на такъв превключвател е да защити секцията от трансформатора до потребителя.

След въвеждащата машина към линията се свързва брояч (еднофазен или трифазен) и устройство за остатъчен ток, чиито функции се различават от работата на прекъсвач и диференциален превключвател.

Ако стаята е свързана с няколко вериги, тогава всяка от тях е защитена от отделна машина, силата на която посочен на маркировката, Техните оценки и класове се определят от собственика на помещенията, като се вземе предвид съществуващото окабеляване или мощността на свързаните устройства.

Електромер и прекъсвачи са инсталирани в разпределително табло, което отговаря на всички изисквания за безопасност и лесно може да бъде интегрирано във вътрешността на помещение

Когато избирате място за поставяне разпределително табло трябва да се помни, че температурата на въздуха влияе върху свойствата на топлинното освобождаване. Затова е препоръчително да има релса с машини вътре в стаята.

Изчисляване на необходимата номинална стойност

Основната защитна функция на прекъсвача се простира до окабеляването, така че оценяването се извършва по напречното сечение на кабела. В този случай цялата верига трябва да осигурява редовната работа на свързаните към нея устройства. Изчисляването на системните параметри е просто, но трябва да се вземат предвид много нюанси, за да се избегнат грешки и проблеми.

Определяне на общия капацитет на потребителите

Един от основните параметри на електрическата верига е максималната възможна мощност на потребителите на електрическа енергия, свързани към нея. Когато изчислявате този индикатор, не можете просто да обобщите паспортните данни на устройствата.

Активен и номинален компонент

За всяко устройство, захранвано от електричество, производителят трябва да посочи активната мощност (P). Тази стойност определя количеството енергия, което ще бъде необратимо преобразувано в резултат на апарата и за което потребителят ще плати на електромера.

Но за устройства с кондензатори или индуктор има друга мощност с ненулева стойност, която се нарича реактивна (Q). Тя стига до устройството и почти мигновено се връща обратно.

Реактивният компонент не участва в изчисляването на използваната електроенергия, но заедно с активния образува така наречената "пълна" или "номинална" мощност (S), което дава товар на веригата.

cos (f) е параметър, с който можете да определите общата (номинална мощност) от активната (консумирана). Ако тя не е равна на единица, тогава тя е посочена в техническата документация за електрическия уред

Необходимо е да се вземе предвид приноса на отделно устройство към общото натоварване на проводимите проводници и машината според нейната пълна мощност: S = P / cos (е).

Увеличени пускови токове

Следващата характеристика на някои видове домакински уреди е наличието на трансформатори, електродвигатели или компресори. Такива устройства в началото на работа консумират стартов (стартов) ток.

Стойността му може да бъде няколко пъти по-висока от стандартните индикатори, но времето на работа при висока мощност е малко и обикновено варира от 0,1 до 3 секунди. Такъв краткосрочен скок няма да доведе до работа на термичното освобождаване, но електромагнитният компонент на прекъсвача, който е отговорен за претоварването на късото съединение, може да реагира.

Тази ситуация е особено актуална за наети линии, към които е свързано оборудване като дървообработващи машини. В този случай трябва да изчислите тока и, може би, има смисъл да използвате автоматик клас „D“.

Коефициент на търсене

За вериги, към които е свързано голямо количество оборудване и няма устройство, което да консумира най-голямата част от тока, коефициент на потребление (к). Смисълът на приложението му е, че всички устройства няма да работят едновременно, така че сумирането на номиналната мощност ще доведе до надценена скорост.

Коефициентът на потребление за групи електрически консуматори е установен в точка 7 от SP 256.1325800.2016. Можете също да разчитате на тези индикатори, когато независимо изчислявате максималната мощност

Този коефициент може да приеме стойност, равна на или по-малка от една. Прогнозни изчисления на мощността (P_R) на всяко устройство се извършва по формулата:

P_R = ks * S

Общата номинална мощност на всички устройства се използва за изчисляване на параметрите на веригата. Използването на коефициента на търсене е препоръчително за офис и малки търговски помещения с голям брой компютри, офис техника и друго оборудване, захранвано от една верига.

За линии с малък брой потребители този коефициент не се използва в чистата му форма. От броя на мощността се премахват онези устройства, чието включване едновременно с по-енергоемките устройства е малко вероятно.

Така, например, има малък шанс за еднократна работа в хол с ютия и прахосмукачка. А за работилници с малък брой персонал се вземат предвид само 2-4 от най-мощните електроинструменти.

Текущо изчисление

Изборът на автомат се прави според максималната стойност на силата на тока, допустима в секцията на веригата. Необходимо е да се получи този индикатор, като се знае общата мощност на електрическите консуматори и напрежението в мрежата.

Според GOST 29322-2014 от октомври 2015 г. стойността на напрежението трябва да бъде равна на 230 V за обикновена мрежа и 400 V за трифазна. Въпреки това, в повечето случаи старите параметри все още са валидни: 220 и 380 V, съответно. Следователно, за точността на изчисленията е необходимо да се извършат измервания с помощта на волтметър.

Можете да измервате напрежението в домашната си мрежа с помощта на волтметър или мултицет. За да направите това, просто включете контактите му в контакта

Друг въпрос, особено важен за частно окабеляване, е осигуряването на захранване с недостатъчно напрежение. Измерванията върху такива проблемни обекти могат да показват стойности, които излизат извън диапазона, определен от GOST.

Освен това, в зависимост от нивото на консумация на електроенергия от съседите, стойността на напрежението може да варира значително за кратък период от време.

Това създава проблем не само за работата на устройствата, но и за изчисляване на ток, Когато напрежението спадне, някои устройства просто губят мощност, а някои, които имат входен стабилизатор, увеличават потреблението на електроенергия.

Трудно е да се изчислят качествено необходимите параметри на веригата при такива условия. Следователно, или ще трябва да положите кабели с известен голям напречен разрез (което е скъпо), или да решите проблема, като инсталирате входен стабилизатор или свържете къщата към друга линия.

Стабилизаторът е инсталиран до разпределителното табло. Често се случва това да е единственият начин да получите стандартните стойности на напрежението в къщата

След като е намерена общата мощност на електрическите уреди (S) и стойността на напрежението (U), изчисляване на силата на тока (аз) се извършва съгласно формулите, произтичащи от закона на Ом:

аз_е = S / U_е за еднофазна мрежа

аз_л = S / (1,73 * U_л) за трифазна мрежа

Ето и индекса „е„Означава фазови параметри и“л”- линеен.

Повечето трифазни устройства използват типа "звезда" и именно според тази схема работи трансформатор, който произвежда ток за потребителя. При симетрично натоварване линейните и фазовите сили ще бъдат идентични (аз_л = аз_е), а напрежението се изчислява по формулата:

U_л = 1,73 * U_е

Нюансите на избора на секция за кабел

Качеството и параметрите на проводниците и кабелите се регулират от GOST 31996-2012. Съгласно този документ са разработени технически спецификации за продуктите, където е разрешен определен диапазон от стойности на основни характеристики. Производителят трябва да предостави таблица на съответствие на напречното сечение на сърцевините и максималната сила на безопасния ток.

Максимално допустимата сила на тока зависи от напречното сечение на проводниците и метода на монтаж. Те могат да бъдат положени скрито (в стената) или отворени (по тръба или канал)

Необходимо е да се избере кабел по такъв начин, че да се гарантира безопасният поток на ток, съответстващ на изчислената обща мощност на електрическите уреди. Според PUE (правила за електрическа инсталация) минималният дизайн напречно сечение на проводнициизползван в жилищни помещения трябва да бъде най-малко 1,5 мм².

Стандартните размери имат следното значение: 1,5; 2.5; 4; 6 и 10 мм².

Понякога има причина да се използват проводници със сечение с една стъпка по-голямо от минимално допустимото. В този случай съществува възможност за свързване на допълнителни устройства или замяна на съществуващите с по-мощни без скъпи и продължителни работи по полагане на нови кабели.

Изчисляване на параметрите на машината

За всяка схема трябва да бъде изпълнено следното неравенство:

аз_п <= Аз_р / 1.45

тук аз_п - номинален ток на машината и аз_р - допустим ток за окабеляване. Това правило гарантира гарантирано изключване при продължително превишаване на допустимия товар.

Неравенството „In <= Ip / 1.45“ е основното условие за завършване на двойка „автоматично - кабел“. Неспазването на това правило може да доведе до пожар.

Мощността на машината може да се изчисли както от общото натоварване, така и от напречното сечение на проводниците на вече положеното окабеляване. Да предположим, че има схема на свързване на електрически уреди, но окабеляването все още не е положено.

В този случай последователността от действия е следната:

1. Изчисляване на общата сила на тока на електрически уреди, свързани към мрежата.
2. Изборът на автомат с номинална стойност не по-ниска от изчислената стойност.
3. Избор на напречно сечение на кабела според рейтинга на машината.

Пример:

1. S = 4 kW; I = 4000/220 = 18 A;
2. аз_п = 20 A;
3. аз_р > = Аз_п * 1,45 = 29 A; D = 4 мм².

Ако окабеляването вече е положено, последователността на действията е различна:

1. Определяне на допустимия ток с известна секция и метод на окабеляване съгласно таблицата, предоставена от производителя.
2. Избор на прекъсвач.
3. Изчисляване на мощността на свързани устройства. Управлението на група устройства, така че общото натоварване на веригата да е по-малко от номиналната стойност.

Пример. Нека два едножилни кабела да бъдат положени отворено, D = 6 мм²След това:

1. аз_р = 46 A;
2. аз_п <= Аз_р / 1,45 = 32 А;
3. S = i_п * 220 = 7,0 кВт.

В параграф 2 от последния пример има леко допустимо приближение. Точна стойност на I_п = Аз_р / 1,45 = 31,7 A закръглено до 32 A.

Избор между няколко стойности

Понякога възниква ситуация, когато можете да изберете няколко машини с различни оценки, за да защитите веригата. Например с обща мощност на електрически уреди 4 kW (18 A) е избрано окабеляване с напречно сечение на медни проводници от 4 mm с марж², За тази комбинация можете да поставите превключвателите на 20 и 25 A.

Ако схемата на свързване на електротехника предполага наличието на многостепенна защита, тогава трябва да изберете машините, така че стойността на номиналното ниво на по-високо ниво (на фигурата вдясно е 25 A) да е по-голяма от тази на превключвателите на по-ниски нива

Предимството на избора на превключвателя с най-висок рейтинг е възможността за свързване на допълнителни устройства без промяна на елементите на веригата. Това най-често се прави.

В полза на избора на автомат с по-ниска номинална стойност е в полза фактът, че топлинното му освобождаване ще реагира по-бързо на повишен токов индикатор.Факт е, че някои устройства могат да имат неизправност, което ще доведе до увеличаване на консумацията на енергия, но не и до стойност на късо съединение.

Например, повреда на лагера на двигателя на пералнята ще доведе до рязко увеличаване на тока в намотката. Ако машината бързо реагира на превишаване на разрешените стойности и изключва, моторът няма да гори.

Изводи и полезно видео по темата

Дизайнът на прекъсвача и неговата класификация. Концепцията за характеристиките на времевия ток и избора на номинално напречно сечение на кабела:

Изчисляване на мощността на устройствата и избора на машината, като се използват разпоредбите на PUE:

Изборът на прекъсвач трябва да се приема отговорно, тъй като безопасността на електрическата система у дома зависи от това. С всички многобройни входни параметри и нюанси на изчислението трябва да се помни, че основната защитна функция на машината се простира до окабеляването.

Моля, пишете коментари, задавайте въпроси, публикувайте снимка по темата на статията в блока по-долу. Споделете полезна информация, която може да бъде полезна за посетителите на сайта. Разкажете ни за вашия опит с избора на прекъсвачи, за да защитите вашата страна или домашно окабеляване.