Избор машине на основу снаге оптерећења, пресека кабла и струје: принципи и формуле за прорачун

Да бисте организовали несметано напајање у кући, потребно је издвојити одвојене гране. Свака линија мора бити опремљена сопственим заштитним уређајем који штити изолацију кабла од топљења. Међутим, не знају сви који уређај купити. Да ли се слажете?

Све о избору аутоматских машина на основу снаге оптерећења научићете из чланка који смо представили. Рећи ћемо вам како да одредите рејтинг да бисте пронашли прекидач потребне класе. Узимање у обзир наших препорука гарантује куповину потребних уређаја који могу елиминисати опасне ситуације током рада ожичења.

Аутоматски прекидачи за кућне мреже

Организације за снабдевање електричном енергијом повезују куће и станове изводећи радове на прикључењу кабла на разводну таблу. Све инсталације ожичења у просторијама изводе његови власници или ангажовани стручњаци.

Да бисте изабрали прекидач за заштиту сваког појединачног кола, морате знати његову снагу, класу и неке друге карактеристике.

Основни параметри и класификација

Кућне машине се инсталирају на улазу у нисконапонско електрично коло и дизајниране су да реше следеће проблеме:

• ручно или електронско активирање или искључивање електричног кола;
• заштита кола: струјни прекид током мањег дуготрајног преоптерећења;
• Заштита струјног кола: тренутно искључивање струје у случају кратког споја.

Сваки прекидач има карактеристику, изражену у амперима, која се зове Номинална струја (И_н) или „номинална вредност“.

Суштину ове вредности је лакше разумети коришћењем коефицијента вишка номиналне вредности:

К = И / И_н,

где је И стварна јачина струје.

• К < 1,13: до окидања неће доћи у року од 1 сата;
• К > 1,45: искључење ће се десити у року од 1 сата.

Ови параметри су утврђени у тачки 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Да бисте сазнали колико ће времена бити потребно да дође до искључивања на К>1,45, потребно је да користите графикон који одражава временско-струјну карактеристику одређеног модела машине.

Ако струја прекорачи номиналну вредност прекидача за 2 пута на дуже време, отварање ће се десити у периоду од 8 секунди до 4 минута. Брзина одзива зависи од подешавања модела и температуре околине

Такође, сваки тип прекидача има дефинисан струјни опсег (И_а), при чему се активира механизам тренутног ослобађања:

• класа "Б": И_а = (3 * И_н ..5*И_н];
• класа "Ц": И_а = (5 * И_н ..10*И_н];
• класа "Д": И_а = (10 * И_н .. 20 * И_н].

Уређаји типа "Б" се углавном користе за линије велике дужине. У стамбеним и пословним просторијама користе се прекидачи класе „Ц“, а уређаји са ознаком „Д“ штите кола у којима постоји опрема са високим коефицијентом стартне струје.

Стандардна линија кућних машина укључује уређаје са оценама од 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 А.

Структурни дизајн издања

У модерном прекидач Постоје две врсте ослобађања: топлотна и електромагнетна.

Биметално ослобађање има облик плоче направљене од два проводна метала са различитим термичким ширењем.Овај дизајн, када дуже време прелази номиналну вредност, доводи до загревања дела, његовог савијања и активирања механизма за прекидање струјног кола.

За неке машине можете користити завртањ за подешавање да промените параметре струје при којој долази до гашења. У прошлости, ова техника се често користила за „фино подешавање“ уређаја, али ова процедура захтева дубинско специјализовано знање и неколико тестова.

Ротирањем завртња за подешавање (означеног црвеним правоугаоником) у смеру супротном од казаљке на сату, можете постићи дуже време одзива за термичко ослобађање

Сада на тржишту можете пронаћи много модела стандардних оцена различитих произвођача, чије су временско-струјне карактеристике мало другачије (али у исто време у складу са регулаторним захтевима). Због тога је могуће изабрати машину са потребним „фабричким” подешавањима, што елиминише ризик од погрешне калибрације.

Електромагнетно ослобађање спречава прегревање линије као резултат кратког споја. Реагује скоро тренутно, али тренутна вредност мора бити неколико пута већа од номиналне вредности. Структурно, овај део је соленоид. Прекомерна струја генерише магнетно поље које помера језгро, прекидајући коло.

Усклађеност са принципима селективности

Ако постоји разгранат електрични круг, могуће је организовати заштиту на начин да се у случају кратког споја искључи само грана на којој се јавља ванредна ситуација. У ту сврху се користи принцип селективности прекидача.

Визуелни дијаграм који показује принцип рада система прекидача са имплементираном функцијом селективности (селективности) рада када дође до кратког споја

Да би се осигурало селективно искључивање, на нижим степенима су инсталирани тренутни прекидачи који прекидају коло за 0,02 - 0,2 секунде. Прекидач који се налази на вишем степену или има кашњење у раду од 0,25 - 0,6 с или је направљен према посебном "селективном" колу у складу са стандардом ДИН ВДЕ 0641-21.

За гарантовану сигурност селективни рад машина Боље је користити машине једног произвођача. За прекидаче једног распона модела постоје табеле селективности које указују на могуће комбинације.

Најједноставнија правила инсталације

Део струјног кола који треба да буде заштићен прекидачем може бити једнофазни или трофазни, имати неутралну, као и ПЕ (земљену) жицу. Дакле, машине имају од 1 до 4 пола, на које је спојен проводник. Када се створе услови за искључење, сви контакти се истовремено искључују.

Машине у панелу су монтиране на посебно назначену ДИН шину. Пружа компактну и безбедну везу, као и згодан приступ прекидачу

Машине се постављају на следећи начин:

• једнополни по фази;
• биполарни за фазу и неутралну;
• трополни за 3 фазе;
• четворополни за 3 фазе и неутралан.

Међутим, забрањено је радити следеће:

• уградити једнополне прекидаче на неутрални;
• уметните ПЕ жицу у машину;
• уградити три једнополна уместо једног трополног прекидача, ако је у струјно коло прикључен најмање један трофазни потрошач.

Сви ови захтеви су наведени у ПУЕ и морају се поштовати.

У свакој кући или просторији до које се доводи струја, уграђена је уводна машина.Њену номиналну вредност утврђује снабдевач и та вредност је наведена у уговору о прикључењу на електричну енергију. Сврха таквог прекидача је да заштити подручје од трансформатора до потрошача.

Након уводне машине, бројило (једнофазно или трофазно) се прикључује на вод и уређај диференцијалне струје, чије се функције разликују од рада аутоматског и диференцијалног прекидача.

Ако је просторија ожичена у неколико кола, онда је свако од њих заштићено посебним прекидачем, чија снага назначено на етикети. Њихове оцене и класе одређује власник просторија, узимајући у обзир постојеће ожичење или снагу повезаних уређаја.

Бројило електричне енергије и прекидачи су уграђени у разводну таблу која испуњава све безбедносне захтеве и лако се интегрише у унутрашњост просторије

Приликом избора локације централа Мора се запамтити да на својства топлотног ослобађања утиче температура ваздуха. Због тога је препоручљиво поставити шину са машинама унутар саме просторије.

Прорачун потребне апоене

Главна заштитна функција прекидача се протеже на ожичење, тако да се оцена бира на основу попречног пресека кабла. У овом случају, читаво коло мора осигурати нормалан рад уређаја повезаних на њега. Израчунавање параметара система је једноставно, али се морају узети у обзир многе нијансе како би се избегле грешке и проблеми.

Одређивање укупне снаге потрошача

Један од главних параметара електричног кола је максимална могућа снага потрошача електричне енергије прикључених на њега. Приликом израчунавања овог индикатора, не можете једноставно сумирати податке о пасошу уређаја.

Активна и називна компонента

За сваки уређај који се напаја електричном енергијом, произвођач је дужан да наведе активну снагу (П). Ова вредност одређује количину енергије која ће се неопозиво претворити као резултат рада уређаја и коју ће корисник платити на бројилу.

Али за уређаје са кондензаторима или индуктором, постоји још једна снага са вредношћу различитом од нуле, која се назива реактивна (П). Долази до уређаја и враћа се назад скоро тренутно.

Реактивна компонента не учествује у обрачуну утрошене електричне енергије, али заједно са активном компонентом чини такозвану „укупну“ или „номиналну“ снагу (С), што оптерећује ланац.

цос(ф) – параметар помоћу којег можете одредити укупну (номиналну) снагу из активне (потрошене) снаге. Ако није једнако један, онда је то назначено у техничкој документацији за електрични уређај

Потребно је израчунати допринос појединачног уређаја укупном оптерећењу проводника и прекидача на основу његове укупне снаге: С = П /цос(ф).

Повећане почетне струје

Следећа карактеристика неких врста кућних апарата је присуство трансформатора, електромотора или компресора. Такви уређаји троше ударну (стартну) струју приликом покретања.

Његова вредност може бити неколико пута већа од стандардних вредности, али време рада при повећаној снази је кратко и обично се креће од 0,1 до 3 секунде. Такав краткотрајни удар неће покренути термичко ослобађање, али електромагнетна компонента прекидача, која је одговорна за прекомерну струју кратког споја, може реаговати.

Ова ситуација је посебно релевантна за наменске линије на које је повезана опрема као што су машине за обраду дрвета.У овом случају морате израчунати амперажу и, можда, има смисла користити машину класе "Д".

Узимајући у обзир коефицијент тражње

За кола која имају повезану велику количину опреме и нема уређаја који троши највећи део струје, користите фактор потражње (кс). Поента његове употребе је да сви уређаји неће радити истовремено, тако да ће сумирање номиналних снага довести до прецењене бројке.

Коефицијент потражње за групе потрошача електричне енергије утврђен је у тачки 7 СП 256.1325800.2016. На ове индикаторе можете се ослонити и када самостално израчунате максималну снагу.

Овај коефицијент може имати вредност једнаку или мању од један. Прорачуни пројектоване снаге (П_р) сваког уређаја се одвија према формули:

П_р = кс * С

Укупна називна снага свих уређаја се користи за израчунавање параметара кола. Употреба коефицијента потражње је препоручљива за канцеларијске и мале малопродајне просторе са великим бројем рачунара, канцеларијске опреме и друге опреме која се напаја из једног кола.

За линије са малим бројем потрошача, овај коефицијент се не користи у свом чистом облику. Они уређаји за које је мало вероватно да ће бити укључени истовремено са уређајима који троше више енергије, уклањају се из прорачуна снаге.

Тако, на пример, мале су шансе да истовремено радите у дневној соби са пеглом и усисивачем. А за радионице са малим бројем особља узимају се у обзир само 2-4 најмоћнија електрична алата.

Тренутни обрачун

Машина се бира на основу максималне вредности струје дозвољене у делу кола. Неопходно је добити овај индикатор, знајући укупну снагу електричних потрошача и напон у мрежи.

Према ГОСТ 29322-2014, од октобра 2015. године, вредност напона треба да буде једнака 230 В за редовну мрежу и 400 В за трофазну мрежу. Међутим, у већини случајева, стари параметри су и даље на снази: 220 и 380 В, респективно. Због тога, за тачне прорачуне, потребно је извршити мерења помоћу волтметра.

Можете мерити напон у вашој кућној мрежи помоћу волтметра или мултиметра. Да бисте то урадили, само укључите његове контакте у утичницу.

Још један проблем, посебно релевантан за електричне инсталације у приватном сектору, је обезбеђење напајања са недовољним напоном. Мерења на таквим проблематичним објектима могу показати вредности изван опсега дефинисаног ГОСТ-ом.

Штавише, у зависности од нивоа потрошње електричне енергије ваших суседа, вредност напона може значајно да варира за кратко време.

Ово ствара проблем не само за функционисање уређаја, већ и за текући обрачун. Када напон падне, неки уређаји једноставно губе струју, а неки који имају улазни стабилизатор повећавају потрошњу електричне енергије.

У таквим условима је тешко извршити квалитативне прорачуне потребних параметара кола. Због тога ћете морати или да положите каблове намерно великог попречног пресека (што је скупо), или да решите проблем инсталирањем улазног стабилизатора или повезивањем куће на другу линију.

Стабилизатор се поставља поред разводне табле. Често се дешава да је то једини начин да се добију стандардне вредности напона у кући

Након што је пронађена укупна снага електричних уређаја (С) и сазнао вредност напона (У), текући обрачун (И) изводе се према формулама које су последица Омовог закона:

И_ф = С/У_ф за једнофазну мрежу

И_л = С / (1,73 * У_л) за трофазну мрежу

Овде је индекс "ф" означава фазне параметре и "л» – линеарни.

Већина трофазних уређаја користи тип везе „звезда“, а на основу овог кола ради и трансформатор, испоручујући струју потрошачу. Са симетричним оптерећењем, линеарне и фазне силе ће бити идентичне (И_л = И_ф), а напон се израчунава помоћу формуле:

У_л = 1,73 * У_ф

Нијансе избора попречног пресека кабла

Квалитет и параметри жица и каблова регулисани су ГОСТ 31996-2012. Према овом документу, развијају се спецификације за произведене производе, где је дозвољен одређени распон вредности основних карактеристика. Произвођач је дужан да обезбеди табелу кореспонденције између попречног пресека жила и максималне безбедне струје.

Максимална дозвољена струја зависи од попречног пресека жица и начина уградње. Могу се поставити скривено (у зид) или отворено (у цеви или кутију).

Неопходно је одабрати кабл на такав начин да се обезбеди сигуран проток струје који одговара израчунатој укупној снази електричних уређаја. Према ПУЕ (правила за електричну инсталацију), минимум израчунати попречни пресек жицекоји се користи у стамбеним просторијама мора бити најмање 1,5 мм².

Стандардне величине имају следеће вредности: 1,5; 2.5; 4; 6 и 10 мм².

Понекад постоји разлог да се користе жице са попречним пресеком један корак већи од минимално дозвољеног. У овом случају могуће је прикључити додатне уређаје или заменити постојеће са моћнијим без скупих и дуготрајних радова на полагању нових каблова.

Прорачун параметара машине

За било које коло мора бити задовољена следећа неједнакост:

И_н <=И_стр / 1.45

Ево И_н – називна струја машине, и И_стр – дозвољена струја за ожичење. Ово правило обезбеђује гарантовано ослобађање када је дозвољено оптерећење прекорачено дуже време.

Неједнакост „Ин <= Ип / 1,45” је главни услов када се комплетира пар „машина-кабл”. Непоштовање овог правила може довести до пожара у ожичењу.

Оцена машине се може израчунати и по укупном оптерећењу и по попречном пресеку жица већ инсталираног ожичења. Рецимо да постоји дијаграм за повезивање електричних уређаја, али ожичење још није постављено.

У овом случају, редослед акција је следећи:

1. Прорачун укупне јачине струје електричних уређаја прикључених на мрежу.
2. Изаберите машину са деноминацијом не мањом од израчунате вредности.
3. Избор попречног пресека кабла у складу са капацитетом машине.

Пример:

1. С = 4 кВ; И = 4000 / 220 = 18 А;
2. И_н = 20 А;
3. И_стр >= И_н * 1,45 = 29 А; Д = 4 мм².

Ако је ожичење већ постављено, редослед радњи је другачији:

1. Одређивање дозвољене струје за познати попречни пресек и начин ожичења према табели коју је дао произвођач.
2. Избор прекидача.
3. Прорачун снаге прикључених уређаја. Опремање групе уређаја на такав начин да је укупно оптерећење на колу мање од номиналне вредности.

Пример. Нека се отворено полажу два једножилна кабла, Д = 6 мм², Онда:

1. И_стр = 46 А;
2. И_н <=И_стр / 1,45 = 32 А;
3. С = И_н * 220 = 7,0 кВ.

У тачки 2 последњег примера постоји мала прихватљива апроксимација. Тачна вредност И_н = И_стр / 1,45 = 31,7 А заокружено на 32 А.

Избор између неколико деноминација

Понекад се јавља ситуација када можете одабрати неколико машина са различитим оценама да бисте заштитили коло.На пример, са укупном снагом електричних уређаја од 4 кВ (18 А), ожичење са попречним пресеком бакарног језгра од 4 мм изабрано је са резервом². За ову комбинацију можете инсталирати прекидаче од 20 и 25 А.

Ако дијаграм електричног ожичења претпоставља присуство вишеслојне заштите, онда морате да изаберете прекидаче тако да вредност снаге вишег (на слици десно - 25 А) буде већа од вредности прекидача нижим нивоима

Предност избора прекидача са највећим рејтингом је могућност повезивања додатних уређаја без промене елемената кола. Најчешће то раде.

Избор машине са нижим рејтингом подржава чињеница да ће њено термичко ослобађање брже реаговати на повећану струју. Чињеница је да неки уређаји могу имати квар, што ће довести до повећања потрошње енергије, али не до тачке кратког споја.

На пример, квар лежаја мотора машине за прање веша ће довести до наглог повећања струје у намотају. Ако машина брзо реагује на прекорачење дозвољених вредности и искључи се, мотор неће прегорети.

Закључци и користан видео на тему

Дизајн прекидача и његова класификација. Концепт временско-струјних карактеристика и избор називне вредности према пресеку кабла:

Прорачун снаге уређаја и избор машине према одредбама ПУЕ:

Избор прекидача мора се узети одговорно, јер од тога зависи сигурност електричног система код куће. Са свим бројним улазним параметрима и нијансама прорачуна, потребно је запамтити да се главна заштитна функција машине односи на ожичење.

Молимо пишите коментаре, постављајте питања и постављајте фотографије у вези са темом чланка у блоку испод. Делите корисне информације које могу бити корисне посетиоцима сајта. Реците нам нешто о свом искуству у одабиру прекидача за заштиту електричних инсталација у земљи или кући.