Velge en maskin basert på lasteffekt, kabeltverrsnitt og strøm: prinsipper og formler for beregninger

For å organisere en problemfri intern strømforsyning, er det nødvendig å tildele separate grener. Hver ledning skal være utstyrt med egen beskyttelsesanordning som beskytter kabelisolasjonen mot smelting. Imidlertid vet ikke alle hvilken enhet de skal kjøpe. Er du enig?

Du vil lære alt om valg av automatiske maskiner basert på lastekraft fra artikkelen vi presenterte. Vi vil fortelle deg hvordan du bestemmer vurderingen for å finne en bryter av den nødvendige klassen. Å ta hensyn til våre anbefalinger garanterer kjøp av nødvendige enheter som kan eliminere farlige situasjoner under driften av ledningene.

Automatiske brytere for husholdningsnettverk

Strømforsyningsorganisasjoner kobler sammen hus og leiligheter ved å utføre arbeid med å koble kabelen til sentralen. Alle installasjoner av ledninger i lokalene utføres av eierne eller innleide spesialister.

For å velge en kretsbryter for å beskytte hver enkelt krets, må du kjenne dens vurdering, klasse og noen andre egenskaper.

Grunnleggende parametere og klassifisering

Husholdningsmaskiner er installert ved inngangen til en lavspent elektrisk krets og er designet for å løse følgende problemer:

• manuell eller elektronisk aktivering eller frakobling av en elektrisk krets;
• kretsbeskyttelse: strømavbrudd under mindre langvarig overbelastning;
• Kretsbeskyttelse: øyeblikkelig stans av strømmen ved kortslutning.

Hver bryter har en karakteristikk, uttrykt i ampere, som kalles merkestrøm (Jeg_n) eller "pålydende".

Essensen av denne verdien er lettere å forstå ved å bruke koeffisienten for overskudd av den nominelle verdien:

K = I/I_n,

hvor I er den faktiske strømstyrken.

• K < 1,13: utløsning vil ikke skje innen 1 time;
• K > 1.45: avstengning vil skje innen 1 time.

Disse parameterne er fastsatt i paragraf 8.6.2. GOST R 50345-2010. For å finne ut hvor lang tid det vil ta før en avstengning skjer ved K>1,45, må du bruke en graf som gjenspeiler tids-strømkarakteristikken til en spesifikk maskinmodell.

Hvis strømmen overskrider den nominelle verdien til bryteren med 2 ganger i lang tid, vil åpningen skje innen en periode på 8 sekunder til 4 minutter. Responshastigheten avhenger av modellinnstillingene og omgivelsestemperaturen

Hver type strømbryter har også et definert strømområde (Jeg_en), der den øyeblikkelige utløsningsmekanismen aktiveres:

• klasse "B": I_en = (3 * I_n ..5*I_n];
• klasse "C": I_en = (5 * I_n ..10*I_n];
• klasse "D": I_en = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Type "B" enheter brukes hovedsakelig for linjer som er av betydelig lengde. I bolig- og kontorlokaler brukes strømbrytere i klasse "C", og enheter merket med "D" beskytter kretser der det er utstyr med høy startstrømkoeffisient.

Standardserien med husholdningsmaskiner inkluderer enheter med karakterer på 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 og 63 A.

Strukturell utforming av utgivelser

I moderne effektbryter Det er to typer utgivelser: termisk og elektromagnetisk.

En bimetallisk utløser har formen av en plate laget av to ledende metaller med ulik termisk ekspansjon.Denne utformingen, når den overskrider den nominelle verdien i lang tid, fører til oppvarming av delen, dens bøyning og aktivering av kretsbrytermekanismen.

For noen maskiner kan du bruke justeringsskruen til å endre parametrene for strømmen der avstengningen skjer. Tidligere ble denne teknikken ofte brukt til å "finjustere" en enhet, men denne prosedyren krever inngående spesialkunnskap og flere tester.

Ved å dreie justeringsskruen (uthevet med et rødt rektangel) mot klokken kan du oppnå lengre responstid for termisk utløsning

Nå på markedet kan du finne mange modeller av standardvurderinger fra forskjellige produsenter, hvis tidsstrømegenskaper er litt forskjellige (men samtidig overholder regulatoriske krav). Derfor er det mulig å velge en maskin med de nødvendige "fabrikk"-innstillingene, noe som eliminerer risikoen for feilkalibrering.

Den elektromagnetiske utløseren forhindrer overoppheting av ledningen som følge av kortslutning. Den reagerer nesten umiddelbart, men den nåværende verdien må være flere ganger høyere enn den nominelle verdien. Strukturelt sett er denne delen en solenoid. Overstrømmen genererer et magnetfelt som beveger kjernen og bryter kretsen.

Overholdelse av selektivitetsprinsipper

Dersom det er en forgrenet elektrisk krets, er det mulig å organisere beskyttelsen på en slik måte at det ved kortslutning kun kobles fra den grenen som nødsituasjonen oppstår på. For dette formål brukes prinsippet om bryterselektivitet.

Et visuelt diagram som viser prinsippet for drift av et strømbrytersystem med en implementert funksjon av selektivitet (selektivitet) for drift når en kortslutning oppstår

For å sikre selektiv avstenging, installeres øyeblikkelige avskjæringsbrytere på de nedre trinnene, og bryter kretsen på 0,02 - 0,2 sekunder. Bryteren plassert på et høyere trinn har enten en driftsforsinkelse på 0,25 - 0,6 s eller er laget i henhold til en spesiell "selektiv" krets i henhold til DIN VDE 0641-21-standarden.

For garantert sikkerhet selektiv drift av maskiner Det er bedre å bruke maskiner fra én produsent. For brytere av en enkelt modellserie finnes det selektivitetstabeller som indikerer mulige kombinasjoner.

De enkleste installasjonsreglene

Seksjonen av kretsen som må beskyttes av en bryter kan være en- eller trefaset, ha en nøytral, samt en PE (jord) ledning. Derfor har maskinene fra 1 til 4 poler, som lederen er koblet til. Når forhold for utløsning er opprettet, kobles alle kontakter ut samtidig.

Maskinene i panelet er montert på en spesialdesignet DIN-skinne. Det gir kompakt og sikker tilkobling, samt praktisk tilgang til bryteren

Maskinene er installert som følger:

• enkeltpol per fase;
• bipolar for fase og nøytral;
• tre-polet for 3 faser;
• firepolet for 3 faser og nøytral.

Det er imidlertid forbudt å gjøre følgende:

• installer enpolede kretsbrytere til nøytral;
• sett inn PE-tråd i maskinen;
• installer tre enpolede i stedet for en trepolet effektbryter, hvis minst en trefaset forbruker er koblet til kretsen.

Alle disse kravene er spesifisert i PUE og må følges.

I hvert hus eller rom som det tilføres strøm, er det installert en introduksjonsmaskin.Dens nominelle verdi bestemmes av leverandøren og denne verdien er spesifisert i strømtilknytningsavtalen. Hensikten med en slik bryter er å beskytte området fra transformatoren til forbrukeren.

Etter introduksjonsmaskinen kobles en måler (en- eller trefaset) til ledningen og reststrømsanordning, hvis funksjoner er forskjellige fra driften av den automatiske og differensialbryteren.

Hvis rommet er koblet til flere kretser, er hver av dem beskyttet av en separat strømbryter, hvis kraft angitt på etiketten. Deres karakterer og klasser bestemmes av eieren av lokalene, under hensyntagen til eksisterende ledninger eller strøm til tilkoblede enheter.

Strømmåleren og effektbryterne er installert i et fordelingstavle som oppfyller alle sikkerhetskrav og enkelt kan integreres i rommets indre.

Når du velger en plassering sentralbord Det må huskes at egenskapene til den termiske frigjøringen påvirkes av lufttemperaturen. Derfor er det lurt å plassere skinnen med maskiner inne i selve rommet.

Beregning av nødvendig valør

Hovedbeskyttelsesfunksjonen til strømbryteren strekker seg til ledningene, så karakteren velges basert på kabeltverrsnittet. I dette tilfellet må hele kretsen sikre normal drift av enhetene som er koblet til den. Det er enkelt å beregne systemparametere, men mange nyanser må tas i betraktning for å unngå feil og problemer.

Bestemmelse av forbrukernes totale makt

En av hovedparametrene til den elektriske kretsen er den maksimalt mulige kraften til strømforbrukerne som er koblet til den. Når du beregner denne indikatoren, kan du ikke bare oppsummere passdataene til enhetene.

Aktiv og nominell komponent

For enhver enhet som drives av elektrisitet, er produsenten pålagt å angi den aktive effekten (P). Denne verdien bestemmer mengden energi som vil bli ugjenkallelig konvertert som et resultat av driften av enheten og som brukeren betaler for på måleren.

Men for enheter med kondensatorer eller en induktor, er det en annen effekt med en verdi som ikke er null, som kalles reaktiv (Q). Den når enheten og kommer tilbake nesten umiddelbart.

Den reaktive komponenten deltar ikke i beregningen av brukt elektrisitet, men danner sammen med den aktive komponenten såkalt "total" eller "nominell" effekt (S), som legger en belastning på kjedet.

cos(f) – parameter som du kan bestemme total (nominell) effekt fra den aktive (forbrukte) effekten. Hvis det ikke er lik en, er det angitt i den tekniske dokumentasjonen for den elektriske enheten

Det er nødvendig å beregne bidraget fra en individuell enhet til den totale belastningen på lederne og strømbryteren basert på dens totale effekt: S = P /cos(f).

Økte startstrømmer

Den neste egenskapen til noen typer husholdningsapparater er tilstedeværelsen av transformatorer, elektriske motorer eller kompressorer. Slike enheter forbruker startstrøm ved oppstart.

Verdien kan være flere ganger høyere enn standardverdier, men driftstiden ved økt effekt er kort og varierer vanligvis fra 0,1 til 3 sekunder. En slik kortvarig bølge vil ikke utløse den termiske utløsningen, men den elektromagnetiske komponenten til bryteren, som er ansvarlig for kortslutningsoverstrømmen, kan reagere.

Denne situasjonen er spesielt relevant for dedikerte linjer som utstyr som trebearbeidingsmaskiner er koblet til.I dette tilfellet må du beregne strømstyrken, og kanskje er det fornuftig å bruke en klasse "D" -maskin.

Tar hensyn til etterspørselskoeffisienten

For kretser som har en stor mengde utstyr tilkoblet og ingen enhet som bruker den største delen av strømmen, bruk etterspørselsfaktoren (ks). Poenget med å bruke det er at alle enheter ikke vil fungere samtidig, så oppsummering av de nominelle effektene vil føre til et overvurdert tall.

Etterspørselskoeffisienten for grupper av strømforbrukere er fastsatt i punkt 7 i SP 256.1325800.2016. Du kan også stole på disse indikatorene når du uavhengig beregner maksimal effekt.

Denne koeffisienten kan ha en verdi lik eller mindre enn én. Designeffektberegninger (P_r) for hver enhet skjer i henhold til formelen:

P_r = ks * S

Den totale merkeeffekten til alle enheter brukes til å beregne kretsparametrene. Bruken av etterspørselskoeffisienten er tilrådelig for kontorer og små butikklokaler med et stort antall datamaskiner, kontorutstyr og annet utstyr drevet fra én krets.

For linjer med et lite antall forbrukere brukes ikke denne koeffisienten i sin rene form. De enhetene som neppe blir slått på samtidig med mer energikrevende enheter, fjernes fra strømberegningen.

Så det er for eksempel liten sjanse for å jobbe i en stue med strykejern og støvsuger samtidig. Og for verksteder med et lite antall personell tas kun 2-4 av de kraftigste elektroverktøyene i betraktning.

Gjeldende beregning

Maskinen velges basert på den maksimale strømverdien som er tillatt i kretsdelen. Det er nødvendig å skaffe denne indikatoren, å vite den totale kraften til elektriske forbrukere og spenningen i nettverket.

I følge GOST 29322-2014, fra oktober 2015, skal spenningsverdien være lik 230 V for et vanlig nettverk og 400 V for et trefaset nettverk. Men i de fleste tilfeller er de gamle parametrene fortsatt i kraft: henholdsvis 220 og 380 V. Derfor, for nøyaktige beregninger, er det nødvendig å ta målinger ved hjelp av et voltmeter.

Du kan måle spenningen i hjemmenettverket ditt ved hjelp av et voltmeter eller multimeter. For å gjøre dette, kobler du bare kontaktene til en stikkontakt.

Et annet problem, spesielt relevant for elektriske ledninger i privat sektor, er levering av strømforsyning med utilstrekkelig spenning. Målinger ved slike problematiske objekter kan vise verdier utenfor området definert av GOST.

I tillegg, avhengig av nivået på strømforbruket til naboene dine, kan spenningsverdien variere mye i løpet av kort tid.

Dette skaper et problem ikke bare for funksjonen til enhetene, men også for gjeldende beregning. Når spenningen faller, mister noen enheter rett og slett strøm, og noen som har en inngangsstabilisator øker strømforbruket.

Det er vanskelig å utføre kvalitative beregninger av de nødvendige kretsparametrene under slike forhold. Derfor må du enten legge kabler med et bevisst stort tverrsnitt (som er dyrt), eller løse problemet ved å installere en inngangsstabilisator eller koble huset til en annen linje.

Stabilisatoren er installert ved siden av sentralbordet. Det hender ofte at dette er den eneste måten å få standard spenningsverdier i huset

Etter at den totale effekten til elektriske apparater er funnet (S) og fant ut spenningsverdien (U), gjeldende beregning (Jeg) utføres i henhold til formler som er en konsekvens av Ohms lov:

Jeg_f = S/U_f for enfasenett

Jeg_l = S / (1,73 * U_l) for trefasenett

Her er indeksen "f" betyr faseparametere, og "l» – lineær.

De fleste trefaseenheter bruker tilkoblingstypen "stjerne", og det er også i henhold til denne kretsen at transformatoren fungerer og leverer strøm til forbrukeren. Med en symmetrisk belastning vil lineær- og fasekreftene være identiske (Jeg_l = Jeg_f), og spenningen beregnes ved å bruke formelen:

U_l = 1,73 * U_f

Nyanser ved valg av kabeltverrsnitt

Kvaliteten og parameterne til ledninger og kabler er regulert av GOST 31996-2012. I henhold til dette dokumentet er spesifikasjoner utviklet for produserte produkter, der et visst spekter av verdier av grunnleggende egenskaper er tillatt. Produsenten er forpliktet til å gi en samsvarstabell mellom tverrsnittet av kjernene og den maksimale sikre strømmen.

Maksimal tillatt strøm avhenger av tverrsnittet til ledningene og installasjonsmetoden. De kan legges skjult (i veggen) eller åpne (i rør eller boks).

Det er nødvendig å velge en kabel på en slik måte at den sikrer sikker strømflyt som tilsvarer den beregnede totale effekten til elektriske apparater. I henhold til PUE (elektriske installasjonsregler), minimum beregnet ledningstverrsnittbrukt i boliger skal være minst 1,5 mm².

Standardstørrelser har følgende verdier: 1,5; 2,5; 4; 6 og 10 mm².

Noen ganger er det en grunn til å bruke ledninger med et tverrsnitt ett trinn større enn minimum tillatt. I dette tilfellet er det mulig å koble til ekstra enheter eller erstatte eksisterende med kraftigere uten dyrt og tidkrevende arbeid med å legge nye kabler.

Beregning av maskinparametere

For enhver krets må følgende ulikhet tilfredsstilles:

Jeg_n <= jeg_s / 1.45

Her Jeg_n – maskinens merkestrøm, og Jeg_s – tillatt strøm for kabling. Denne regelen sikrer garantert frigjøring når den tillatte belastningen overskrides i lang tid.

Ulikheten "In <= Ip / 1.45" er hovedbetingelsen når du fullfører "maskin-kabel"-paret. Unnlatelse av å overholde denne regelen kan føre til brann i ledningene.

Rangeringen av maskinen kan beregnes både av den totale belastningen og av tverrsnittet av ledningene til de allerede installerte ledningene. La oss si at det er et diagram for tilkobling av elektriske apparater, men ledningene er ennå ikke lagt.

I dette tilfellet er handlingssekvensen som følger:

1. Beregning av den totale strømstyrken til elektriske apparater koblet til nettverket.
2. Velg en maskin med en valør som ikke er mindre enn den beregnede verdien.
3. Valg av kabeltverrsnitt i henhold til maskinens klassifisering.

Eksempel:

1. S = 4 kW; I = 4000 / 220 = 18 A;
2. Jeg_n = 20 A;
3. Jeg_s >=jeg_n * 1,45 = 29 A; D = 4 mm².

Hvis ledningen allerede er lagt, er handlingssekvensen annerledes:

1. Bestemmelse av tillatt strøm for kjent tverrsnitt og ledningsmetode i henhold til tabellen levert av produsenten.
2. Valg av effektbryter.
3. Beregning av kraften til tilkoblede enheter. Utstyre en gruppe enheter på en slik måte at den totale belastningen på kretsen er mindre enn den nominelle verdien.

Eksempel. La to enlederkabler legges åpent, D = 6 mm², Deretter:

1. Jeg_s = 46 A;
2. Jeg_n <= jeg_s / 1,45 = 32 A;
3. S = I_n * 220 = 7,0 kW.

I punkt 2 i det siste eksemplet er det en liten akseptabel tilnærming. Nøyaktig verdi av I_n = jeg_s / 1,45 = 31,7 A avrundet til 32 A.

Valg mellom flere valører

Noen ganger oppstår det en situasjon når du kan velge flere maskiner med forskjellige klassifiseringer for å beskytte kretsen.For eksempel, med en total effekt på elektriske apparater på 4 kW (18 A), ble ledninger med et kobberkjernetverrsnitt på 4 mm valgt med en reserve². For denne kombinasjonen kan du installere 20 og 25 A brytere.

Hvis det elektriske koblingsskjemaet antar tilstedeværelsen av flerlagsbeskyttelse, må du velge strømbrytere slik at verdien av vurderingen til den høyere (i figuren til høyre - 25 A) er større enn for brytere på lavere nivåer

Fordelen med å velge en bryter med høyeste karakter er muligheten til å koble til ekstra enheter uten å endre kretselementene. Oftest er det dette de gjør.

Valget av en maskin med lavere karakter støttes av det faktum at dens termiske utløsning vil reagere raskere på en økt strøm. Faktum er at noen enheter kan ha en funksjonsfeil, noe som vil føre til en økning i energiforbruket, men ikke til en kortslutning.

For eksempel vil en svikt i et vaskemaskinmotorlager føre til en kraftig økning i strømmen i viklingen. Hvis maskinen raskt reagerer på overskridelse av tillatte verdier og slår seg av, vil ikke motoren brenne ut.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Design av en effektbryter og dens klassifisering. Konseptet med tids-strømkarakteristikk og valg av karakter i henhold til kabeltverrsnittet:

Beregning av kraften til enheter og valg av en maskin ved hjelp av bestemmelsene i PUE:

Valget av strømbryter må tas ansvarlig, siden sikkerheten til det elektriske systemet hjemme avhenger av det. Med alle de mange inngangsparametrene og beregningsnyansene, er det nødvendig å huske at hovedbeskyttelsesfunksjonen til maskinen gjelder ledningene.

Skriv kommentarer, still spørsmål og legg ut bilder relatert til emnet for artikkelen i blokken nedenfor. Del nyttig informasjon som kan være nyttig for besøkende på nettstedet. Fortell oss om din egen erfaring med å velge strømbrytere for å beskytte land eller hjem elektriske ledninger.