Valg af maskine baseret på belastningseffekt, kabeltværsnit og strøm: principper og formler for beregninger

For at organisere en problemfri intern strømforsyning er det nødvendigt at tildele separate grene. Hver ledning skal være udstyret med sin egen beskyttelsesanordning, der beskytter kabelisoleringen mod smeltning. Det er dog ikke alle, der ved, hvilken enhed de skal købe. Er du enig?

Du lærer alt om valg af automatiske maskiner baseret på belastningseffekt fra artiklen, vi præsenterede. Vi vil fortælle dig, hvordan du bestemmer vurderingen for at finde en switch af den påkrævede klasse. Under hensyntagen til vores anbefalinger garanterer køb af de nødvendige enheder, der kan eliminere farlige situationer under driften af ​​ledningerne.

Automatiske kontakter til husstandsnetværk

Elforsyningsorganisationer forbinder huse og lejligheder ved at udføre arbejde med tilslutning af kablet til tavlen. Alle installationer af ledninger i lokalerne udføres af dets ejere eller hyrede specialister.

For at vælge en afbryder til at beskytte hvert enkelt kredsløb, skal du kende dens rating, klasse og nogle andre egenskaber.

Grundlæggende parametre og klassifikation

Husholdningsmaskiner er installeret ved indgangen til et lavspændings elektrisk kredsløb og er designet til at løse følgende problemer:

• manuel eller elektronisk aktivering eller frakobling af et elektrisk kredsløb;
• kredsløbsbeskyttelse: strømafbrydelse under mindre langvarig overbelastning;
• Kredsløbsbeskyttelse: øjeblikkelig afbrydelse af strømmen i tilfælde af kortslutning.

Hver kontakt har en karakteristik, udtrykt i ampere, som kaldes mærkestrøm (jeg_n) eller "pålydende værdi".

Essensen af ​​denne værdi er lettere at forstå ved at bruge koefficienten for overskridelse af den nominelle værdi:

K = I/I_n,

hvor I er den faktiske strømstyrke.

• K < 1,13: udløsning sker ikke inden for 1 time;
• K > 1.45: nedlukning sker inden for 1 time.

Disse parametre er fastsat i paragraf 8.6.2. GOST R 50345-2010. For at finde ud af, hvor lang tid det vil tage, før en nedlukning sker ved K>1,45, skal du bruge en graf, der afspejler tids-strømkarakteristikken for en specifik maskinmodel.

Hvis strømmen overstiger kontaktens nominelle værdi 2 gange i lang tid, vil åbningen ske inden for en periode på 8 sekunder til 4 minutter. Reaktionshastigheden afhænger af modelindstillingerne og den omgivende temperatur

Desuden har hver type afbryder et defineret strømområde (jeg_-en), hvor den øjeblikkelige udløsningsmekanisme 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" enheder bruges hovedsageligt til linjer, der er af betydelig længde. I bolig- og kontorlokaler bruges klasse "C" afbrydere, og enheder mærket "D" beskytter kredsløb, hvor der er udstyr med en høj startstrømkoefficient.

Standardserien af ​​husholdningsmaskiner inkluderer enheder med ratings på 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 og 63 A.

Strukturelt design af udgivelser

I moderne afbryder Der er to typer frigivelser: termisk og elektromagnetisk.

En bimetallisk udløser har form af en plade lavet af to ledende metaller med forskellig termisk ekspansion.Dette design, når det overskrider den nominelle værdi i lang tid, fører til opvarmning af delen, dens bøjning og aktivering af kredsløbsbrydermekanismen.

For nogle maskiner kan du bruge justeringsskruen til at ændre parametrene for den strøm, hvor nedlukningen sker. Tidligere blev denne teknik ofte brugt til at "finjustere" en enhed, men denne procedure kræver dybdegående specialiseret viden og adskillige tests.

Ved at dreje justeringsskruen (fremhævet med et rødt rektangel) mod uret kan du opnå en længere responstid for den termiske udløsning

Nu på markedet kan du finde mange modeller af standardklassificeringer fra forskellige producenter, hvis tids-aktuelle egenskaber er lidt forskellige (men samtidig overholder lovkrav). Derfor er det muligt at vælge en maskine med de nødvendige "fabriksindstillinger", hvilket eliminerer risikoen for forkert kalibrering.

Den elektromagnetiske udløsning forhindrer overophedning af ledningen som følge af en kortslutning. Den reagerer næsten øjeblikkeligt, men den aktuelle værdi skal være flere gange højere end den nominelle værdi. Strukturelt er denne del en solenoide. Overstrømmen genererer et magnetfelt, der bevæger kernen og bryder kredsløbet.

Overholdelse af selektivitetsprincipper

Hvis der er et forgrenet elektrisk kredsløb, er det muligt at organisere beskyttelsen på en sådan måde, at i tilfælde af kortslutning kun afbrydes den gren, hvor nødsituationen opstår. Til dette formål anvendes princippet om switch-selektivitet.

Et visuelt diagram, der viser princippet om drift af et afbrydersystem med en implementeret funktion af selektivitet (selektivitet) af drift, når der opstår en kortslutning

For at sikre selektiv nedlukning installeres øjeblikkelige afbrydelsesafbrydere på de nederste trin, der bryder kredsløbet på 0,02 - 0,2 sekunder. Kontakten placeret på et højere trin har enten en driftsforsinkelse på 0,25 - 0,6 s eller er lavet i henhold til et særligt "selektivt" kredsløb i overensstemmelse med DIN VDE 0641-21 standarden.

For garanteret sikkerhed selektiv drift af maskiner Det er bedre at bruge maskiner fra én producent. For kontakter i en enkelt modelserie findes der selektivitetstabeller, der angiver mulige kombinationer.

De enkleste installationsregler

Sektionen af ​​kredsløbet, der skal beskyttes af en kontakt, kan være en- eller trefaset, have en neutral såvel som en PE (jord) ledning. Derfor har maskinerne fra 1 til 4 poler, hvortil lederen er forbundet. Når betingelser for udløsning er skabt, afbrydes alle kontakter samtidigt.

Maskinerne i panelet er monteret på en specialdesignet DIN-skinne. Det giver en kompakt og sikker forbindelse, samt nem adgang til kontakten

Maskinerne er installeret som følger:

• enkeltpolet pr. fase;
• bipolær for fase og neutral;
• tre-polet til 3 faser;
• firepolet til 3 faser og neutral.

Det er dog forbudt at gøre følgende:

• installer enkeltpolede afbrydere til neutral;
• indsæt PE-tråd i maskinen;
• installer tre enpolede i stedet for en trepolet afbryder, hvis mindst en trefaset forbruger er tilsluttet kredsløbet.

Alle disse krav er specificeret i PUE og skal følges.

I hvert hus eller rum, hvortil der leveres strøm, er der installeret en introduktionsmaskine.Dens nominelle værdi fastsættes af leverandøren, og denne værdi er angivet i eltilslutningsaftalen. Formålet med en sådan switch er at beskytte området fra transformeren til forbrugeren.

Efter introduktionsmaskinen tilsluttes en måler (en- eller trefaset) til ledningen og fejlstrømsanordning, hvis funktioner adskiller sig fra betjeningen af ​​den automatiske og differentiale kontakt.

Hvis rummet er forbundet til flere kredsløb, er hver af dem beskyttet af en separat strømafbryder, hvis effekt angivet på etiketten. Deres vurderinger og klasser bestemmes af ejeren af ​​lokalerne under hensyntagen til eksisterende ledninger eller strøm fra tilsluttede enheder.

Elmåleren og afbryderne er monteret i en fordelingstavle, der opfylder alle sikkerhedskrav og nemt kan integreres i det indre af rummet

Ved valg af lokation omstillingsbord Det skal huskes, at egenskaberne ved den termiske frigivelse påvirkes af lufttemperaturen. Derfor er det tilrådeligt at placere skinnen med maskiner inde i selve rummet.

Beregning af den nødvendige pålydende

Hovedafbryderens beskyttende funktion strækker sig til ledningerne, så bedømmelsen vælges baseret på kabeltværsnittet. I dette tilfælde skal hele kredsløbet sikre normal drift af de enheder, der er tilsluttet det. Beregning af systemparametre er enkel, men mange nuancer skal tages i betragtning for at undgå fejl og problemer.

Bestemmelse af forbrugernes samlede magt

En af hovedparametrene i det elektriske kredsløb er den maksimalt mulige effekt for de elforbrugere, der er tilsluttet det. Når du beregner denne indikator, kan du ikke blot opsummere pasdataene for enheder.

Aktiv og nominel komponent

For enhver enhed, der drives af elektricitet, skal producenten angive den aktive effekt (P). Denne værdi bestemmer mængden af ​​energi, der vil blive uigenkaldeligt konverteret som følge af betjeningen af ​​enheden, og som brugeren betaler for på måleren.

Men for enheder med kondensatorer eller en induktor er der en anden effekt med en ikke-nul værdi, som kaldes reaktiv (Q). Den når enheden og vender tilbage næsten øjeblikkeligt.

Den reaktive komponent deltager ikke i beregningen af ​​brugt elektricitet, men danner sammen med den aktive komponent den såkaldte "totale" eller "nominelle" effekt (S), hvilket belaster kæden.

cos(f) – parameter, hvormed du kan bestemme den samlede (nominelle) effekt ud fra den aktive (forbrugte) effekt. Hvis det ikke er lig med én, er det angivet i den tekniske dokumentation for den elektriske enhed

Det er nødvendigt at beregne bidraget fra en individuel enhed til den samlede belastning på lederne og afbryderen baseret på dens samlede effekt: S = P /cos(f).

Øgede startstrømme

Det næste træk ved nogle typer husholdningsapparater er tilstedeværelsen af ​​transformere, elektriske motorer eller kompressorer. Sådanne enheder bruger indløbsstrøm (start) ved opstart.

Dens værdi kan være flere gange højere end standardværdier, men driftstiden ved øget effekt er kort og varierer normalt fra 0,1 til 3 sekunder. En sådan kortvarig overspænding vil ikke udløse den termiske udløsning, men den elektromagnetiske komponent af kontakten, som er ansvarlig for kortslutningsoverstrømmen, kan reagere.

Denne situation er især relevant for dedikerede linjer, som udstyr såsom træbearbejdningsmaskiner er tilsluttet.I dette tilfælde skal du beregne strømstyrken, og måske giver det mening at bruge en klasse "D" maskine.

Under hensyntagen til efterspørgselskoefficienten

For kredsløb, der har en stor mængde udstyr tilsluttet og ingen enhed, der forbruger den største del af strømmen, skal du bruge efterspørgselsfaktoren (ks). Pointen med at bruge det er, at alle enheder ikke fungerer på samme tid, så opsummering af de nominelle kræfter vil føre til et overvurderet tal.

Efterspørgselskoefficienten for grupper af elforbrugere er fastsat i paragraf 7 i SP 256.1325800.2016. Du kan også stole på disse indikatorer, når du selvstændigt beregner maksimal effekt.

Denne koefficient kan have en værdi lig med eller mindre end én. Design effektberegninger (P_r) for hver enhed forekommer i henhold til formlen:

P_r = ks * S

Den samlede nominelle effekt af alle enheder bruges til at beregne kredsløbsparametrene. Brugen af ​​efterspørgselskoefficienten er tilrådelig for kontorer og små detaillokaler med et stort antal computere, kontorudstyr og andet udstyr drevet fra et kredsløb.

For linjer med et lille antal forbrugere bruges denne koefficient ikke i sin rene form. De enheder, der næppe vil blive tændt samtidigt med mere energiforbrugende enheder, fjernes fra strømberegningen.

Så der er for eksempel lille chance for at arbejde i en stue med et strygejern og en støvsuger på samme tid. Og for værksteder med et lille antal personale tages kun 2-4 af de mest kraftfulde elværktøjer i betragtning.

Nuværende beregning

Maskinen vælges ud fra den maksimalt tilladte strømværdi i kredsløbssektionen. Det er nødvendigt at opnå denne indikator ved at kende den samlede effekt af elektriske forbrugere og spændingen i netværket.

Ifølge GOST 29322-2014, fra oktober 2015, skal spændingsværdien være lig med 230 V for et almindeligt netværk og 400 V for et trefaset netværk. Men i de fleste tilfælde er de gamle parametre stadig i kraft: henholdsvis 220 og 380 V. Derfor, for nøjagtige beregninger, er det nødvendigt at tage målinger ved hjælp af et voltmeter.

Du kan måle spændingen i dit hjemmenetværk ved hjælp af et voltmeter eller multimeter. For at gøre dette skal du blot tilslutte dens kontakter til en stikkontakt.

Et andet problem, især relevant for elektriske ledninger i den private sektor, er levering af strømforsyning med utilstrækkelig spænding. Målinger på sådanne problematiske objekter kan vise værdier uden for det område, der er defineret af GOST.

Afhængigt af dine naboers elforbrug kan spændingsværdien desuden variere meget inden for kort tid.

Dette skaber et problem ikke kun for enhedernes funktion, men også for nuværende beregning. Når spændingen falder, mister nogle enheder simpelthen strøm, og nogle, der har en inputstabilisator, øger deres elforbrug.

Det er vanskeligt at udføre kvalitative beregninger af de nødvendige kredsløbsparametre under sådanne forhold. Derfor bliver du enten nødt til at lægge kabler med et bevidst stort tværsnit (hvilket er dyrt), eller løse problemet ved at installere en indgangsstabilisator eller forbinde huset med en anden linje.

Stabilisatoren monteres ved siden af ​​tavlen. Det sker ofte, at dette er den eneste måde at opnå standardspændingsværdier i huset

Efter at den samlede effekt af elektriske apparater er fundet (S) og fandt ud af spændingsværdien (U), nuværende beregning (jeg) udføres efter formler, der er en konsekvens af Ohms lov:

jeg_f = S/U_f til etfaset netværk

jeg_l = S / (1,73 * U_l) til trefaset netværk

Her er indekset "f" betyder faseparametre, og "l» – lineær.

De fleste trefasede enheder bruger "stjerne"-forbindelsestypen, og det er også ifølge dette kredsløb, at transformatoren fungerer og leverer strøm til forbrugeren. Med en symmetrisk belastning vil de lineære og fasekræfter være identiske (jeg_l = jeg_f), og spændingen beregnes ved hjælp af formlen:

U_l = 1,73 * U_f

Nuancer ved valg af kabeltværsnit

Kvaliteten og parametrene for ledninger og kabler er reguleret af GOST 31996-2012. Ifølge dette dokument er specifikationer udviklet for fremstillede produkter, hvor et vist område af værdier af grundlæggende egenskaber er tilladt. Producenten er forpligtet til at levere en overensstemmelsestabel mellem kernernes tværsnit og den maksimale sikre strøm.

Den maksimalt tilladte strøm afhænger af ledningernes tværsnit og installationsmetoden. De kan lægges skjult (i væggen) eller åbne (i et rør eller en kasse) måde

Det er nødvendigt at vælge et kabel på en sådan måde, at det sikres en sikker strøm af strøm svarende til den beregnede samlede effekt af elektriske apparater. Ifølge PUE (elektriske installationsregler), minimum beregnet trådtværsnitanvendes i boliger skal være mindst 1,5 mm².

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

Nogle gange er der en grund til at bruge ledninger med et tværsnit et trin større end det tilladte minimum. I dette tilfælde er det muligt at tilslutte yderligere enheder eller erstatte eksisterende med mere kraftfulde uden dyrt og tidskrævende arbejde med at lægge nye kabler.

Beregning af maskinparametre

For ethvert kredsløb skal følgende ulighed være opfyldt:

jeg_n <=I_s / 1.45

Her jeg_n – maskinens mærkestrøm, og jeg_s – tilladt strøm til ledningsføring. Denne regel sikrer garanteret frigivelse, når den tilladte belastning overskrides i længere tid.

Uligheden "In <= Ip / 1.45" er hovedbetingelsen, når "maskin-kabel"-parret færdiggøres. Manglende overholdelse af denne regel kan resultere i brand i ledningerne.

Maskinens rating kan beregnes både af den samlede belastning og af tværsnittet af ledningerne i de allerede installerede ledninger. Lad os sige, at der er et diagram til tilslutning af elektriske apparater, men ledningerne er endnu ikke lagt.

I dette tilfælde er rækkefølgen af ​​handlinger som følger:

1. Beregning af den samlede strømstyrke af elektriske apparater tilsluttet netværket.
2. Vælg en maskine med en pålydende værdi, der ikke er mindre end den beregnede værdi.
3. Valg af kabeltværsnit i henhold til maskinens klassificering.

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 ledningerne allerede er lagt, er rækkefølgen af ​​handlinger anderledes:

1. Bestemmelse af den tilladte strøm for et kendt tværsnit og ledningsmetode i henhold til tabellen leveret af producenten.
2. Valg af afbryder.
3. Beregning af strømmen af ​​tilsluttede enheder. Udstyr en gruppe af enheder på en sådan måde, at den samlede belastning på kredsløbet er mindre end den nominelle værdi.

Eksempel. Lad to enkeltlederkabler lægges åbent, D = 6 mm², Derefter:

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

I punkt 2 i det sidste eksempel er der en lille acceptabel tilnærmelse. Præcis værdi af I_n =I_s / 1,45 = 31,7 A afrundet til 32 A.

Valg mellem flere trosretninger

Nogle gange opstår der en situation, hvor du kan vælge flere maskiner med forskellige klassificeringer for at beskytte kredsløbet.For eksempel, med en samlet effekt af elektriske apparater på 4 kW (18 A), blev ledninger med et kobberkernetværsnit på 4 mm valgt med en reserve². Til denne kombination kan du installere 20 og 25 A afbrydere.

Hvis det elektriske ledningsdiagram antager tilstedeværelsen af ​​flerlagsbeskyttelse, skal du vælge strømafbrydere, så værdien af ​​bedømmelsen af ​​den højere (i figuren til højre - 25 A) er større end værdien af ​​kontakter på lavere niveauer

Fordelen ved at vælge en switch med den højeste rating er evnen til at tilslutte yderligere enheder uden at ændre kredsløbselementerne. Oftest er det, hvad de gør.

Valget af en maskine med en lavere rating understøttes af det faktum, at dens termiske udløsning vil reagere hurtigere på en øget strøm. Faktum er, at nogle enheder kan have en funktionsfejl, hvilket vil føre til en stigning i energiforbruget, men ikke til punktet af en kortslutning.

For eksempel vil en fejl i et vaskemaskinemotorleje føre til en kraftig stigning i strømmen i viklingen. Hvis maskinen hurtigt reagerer på overskridelse af de tilladte værdier og slukker, vil motoren ikke brænde ud.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Design af en afbryder og dens klassificering. Konceptet med tids-strømkarakteristika og valg af rating i henhold til kabeltværsnittet:

Beregning af enheders kraft og valg af en maskine ved hjælp af bestemmelserne i PUE:

Valget af afbryder skal tages ansvarligt, da sikkerheden i det elektriske system derhjemme afhænger af det. Med alle de mange inputparametre og beregningsnuancer er det nødvendigt at huske, at maskinens hovedbeskyttelsesfunktion gælder for ledningerne.

Skriv venligst kommentarer, stil spørgsmål og post billeder relateret til emnet for artiklen i blokken nedenfor. Del nyttige oplysninger, der kan være nyttige for besøgende på webstedet. Fortæl os om din egen erfaring med at vælge afbrydere til at beskytte landets eller hjemmets elektriske ledninger.