Koneen valinta kuormitustehon, kaapelin poikkileikkauksen ja virran perusteella: laskelmien periaatteet ja kaavat

Ongelmattoman sisäisen virtalähteen järjestämiseksi on tarpeen varata erilliset haarat. Jokainen linja on varustettava omalla suojalaitteella, joka suojaa kaapelin eristystä sulamiselta. Kaikki eivät kuitenkaan tiedä, mitä laitetta ostaa. Oletko samaa mieltä?

Esittelemämme artikkelista opit kaiken automaattisten koneiden valitsemisesta kuormitustehon perusteella. Kerromme sinulle, kuinka voit määrittää arvosanan, jotta voit löytää tarvittavan luokan kytkimen. Suosituksemme huomioon ottaminen takaa tarvittavien laitteiden hankinnan, jotka voivat poistaa vaaratilanteet johdotuksen käytön aikana.

Automaattiset kytkimet kotitalouksien verkkoihin

Sähkönjakeluorganisaatiot yhdistävät taloja ja asuntoja suorittamalla töitä kaapelin kytkemiseksi sähkökeskukseen. Kaikki tilojen johdotuksen asennukset tekevät sen omistajat tai palkatut asiantuntijat.

Jotta voit valita katkaisijan jokaista yksittäistä piiriä suojaamaan, sinun on tiedettävä sen luokitus, luokka ja jotkut muut ominaisuudet.

Perusparametrit ja luokitus

Kotitalouskoneet asennetaan pienjännitevirtapiirin sisäänkäynnille ja ne on suunniteltu ratkaisemaan seuraavat ongelmat:

• sähköpiirin manuaalinen tai elektroninen aktivointi tai virrankatkaisu;
• piirin suojaus: virran katkaisu vähäisen pitkäaikaisen ylikuormituksen aikana;
• Piirin suojaus: virran välitön katkaisu oikosulun sattuessa.

Jokaisella kytkimellä on ampeereina ilmaistu ominaisuus, jota kutsutaan nimellisvirta (minä_n) tai "nimellisarvo".

Tämän arvon olemus on helpompi ymmärtää käyttämällä nimellisarvon ylityskerrointa:

K = I / I_n,

missä I on todellinen virranvoimakkuus.

• K < 1,13: laukaisu ei tapahdu 1 tunnin sisällä;
• K > 1,45: sammutus tapahtuu 1 tunnin sisällä.

Nämä parametrit on vahvistettu kohdassa 8.6.2. GOST R 50345-2010. Saadaksesi selville, kuinka kauan sammutus kestää, kun K>1,45, sinun on käytettävä kaaviota, joka kuvastaa tietyn konemallin aika-virtaominaisuutta.

Jos virta ylittää kytkimen nimellisarvon 2 kertaa pitkään, avautuminen tapahtuu 8 sekunnin - 4 minuutin kuluessa. Vastenopeus riippuu mallin asetuksista ja ympäristön lämpötilasta

Jokaisella katkaisijatyypillä on myös määritelty virta-alue (minä_a), jolloin välitön vapautusmekanismi aktivoituu:

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

Tyypin "B" laitteita käytetään pääasiassa linjoille, jotka ovat huomattavan pitkiä. Asuin- ja toimistotiloissa käytetään C-luokan katkaisijoita ja D-merkityt laitteet suojaavat piirejä, joissa on laitteita, joilla on korkea käynnistysvirtakerroin.

Kotitalouskoneiden vakiosarjaan kuuluu laitteita, joiden teho on 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 ja 63 A.

Julkaisujen rakennesuunnittelu

Modernissa katkaisija Vapautuksia on kahdenlaisia: lämpö- ja sähkömagneettisia.

Bimetallinen irroke on levyn muotoinen, joka on muodostettu kahdesta johtavasta metallista, joilla on eri lämpölaajeneminen.Tämä rakenne, kun nimellisarvo ylittää pitkään, johtaa osan kuumenemiseen, taivutukseen ja katkaisumekanismin aktivoitumiseen.

Joissakin koneissa voit käyttää säätöruuvia muuttaaksesi sen virran parametreja, jolla sammutus tapahtuu. Aikaisemmin tätä tekniikkaa käytettiin usein laitteen "hienovirittämiseen", mutta tämä menettely vaatii syvällistä erikoisosaamista ja useita testejä.

Kiertämällä säätöruuvia (korostettu punaisella suorakulmiolla) vastapäivään voit saavuttaa pidemmän vasteajan lämpövapauttimelle

Nyt markkinoilta löydät monia eri valmistajien vakioluokitusmalleja, joiden aikavirran ominaisuudet ovat hieman erilaiset (mutta samalla noudattavat säädösten vaatimuksia). Siksi on mahdollista valita kone, jolla on tarvittavat "tehdasasetukset", mikä eliminoi virheellisen kalibroinnin riskin.

Sähkömagneettinen vapautus estää johdon ylikuumenemisen oikosulun seurauksena. Se reagoi lähes välittömästi, mutta nykyisen arvon on oltava useita kertoja suurempi kuin nimellisarvo. Rakenteellisesti tämä osa on solenoidi. Ylivirta synnyttää magneettikentän, joka liikuttaa sydäntä ja katkaisee piirin.

Selektiivisyysperiaatteiden noudattaminen

Jos on haaroittunut sähköpiiri, on mahdollista järjestää suojaus siten, että oikosulun sattuessa vain se haara, jolla hätätilanne tapahtuu, irrotetaan. Tätä tarkoitusta varten käytetään kytkimien selektiivisyyden periaatetta.

Visuaalinen kaavio, joka esittää katkaisijajärjestelmän toimintaperiaatteen, jossa on toteutettu toiminnan selektiivisyys (selektiivisyys) oikosulun sattuessa

Selektiivisen sammutuksen varmistamiseksi alemmille vaiheille asennetaan hetkelliset katkaisijat, jotka katkaisevat piirin 0,02 - 0,2 sekunnissa. Yläasteella sijaitsevan kytkimen toimintaviive on joko 0,25 - 0,6 s tai se on valmistettu DIN VDE 0641-21 -standardin mukaisen erityisen "selektiivisen" piirin mukaan.

Taattua turvallisuutta koneiden valikoiva käyttö On parempi käyttää yhden valmistajan koneita. Yhden mallisarjan kytkimille on selektiivisyystaulukot, jotka osoittavat mahdolliset yhdistelmät.

Yksinkertaisimmat asennussäännöt

Kytkimellä suojattava piirin osa voi olla yksi- tai kolmivaiheinen, siinä voi olla nollajohdin sekä PE (maa) johdin. Siksi koneissa on 1-4 napaa, joihin johdin on kytketty. Kun laukaisuolosuhteet luodaan, kaikki koskettimet irrotetaan samanaikaisesti.

Paneelissa olevat koneet on asennettu erityisesti nimetylle DIN-kiskolle. Se tarjoaa kompaktin ja turvallisen yhteyden sekä kätevän pääsyn kytkimeen

Koneet asennetaan seuraavasti:

• yksinapainen vaihetta kohti;
• bipolaarinen vaiheelle ja neutraalille;
• kolminapainen 3 vaiheelle;
• nelinapainen 3 vaiheelle ja nollalle.

On kuitenkin kiellettyä tehdä seuraavaa:

• asenna yksinapaiset katkaisijat nollalle;
• aseta PE-lanka koneeseen;
• asenna kolme yksinapaista yhden kolminapaisen katkaisijan sijasta, jos piiriin on kytketty vähintään yksi kolmivaiheinen kuluttaja.

Kaikki nämä vaatimukset on määritelty PUE:ssa ja niitä on noudatettava.

Jokaiseen taloon tai huoneeseen, johon syötetään sähköä, asennetaan esittelykone.Sen nimellisarvon määrittää toimittaja ja tämä arvo on määritelty sähköliittymäsopimuksessa. Tällaisen kytkimen tarkoitus on suojata aluetta muuntajalta kuluttajalle.

Johdantokoneen jälkeen linjaan liitetään mittari (yksi- tai kolmivaiheinen) ja VIKAVIRTASUOJAKYTKIN, jonka toiminnot eroavat automaattisen ja tasauspyörästön toiminnasta.

Jos huone on kytketty useisiin piireihin, jokainen niistä on suojattu erillisellä katkaisijalla, jonka teho merkitty etikettiin. Niiden luokitukset ja luokat määrittää tilojen omistaja ottaen huomioon kytkettyjen laitteiden olemassa olevat johdotukset tai tehot.

Sähkömittari ja katkaisijat asennetaan kaikki turvallisuusvaatimukset täyttävään jakokeskukseen, joka on helppo integroida huoneen sisätilaan

Kun valitset paikkaa kytkintaulu On muistettava, että ilman lämpötila vaikuttaa lämpövapautuksen ominaisuuksiin. Siksi on suositeltavaa sijoittaa kisko koneineen itse huoneen sisälle.

Vaaditun nimellisarvon laskeminen

Katkaisijan pääsuojatoiminto ulottuu johdotukseen, joten luokitus valitaan kaapelin poikkileikkauksen perusteella. Tässä tapauksessa koko piirin on varmistettava siihen kytkettyjen laitteiden normaali toiminta. Järjestelmäparametrien laskeminen on yksinkertaista, mutta monet vivahteet on otettava huomioon virheiden ja ongelmien välttämiseksi.

Kuluttajien kokonaistehon määrittäminen

Yksi sähköpiirin pääparametreista on siihen kytkettyjen sähkönkuluttajien suurin mahdollinen teho. Tätä indikaattoria laskettaessa et voi yksinkertaisesti tehdä yhteenvetoa laitteiden passitiedoista.

Aktiivinen ja nimellinen komponentti

Kaikista sähkökäyttöisistä laitteista valmistajan on ilmoitettava aktiivinen teho (P). Tämä arvo määrittää energiamäärän, joka peruuttamattomasti muuntuu laitteen toiminnan seurauksena ja josta käyttäjä maksaa mittarista.

Mutta kondensaattoreilla tai kelalla varustetuissa laitteissa on toinen teho, jonka arvo ei ole nolla, jota kutsutaan reaktiiviseksi (K). Se saavuttaa laitteen ja palaa takaisin melkein välittömästi.

Loiskomponentti ei osallistu käytetyn sähkön laskemiseen, mutta muodostaa yhdessä aktiivisen komponentin kanssa ns. ”kokonais” tai ”nimellistehon”S), mikä kuormittaa ketjua.

cos(f) – parametri, jolla voit määrittää kokonaisteho (nimellis) aktiivisesta (kulutuneesta) tehosta. Jos se ei ole yhtä suuri kuin yksi, se ilmoitetaan sähkölaitteen teknisissä asiakirjoissa

On tarpeen laskea yksittäisen laitteen osuus johtimien ja katkaisijan kokonaiskuormituksesta sen kokonaistehon perusteella: S = P /cos(f).

Lisääntynyt käynnistysvirta

Joidenkin kodinkoneiden seuraava ominaisuus on muuntajien, sähkömoottorien tai kompressorien läsnäolo. Tällaiset laitteet kuluttavat käynnistysvirtaa käynnistyessään.

Sen arvo voi olla useita kertoja suurempi kuin standardiarvot, mutta käyttöaika korotetulla teholla on lyhyt ja vaihtelee yleensä 0,1 - 3 sekuntia. Tällainen lyhytaikainen ylijännite ei laukaise lämpölaukaisua, mutta kytkimen sähkömagneettinen komponentti, joka on vastuussa oikosulkuylivirrasta, saattaa reagoida.

Tämä tilanne on erityisen tärkeä erityisissä linjoissa, joihin on kytketty laitteita, kuten puuntyöstökoneita.Tässä tapauksessa sinun on laskettava ampeeri, ja ehkä on järkevää käyttää D-luokan konetta.

Ottaen huomioon kysyntäkertoimen

Piireissä, joihin on kytketty suuri määrä laitteita eikä mikään laite, joka kuluttaa suurimman osan virrasta, käytä kysyntätekijää (ks). Sen käytön tarkoitus on, että kaikki laitteet eivät toimi yhtä aikaa, joten nimellistehojen yhteenlaskeminen johtaa yliarvioituihin lukuihin.

Sähkönkuluttajaryhmien kysyntäkerroin on vahvistettu SP 256.1325800.2016 kohdassa 7. Voit myös luottaa näihin indikaattoreihin laskeessasi itsenäisesti enimmäistehoa.

Tämä kerroin voi olla yhtä suuri tai pienempi kuin yksi. Suunnitteluteholaskelmat (P_r) tapahtuu kunkin laitteen kaavan mukaan:

P_r = ks * S

Piiriparametrien laskemiseen käytetään kaikkien laitteiden kokonaisnimellistehoa. Kysyntäkertoimen käyttö on suositeltavaa toimisto- ja pienissä liiketiloissa, joissa on suuri määrä tietokoneita, toimistolaitteita ja muita laitteita, jotka saavat virtansa yhdestä piiristä.

Linjoilla, joilla on pieni määrä kuluttajia, tätä kerrointa ei käytetä puhtaassa muodossaan. Ne laitteet, joita ei todennäköisesti kytketä päälle samanaikaisesti enemmän energiaa kuluttavien laitteiden kanssa, poistetaan teholaskennasta.

Joten esimerkiksi olohuoneessa, jossa on silitysrauta ja pölynimuri, on vähän mahdollisuuksia työskennellä samanaikaisesti. Ja työpajoissa, joissa on pieni määrä henkilökuntaa, vain 2-4 tehokkainta sähkötyökalua otetaan huomioon.

Nykyinen laskelma

Kone valitaan piiriosassa sallitun enimmäisvirran arvon perusteella. Tämä indikaattori on hankittava, kun tiedetään sähkönkuluttajien kokonaisteho ja verkon jännite.

GOST 29322-2014:n mukaan lokakuusta 2015 alkaen jännitearvon tulee olla 230 V tavallisessa verkossa ja 400 V kolmivaiheisessa verkossa. Useimmissa tapauksissa vanhat parametrit ovat kuitenkin edelleen voimassa: 220 ja 380 V, vastaavasti. Siksi tarkkoja laskelmia varten on tarpeen tehdä mittauksia volttimittarilla.

Voit mitata kotiverkon jännitteen volttimittarilla tai yleismittarilla. Voit tehdä tämän kytkemällä sen koskettimet pistorasiaan.

Toinen ongelma, joka on erityisen tärkeä sähköjohdot yksityisellä sektorilla, on virransyöttö riittämättömällä jännitteellä. Tällaisten ongelmallisten kohteiden mittaukset voivat näyttää arvoja GOST:n määrittämän alueen ulkopuolella.

Lisäksi naapureidesi sähkönkulutuksen tasosta riippuen jännitearvo voi vaihdella suuresti lyhyessä ajassa.

Tämä ei aiheuta ongelmia vain laitteiden toiminnalle, vaan myös nykyinen laskelma. Kun jännite putoaa, osa laitteista yksinkertaisesti menettää tehonsa, ja osa, joissa on tulon stabilointi, lisää sähkönkulutustaan.

Tällaisissa olosuhteissa on vaikea suorittaa laadullisia laskelmia vaadituista piiriparametreista. Siksi sinun on joko asetettava kaapelit, joilla on tarkoituksellisesti suuri poikkileikkaus (mikä on kallista), tai ratkaista ongelma asentamalla tulon stabilisaattori tai yhdistämällä talo toiseen linjaan.

Stabilisaattori asennetaan kytkintaulun viereen. Usein käy niin, että tämä on ainoa tapa saada talon vakiojännitearvot

Kun sähkölaitteiden kokonaisteho on löydetty (S) ja selvitti jännitteen arvon (U), nykyinen laskelma (minä) suoritetaan kaavojen mukaisesti, jotka ovat seurausta Ohmin laista:

minä_f = S/U_f yksivaiheiseen verkkoon

minä_l = S / (1,73 * U_l) kolmivaiheiseen verkkoon

Tässä indeksi"f" tarkoittaa vaiheparametreja ja "l» – lineaarinen.

Useimmat kolmivaiheiset laitteet käyttävät "tähti"-liitäntätyyppiä, ja myös tämän piirin mukaan muuntaja toimii ja toimittaa virran kuluttajalle. Symmetrisellä kuormalla lineaari- ja vaihevoimat ovat samat (minä_l = minä_f), ja jännite lasketaan kaavalla:

U_l = 1,73 * U_f

Kaapelin poikkileikkauksen valinnan vivahteet

Johtojen ja kaapeleiden laatua ja parametreja säätelee GOST 31996-2012. Tämän asiakirjan mukaan spesifikaatiot kehitetään valmistetuille tuotteille, joissa tietty perusominaisuuksien arvoalue on sallittu. Valmistaja on velvollinen toimittamaan vastaavuustaulukon johtimien poikkileikkauksen ja suurimman turvallisen virran välillä.

Suurin sallittu virta riippuu johtojen poikkileikkauksesta ja asennustavasta. Ne voidaan asentaa piiloon (seinään) tai auki (putkeen tai laatikkoon).

Kaapeli on valittava siten, että varmistetaan sähkölaitteiden laskettua kokonaistehoa vastaava turvallinen virta. PUE:n (sähköasennussäännöt) mukaan minimi laskettu langan poikkileikkausasuintiloissa käytettävän on oltava vähintään 1,5 mm².

Vakiokoilla on seuraavat arvot: 1,5; 2,5; 4; 6 ja 10 mm².

Joskus on syytä käyttää johtoja, joiden poikkileikkaus on askeleen suurempi kuin sallittu vähimmäismäärä. Tässä tapauksessa on mahdollista liittää lisälaitteita tai korvata olemassa olevat tehokkaammilla ilman kallista ja aikaa vievää uusien kaapeleiden asennustyötä.

Koneen parametrien laskenta

Jokaiselle piirille on täytettävä seuraava epäyhtälö:

minä_n <= minä_s / 1.45

Tässä minä_n – koneen nimellisvirta ja minä_s – johdotuksen sallittu virta. Tämä sääntö takaa taatun vapautumisen, kun sallittu kuormitus ylitetään pitkään.

Epäyhtälö "In <= Ip / 1,45" on pääehto "kone-kaapeli" -paria täydennettäessä. Tämän säännön noudattamatta jättäminen voi johtaa tulipaloon johdotuksessa.

Koneen luokitus voidaan laskea sekä kokonaiskuorman että jo asennettujen johtojen johtimien poikkileikkauksen perusteella. Oletetaan, että sähkölaitteiden kytkemisestä on kaavio, mutta johdotusta ei ole vielä asennettu.

Tässä tapauksessa toimintojen järjestys on seuraava:

1. Verkkoon kytkettyjen sähkölaitteiden kokonaisvirranvoimakkuuden laskeminen.
2. Valitse kone, jonka nimellisarvo ei ole pienempi kuin laskettu arvo.
3. Kaapelin poikkileikkauksen valinta koneen nimellisarvon mukaan.

Esimerkki:

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

Jos johdotus on jo asennettu, toimintojen järjestys on erilainen:

1. Sallitun virran määritys tunnetulle poikkileikkaukselle ja johdotusmenetelmä valmistajan toimittaman taulukon mukaan.
2. Katkaisijan valinta.
3. Kytkettyjen laitteiden tehon laskeminen. Laiteryhmän varustaminen siten, että piirin kokonaiskuorma on pienempi kuin nimellisarvo.

Esimerkki. Vedetään kaksi yksijohtimista kaapelia avoimesti, D = 6 mm², Sitten:

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

Viimeisen esimerkin kohdassa 2 on pieni hyväksyttävä likiarvo. I:n tarkka arvo_n = minä_s / 1,45 = 31,7 A pyöristettynä 32 A:iin.

Valinta useiden uskontokuntien välillä

Joskus syntyy tilanne, kun voit valita useita koneita eri luokituksilla suojaamaan piiriä.Esimerkiksi sähkölaitteiden kokonaisteholla 4 kW (18 A) johdotus, jonka kuparijohdin poikkileikkaus on 4 mm, valittiin varauksella.². Tätä yhdistelmää varten voit asentaa 20 ja 25 A kytkimet.

Jos sähkökytkentäkaavio olettaa monitasoisen suojauksen olemassaolon, sinun on valittava katkaisijat siten, että korkeamman luokitusarvo (oikealla olevassa kuvassa - 25 A) on suurempi kuin kytkimien arvo. alemmat tasot

Korkeimman luokituksen omaavan kytkimen valinnan etuna on kyky liittää lisälaitteita muuttamatta piirielementtejä. Useimmiten he tekevät näin.

Pienemmän tehon omaavan koneen valintaa tukee se, että sen lämpölaukaisu reagoi nopeammin lisääntyneeseen virtaan. Tosiasia on, että joissakin laitteissa voi olla toimintahäiriö, joka johtaa energiankulutuksen kasvuun, mutta ei oikosulkuun.

Esimerkiksi pesukoneen moottorin laakerin vika johtaa käämin virran voimakkaaseen kasvuun. Jos kone reagoi nopeasti sallittujen arvojen ylittymiseen ja sammuu, moottori ei pala.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Katkaisijan suunnittelu ja luokitus. Aikavirtaominaisuuksien käsite ja nimellisarvon valinta kaapelin poikkileikkauksen mukaan:

Laitteiden tehon laskeminen ja koneen valinta käyttämällä PUE:n ehtoja:

Katkaisijan valinta on otettava vastuullisesti, koska kodin sähköjärjestelmän turvallisuus riippuu siitä. Kaikilla monilla syöttöparametreilla ja laskentaviivoilla on syytä muistaa, että koneen tärkein suojatoiminto koskee johdotusta.

Kirjoita kommentteja, kysy kysymyksiä ja lähetä artikkelin aiheeseen liittyviä kuvia alla olevaan lohkoon. Jaa hyödyllistä tietoa, josta voi olla hyötyä sivuston vierailijoille. Kerro meille omasta kokemuksestasi katkaisijoiden valinnasta maan tai kodin sähköjohtojen suojaamiseen.