Наличие электромагнитного разъединителя является причиной способности активировать выключатель, когда цепь подвергается нетерпимому короткому замыканию с перенапряжением.
Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: принципы и формулы для расчетов
Для организации безопасного внутреннего электроснабжения необходимо предусмотреть отдельные линии. Для предотвращения расплавления изоляции кабеля каждая линия должна быть оснащена собственным защитным устройством. Однако не все знают, какой тип устройства следует покупать. Вы не согласны.
В этой статье вы узнаете, как выбрать автоматический выключатель в соответствии с его номинальной нагрузкой. Мы объясним, как определить номинальное значение, чтобы подобрать автоматический выключатель нужной категории. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете убедиться, что купили правильное устройство, которое поможет вам избежать опасных ситуаций с электропроводкой.
Автоматические выключатели для бытовых сетей
Энергетическая компания подключает дом к квартире и выполняет электромонтажные работы для распределительного щита. Все работы по организации проводки в помещении выполняются владельцем дома или нанятым специалистом.
Чтобы выбрать автоматический выключатель для защиты отдельной цепи, необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.
Основные параметры и классификации
Бытовые выключатели располагаются на входе низковольтных цепей и предназначены для выполнения следующих задач
- ручная или электронная активация или деактивация цепи, и
- Защита цепи: отключение питания в случае незначительной и продолжительной перегрузки
- Защита цепи: кратковременное отключение питания в случае короткого замыкания.
Каждый переключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которая представляет собой номинальный ток (In ) или «рейтинг».
Характер этого значения легче понять, используя номинальное значение перенапряжения.
где I — фактический ток.
Эти параметры определены в ГОСТР 50345-2010, раздел 8.6.2. Чтобы узнать продолжительность срабатывания при K> 1,45, необходимо использовать диаграмму, отражающую текущие временные характеристики конкретной модели автоматического блока.
Если значение тока номинального значения автоматического выключателя превышено дважды, произойдет размыкание в период от 8 секунд до 4 минут. Скорость запуска зависит от конфигурации модели и температуры окружающей среды.
Кроме того, каждый тип GFCB имеет определенный диапазон тока (Ia ), во время которого активируется механизм мгновенного расцепления:.
Устройства типа B в основном используются для линий значительной длины. Выключатели класса C используются в домах и офисах, а устройства с маркировкой D защищают цепи с оборудованием, имеющим высокий коэффициент пускового тока.
Стандартный ассортимент бытовых выключателей включает устройства с номинальными значениями 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.
Конструкция автоматического выключателя
Современные выключатели имеют два типа механизмов расцепления: тепловой и электромагнитный.
Биметаллический расширитель имеет две пластины из проводящего металла с разным тепловым расширением. Такая конструкция вызывает нагрев и изгиб компонента, активируя автоматический выключатель, если он превышает номинальное значение в течение длительного периода времени.
На некоторых микроскопических выключателях регулировочный винт может использоваться для изменения тока, при котором активируется цепь. В прошлом этот метод часто использовался для «точной настройки» устройств, но эта процедура требует глубоких знаний и определенных испытаний.
Поворот регулировочного винта (обозначен красным прямоугольником) по часовой стрелке увеличивает время срабатывания теплового расцепителя.
В настоящее время на рынке представлено множество моделей по стандартным номинальным ценам от различных производителей с немного отличающимися характеристиками текущего времени (но соответствующими нормативным требованиям). Поэтому можно выбрать переключатель с правильными «заводскими» настройками, исключая риск неправильной калибровки.
Расчет необходимого номинала
Основная защитная функция выключателя распространяется на проводку, поэтому выбор основывается на сечении кабеля. Вся цепь должна гарантировать нормальную работу подключенных устройств. Рассчитать параметры системы несложно, но необходимо учесть множество нюансов, чтобы избежать ошибок и проблем.
Расчет полной мощности устройства
Одним из основных параметров электрической цепи является максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей. При расчете этого показателя нельзя просто добавить данные рейтинга устройства.
Активная и номинальная мощность
Для каждого прибора, который питается от сети, производитель должен указать эффективную мощность (P). Это значение безвозвратно преобразуется устройством и определяет количество энергии, за которую пользователь получает плату по счетчику.
Однако для устройств с конденсаторами или индукторами существует другая мощность с ненулевым значением, называемая реактивной мощностью (Q). Эта реактивная мощность достигает устройства и возвращается обратно почти мгновенно.
Неактивные компоненты не участвуют в расчете используемой мощности, но вместе с активными компонентами образуют так называемую «полную» или «номинальную» мощность (S), которая дает нагрузку цепи.
Cos (f) — это параметр, который позволяет определить полную (номинальную) мощность по активной (входной) мощности. Если он не равен 1, это можно найти в технической документации устройства.
Вклад отдельных устройств в общую нагрузку проводников и выключателей должен быть рассчитан по их кажущейся мощности: S = P / cos(f).
Увеличение пускового тока
Другой функцией некоторых типов устройств является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. При запуске эти устройства потребляют стартовый ток.
Их значения могут в несколько раз превышать стандартное значение, но время работы при увеличении мощности невелико, обычно в диапазоне 0,1-3 секунды. Такие короткие скачки не активируют тепловой расцепитель, но могут вызвать реакцию электромагнитных элементов выключателя, вызывая перенапряжение в коротком замыкании.
Эта ситуация особенно важна для выделенных линий, к которым подключено такое оборудование, как деревообрабатывающие станки. В этом случае необходимо рассчитать ток, и, возможно, имеет смысл использовать переключатель ‘D’.
Идеи по ставкам спроса
Для цепей, где подключено большое количество устройств и ни одно устройство не потребляет большую часть тока, используется коэффициент спроса (ks). Причина использования заключается в том, что не все устройства работают одновременно, поэтому добавление номинальной функции приводит к завышенной оценке.
Ставки спроса для групп потребителей электроэнергии определены в п. 7 СП256.1325800.2016. Эти данные также могут быть использованы для самостоятельного расчета максимальной мощности.
Электромагнитный триггер — это деталь внутри АВ, которая размыкает электрическую цепь в случае короткого замыкания (КЗ). Туристические единицы делятся на категории. Мы рассмотрим наиболее часто используемые категории.
Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?
Современные аудио-видео устройства имеют два уровня защиты: тепловую и электромагнитную. Они защищают линии от повреждений, вызванных постоянным перенапряжением и короткими замыканиями.
Основными элементами теплоотвода являются две металлические пластины, известные как биметаллические пластины. Если на эти пластины в течение достаточного времени подается ток высокой частоты, они становятся гибкими, когда срабатывает привод и активируется автоматическое устройство.
Наличие электромагнитного разъединителя является причиной способности активировать выключатель, когда цепь подвергается нетерпимому короткому замыканию с перенапряжением.
Электромагнитные разъединители представляют собой соленоиды с сердечниками, которые при возникновении утечки высокого тока мгновенно сдвигаются в сторону исполнительного механизма, активируя защитное устройство и отключая электропитание.
Это защищает проводник и устройство от электронных токов, значительно превышающих токи, рассчитанные для конкретного сечения кабеля.
Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?
Очень важно выбрать соответствующий выключатель в соответствии с номинальной мощностью. Неправильно подобранное устройство не защитит линию от внезапного увеличения тока.
Не менее важно выбрать правильное сечение жгута проводов. В противном случае, когда общая мощность превысит номинальное значение, которое может выдержать проводник, температура проводника значительно повысится. В результате изоляционный слой может начать плавиться, что может привести к пожару.
Чтобы лучше понять риск несоответствия между площадью поперечного сечения проводки и суммарной мощностью подключенных устройств, приведем пример.
Новый владелец приобретает квартиру в старом здании и устанавливает в ней множество современных приборов с общей нагрузкой на цепь 5 кВт. Эквивалентный ток в этом случае составляет приблизительно 23 А. Поэтому в схему необходимо включить выключатель питания на 25 А. Оказывается, что автоматический выключатель выбран правильно и источник питания готов к работе. Однако сразу после включения прибора в доме появляется дым, характерный запах горелой изоляции, а через некоторое время появляется пламя. В этом случае автоматический выключатель не отключает питание. Это происходит потому, что номинальный ток не превышает допустимый ток.
Если хозяина дома в это время нет, то через некоторое время расплавленная изоляция вызовет короткое замыкание, в итоге активирует выключатель, но пламя от проводки уже может распространиться по всему дому.
Причина в том, что хотя выключатель рассчитан правильно, кабель 1,5 мм² рассчитан на 19 А и не выдержал нагрузки.
Чтобы вам не пришлось самостоятельно рассчитывать сечения проводов по формулам с помощью калькулятора, ниже приведена стандартная таблица, в которой вы легко найдете соответствующие значения.
Защита слабого звена электроцепи
Выяснилось, что автоматические выключатели должны быть рассчитаны не только на основе общей мощности устройств в цепи (независимо от количества устройств), но и на основе площади поперечного сечения кабеля. Если этот показатель изменяется вдоль линии электропередачи, то выбирается участок с наименьшей площадью поперечного сечения, и автоматический выключатель рассчитывается исходя из этого значения.
В зависимости от требований ПУЭ выбранный выключатель должен либо защищать наиболее слабую часть цепи, либо иметь номинальный ток, соответствующий номинальному току оборудования, включенного в сеть. Это также означает, что необходимо использовать кабели с сечением, выдерживающим суммарную мощность подключенных устройств.
В следующем видеоролике показано, как выбрать площадь поперечного сечения кабеля и номинальную мощность выключателя:.
Если беспечный владелец пренебрегает этим правилом, то в случае возникновения аварийной ситуации из-за недостаточной защиты самого слабого участка проводки ему не следует винить производителя за выбранное устройство, а взорвать производителя — он является единственной причиной такой ситуации.
Электромагнитные расцепители предотвращают перегрев линии из-за короткого замыкания. Он реагирует почти мгновенно, но значение тока должно быть в несколько раз больше номинального. Он имеет трубчатую структуру. Сверхток создает магнитное поле, которое смещает сердечник и размыкает цепь.
Пример рассчета
На практике все просто. Рассмотрим, например, двигатель стиральной машины мощностью 2 300 Вт: для расчета второго типа используйте кпк и косинус фи.
Кратность пускового тока стиральной машины будет равна 5. Это означает, что 11,2 * 5 = 56 А. Это ток, который проходит через цепь в течение 5 секунд при запуске устройства. Далее получается небольшой запас в 10% и 20%.
Теперь рассмотрим, какой автоматический выключатель выбрать для этих значений. Стандартные серии автоматических выключателей производителя:.
| Амперы. | 1 | 2 | 3 | 6 | 10 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 |
Требуется выключатель на 16 ампер. Затем выберите функцию. Фактически, многократный входной ток составлял 5. Это означает, что требуется автоматическое устройство с характеристикой C. Результат: используйте автоматический выключатель марки — BA47-29 1P 16 A 4,5kAx-kaC. или просто «C16».
Производители
В настоящее время лучшими устройствами можно считать фирменные.
Если требуются данные высочайшего качества и чувствительности, необходимо проверить исходный заказ. Из средней части рекомендуется Schneider Electric. И большинство производителей предлагают недорогие IEK, EKF, TDM и другие.
Конечно, они стоят в пятую часть цены. Но стоит ли экономить на охране и квартирах, которые стоят в тысячи раз дороже, чем эта страховая коробка?
