Dobór automatu do mocy obciążenia, przekroju kabla i prądu: zasady i wzory do obliczeń

Możliwa korekta przekroju przewodu dla rezystancji linii

Każdy przewodnik ma swoją rezystancję – mówiliśmy o tym na samym początku artykułu, kiedy podaliśmy wartości rezystywności materiałów, miedzi i aluminium.

Oba te metale mają bardzo przyzwoitą przewodność, a na odcinkach o niewielkim stopniu rezystancja własna linii nie ma większego wpływu na ogólne parametry obwodu. Ale jeśli planowane jest ułożenie długiej linii lub np. długiego przedłużacza do pracy w znacznej odległości od domu, to wskazane jest obliczenie własnej rezystancji i porównanie wywołanego przez nią spadku napięcia z napięcie zasilania.Jeżeli spadek napięcia jest większy niż 5% napięcia nominalnego w obwodzie, zasady działania instalacji elektrycznych nakazują wziąć kabel o przewodach o większym przekroju.

Na przykład wykonywany jest nośnik dla falownika spawalniczego. Jeśli rezystancja samego kabla jest nadmierna, przewody pod obciążeniem mocno się przegrzewają, a napięcie może nie wystarczyć do poprawnej pracy urządzenia.

Wytrzymałość własną kabla można obliczyć ze wzoru:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk jest rezystancją wewnętrzną kabla (linii), Ohm;

2 - długość kabla jest podwojona, ponieważ brana jest pod uwagę cała ścieżka prądu, to znaczy „tam iz powrotem”;

ρ jest specyficzną rezystancją materiału rdzeni kabla;

L to długość kabla, m;

S to pole przekroju rdzenia, mm².

Zakłada się, że już wiemy, z jakim prądem będziemy mieli do czynienia przy podłączaniu obciążenia - było to już omawiane nie raz w tym artykule.

Znając natężenie prądu, łatwo obliczyć spadek napięcia za pomocą prawa Ohma, a następnie porównać go z wartością nominalną.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Jeżeli wynik testu jest większy niż 5%, przekrój żył kabla należy zwiększyć o jeden krok.

Kolejny kalkulator online pomoże Ci szybko przeprowadzić taką kontrolę. Wydaje się, że nie wymaga to dalszych wyjaśnień.

Kalkulator spadku napięcia linii długiej

Jak już wspomniano, przy wartości do 5% nie można niczego zmienić. Jeśli okaże się, że więcej, przekrój rdzenia kabla wzrasta, również z późniejszą kontrolą.

*  *  *  *  *  *  *

Rozważono więc główne kwestie związane z wymaganym przekrojem kabla w zależności od planowanego obciążenia na nim.Czytelnik może wybrać dowolną z proponowanych metod obliczeniowych, która najbardziej mu się podoba.

Artykuł zakończymy filmem na ten sam temat.

Prąd znamionowy i charakterystyka czasowa

Po nim następuje jeden z głównych napisów - prąd znamionowy maszyny. Na przykład C25 lub C16.

Pierwsza litera wskazuje charakterystykę czasowo-prądową „C”. Liczba po literze to wartość prądu znamionowego.

Najczęstsze cechy to „B, C, D, Z, K”. Określają one czas zadziałania w zależności od prądu zwarciowego przepływającego przez maszynę. Krótko mówiąc:

B
maszyna wyłączy się „warunkowo natychmiast” przy prądzie zwarciowym 3-5 razy większym niż nominalny

Zasadniczo umieszcza się je w obwodach oświetleniowych.

C
przy prądzie zwarciowym 5-10 razy większym niż nominalny

Uniwersalne zastosowanie w sieciach o mieszanym obciążeniu.

D
10-20 razy więcej Inom

Służy do łączenia silników elektrycznych.

Z
2-3 razy

Rzeczywiste w obwodach z urządzeniami elektronicznymi.

K
8-12 razy

Nadaje się tylko do urządzeń z obciążeniem indukcyjnym.

Wszystkie takie urządzenia posiadają ochronę termiczną i elektromagnetyczną. Chociaż czasami nie można ustawić termicznego. Ale o tym później.

Elektromagnetyczne - w zakresie powyższych parametrów, w zależności od rodzaju charakterystyki.

Należy pamiętać, że przy wartości C25 maszyna nie wyłączy obciążenia 26 Amperów. Stanie się to tylko przy prądzie o wartości 1,13 raza większej niż 25A. I nawet wtedy, po dość długim czasie (ponad 1 godzina)

A nawet wtedy, po dość długim czasie (ponad 1 godzinę).

Jest coś takiego jak:

prąd pracy — 1,45*Inom

Maszyna ma gwarancję pracy w ciągu godziny.

prąd spoczynkowy - 1,13 * Inom

Maszyna nie powinna pracować w ciągu godziny, a dopiero po upływie tego czasu.

Nie zapominaj również, że wartość prądu znamionowego na obudowie jest wskazana dla temperatury otoczenia +30C. Jeśli umieścisz urządzenie w łaźni lub na elewacji domu, bezpośrednio pod promieniami słońca, automat 16 A w upalny letni dzień może pracować przy prądzie nawet mniejszym niż nominalny !

Dlaczego potrzebujesz automatu?

Wyłączniki do mieszkania, kamienicy, małego zakładu przemysłowego mają ogólną zasadę działania.

Wyposażone są w dwustopniowy system ochrony:

1. Termiczny. Wyzwalacz termiczny wykonany jest z płyty bimetalicznej. Przy dłuższym działaniu po stronie wysokoprądowej zwiększa się elastyczność płytki, dzięki czemu dotyka ona wyłącznika.
2. Elektromagnetyczny. Rolę wyzwalacza elektromagnetycznego pełni elektrozawór. Podczas rejestracji zwiększonej mocy prądu, do której maszyna i kabel nie są przystosowane, wyłącznik również się wyłącza. To jest zabezpieczenie przed zwarciem.

AB (powszechny skrót) chroni sieć elektryczną przed izolacją cieplną i ogniem

Właśnie z powodu tego schematu pracy ważne jest, aby wiedzieć, ile amperów należy umieścić w maszynie w mieszkaniu: jeśli wybierzesz niewłaściwe urządzenie, nie będzie ono w stanie zablokować prądu o nieodpowiedniej mocy, a nastąpi ogień. Wyselekcjonowany zgodnie ze wszystkimi zaleceniami, AB zabezpieczy przed pożarem, porażeniem elektrycznym, nagrzewaniem i spalaniem wiórów AGD

Decydując się na denominację

W rzeczywistości z funkcji wyłącznika wynika zasada określania wartości znamionowej wyłącznika: musi on działać, dopóki prąd nie przekroczy możliwości okablowania.A to oznacza, że ​​prąd znamionowy maszyny musi być mniejszy niż maksymalny prąd, jaki może wytrzymać okablowanie.

Dla każdej linii musisz wybrać odpowiedni wyłącznik automatyczny

Na tej podstawie algorytm wyboru wyłącznika jest prosty:

• Oblicz przekrój okablowania dla określonego obszaru.
• Zobacz jaki maksymalny prąd może wytrzymać ten kabel (jest w tabeli).
• Ponadto ze wszystkich nominałów wyłączników wybieramy najbliższy mniejszy. Dane znamionowe maszyn są powiązane z dopuszczalnymi prądami obciążenia ciągłego dla danego kabla - mają nieco niższą wartość znamionową (w tabeli). Lista ocen wygląda tak: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. Z tej listy wybierz właściwą. Są nominały i mniej, ale praktycznie nie są już używane - mamy za dużo urządzeń elektrycznych i mają one znaczną moc.

Przykład

Algorytm jest bardzo prosty, ale działa bezbłędnie. Aby było to jaśniejsze, spójrzmy na przykład. Poniżej znajduje się tabela wskazująca maksymalny dopuszczalny prąd dla przewodów używanych podczas układania okablowania w domu i mieszkaniu. Istnieją również zalecenia dotyczące użytkowania maszyn. Są one podane w kolumnie „Prąd znamionowy wyłącznika”. To tam szukamy nominałów - jest to nieco mniej niż maksymalne dopuszczalne, aby okablowanie działało w trybie normalnym.

W tabeli znajdujemy wybrany przekrój przewodu dla tej linii. Załóżmy, że musimy ułożyć kabel o przekroju 2,5 mm2 (najczęściej przy układaniu na urządzeniach średniej mocy). Przewód o takim przekroju może wytrzymać prąd 27 A, a zalecana wartość znamionowa maszyny to 16 A.

Jak wtedy będzie działał łańcuch? Dopóki prąd nie przekracza 25 A, maszyna nie wyłącza się, wszystko działa w trybie normalnym - przewodnik nagrzewa się, ale nie do wartości krytycznych. Gdy prąd obciążenia zaczyna rosnąć i przekracza 25 A, maszyna przez pewien czas nie wyłącza się - być może są to prądy rozruchowe i są krótkotrwałe. Wyłącza się, jeśli prąd przez wystarczająco długi czas przekroczy 25 A o 13%. W takim przypadku, jeśli osiągnie 28,25 A. Wtedy torba elektryczna będzie działać, odłącz gałąź, ponieważ prąd ten już stanowi zagrożenie dla przewodnika i jego izolacji.

Obliczanie mocy

Czy można wybrać automat w zależności od mocy obciążenia? Jeśli do linii energetycznej jest podłączone tylko jedno urządzenie (zwykle jest to duże urządzenie gospodarstwa domowego o dużym zużyciu energii), dopuszczalne jest wykonanie obliczeń na podstawie mocy tego sprzętu. Również pod względem mocy możesz wybrać maszynę wprowadzającą, która jest instalowana przy wejściu do domu lub mieszkania.

Jeśli szukamy wartości maszyny wstępnej, konieczne jest zsumowanie mocy wszystkich urządzeń, które będą podłączone do sieci domowej. Następnie znaleziona moc całkowita zostaje podstawiona do wzoru, znajduje się prąd roboczy dla tego obciążenia.

Wzór do obliczania prądu z mocy całkowitej

Po znalezieniu prądu wybierz wartość. Może to być trochę więcej lub trochę mniej niż znaleziona wartość. Najważniejsze jest to, że jego prąd wyzwalający nie przekracza maksymalnego dopuszczalnego prądu dla tego okablowania.

Kiedy można zastosować tę metodę? Jeśli okablowanie jest ułożone z dużym marginesem (nawiasem mówiąc, to nie jest złe). Następnie, w celu zaoszczędzenia pieniędzy, można zainstalować automatyczne przełączniki odpowiadające obciążeniu, a nie przekrojowi przewodów

Ale po raz kolejny zwracamy uwagę, że długoterminowy dopuszczalny prąd obciążenia musi być większy niż prąd graniczny wyłącznika. Tylko wtedy wybór automatycznej ochrony będzie prawidłowy

Obliczanie dopuszczalnego natężenia prądu przez podgrzewanie przewodów

Jeśli zostanie wybrany przewód o odpowiednim przekroju, wyeliminuje to spadki napięcia i przegrzanie linii. W ten sposób sekcja określa, jak optymalny i ekonomiczny będzie tryb pracy sieci elektrycznej. Wydawałoby się, że wystarczy wziąć i zainstalować ogromny odcinek kabla. Ale koszt przewodów miedzianych jest proporcjonalny do ich przekroju, a różnica podczas instalowania przewodów elektrycznych w jednym pomieszczeniu może wynosić kilka tysięcy rubli.

Dlatego ważne jest, aby umieć poprawnie obliczyć przekrój kabla: z jednej strony gwarantujesz bezpieczeństwo pracy sieci, z drugiej nie wydajesz dodatkowych pieniędzy na zakup zbyt „grubego” przewodu

Aby wybrać przekrój drutu, należy wziąć pod uwagę dwa ważne kryteria - dopuszczalne nagrzewanie i utratę napięcia. Po uzyskaniu dwóch wartości pola przekroju przewodnika przy użyciu różnych wzorów, wybierz większą wartość, zaokrąglając ją do normy. Napowietrzne linie energetyczne są szczególnie wrażliwe na utratę napięcia.

Jednocześnie w przypadku linii i kabli podziemnych ułożonych w rurach falistych ważne jest uwzględnienie dopuszczalnego ogrzewania. W związku z tym przekrój należy określić w zależności od rodzaju okablowania

Dopuszczalne temperatury grzania żył kabli

Id - dopuszczalne obciążenie kabla (prąd grzewczy). Wartość ta odpowiada prądowi płynącemu przez przewodnik przez długi czas. W tym procesie pojawia się ustalona, ​​długotrwała dopuszczalna temperatura (Td). Obliczona siła prądu (Ir) musi odpowiadać dopuszczalnej (Id), a do jej ustalenia należy użyć wzoru:

Ir \u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

gdzie:

• Pn - moc znamionowa, kW;
• Kz - współczynnik obciążenia (0,85-0,9);
• Un - napięcie znamionowe sprzętu;
• hd - wydajność sprzętu;
• cos j - współczynnik mocy sprzętu (0,85-0,92).

Nawet jeśli weźmiemy pod uwagę te same wartości prądu, moc grzewcza będzie różna w zależności od temperatury otoczenia. Im niższa temperatura, tym wydajniejszy transfer ciepła.

Współczynniki korekcji kabla w zależności od temperatury otoczenia

Temperatura różni się w zależności od regionu i pory roku, dlatego tabele dla konkretnych wartości można znaleźć w PUE. Jeżeli temperatura znacznie różni się od obliczonej, konieczne będzie zastosowanie współczynników korekcyjnych. Temperatura podstawowa do użytku wewnątrz lub na zewnątrz to 25 stopni Celsjusza. Jeśli kabel zostanie ułożony pod ziemią, temperatura zmieni się o 15 stopni Celsjusza. Jednak pod ziemią pozostaje niezmienna.

Napięcie

230/400V - napisy o napięciu znamionowym, przy którym maszyna może być używana.

Jeśli jest ikona 230V (bez 400V), urządzenia te powinny być używane tylko w sieciach jednofazowych. Nie można w ten sposób ustawić dwóch lub trzech przełączników jednofazowych i zasilać w ten sposób 380V obciążeniem silnika lub trójfazową pompą lub wentylatorem.

Przestudiuj także dokładnie modele bipolarne. Jeśli mają literę „N” napisaną na jednym z biegunów (nie tylko difavtomatov), ​​to tutaj jest podłączony rdzeń zerowy, a nie fazowy.

Nazywa się je nieco inaczej. Na przykład VA63 1P+N.

Ikona fali oznacza - do pracy w sieciach napięcia przemiennego.

W przypadku napięcia i prądu stałego lepiej nie instalować takich urządzeń. Charakterystyka jego wyłączenia i wynik pracy podczas zwarcia nie będą przewidywalne.

Przełączniki prądu stałego i napięcia oprócz ikony w postaci linii prostej mogą mieć na swoich zaciskach charakterystyczne napisy „+” (plus) i „-” (minus).

Co więcej, prawidłowe połączenie biegunów ma tutaj kluczowe znaczenie. Wynika to z faktu, że warunki gaszenia łuku prądem stałym są nieco trudniejsze.

Jeżeli podczas przerwy następuje naturalne wygaszenie łuku, gdy sinusoida przechodzi przez zero, to w stałej nie ma sinusoidy jako takiej. Do stabilnego gaszenia łuku stosuje się w nich magnes, który jest zainstalowany w pobliżu komory łukowej.

Co doprowadzi do nieuchronnego zniszczenia kadłuba.

Słaba ochrona łącza

Oprócz sekcji, wybierając odpowiedni produkt kablowy, zwróć uwagę na rzeczywiste warunki pracy. Wartości znormalizowane podano dla nagrzania do temperatury nieprzekraczającej +60°C

Podczas instalowania linii na terenie w pobliżu wiejskiego domu konieczne jest zapewnienie ochrony przed wilgocią i innymi niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi.

Dokładnie sprawdź wszystkie części sieci elektrycznej. Podstawową zasadą jest niezawodna ochrona, biorąc pod uwagę wydajność strony o najgorszych parametrach. Należy pamiętać, że miedź jest projektowana z tym samym przekrojem na większe obciążenia niż aluminium. Szczególnie ważna jest czystość metalu. Wraz ze wzrostem zanieczyszczeń przewodność pogarsza się i wzrastają straty związane z bezużytecznym i niebezpiecznym ogrzewaniem.

Urządzenie do okablowania wewnętrznego

• maszyna wprowadzająca musi być umieszczona przed ladą;
• wspólny wyłącznik różnicowoprądowy (RCD) jest zamontowany za urządzeniem sterującym;
• wówczas oddzielne linie wyposażone są w wyłączniki (AB).

RCD zapobiega wypadkom, które wywołują prądy upływowe. Zapobiega porażeniu prądem w niektórych sytuacjach. Jednak złożone środki ochronne są wykonywane za pomocą wyłączników automatycznych. Upewnij się, że używasz skutecznego uziemienia.

Z reguły wygodnie jest umieścić kilka grup w kuchni, aby równomiernie rozłożyć obciążenia. Szczególnie ostrożnie zaleca się wybór dystrybucji potężnych konsumentów:

• płyty kuchenne;
• piekarniki;
• kotły grzewcze, kotły, podgrzewacze przepływowe;
• konwektory elektryczne, opalarki;
• klimatyzatory.

Schemat okablowania ma strukturę drzewa. Od linii środkowej „pnia” wykonaj niezbędne gałęzie „gałęzi” do podłączenia gniazd i przełączników.

Oceny automatów dla aktualnej tabeli

Aby chronić linię przed przeciążeniem i zwarciem, należy starannie i prawidłowo dobrać prąd znamionowy wyłącznika.Tutaj, na przykład, jeśli zabezpieczysz linię kablem o powierzchni 2,5 mm2. automatyczny przy 25A i jednocześnie włączony kilka mocnych urządzeń gospodarstwa domowego, wtedy prąd może przekroczyć wartość nominalną maszyny, ale przy wartości mniejszej niż 1,45 maszyna może pracować przez około godzinę.

Jeśli prąd wynosi 28 A, izolacja kabla zacznie się topić (ponieważ dopuszczalny prąd wynosi tylko 25 A), doprowadzi to do awarii, pożaru i innych niefortunnych konsekwencji.

Dlatego tabela automatów dla mocy i prądu wygląda następująco:

Oceny wyłączników dla prądu

• określić schemat podłączenia konsumentów;
• zbierać dane paszportowe sprzętu, mierzyć napięcie;
• zgodnie z przedstawionym schematem są one obliczane osobno, sumując prądy w oddzielnych obwodach;
• dla każdej grupy konieczne jest wybranie automatycznej maszyny, która wytrzyma odpowiednie obciążenie;
• określić produkty kablowe o odpowiednim przekroju żyły.

Zasady wyboru nominału

Aby wnioski były prawidłowe, należy wziąć pod uwagę cechy podłączonego sprzętu. Jeśli według obliczeń całkowity prąd wynosi 19 amperów, użytkownicy wolą kupić urządzenie 25A. Rozwiązanie to zakłada możliwość zastosowania dodatkowych obciążeń bez znaczących ograniczeń.

Jednak w niektórych sytuacjach lepiej wybrać wyłącznik 20A. Zapewnia to stosunkowo krótszy czas wyłączenia zasilania przy wzroście prądu (wzrostu temperatury) przez odłącznik bimetaliczny

Takie środki ostrożności pomogą utrzymać integralność uzwojenia silnika, gdy wirnik jest zablokowany przez zakleszczony napęd.

Różne czasy reakcji są przydatne, aby zapewnić selektywne działanie sprzętu ochronnego. Na liniach instalowane są urządzenia z mniejszym opóźnieniem.W sytuacji awaryjnej tylko uszkodzona część jest odłączana od prądu. Maszyna wprowadzająca nie będzie miała czasu na wyłączenie. Zasilanie z innych obwodów jest przydatne do utrzymania w dobrym stanie oświetlenia, alarmów i innych systemów inżynieryjnych.