Die richtige Verwendung von Schutzvorrichtungen verhindert Stromschläge, das Auftreten und die Entwicklung von Notfallsituationen. Die richtige Auswahl der Maschine entsprechend der Lastleistung ist erforderlich, um neue Netzbetriebsnetze zu schaffen und zu modernisieren.
Warum werden Leistungsschalter benötigt und wie funktionieren sie?
Geräte dieser Kategorie können einen übermäßigen Verbrauch elektrischer Energie erkennen. Dies tritt auf, wenn ein Kurzschluss auftritt oder wenn starke oder reaktive Lasten angeschlossen sind. In solchen Situationen unterbricht der Leistungsschalter die 220 (380) V-Stromversorgung ohne Benutzereingriff.
Um die markierten Funktionen im Standarddesign auszuführen, werden zwei Technologien verwendet. Bei einem schnellen Anstieg des Stroms über einen durch Berechnung bestimmten Wert erzeugt der Magnet ein Magnetfeld, das den Stab bewegt. Durch einen mechanischen Antrieb öffnet diese Baugruppe die Kontaktgruppe. Knotenparameter werden unter Berücksichtigung der Startlasten berechnet, um Fehlalarme zu vermeiden.
Der zweite Schutz basiert auf einem bekannten Phänomen - dem Erhitzen des Leiters durch Durchleiten von Strom. Der entsprechende Abschnitt der Kette wird aus einer Bimetallplatte erzeugt. Mit zunehmender Temperatur ändert sich die Form, bis der Kontakt aufbricht. Einige Maschinenmodelle verfügen über eine spezielle Einstellung zur Einstellung der Empfindlichkeitsstufe.
Was ist die Gefahr einer nicht übereinstimmenden Netzwerklast?
Mögliche Probleme sind anhand eines bestimmten Beispiels leichter zu verstehen. Ausgangsdaten:
- Standardstromversorgung mit Wechselspannung U = 220 V;
- Die Wohnung hat eine alte Aluminiumverkabelung (Querschnitt 2,5 mm im Quadrat).
- die Stromstärke der Maschine beträgt 30 A;
- Schließen Sie 6 Konvektoren mit 750 Watt und ein Bügeleisen mit 850 Watt an.
Zahlung:
- Gesamtleistung (R) der Verbraucher - 5 350 W;
- Der Strom (I) in der Schaltung wird nach der Formel I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A) berechnet.
Die Maschine funktioniert in dieser Situation nicht (30> 24,32 A). Ein solcher Strom erwärmt den Aluminiumdraht stark und schmilzt die Isolierung. Ein durch einen Kurzschluss zerstörter Stromkreis muss wiederhergestellt werden, was bei der Installation von Netzwerken in Gebäudestrukturen schwierig ist. In einer schlimmeren Situation wird ein Brand erhebliche materielle Vermögenswerte zerstören.
Gemäß den PUE-Normen für einen Leiter mit den berücksichtigten Parametern sollte die Lastleistung bei Anschluss an ein einphasiges 220-V-Netz 4,4 kW nicht überschreiten. Die entsprechende Strombegrenzung beträgt 20 A. „Verdrehen“, Oxide und andere Defekte in den Gelenken können zur negativen Entwicklung der Situation beitragen.
Schutz vor schwachen Verbindungen
Neben dem Querschnitt achten sie bei der Auswahl eines geeigneten Kabelprodukts auf die tatsächlichen Betriebsbedingungen. Für das Erhitzen auf eine Temperatur von nicht mehr als + 60 ° C werden normalisierte Werte angegeben. Bei der Installation der Leitung an einem Standort in der Nähe eines Landhauses muss ein Schutz gegen Feuchtigkeit und andere nachteilige äußere Einflüsse gewährleistet werden.
Überprüfen Sie sorgfältig alle Teile des Stromnetzes. Die Grundregel ist ein zuverlässiger Schutz unter Berücksichtigung der Leistung der Site mit den schlechtesten Parametern. Es ist zu beachten, dass Kupfer für hohe Belastungen im Vergleich zu Aluminium für den gleichen Querschnitt ausgelegt ist. Die Reinheit des Metalls ist von besonderer Bedeutung.Mit zunehmender Verunreinigung verschlechtert sich die Leitfähigkeit und die Verluste für unbrauchbare und gefährliche Erwärmung nehmen zu.
Intra-Apartment-Verkabelung
In solchen Immobilienobjekten werden die folgenden Standardlösungen verwendet, um ein qualitativ hochwertiges Stromversorgungssystem zu erstellen:
- Die Einführungsmaschine muss auf den Zähler eingestellt sein.
- hinter dem Steuergerät ist ein gemeinsames Fehlerstromgerät (RCD) montiert;
- Weitere Ausstattung der einzelnen Leitungen der automatischen Leistungsschalter (AB).
RCD verhindert Unfälle, die Leckströme verursachen. In einigen Situationen verhindert es einen elektrischen Schlag. Umfassende Schutzmaßnahmen werden jedoch mit Leistungsschaltern durchgeführt. Stellen Sie sicher, dass Sie eine effektive Erdung verwenden.
In der Regel ist es zweckmäßig, mehrere Gruppen in die Küche zu stellen, um die Ladung gleichmäßig zu verteilen. Es wird besonders sorgfältig empfohlen, die Verteilung der leistungsstarken Verbraucher auszuwählen:
- Kochfelder;
- Öfen;
- Heizkessel, Kessel, Durchflusserhitzer;
- elektrische Konvektoren, Heißluftpistolen;
- Klimaanlagen.
Der Schaltplan hat eine Baumstruktur. Machen Sie von der Mittellinie des „Trunks“ die notwendigen Abzweigungen des „Abzweigs“ zum Anschließen von Steckdosen und Schaltern.
Berechnung der Leistungsschalterleistung
Die Hauptfunktion von AB ist der Schutz der Verkabelung. Stellen Sie aus diesem Grund zunächst sicher, dass die Nennleistung des Leistungsschalters in Ampere, Querschnitt und Material (Kupfer, Aluminium) der Kabeladern eingehalten wird.
Ermittlung der Gesamtkapazität der Verbraucher
Wie viel Strom für das Funktionieren von Lampen und anderen Produkten benötigt wird, ist in der Begleitdokumentation angegeben. Die Stromversorgung ist auf dem Gehäuse angegeben. Diese Daten können auf der offiziellen Website des Herstellers abgerufen werden. Es reicht jedoch nicht aus, nur Kilowatt hinzuzufügen.
Aktive und bewertete Komponente
Der im Beispiel gezeigte einfache Berechnungsalgorithmus beschreibt die Widerstandslastsituation. Diese Komponente (Wirkleistung - P) ist im technischen Pass des entsprechenden Produkts angegeben. Sie wird vom Zähler für die regelmäßige Zahlung des Energieverbrauchs bestimmt.
Wenn Sie jedoch eine Maschine oder ein anderes Gerät mit einem elektrischen Antrieb verbinden, muss die induktive Komponente berücksichtigt werden. Ebenso, wenn sich ein Kondensator in der Schaltung befindet.
Formeln und Erklärungen:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ ist der Winkel zwischen den Vektoren P und S (Phasenverschiebung).
Die reaktive Komponente (Q) bezeichnet einen zyklischen Energieaustausch zwischen der Stromquelle und der Last. Die Summe der Vektoren P und Q hilft bei der Bestimmung der gesamten Scheinleistung (S).
Erhöhte Anlaufströme
Der Einbau einer leistungsstarken Pumpe (einer weiteren reaktiven Last) geht mit einem Einschaltstrom und einem anschließenden Schwingvorgang mit Übergang zum Normalbetrieb einher. Die Pulsdauer überschreitet in der Regel 1,5-2 Sekunden nicht. Eine solche Dauer reicht zum Erhitzen der Bimetallplatte nicht aus. Dies kann jedoch ausreichen, um den Schaft des Magneten zu bewegen.
Die Liste zeigt typische Werte für das Überschreiten des Nennwerts, die das Abschalten der elektromagnetischen Spule aktivieren. In Klammern sind die Zeitverzögerungen angegeben, bevor der Stromkreis mit einer Bimetallplatte unterbrochen wird (Sek.):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 mal (1,5);
- D - 10 mal (0,4).
Die entsprechenden Modi werden bei der Erstellung relevanter Standards berücksichtigt. Um eine fehlerhafte Auslösung zu vermeiden, müssen Sie den geeigneten Maschinentyp auswählen.
Nachfragefaktor
Dieser Korrekturfaktor (Ks) wird verwendet, um Lasten unter realen Betriebsbedingungen zu berücksichtigen: Geschätzt = S * Ks. Sein Wert (Intervall von 0 bis 1) gibt die Anzahl der verbundenen Verbraucher an. Diese Methode ist praktisch beim Erstellen von Büro- und Produktionsprojekten, was die Verwendung derselben Art von Ausrüstung impliziert: Werkzeugmaschinen, Computer usw.
Bei den Hausaufgaben ist es nicht schwierig, anhand einer elementaren Prüfung die richtige Schlussfolgerung zu ziehen. Es ist schwer vorstellbar, dass in einem Raum gleichzeitig eine Klimaanlage zum Kühlen verwendet wird und die Luft mit einem Heizlüfter erwärmt wird.
Berechnung des Stromverbrauchs
Die obigen Formeln mit einer Phasenverschiebung werden verwendet, um induktive und kapazitive Lasten zu korrigieren. Widerstandszählung von Passdaten ohne Nachzählung. Der Wert von cos ϕ wird der Begleitdokumentation entnommen.
Die Stromstärke kann wie folgt berechnet werden:
- P / U - konstante Stromversorgungen, ohmsche Lasten;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - einphasig, ~ 220 V, reaktive Eigenschaften des Verbrauchers;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ) - Dreiphasennetz ~ 380 V, induktive (kapazitive) Parameter des Geräts.
Sie können reale Spannungen mit einem Multimeter messen. Die Methodik zur Durchführung von Arbeitsvorgängen ist in den Anweisungen des offiziellen Herstellers angegeben.
Auswahl des Kernabschnitts
Die erforderlichen Informationen zu den Tragfähigkeiten sind in der offiziellen Dokumentation der Kabelhersteller enthalten. Es wird empfohlen, einen größeren Abschnitt aus der Serie zu wählen, um Überhitzung und Beschädigungen während des Betriebs zu vermeiden. Leiter mit einer Fläche von 1,5 mm oder mehr sind nach den geltenden Vorschriften für Wohnräume geeignet.
Angesichts der erhöhten Energieversorgung moderner Immobilien wird die minimale Netzwerkkapazität nicht ausreichen. Experten raten dazu, im Rahmen einer anschließenden Modernisierung den Anschluss zusätzlicher Geräte vorzusehen.
Nennleistung von Stromschaltern
Der Grenzwert der Nennleistung wird durch die Formel Inom ≤ Ipr / 1,45 bestimmt, wobei Ipr der Strom ist, der in einem kontinuierlichen Modus für eine bestimmte Verdrahtung zulässig ist. Wenn Sie das Netzwerk installieren möchten, gehen Sie wie folgt vor:
- das Verbindungsschema der Verbraucher angeben;
- Passdaten von Geräten sammeln, Spannung messen;
- nach dem vorgestellten Schema werden sie getrennt berechnet, die Ströme in den einzelnen Schaltkreisen werden summiert;
- Für jede Gruppe müssen Sie eine Maschine auswählen, die der entsprechenden Belastung standhält.
- Kabelprodukte mit geeignetem Leiterquerschnitt bestimmen.
Wenn die Netzwerke in Toren installiert und mit Gips bedeckt sind, ist die Demontage zu schwierig. In diesem Fall wird die Auswahl einer automatischen Maschine über dem Kabelabschnitt verwendet. Beginnen Sie mit der Beurteilung der Tragfähigkeit bestehender Leitungen. Das erhaltene Ergebnis wird verwendet, um geeignete Modelle von Schutzvorrichtungen zu bewerten. Verteilen Sie als Nächstes die Verbraucher unter Berücksichtigung der Gesamtkapazität (gemeinsame Nutzung) in Gruppen.
Nennwertregeln
Für korrekte Schlussfolgerungen müssen die Merkmale der angeschlossenen Geräte berücksichtigt werden. Wenn der Gesamtstrom laut Berechnung 19 Ampere beträgt, bevorzugen Benutzer den Kauf des Geräts bei 25A. Diese Lösung bietet die Möglichkeit, zusätzliche Lasten ohne wesentliche Einschränkungen aufzubringen.
In einigen Situationen ist es jedoch besser, einen 20A-Leistungsschalter zu wählen. Dies bietet eine relativ kürzere Zeit zum Ausschalten der Stromversorgung, wenn der Strom mit einem Bimetall-Trennschalter steigt (Temperatur steigt). Eine solche Vorsichtsmaßnahme trägt dazu bei, die Unversehrtheit der Motorwicklungen aufrechtzuerhalten, wenn der Rotor durch einen verklemmten Antrieb blockiert wird.
Unterschiedliche Reaktionszeiten sind nützlich, um den selektiven Betrieb der Schutzausrüstung sicherzustellen. Geräte mit weniger Verzögerung werden in den Leitungen installiert. Im Notfall wird nur das beschädigte Teil vom Stromnetz getrennt. Die Einführungsmaschine hat keine Zeit zum Ausschalten. Die Stromversorgung über andere Schaltkreise ist nützlich, um Beleuchtung, Alarm und andere technische Systeme in einem gesunden Zustand zu halten.
Auswahl einer Maschine für die Stromversorgung
Separate Arbeitsabläufe werden durch die Verwendung spezieller Taschenrechner vereinfacht. Solche Programme bieten kostenlose Informationen und Referenzseiten.Die Auswahl eines Automaten für die Stromversorgung muss jedoch auf der Grundlage der tatsächlichen Ausrüstung erfolgen.
Typischer Algorithmus:
- Geben Sie die anfänglichen Verbrauchsdaten der einzelnen Geräte an.
- in Gruppen verteilt, geben Sie die Gesamtwerte an;
- Die erhaltenen Ergebnisse werden zur Auswahl der Schutzausrüstung verwendet.
Dieser Parameter gibt an, dass die Funktionalität bei mehreren Überstromlasten (Zeiten) erhalten bleibt:
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Die Anforderungen an die Maschinenmodelle werden unter Berücksichtigung der Nenn- und Klasse der Schaltfähigkeiten gebildet. Die Schutzausrüstung wird mit einem gewissen Abstand ausgewählt, um die Funktionsfähigkeit im Notfall sicherzustellen.
Tabellarischer Weg
Geben Sie in den Referenzmaterialien an, wie viel Lastleistung angelegt werden kann, wenn die Maschinen in verschiedenen Stromnetzen installiert sind. Beispiel für ein 2 A-Modell (Werte in kW):
- 220 V, 1 (2) Pole, einphasiger Anschluss - 0,4;
- 380 V, 3 Pole, "Dreieck" - 2,3;
- 380 V, 4 Pole., "Stern" - 1.3.
Das Ergebnis muss aus Gründen der Zuverlässigkeit auf den nächsten Wert im Modellbereich erhöht werden.
Grafischer Weg
Diese Technik wendet ähnliche Prinzipien an. Die Testparameter werden jedoch in übersichtlicher grafischer Form dargestellt.
Die Nuancen der Wahl
In jedem Fall erfolgt die Auswahl eines Leistungsschalters für Strom (Leistung) mit einem Spielraum. Experten empfehlen die Verwendung eines Multiplikationsfaktors von 1,4-1,6. Überprüfen Sie gleichzeitig die Verdrahtungsfähigkeit, um der maximalen Belastung standzuhalten.
Berechnung der Maschine für den Verdrahtungsquerschnitt
Für ein typisches Haushaltsnetzwerk können Daten aus der folgenden Tabelle entnommen werden:
| Leiterquerschnitt, mm² | Zulässige Lastleistung, W. | Bewertung des Schalters, und | ||
| Kupfer | Aluminium | 220 A, 1 Phase | 380 V, 3 Phasen | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Die Wahl einer Maschine mit Kabelquerschnitt trägt zum Schutz der Verkabelung bei. Diese Technik wird von erfahrenen Fachleuten empfohlen. Wenn die Fläche unbekannt ist, wird sie unter Verwendung einer typischen geometrischen Formel unter Berücksichtigung des gemessenen Durchmessers (D) des Leiters berechnet: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Formel zur Berechnung der Strom- und Spannungsleistung
Für Berechnungen mit diesen Parametern werden die Definitionen der Gesamtleistung (S), der Wirkleistung (P) und der Blindleistung (Q) verwendet. Die folgenden Formeln eignen sich zur Berechnung von einphasigen 220-V-Netzen:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Die Quelldaten für die Berechnung können den Verzeichnissen entnommen werden. Wenden Sie auch die Messergebnisse an.
Aktive Last
Glühlampen und Heizungen haben keine reaktiven Eigenschaften. Solche Lasten verschieben nicht die Phasen von Strömen und Spannungen. Der Strom wird mit der doppelten Frequenz vollständig verbraucht.
Kapazitive Last
Wenn ein Kondensator an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht. Dieser Prozess wird nicht von nützlicher Arbeit begleitet.
Negative Blindlast
Die vorgestellten Erklärungen befassen sich mit der idealen Situation. In der Realität hat jedoch jedes reaktive Element einen bestimmten elektrischen Widerstand. Vergessen Sie nicht die entsprechenden Verluste in den Verbindungskabeln und anderen Komponenten des Stromkreises.
Bei signifikanten Werten der kapazitiven (Induktions-) Komponente müssen die angegebenen Probleme berücksichtigt werden. In einigen Schemata werden zusätzlich zur Erhöhung der Tragfähigkeit der Maschinen zusätzliche Kompensationskomponenten verwendet.
Welche Ströme berechnen Maschinen?
Die Leistung der Schutzeinrichtung wird entsprechend dem Verdrahtungsstrom (berechneter oder tabellarischer Wert) unter Berücksichtigung des Verbrauchs der angeschlossenen Last ausgewählt. Die Nennleistung der Maschine wird weniger gewählt, um die Integrität der Stromleitung während des Betriebs aufrechtzuerhalten. In verschiedenen Abschnitten des Netzwerks werden Leiter des entsprechenden Abschnitts installiert, die sich an den Prinzipien der Baumstruktur orientieren.
Beim Anschließen von Lasten mit reduziertem Stromverbrauch ist eine absichtliche Verringerung der Leistungsschalterleistung zulässig. In dieser Ausführungsform ist die Verwendung von Leitungen mit einem großen Stromabstand impliziert. Eine solche Lösung schützt die angeschlossenen Geräte besser vor Beschädigungen.
