El uso correcto de dispositivos de protección previene descargas eléctricas, la aparición y el desarrollo de situaciones de emergencia. La elección correcta de la máquina de acuerdo con la potencia de carga es necesaria para crear nuevas y modernizar las redes de suministro de energía operativas.
¿Por qué se necesitan disyuntores y cómo funcionan?
Los dispositivos de esta categoría son capaces de detectar el consumo excesivo de energía eléctrica. Esto ocurre cuando ocurre un cortocircuito o cuando se conectan cargas potentes o reactivas. En tales situaciones, el interruptor automático corta la fuente de alimentación de 220 (380) V sin intervención del usuario.
Para realizar las funciones marcadas en el diseño estándar, se utilizan dos tecnologías. Con un rápido aumento de la corriente por encima de un nivel determinado por el cálculo, el solenoide crea un campo magnético que mueve la varilla. A través de un accionamiento mecánico, este ensamblaje abre el grupo de contacto. Los parámetros de nodo se calculan teniendo en cuenta las cargas iniciales para eliminar las falsas alarmas.
La segunda protección se organiza utilizando un fenómeno bien conocido: calentar el conductor pasando corriente. La sección correspondiente de la cadena se crea a partir de una placa bimetálica. Con el aumento de la temperatura, cambia de forma hasta que se rompe el contacto. Algunos modelos de máquinas tienen un ajuste especial para ajustar el nivel de sensibilidad.
¿Cuál es el peligro de que el cable no coincida con la carga de la red?
Los posibles problemas son más fáciles de entender con un ejemplo específico. Datos iniciales:
- fuente de alimentación estándar con tensión alterna U = 220 V;
- el apartamento tiene un viejo cableado de aluminio (sección transversal de 2.5 mm cuadrados);
- el amperaje de la máquina es de 30 A;
- conecte 6 convectores de 750 vatios y una plancha de 850 vatios.
Pago:
- potencia total (R) de los consumidores: 5 350 W;
- La corriente (I) en el circuito se calcula mediante la fórmula I = P / U = 5 350/220 = 24.32 A).
La máquina no funcionará en esta situación (30> 24.32A). Tal corriente calentará mucho el alambre de aluminio y derretirá el aislamiento. Deberá restaurarse un circuito destruido por un cortocircuito, lo cual es difícil cuando se instalan redes dentro de estructuras de edificios. En una situación peor, un incendio destruirá importantes activos materiales.
De acuerdo con los estándares PUE para un conductor con los parámetros considerados, la potencia de carga cuando se conecta a una red monofásica de 220 V no debe exceder los 4,4 kW. El límite de corriente correspondiente es 20 A. La "torsión", los óxidos y otros defectos en las articulaciones pueden contribuir al desarrollo negativo de la situación.
Circuito de protección de enlace débil
Además de la sección transversal, al elegir un producto de cable adecuado, prestan atención a las condiciones reales de funcionamiento. Los valores normalizados se dan para calentar a una temperatura que no exceda + 60 ° C. Al instalar la línea en un sitio cerca de una casa de campo, es necesario proporcionar protección contra la humedad y otras influencias externas adversas.
Verifique cuidadosamente todas las partes de la red eléctrica. La regla básica es una protección confiable, teniendo en cuenta el rendimiento del sitio con los peores parámetros. Debe tenerse en cuenta que el cobre está diseñado para la misma sección transversal para cargas elevadas en comparación con el aluminio. La pureza del metal es de particular importancia.A medida que aumentan las impurezas, la conductividad empeora y aumentan las pérdidas por calentamiento inútil y peligroso.
Dispositivo de cableado interno del apartamento
En tales objetos inmobiliarios, las siguientes soluciones estándar se utilizan para crear un sistema de suministro de energía de alta calidad:
- la máquina introductoria debe configurarse en el mostrador;
- detrás del dispositivo de control, se monta un dispositivo de corriente residual común (RCD);
- además equipar líneas individuales de interruptores automáticos (AB).
El RCD previene accidentes que causan corrientes de fuga. En algunas situaciones, previene descargas eléctricas. Sin embargo, se realizan medidas de protección integrales utilizando disyuntores. Asegúrese de utilizar una conexión a tierra efectiva.
Como regla general, es conveniente poner varios grupos en la cocina para una distribución uniforme de las cargas. Se recomienda especialmente seleccionar la distribución de consumidores poderosos:
- encimeras
- hornos
- calderas de calefacción, calderas, calentadores de flujo;
- convectores eléctricos, pistolas de calor;
- acondicionadores de aire.
El diagrama de cableado tiene una estructura de árbol. Desde la línea central del "tronco", haga las ramas necesarias de la "rama" para conectar los enchufes e interruptores.
Cómo calcular la clasificación del interruptor automático
La función principal de AB es proteger el cableado. Por esta razón, primero asegúrese de cumplir con la clasificación del disyuntor en amperios, sección transversal y material (cobre, aluminio) de los núcleos del cable.
Determinar la capacidad total de los consumidores.
Cuánta electricidad se necesita para el funcionamiento de las lámparas y otros productos, anotada en la documentación adjunta. El poder se indica en el caso. Estos datos se pueden obtener en el sitio web oficial del fabricante. Sin embargo, simplemente agregar kilovatios no es suficiente.
Componente activo y clasificado
El algoritmo de cálculo simple que se muestra en el ejemplo describe la situación de carga resistiva. Es este componente (potencia activa - P) el que se indica en el pasaporte técnico del producto correspondiente. Está determinado por el medidor para pagos regulares de energía consumida.
Sin embargo, al conectar una máquina u otro equipo con un motor eléctrico, será necesario tener en cuenta el componente inductivo. Del mismo modo, si hay un condensador en el circuito.
Fórmulas y explicaciones:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sen ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ es el ángulo entre los vectores P y S (desplazamiento de fase).
El componente reactivo (Q) denota un intercambio cíclico de energía entre la fuente de energía y la carga. La suma de los vectores P y Q ayudará a determinar la potencia aparente total (S).
Aumento de las corrientes iniciales
La inclusión de una bomba potente (otra carga reactiva) se acompaña de una irrupción y un proceso oscilatorio posterior con una transición al funcionamiento normal. La duración del pulso, como regla, no excede 1.5-2 segundos. Tal duración es insuficiente para calentar la placa bimetálica. Pero esto puede ser suficiente para mover el vástago del solenoide.
La lista muestra niveles típicos de exceder el valor nominal que activan el apagado de la bobina electromagnética. Entre paréntesis se encuentran los retrasos antes de romper el circuito con una placa bimetálica (seg):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 veces (1.5);
- D - 10 veces (0.4).
Los modos correspondientes se tienen en cuenta al crear estándares relevantes. Para evitar un viaje erróneo, debe elegir el tipo de máquina adecuado.
Factor de demanda
Este factor de corrección (Ks) se utiliza para tener en cuenta las cargas en condiciones reales de operación: Estimado = S * Ks. Su valor (intervalo de 0 a 1) indica el número de consumidores conectados. Este método es conveniente de usar al crear proyectos de oficina y producción, lo que implica el uso del mismo tipo de equipo: máquinas herramienta, computadoras, etc.
Para la tarea, no es difícil sacar la conclusión correcta basada en un chequeo elemental. Es difícil imaginar una situación en la que en una habitación al mismo tiempo usan aire acondicionado para enfriarse y calientan el aire con un calentador de ventilador.
Cálculo del consumo de energía.
Las fórmulas anteriores con un cambio de fase se utilizan para corregir cargas inductivas y capacitivas. Recuento resistivo de datos de pasaporte sin recuento. El valor de cos ϕ se toma de la documentación adjunta.
La intensidad actual se puede calcular de la siguiente manera:
- P / U - fuentes de alimentación constantes, cargas resistivas;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - una fase, ~ 220V, características reactivas del consumidor;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - red trifásica ~ 380V, parámetros inductivos (capacitivos) del equipo.
Puede medir voltajes reales usando un multímetro. La metodología para realizar operaciones de trabajo se proporciona en las instrucciones oficiales del fabricante.
Selección de sección central
La información necesaria sobre las capacidades de carga se encuentra en la documentación oficial de los fabricantes de cables. Se recomienda elegir una sección más grande de la serie para evitar el sobrecalentamiento y daños durante la operación. De acuerdo con las normas actuales, los conductores con un área de 1.5 mm o más son adecuados para locales residenciales.
Dado el mayor suministro de energía de los bienes inmuebles modernos, la capacidad mínima de la red no será suficiente. Los expertos aconsejan proporcionar la conexión de equipos adicionales como parte de una modernización posterior.
Clasificación de disyuntores de corriente
El valor límite de la clasificación está determinado por la fórmula Inom ≤ Ipr / 1.45, donde Ipr es la corriente permitida en un modo continuo para cierto cableado. Si planea instalar la red, proceda de la siguiente manera:
- especificar el esquema de conexión de los consumidores;
- recopilar datos del pasaporte de los equipos, medir el voltaje;
- de acuerdo con el esquema presentado, se calculan por separado, se suman las corrientes en los circuitos individuales;
- para cada grupo debe elegir una máquina que resista la carga correspondiente;
- determine los productos de cable con una sección transversal de conductor adecuada.
Si las redes se instalan en puertas y se cubren con yeso, el desmontaje es demasiado difícil. En este caso, se utiliza la selección de una máquina automática sobre la sección del cable. Comience evaluando las capacidades de carga de las líneas existentes. El resultado obtenido se utiliza para evaluar modelos adecuados de dispositivos de protección. A continuación, distribuya a los consumidores en grupos teniendo en cuenta la capacidad total (compartir).
Reglas de Denominación
Para obtener conclusiones correctas, es necesario tener en cuenta las características del equipo conectado. Si, según el cálculo, la corriente total es de 19 amperios, los usuarios prefieren comprar el dispositivo a 25A. Esta solución sugiere la posibilidad de aplicar cargas adicionales sin restricciones significativas.
Sin embargo, en algunas situaciones es mejor elegir un disyuntor de 20A. Esto proporciona un tiempo relativamente más corto para apagar la alimentación cuando la corriente aumenta (la temperatura aumenta) con un seccionador bimetálico. Dicha precaución ayudará a mantener la integridad de los devanados del motor cuando el rotor está bloqueado por un accionamiento atascado.
Los diferentes tiempos de respuesta son útiles para garantizar el funcionamiento selectivo de los equipos de protección. Los dispositivos con menos retraso se instalan en las líneas. En una emergencia, solo la parte dañada se desconecta de la electricidad. La máquina introductoria no tiene tiempo para apagarse. El suministro de energía a través de otros circuitos es útil para mantener la iluminación, la alarma y otros sistemas de ingeniería en buen estado.
Selección de una máquina para poder
Las operaciones de trabajo separadas se simplifican mediante el uso de calculadoras especializadas. Dichos programas proporcionan información gratuita y sitios de referencia.Pero la selección de una máquina automática para la potencia tendrá que hacerse sobre la base de equipos reales.
Algoritmo Típico:
- especificar los datos de consumo inicial de dispositivos individuales;
- distribuido en grupos, especifique los valores totales;
- Los resultados obtenidos se utilizan para seleccionar equipos de protección.
Este parámetro indica la preservación de la funcionalidad en caso de múltiples cargas de exceso de corriente (veces):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Los requisitos para los modelos de máquinas se forman teniendo en cuenta la capacidad nominal y la clase de conmutación. El equipo de protección se elige con un margen para garantizar la operatividad en caso de emergencia.
Forma tabular
En los materiales de referencia, indique cuánta potencia de carga se puede aplicar si las máquinas se instalan en diferentes redes de alimentación. Ejemplo para un modelo de 2 A (valores en kW):
- 220 V, 1 (2) polos, conexión monofásica - 0.4;
- 380 V, 3 polos., "Triángulo" - 2,3;
- 380 V, 4 polos., "Estrella" - 1.3.
El resultado debe aumentarse al valor más cercano en el rango del modelo para mayor confiabilidad.
Forma gráfica
Esta técnica aplica principios similares. Pero los parámetros de prueba se presentan en forma gráfica clara.
Los matices de elección
En cualquier caso, la elección de un interruptor automático para corriente (potencia) se realiza con un margen. Los expertos recomiendan usar un factor multiplicador de 1.4-1.6. Al mismo tiempo, verifique la capacidad del cableado para soportar la carga máxima.
Cálculo de la máquina para la sección transversal del cableado.
Para una red doméstica típica, los datos se pueden tomar de la siguiente tabla:
| Sección transversal del conductor, mm sq. | Potencia de carga permitida, W | Clasificación del interruptor, y | ||
| Cobre | Aluminio | 220 A, 1 fase | 380 V, 3 fases | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Elegir una máquina de sección transversal de cable ayuda a proteger el cableado. Esta técnica es recomendada por profesionales experimentados. Si el área es desconocida, se calcula de acuerdo con una fórmula geométrica típica, teniendo en cuenta el diámetro medido (D) del conductor: S = (π * D2) / 4 = 0.785 * D2.
Fórmula para calcular la corriente y la tensión.
Para los cálculos de estos parámetros, se utilizan las definiciones de potencia total (S), activa (P) y reactiva (Q). Las siguientes fórmulas son adecuadas para calcular redes monofásicas de 220 V:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Los datos de origen para el cálculo pueden tomarse de los directorios. También aplique los resultados de la medición.
Carga activa
Las lámparas y calentadores incandescentes no tienen características reactivas. Tales cargas no desplazan las fases de corrientes y voltajes. La potencia se consume completamente al doble de la frecuencia.
Carga capacitiva
Cuando un condensador está conectado a una red de corriente alterna, la energía se intercambia en ambas direcciones. Este proceso no va acompañado de un trabajo útil.
Carga reactiva negativa
Las explicaciones presentadas abordan la situación ideal. Sin embargo, en realidad, cada elemento reactivo tiene una cierta resistencia eléctrica. No olvide las pérdidas correspondientes en los cables de conexión y otros componentes del circuito.
Con valores significativos del componente capacitivo (inducción), se deben tener en cuenta los problemas observados. En algunos esquemas, además de aumentar la capacidad de carga de las máquinas, se utilizan componentes de compensación adicionales.
¿Qué corrientes calculan las máquinas?
La potencia del dispositivo de protección se selecciona de acuerdo con la corriente de cableado (valor calculado o tabular), teniendo en cuenta el consumo de la carga conectada. La clasificación de la máquina se elige menos para mantener la integridad de la línea eléctrica durante la operación. En diferentes secciones de la red, se instalan conductores de la sección correspondiente, guiados por los principios de la estructura de árbol.
Se permite una disminución deliberada en la clasificación del interruptor automático cuando se conectan cargas con un consumo de energía reducido. En esta realización, se implica el uso de líneas con un margen de corriente grande. Tal solución protege mejor el equipo conectado contra daños.
