Prawidłowe stosowanie urządzeń ochronnych zapobiega porażeniu prądem, pojawianiu się i rozwojowi sytuacji awaryjnych. Prawidłowy wybór maszyny w zależności od mocy obciążenia jest niezbędny do stworzenia nowych i modernizacji działających sieci zasilających.
Dlaczego potrzebne są wyłączniki i jak działają
Urządzenia tej kategorii są w stanie wykryć nadmierne zużycie energii elektrycznej. Dzieje się tak, gdy występuje zwarcie lub gdy podłączone są mocne lub bierne obciążenia. W takich sytuacjach wyłącznik odcina zasilanie 220 (380) V bez interwencji użytkownika.
Aby wykonać oznaczone funkcje w standardowym projekcie, stosuje się dwie technologie. Przy gwałtownym wzroście prądu powyżej poziomu określonego na podstawie obliczeń solenoid wytwarza pole magnetyczne, które porusza pręt. Dzięki napędowi mechanicznemu ten zespół otwiera grupę kontaktów. Parametry węzła są obliczane z uwzględnieniem obciążeń początkowych w celu wyeliminowania fałszywych alarmów.
Druga ochrona jest zorganizowana przy użyciu dobrze znanego zjawiska - podgrzewania przewodnika przez przepływający prąd. Odpowiednia sekcja łańcucha jest utworzona z bimetalicznej płyty. Wraz ze wzrostem temperatury zmienia kształt aż do zerwania styku. Niektóre modele maszyn mają specjalną regulację w celu dostosowania poziomu czułości.
Jakie jest niebezpieczeństwo niedopasowania obciążenia sieci?
Możliwe problemy łatwiej zrozumieć na podstawie konkretnego przykładu. Wstępne dane:
- standardowy zasilacz o napięciu przemiennym U = 220 V;
- mieszkanie ma stare okablowanie aluminiowe (przekrój kwadratowy 2,5 mm);
- natężenie prądu wynosi 30 A;
- podłącz 6 konwektorów o mocy 750 watów i jedno żelazko o mocy 850 watów.
Zapłata:
- całkowita moc (R) odbiorców - 5 350 W;
- prąd (I) w obwodzie oblicza się według wzoru I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).
Maszyna nie będzie działać w tej sytuacji (30> 24,32A). Taki prąd znacznie podgrzeje drut aluminiowy i stopi izolację. Obwód zniszczony przez zwarcie będzie musiał zostać przywrócony, co jest trudne przy instalowaniu sieci wewnątrz konstrukcji budynków. W gorszej sytuacji pożar zniszczy znaczne aktywa materialne.
Zgodnie ze standardami PUE dla przewodnika o rozważanych parametrach moc obciążenia po podłączeniu do sieci jednofazowej 220 V nie powinna przekraczać 4,4 kW. Odpowiedni limit prądu wynosi 20 A. „Skręcanie”, tlenki i inne defekty w stawach mogą przyczyniać się do negatywnego rozwoju sytuacji.
Ochrona przed słabym ogniwem obwodu
Oprócz przekroju, wybierając odpowiedni produkt kablowy, zwracają uwagę na rzeczywiste warunki pracy. Znormalizowane wartości podano dla ogrzewania do temperatury nieprzekraczającej + 60 ° C. Podczas instalowania linii w miejscu w pobliżu domu wiejskiego konieczne jest zapewnienie ochrony przed wilgocią i innymi niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi.
Dokładnie sprawdź wszystkie części sieci elektrycznej. Podstawową zasadą jest niezawodna ochrona, uwzględniająca wydajność witryny o najgorszych parametrach. Należy pamiętać, że miedź jest zaprojektowana dla tego samego przekroju dla dużych obciążeń w porównaniu do aluminium. Szczególne znaczenie ma czystość metalu.Wraz ze wzrostem zanieczyszczeń przewodność pogarsza się, a straty z powodu bezużytecznego i niebezpiecznego ogrzewania rosną.
Urządzenie okablowania w mieszkaniu
W takich obiektach nieruchomości stosowane są następujące standardowe rozwiązania w celu stworzenia wysokiej jakości systemu zasilania:
- maszyna wprowadzająca musi być ustawiona na licznik;
- za urządzeniem sterującym zamontowane jest wspólne urządzenie różnicowoprądowe (RCD);
- dodatkowo wyposażyć poszczególne linie wyłączników automatycznych (AB).
RCD zapobiega wypadkom powodującym prądy upływowe. W niektórych sytuacjach zapobiega porażeniu prądem. Jednak kompleksowe środki ochronne są wykonywane przy użyciu wyłączników automatycznych. Pamiętaj, aby użyć skutecznego uziemienia.
Z reguły wygodnie jest umieścić kilka grup w kuchni, aby uzyskać równomierny rozkład obciążeń. Szczególnie starannie zaleca się wybór dystrybucji potężnych konsumentów:
- płyty grzewcze;
- piece;
- kotły grzewcze, kotły, podgrzewacze przepływowe;
- konwektory elektryczne, opalarki;
- klimatyzatory.
Schemat połączeń ma strukturę drzewa. Z linii środkowej „pnia” wykonaj niezbędne gałęzie „gałęzi” do podłączenia gniazd i przełączników.
Jak obliczyć wartość znamionową wyłącznika
Główną funkcją AB jest ochrona okablowania. Z tego powodu najpierw należy zapewnić zgodność z wartością znamionową wyłącznika w amperach, przekroju i materiale (miedź, aluminium) rdzeni kablowych.
Określanie całkowitej pojemności konsumentów
Ile energii elektrycznej jest potrzebne do działania lamp i innych produktów, odnotowano w dołączonej dokumentacji. Moc jest podana na obudowie. Dane te można uzyskać na oficjalnej stronie producenta. Jednak samo dodanie kilowatów nie wystarczy.
Aktywny i oceniany komponent
Prosty algorytm obliczeniowy pokazany w przykładzie opisuje sytuację obciążenia rezystancyjnego. To ten składnik (moc czynna - P) jest wskazany w paszporcie technicznym odpowiedniego produktu. Jest on określany przez licznik dla regularnych płatności zużywanej energii.
Jednak podczas podłączania maszyny lub innego urządzenia za pomocą napędu elektrycznego konieczne będzie uwzględnienie elementu indukcyjnego. Podobnie, jeśli w obwodzie jest kondensator.
Formuły i objaśnienia:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ jest kątem między wektorami P i S (przesunięcie fazowe).
Składnik bierny (Q) oznacza cykliczną wymianę energii między źródłem zasilania a odbiornikiem. Suma wektorów P i Q pomoże określić całkowitą moc pozorną (S).
Zwiększone prądy rozruchowe
Włączeniu potężnej pompy (inne obciążenie reaktywne) towarzyszy rozruch i kolejny proces oscylacyjny z przejściem do normalnej pracy. Czas trwania impulsu z reguły nie przekracza 1,5-2 sekund. Taki czas trwania jest niewystarczający do ogrzania płyty bimetalicznej. Ale to może wystarczyć, aby przesunąć trzon elektromagnesu.
Lista pokazuje typowe poziomy przekroczenia wartości nominalnej, które aktywują wyłączenie cewki elektromagnetycznej. W nawiasach podano opóźnienia przed przerwaniem obwodu za pomocą płytki bimetalicznej (s):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4–5);
- C - 5 razy (1,5);
- D - 10 razy (0,4).
Odpowiednie tryby są brane pod uwagę przy tworzeniu odpowiednich standardów. Aby uniknąć błędnego wyłączenia, musisz wybrać odpowiedni typ maszyny.
Współczynnik popytu
Ten współczynnik korygujący (Ks) służy do uwzględnienia obciążeń w rzeczywistych warunkach pracy: Szacowany = S * Ks. Jego wartość (przedział od 0 do 1) wskazuje liczbę podłączonych odbiorców. Ta metoda jest wygodna w użyciu podczas tworzenia projektów biurowych i produkcyjnych, co oznacza użycie tego samego rodzaju sprzętu: obrabiarek, komputerów itp.
W przypadku pracy domowej nie jest trudno wyciągnąć właściwy wniosek na podstawie elementarnej kontroli. Trudno wyobrazić sobie sytuację, gdy w jednym pomieszczeniu jednocześnie używają klimatyzacji do chłodzenia i ogrzewają powietrze za pomocą wentylatora.
Obliczanie zużycia energii
Powyższe wzory z przesunięciem fazowym służą do korygowania obciążeń indukcyjnych i pojemnościowych. Rezystancyjne liczenie na dane paszportowe bez przeliczania. Wartość cos ϕ pochodzi z dołączonej dokumentacji.
Bieżącą siłę można obliczyć w następujący sposób:
- P / U - stałe zasilacze, obciążenia rezystancyjne;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - jedna faza, ~ 220 V, charakterystyka reaktywna konsumenta;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ) - sieć trójfazowa ~ 380 V, parametry indukcyjne (pojemnościowe) urządzenia.
Rzeczywiste napięcia można zmierzyć za pomocą multimetru. Metodologia wykonywania operacji roboczych jest podana w oficjalnych instrukcjach producenta.
Wybór sekcji rdzenia
Niezbędne informacje na temat obciążalności znajdują się w oficjalnej dokumentacji producentów kabli. Zaleca się wybór większej sekcji z serii, aby uniknąć przegrzania i uszkodzenia podczas pracy. Zgodnie z obowiązującymi przepisami przewody o powierzchni 1,5 mm lub większej nadają się do pomieszczeń mieszkalnych.
Biorąc pod uwagę zwiększone zaopatrzenie w energię nowoczesnych nieruchomości, minimalna przepustowość sieci nie wystarczy. Eksperci zalecają podłączenie dodatkowego sprzętu w ramach późniejszej modernizacji.
Ocena wyłączników prądowych
Wartość graniczną wartości znamionowej określa wzór Inom ≤ Ipr / 1,45, gdzie Ipr jest prądem dopuszczalnym w trybie ciągłym dla określonego okablowania. Jeśli planujesz zainstalować sieć, wykonaj następujące czynności:
- określić schemat połączeń konsumentów;
- gromadzić dane paszportowe sprzętu, mierzyć napięcie;
- zgodnie z przedstawionym schematem są one obliczane osobno, sumowane są prądy w poszczególnych obwodach;
- dla każdej grupy musisz wybrać maszynę, która wytrzyma odpowiedni ładunek;
- określić produkty kablowe o odpowiednim przekroju żyły.
Jeśli sieci są zainstalowane w bramach i pokryte tynkiem, demontaż jest zbyt trudny. W takim przypadku wykorzystywany jest wybór automatycznej maszyny nad odcinkiem kabla. Rozpocznij od oceny obciążalności istniejących linii. Otrzymany wynik służy do oceny odpowiednich modeli urządzeń ochronnych. Następnie podziel konsumentów na grupy, biorąc pod uwagę całkowitą pojemność (dzielenie).
Zasady nominałów
Aby uzyskać prawidłowe wnioski, należy wziąć pod uwagę cechy podłączonego sprzętu. Jeśli, zgodnie z obliczeniami, całkowity prąd wynosi 19 amperów, użytkownicy wolą kupić urządzenie przy 25A. To rozwiązanie sugeruje możliwość zastosowania dodatkowych obciążeń bez znaczących ograniczeń.
Jednak w niektórych sytuacjach lepiej jest wybrać bezpiecznik 20 A. Zapewnia to stosunkowo krótszy czas na wyłączenie zasilania, gdy prąd wzrośnie (wzrośnie temperatura) za pomocą bimetalicznego odłącznika. Takie środki ostrożności pomogą zachować integralność uzwojenia silnika, gdy wirnik jest zablokowany przez zablokowany napęd.
Różne czasy reakcji są przydatne, aby zapewnić selektywne działanie sprzętu ochronnego. Urządzenia z mniejszym opóźnieniem są instalowane na liniach. W nagłych wypadkach tylko uszkodzona część jest odłączona od prądu. Maszyna wprowadzająca nie ma czasu na wyłączenie. Zasilanie przez inne obwody jest przydatne do utrzymywania zdrowego oświetlenia, alarmów i innych systemów inżynieryjnych.
Wybór maszyny do zasilania
Oddzielne operacje robocze są uproszczone dzięki zastosowaniu specjalistycznych kalkulatorów. Takie programy zapewniają bezpłatne strony informacyjne i referencyjne.Ale wybór automatycznej maszyny do zasilania będzie musiał być dokonany na podstawie prawdziwego sprzętu.
Typowy algorytm:
- podać dane dotyczące początkowego zużycia poszczególnych urządzeń;
- podzielone na grupy, podaj wartości całkowite;
- Uzyskane wyniki są wykorzystywane do wyboru wyposażenia ochronnego.
Ten parametr wskazuje zachowanie funkcjonalności w przypadku wielokrotnych obciążeń nadmiarowych (czasów):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40–50).
Wymagania dotyczące modeli maszyn są tworzone z uwzględnieniem nominalnej i klasy możliwości przełączania. Sprzęt ochronny jest wybierany z marginesem, aby zapewnić funkcjonalność w przypadku zagrożenia.
Sposób tabelaryczny
W materiałach referencyjnych należy wskazać, ile mocy obciążenia można przyłożyć, jeśli maszyny są zainstalowane w różnych sieciach energetycznych. Przykład dla modelu 2 A (wartości w kW):
- 220 V, 1 (2) bieguny, połączenie jednofazowe - 0,4;
- 380 V, 3 bieguny., „Trójkąt” - 2,3;
- 380 V, 4 bieguny., „Gwiazda” - 1.3.
Wynik musi zostać zwiększony do najbliższej wartości w zakresie modeli, aby zapewnić niezawodność.
Sposób graficzny
Ta technika stosuje podobne zasady. Ale parametry testu są przedstawione w przejrzystej formie graficznej.
Niuanse wyboru
W każdym razie wybór wyłącznika dla prądu (mocy) odbywa się z marginesem. Eksperci zalecają użycie mnożnika 1,4-1,6. Jednocześnie sprawdź zdolność okablowania do wytrzymania maksymalnego obciążenia.
Obliczanie maszyny dla przekroju przewodów
W przypadku typowej sieci domowej dane można pobrać z poniższej tabeli:
| Przekrój przewodu, mm kw. | Dopuszczalna moc obciążenia, W | Ocena przełącznika, i | ||
| Miedź | Aluminium | 220 A, 1 faza | 380 V, 3 fazy | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
Wybór maszyny o przekroju poprzecznym pomaga chronić przewody. Ta technika jest zalecana przez doświadczonych specjalistów. Jeśli obszar jest nieznany, oblicza się go przy użyciu typowego wzoru geometrycznego, biorąc pod uwagę zmierzoną średnicę (D) przewodnika: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Wzór do obliczania mocy prądu i napięcia
Do obliczeń tych parametrów stosuje się definicje mocy całkowitej (S), mocy czynnej (P) i mocy biernej (Q). Do obliczania sieci jednofazowych 220 V nadają się następujące wzory:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Dane źródłowe do obliczeń można pobrać z katalogów. Zastosuj również wyniki pomiaru.
Aktywne obciążenie
Żarówki i grzejniki nie mają właściwości reaktywnych. Takie obciążenia nie wypierają faz prądów i napięć. Moc jest pobierana w pełni przy dwukrotnej częstotliwości.
Obciążenie pojemnościowe
Kiedy kondensator jest podłączony do sieci prądu przemiennego, energia jest wymieniana w obu kierunkach. Procesowi temu nie towarzyszy pożyteczna praca.
Ujemne obciążenie bierne
Przedstawione wyjaśnienia dotyczą idealnej sytuacji. Jednak w rzeczywistości każdy element reaktywny ma pewien opór elektryczny. Nie zapomnij o odpowiednich stratach w przewodach łączących i innych elementach obwodu.
Przy znacznych wartościach składnika pojemnościowego (indukcyjnego) należy wziąć pod uwagę wymienione problemy. W niektórych schematach oprócz zwiększenia ładowności maszyn stosowane są dodatkowe elementy kompensacyjne.
Jakie prądy obliczają maszyny
Moc urządzenia zabezpieczającego dobierana jest zgodnie z prądem okablowania (wartość obliczona lub tabelaryczna), biorąc pod uwagę zużycie podłączonego obciążenia. Moc znamionowa maszyny jest wybierana mniej, aby zachować integralność linii energetycznej podczas pracy. W różnych sekcjach sieci instalowane są przewodniki odpowiedniej sekcji, kierując się zasadami budowy drzewa.
Celowe obniżenie wartości znamionowej wyłącznika jest dopuszczalne przy podłączaniu obciążeń o zmniejszonym zużyciu energii. W tym przykładzie wykonania sugeruje się użycie linii o dużym marginesie prądu. Takie rozwiązanie lepiej chroni podłączony sprzęt przed uszkodzeniem.
