Текущи рейтинги на прекъсвачи: как да изберем правилната машина

На входа на всяка домашна мрежа се монтират устройства за изключване на електричество при претоварване и късо съединение.Необходимо е правилно да се изчислят номиналните токове на прекъсвачите, в противен случай тяхната работа ще бъде неефективна. Съгласен ли си?

Ще ви кажем как да изчислите параметрите на машината, според които е избрано това защитно устройство. От нашата статия ще научите как да изберете устройството, необходимо за защита на електрическата мрежа. Като вземете предвид нашите съвети, ще закупите опция, която ясно ще работи в опасен момент за окабеляване.

Параметри на прекъсвача

За да се гарантира правилният избор на номиналните стойности на устройствата за изключване, е необходимо разбиране на техните принципи на работа, условия и времена за реакция.

Работните параметри на прекъсвачите са стандартизирани от руски и международни нормативни документи.

Основни елементи и маркировки

Дизайнът на превключвателя включва два елемента, които реагират, когато токът надвиши установения диапазон от стойности:

• Биметалната плоча под въздействието на преминаващия ток се нагрява и, огъвайки се, притиска тласкача, който изключва контактите. Това е "термична защита" срещу претоварване.
• Соленоидът, под въздействието на силен ток в намотката, генерира магнитно поле, което притиска сърцевината, която след това действа върху тласкача. Това е "токова защита" срещу късо съединение, която реагира на такова събитие много по-бързо от пластината.

Видовете електрически защитни устройства имат маркировки, които могат да се използват за определяне на основните им параметри.

Всеки прекъсвач е маркиран с неговите основни характеристики. Това ви позволява да избегнете объркване на устройства, когато са инсталирани в панела

Типът на характеристиката време-ток зависи от диапазона на настройка (големината на тока, при който се извършва работа) на соленоида. За защита на окабеляване и устройства в апартаменти, къщи и офиси се използват превключватели тип „C“ или, много по-рядко, „B“. Няма особена разлика между тях за ежедневна употреба.

Тип "D" се използва в помощни помещения или дърводелство при наличие на оборудване с електрически двигатели с висока стартова мощност.

Има два стандарта за изключващи устройства: жилищни (EN 60898-1 или GOST R 50345) и по-строги индустриални (EN 60947-2 или GOST R 50030.2). Те се различават леко и машините от двата стандарта могат да се използват за жилищни помещения.

По отношение на номиналния ток стандартната гама автомати за битови нужди съдържа устройства със следните стойности: 6, 8, 10, 13 (рядко), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Времетокови характеристики на реакцията

За да се определи скоростта на работа на машината по време на претоварване, има специални таблици в зависимост от времето на изключване на коефициента на превишение на номиналната стойност, който е равен на съотношението на съществуващата сила на тока към номиналната:

K = I / I_н.

Рязък спад в графиката, когато стойността на коефициента на обхвата достигне от 5 до 10 единици, се дължи на работата на електромагнитното освобождаване. За превключватели тип “B” това става при стойност от 3 до 5 единици, а за тип “D” – от 10 до 20.

Графиката показва зависимостта на обхвата на времето за реакция на прекъсвачи тип "C" от съотношението на силата на тока към стойността, зададена за този ключ

При K = 1,13 машината гарантирано няма да прекъсне линията в рамките на 1 час, а при K = 1,45 гарантирано ще прекъсне връзката за същото време. Тези стойности са одобрени в точка 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010.

За да разберете колко време е необходимо, за да работи защитата, например при K = 2, трябва да начертаете вертикална линия от тази стойност. В резултат на това получаваме, че според горната графика изключването ще настъпи в диапазона от 12 до 100 секунди.

Такова голямо разпределение във времето се дължи на факта, че нагряването на плочата зависи не само от силата на тока, преминаващ през нея, но и от параметрите на външната среда. Колкото по-висока е температурата, толкова по-бързо работи машината.

Правила за избор на деноминация

Геометрията на вътрешните и домашните електрически мрежи е индивидуална, така че няма стандартни решения за инсталиране на превключватели с определена мощност. Общите правила за изчисляване на допустимите параметри на машините са доста сложни и зависят от много фактори. Необходимо е да се вземат предвид всички, в противен случай може да се създаде извънредна ситуация.

Принципът на вътрешно окабеляване

Вътрешните електрически мрежи имат разклонена структура под формата на „дърво“ - графика без цикли. Спазването на този принцип на конструкцията се нарича селективност на машините, според който всички видове електрически вериги са оборудвани със защитни устройства.

Това подобрява стабилността на системата в случай на авария и опростява работата по нейното отстраняване. Също така е много по-лесно да разпределите товара, да свържете енергоемки устройства и да промените конфигурацията на окабеляването.

В основата на графиката има входна машина, а непосредствено след разклонението са поставени групови ключове за всяка отделна електрическа верига. Това е стандартна схема, доказана през годините

Функциите на входния прекъсвач включват следене на общото претоварване - предотвратяване на тока от надвишаване на допустимата стойност за обекта. Ако това се случи, съществува риск от повреда на външното окабеляване. Освен това е вероятно да се задействат защитни устройства извън апартамента, които вече са част от общата собственост или принадлежат към местната електрическа мрежа.

Функциите на груповите машини включват текущо управление на отделни линии. Предпазват от претоварване кабела в обособена зона и свързаната към него група консуматори на електроенергия. Ако такова устройство не работи по време на късо съединение, то е осигурено от входен прекъсвач.

Дори за апартаменти с малък брой електрически консуматори е препоръчително да се инсталира отделна линия за осветление. Когато изключите прекъсвача на друга верига, светлината няма да изгасне, което ще ви позволи да отстраните проблема при по-удобни условия. В почти всеки панел номиналната стойност на входната машина е по-малка от тази на груповите.

Обща мощност на електрическите уреди

Максималното натоварване на веригата възниква, когато всички електрически уреди са включени едновременно. Следователно, обикновено общата мощност се изчислява чрез просто събиране. В някои случаи обаче тази цифра ще бъде по-малка.

За някои линии едновременната работа на всички електрически уреди, свързани към него, е малко вероятна, а понякога и невъзможна. Домовете понякога специално поставят ограничения върху работата на мощни устройства. За да направите това, трябва да запомните да не ги включвате едновременно или да използвате ограничен брой контакти.

Вероятността за едновременна работа на цялото офис оборудване, осветление и спомагателно оборудване (чайници, хладилници, вентилатори, нагреватели и др.) Е много ниска, поради което при изчисляване на максималната мощност се използва корекционен коефициент

При електрифицирането на офис сгради често се използва емпиричният коефициент на едновременност за изчисления, чиято стойност се приема в диапазона от 0,6 до 0,8. Максималното натоварване се изчислява, като сумата от мощностите на всички електрически уреди се умножи по коефициент.

Има една тънкост в изчисленията - необходимо е да се вземе предвид разликата между номиналната (общата) мощност и консумираната (активна), които са свързани с коефициента (cos (f)).

Това означава, че за да работи устройството, е необходим ток на мощност, равен на консумирания, разделен на този коефициент:

аз_стр =I/cos(f)

Където:

• аз_стр – номинална сила на тока, която се използва при изчисляване на товара;
• I е токът, консумиран от устройството;
• cos(f) <= 1.

Обикновено номиналният ток се посочва веднага или чрез посочване на стойността на cos (f) в техническия лист на електрическото устройство.

Например стойността на коефициента за флуоресцентни източници на светлина е 0,9; за LED лампи – около 0,6; за обикновени лампи с нажежаема жичка - 1. Ако документацията е загубена, но консумацията на енергия на домакинските устройства е известна, тогава за гаранция вземете cos (f) = 0,75.

Препоръчителните стойности на фактора на мощността, показани в таблицата, могат да се използват при изчисляване на електрическите товари, когато не са налични данни за номиналния ток.

Как да изберете прекъсвач въз основа на мощността на товара е написано в следващата статия, с чието съдържание Ви съветваме да се запознаете.

Избор на напречно сечение на сърцевината

Преди да поставите захранващ кабел от разпределителното табло към група потребители, е необходимо да изчислите мощността на електрическите уреди, когато работят едновременно. Напречното сечение на всеки клон се избира според изчислителните таблици в зависимост от вида на метала за окабеляване: мед или алуминий.

Производителите на кабели предоставят подобни референтни материали за своите продукти. Ако липсват, тогава те се ръководят от данните от справочника „Правила за изграждане на електрическо оборудване“ или произвеждат изчисляване на напречното сечение на кабела.

Потребителите обаче често играят на сигурно и избират не минимално допустимото напречно сечение, а една стъпка по-голямо. Така например, когато купувате меден кабел за линия от 5 kW, изберете напречно сечение на сърцевината от 6 mm²когато според таблицата е достатъчна стойност от 4 mm².

Референтната таблица, представена в PUE, ви позволява да изберете необходимото напречно сечение от стандартния диапазон за различни условия на работа на медния кабел

Това е оправдано поради следните причини:

• По-дълъг експлоатационен живот на дебел кабел, който рядко се подлага на максимално допустимото натоварване за неговото сечение. Прекабеляването не е лесна и скъпа работа, особено ако помещението е ремонтирано.
• Резервът на честотната лента ви позволява безпроблемно да свързвате нови електрически уреди към мрежовия клон. Така че можете да добавите допълнителен фризер към кухнята или да преместите пералнята там от банята.
• Началото на работа на устройства, съдържащи електрически двигатели, произвежда силни стартови токове. В този случай се наблюдава спад на напрежението, който се изразява не само в мигане на осветителните лампи, но може да доведе и до повреда на електронната част на компютъра, климатика или пералнята. Колкото по-дебел е кабелът, толкова по-малък ще бъде скокът на напрежението.

За съжаление на пазара има много кабели, които не са направени според GOST, а според изискванията на различни спецификации.

Често сечението на жилата им не отговаря на изискванията или са изработени от проводящ материал с по-голямо съпротивление от необходимото. Следователно действителната максимална мощност, при която се получава допустимото нагряване на кабела, е по-малка от тази в стандартните таблици.

Тази снимка показва разликите между кабелите, направени съгласно GOST (вляво) и според TU (вдясно). Има очевидна разлика в напречното сечение на проводниците и плътността на изолационния материал.

Изчисляване на мощността на прекъсвача за защита на кабела

Машината, инсталирана в панела, трябва да гарантира, че линията е изключена, когато текущата мощност надхвърли диапазона, разрешен за електрическия кабел. Следователно е необходимо да се изчисли максимално допустимата мощност за превключвателя.

Според PUE допустимото дългосрочно натоварване на медни кабели, положени в кутии или във въздуха (например над окачен таван), се взема от таблицата по-горе. Тези стойности са предназначени за аварийни ситуации, когато има претоварване на мощността.

Някои проблеми започват при свързване на номиналната мощност на превключвателя с дългосрочно допустимия ток, ако това се прави в съответствие с действащия GOST R 50571.4.43-2012.

Даден е фрагмент от клауза 433.1 на GOST R 50571.4.43-2012. Във формула „2“ има неточност и за правилното разбиране на определението на променливата In трябва да вземете предвид Приложение „1“

Първо, декодирането на променливата I е подвеждащо_н, като номинална мощност, ако не обърнете внимание на Приложение „1“ към този параграф на GOST. Второ, във формула „2“ има печатна грешка: коефициентът 1,45 е добавен неправилно и този факт се посочва от много експерти.

Съгласно клауза 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 за битови превключватели с мощност до 63 A, условното време е 1 час. Зададеният ток на изключване е равен на номиналната стойност, умножена по коефициент 1,45.

По този начин, съгласно първата и модифицираната втора формула, номиналният ток на прекъсвача трябва да се изчисли по следната формула:

аз_н <= Аз_З / 1,45

Където:

• аз_н – номинален ток на машината;
• аз_З – дългосрочно допустим ток на кабела.

Нека изчислим номиналните стойности на превключвателите за стандартни кабелни секции за еднофазна връзка с два медни проводника (220 V). За да направите това, разделяме дългосрочно допустимия ток (при полагане във въздуха) на коефициент на изключване 1,45.

Нека изберем машина, така че нейната номинална стойност да е по-малка от тази стойност:

• Сечение 1,5 мм²: 19 / 1,45 = 13,1. Номинална мощност: 13 A;
• Сечение 2,5 мм²: 27 / 1,45 = 18,6. Номинална мощност: 16 A;
• Сечение 4,0 мм²: 38 / 1,45 = 26,2. Номинална мощност: 25 A;
• Сечение 6,0 мм²: 50 / 1,45 = 34,5. Мощност: 32 A;
• Сечение 10,0 мм²: 70 / 1,45 = 48,3. Номинален ток: 40 A;
• Сечение 16,0 мм²: 90 / 1,45 = 62,1. Номинален ток: 50 A;
• Сечение 25,0 мм²: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.

13A прекъсвачи рядко се продават, така че вместо тях често се използват устройства с номинална мощност 10A.

Кабелите, базирани на алуминиеви сърцевини, сега рядко се използват при инсталиране на вътрешно окабеляване. Има и таблица за тях, която ви позволява да изберете секция въз основа на натоварването

По подобен начин за алуминиеви кабели изчисляваме номиналните стойности на машините:

• Сечение 2,5 мм²: 21 / 1,45 = 14,5. Номинален ток: 10 или 13 A;
• Сечение 4,0 мм²: 29 / 1,45 = 20,0. Номинален ток: 16 или 20 A;
• Сечение 6,0 мм²: 38 / 1,45 = 26,2. Номинална мощност: 25 A;
• Сечение 10,0 мм²: 55 / 1,45 = 37,9. Мощност: 32 A;
• Сечение 16,0 мм²: 70 / 1,45 = 48,3. Номинален ток: 40 A;
• Сечение 25,0 мм²: 90 / 1,45 = 62,1. Рейтинг: 50 A.
• Сечение 35,0 мм²: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Ако производителят на захранващия кабел декларира различна зависимост на допустимата мощност от площта на напречното сечение, тогава е необходимо да се преизчисли стойността за превключвателите.

Формулите за зависимостта на тока от мощността за еднофазни и трифазни мрежи са различни. Много хора, които имат устройства, проектирани за 380 волта, правят грешка на този етап

Как да определите техническите параметри на прекъсвач чрез маркиране, подробно посочено тук. Препоръчваме ви да прочетете учебния материал.

Предотвратяване на претоварване от потребителска работа

Понякога на линията се монтира машина с номинална мощност, значително по-ниска от необходимата, за да се гарантира, че електрическият кабел остава работещ.

Препоръчително е да се намали номиналната стойност на превключвателя, ако общата мощност на всички устройства във веригата е значително по-малка, отколкото кабелът може да издържи. Това се случва, ако от съображения за безопасност, когато някои от устройствата са били извадени от линията след инсталирането на окабеляването.

Тогава намаляването на номиналната мощност на машината е оправдано от позицията на нейната по-бърза реакция при възникващи претоварвания.

Например, когато лагерът на електродвигателя задръсти, токът в намотката се увеличава рязко, но не до стойности на късо съединение. Ако машината реагира бързо, намотката няма да има време да се стопи, което ще спести двигателя от скъпа процедура за пренавиване.

Те също така използват стойност, по-малка от изчислената поради строгите ограничения за всяка верига. Например, за еднофазна мрежа, на входа на апартамент с електрическа печка е инсталиран превключвател 32 A, който дава 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW допустима мощност.Да предположим, че при окабеляване на апартамента са организирани 3 линии с инсталирането на групови прекъсвачи с номинална стойност 25 A.

Ако броят на груповите прекъсвачи, инсталирани в разпределителното табло, е голям, те трябва да бъдат подписани и номерирани. В противен случай може да се объркате

Да приемем, че има бавно нарастване на натоварването на една от линиите. Когато консумацията на енергия достигне стойност, равна на гарантираното изключване на груповия превключвател, за останалите две секции ще останат само (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Това е много малко спрямо общото потребление. При такъв дизайн на разпределителния панел входният прекъсвач ще се изключва по-често от устройствата на линиите.

Следователно, за да се запази принципът на селективност, е необходимо да се инсталират превключватели с номинална мощност от 20 или 16 ампера в зоните. Тогава, при същия дисбаланс в консумацията на енергия, другите две връзки ще представляват общо 3,8 или 5,1 kW, което е приемливо.

Нека разгледаме възможността монтаж на превключвател с рейтинг 20A, използвайки примера на отделна линия, посветена на кухнята.

Към него са свързани и могат да се включват едновременно следните електрически уреди:

• Хладилник с номинална мощност 400 W и пусков ток 1,2 kW;
• Два фризера, мощност 200 W;
• Фурна, мощност 3,5 kW;
• При работа на електрическа фурна е разрешено допълнително да се включи само едно допълнително устройство, най-мощното от които е електрическа кана, консумираща 2,0 kW.

Машина с двадесет ампера ви позволява да предавате ток за повече от час с мощност 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Гарантирано изключване за по-малко от един час ще настъпи при токов поток от 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

В кухнята хладилното оборудване и печката трябва да имат постоянна връзка с електричество.Ако съществува риск от излишен ток, тогава едновременната работа на други устройства може да бъде елиминирана чрез разпределяне само на два гнезда за тях

Когато фурната и електрическата кана се включат едновременно, общата мощност ще бъде 5,5 kW или 1,25 части от номиналната стойност на машината. Тъй като чайникът не работи дълго, той няма да се изключи. Ако в този момент се включат хладилникът и двата фризера, мощността ще бъде 6,3 kW или 1,43 части от номинала.

Тази стойност вече е близо до гарантирания параметър за изключване. Вероятността от възникване на такава ситуация обаче е изключително ниска и продължителността на периода ще бъде незначителна, тъй като времето за работа на двигателите и чайника е кратко.

Стартовият ток, който възниква при стартиране на хладилника, дори в сумата от всички работещи устройства, няма да бъде достатъчен, за да задейства електромагнитното освобождаване. Така при дадените условия може да се използва прекъсвач 20 A.

Единственото предупреждение е възможността за увеличаване на напрежението до 230 V, което е разрешено от нормативните документи. По-специално GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) определя стандартното напрежение като 230 V с възможност за използване на 220 V.

Сега повечето мрежи доставят електричество с напрежение 220 V. Ако параметърът на тока е коригиран до международния стандарт от 230 V, тогава рейтингите могат да бъдат преизчислени в съответствие с тази стойност.

Изводи и полезно видео по темата

Превключете устройството. Избор на входна машина в зависимост от свързаното захранване. Правила за разпределение на мощността:

Избор на превключвател въз основа на капацитета на кабела:

Изчисляването на номиналния ток на прекъсвача е сложна задача, за която трябва да се вземат предвид много условия.Лекотата на поддръжка и безопасността на локалната електрическа мрежа зависи от инсталираната машина.

Ако имате съмнения относно способността да направите правилния избор, трябва да се свържете с опитни електротехници.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Разкажете ни за собствения си опит при избора на прекъсвачи. Споделяйте полезна информация и снимки по темата на статията, задавайте въпроси.