Kako odabrati prave prekidače? Kako izračunati nazivnu struju prekidača? Kako odabrati uvodnu mašinu na osnovu snage

Moderni sistemi Zaštita električnih instalacija od izgaranja i paljenja uključuje upotrebu prekidača i dijeli se prema vrsti mreže na jednofaznu i trofaznu. U privatnom sektoru u većini slučajeva koriste se uređaji druge vrste, pa postaje važno pravilno izračunati snagu stroja za 380 volti, osiguravajući pouzdanost i trajnost korištenja električne mreže.

Svrha i rad

Prvi automatski uređaj dizajniran za zaštitu električni krug od prekomjernih struja, izumio je američki naučnik koji proučava elektromagnetizam, Charles Grafton Page 1836. godine. Ali samo 40 godina kasnije sličan dizajn je opisao Edison . Moderna vrsta zaštitnih uređaja patentirana je 1924. godine Korporacija Brown, Boveri & Cie iz Švicarske.

Inovacija dizajna je njegova ponovna upotreba zbog mogućnosti uključivanja modula kada se aktivira pritiskom na jedno dugme. Prednosti u odnosu na osigurače bile su neosporne, a preciznost mašine je bila mnogo bolja. Kada se uređaj koristi u mreži dizajniranoj za 380 volti, sve faze se isključuju odjednom. Ovaj pristup vam omogućava da izbjegnete iskrivljene nivoe signala i pojavu prenapona.

Direktna svrha trofaznog prekidača je da isključi liniju kada u njoj dođe do kratkog spoja ili se prekorači potrošnja energije uređaja. Zaštitni moduli spadaju u grupu sklopne opreme i zahvaljujući jednostavni dizajni, jednostavnost upotrebe i pouzdanost, naširoko se koriste kako u domaćim tako i u industrijskim energetskim mrežama. Obično je za uređaj potrebna ručna kontrola, ali neki tipovi su opremljeni elektromagnetnim ili elektromotornim pogonom, što im omogućava daljinsko upravljanje.

Neki korisnici pogrešno pretpostavljaju da mašina štiti uređaje koji su na nju povezani, ali u stvari to nije slučaj. Ni na koji način ne reaguje na vrste i vrste uređaja koji su na njega priključeni, a jedini razlog njegovog rada je preopterećenje i pojava prenapona. U isto vrijeme, ako stroj ne isključi liniju, električna žica će se početi zagrijavati, što će dovesti do njenog oštećenja ili čak požara.

Izbor automatskog zaštitnog modula povezan je sa sposobnošću električnog voda da izdrži struju određene vrijednosti, što je direktno povezano s materijalom kabela i njegovim poprečnim presjekom. Drugim riječima, pri odabiru modula, glavni parametar je snaga ili maksimalna struja koja pokreće stroj.

Dizajn zaštitnog modula

Unatoč širokom spektru proizvoda koje nude različiti proizvođači, dizajn prekidača je sličan jedni drugima. Tijelo uređaja je napravljeno od dielektrika otpornog na temperaturu i ne podržava sagorijevanje. Na prednjoj ploči nalazi se ručna ručica za upravljanje, a odštampane su i glavne tehničke karakteristike.

Strukturno, tijelo se sastoji od dvije polovine, spojene zajedno. U sredini su sljedeći elementi:

Dizajn okidača osigurava gotovo trenutni rad prekidača. Elektromehanički kontakt reagira na pojavu struje u strujnom krugu koji štiti, čiji parametri premašuju nazivnu vrijednost. Dizajn oslobađanja uključuje induktivnu zavojnicu s jezgrom, čiji je položaj fiksiran oprugom, a već je spojen na pokretni kontakt za napajanje. Namotaji solenoida su povezani serijski sa opterećenjem. Toplotno oslobađanje je komprimovana traka od dva metala različite toplotne provodljivosti (bimetalna ploča).

Princip rada

Nakon spajanja električnih vodova za napajanje i opterećenje na trofazni prekidač, on se uključuje pomicanjem poluge u gornji položaj. Kao rezultat toga, poluga se uključuje kroz zasun sa kontaktom za prebacivanje. Formirana veza je osigurana pomakom pokretne kontaktne grupe u odnosu na njihov držač.

U normalnim uslovima struja prolazi kroz kontakt između napojnih i pokretnih kontakata. Zatim ide do bimetalne ploče i namotaja solenoida, a od nje ide do terminala i opterećenja spojenog na mašinu.

Ako struja počne teći kroz prekidač s vrijednošću koja prelazi dopuštenu vrijednost, tada se bimetalna ploča počinje zagrijavati. Zbog različitog toplinskog širenja metala, savija se, na kraju prekida kontakt. Jačina struje pri kojoj se veza prekida ovisi o debljini ploče. Termomagnetno oslobađanje karakterizira spor rad, iako može otkriti čak i male promjene trenutne vrijednosti. Njegovo podešavanje se vrši u tvornici promjenom udaljenosti između ploče i pokretnog kontakta. Za to se koristi vijak za podešavanje.

Ali za struju koja trenutno povećava svoju vrijednost, brzina reakcije bimetalne ploče bit će izuzetno niska, pa se uz nju koristi solenoid. U normalnom stanju, jezgro se izbacuje oprugom i zatvara kontakt mašine. Kada je vrijednost signala abnormalna, magnetsko polje se brzo povećava u zavojima zavojnice, čiji tokovi povlače jezgro prema unutra, prevazilazeći djelovanje opruge, a to dovodi do prekida u strujnom kolu.

Rad elektromagnetnog oslobađanja odvija se u djeliću sekunde, a ne reagira na struje koje malo prelaze nazivne. Istovremeno s isključenjem cijelog trofaznog voda, spušta se i poluga, koju će opet trebati pomaknuti u gornji položaj kako bi se opterećenje priključilo na mrežu.

Karakteristike uređaja

Ispravan odabir 3-fazne mašine sastoji se ne samo od određivanja njegovih radnih uvjeta, već i snage i vrste opterećenja koje će biti priključeno na njega. Neispravno odabrano napajanje modula dovodi do pogoršanja zaštite električne žice, a sam takav uređaj može postati izvor hitne situacije.

No, bez obzira koliko je važno odabrati pravu snagu, automatske uređaje karakteriziraju i drugi tehnički parametri koji utječu na njihov rad. Među glavnim su:

Osim tehnički parametri, automatske uređaje karakterišu i pokazatelji kvaliteta. Najčešći su tip pogona, način povezivanja vanjskih vodiča, dizajn odsječka i drugi.

Izbor snage

Postoje dva načina za određivanje potrebne snage za 3-faznu mašinu. Štaviše, jedno nadopunjuje drugo, a ne isključuje. Prva metoda je povezana s pronalaženjem ukupne vrijednosti potrošnje energije i opterećenja, a druga - s poprečnim presjekom električnih instalacija.

Na osnovu definicije da mašina ne štiti opremu, već električnu instalaciju, morate odabrati snagu na osnovu parametara potonjeg. To je tačno, ali samo dok se ne planira nadogradnja mreže. Na primjer, postojeće ožičenje u kući dizajnirano je za 1,5 četvornih metara. Prema tehničke specifikacije bakrene žice ovog promjera mogu izdržati dugotrajnu struju ne veću od 10 ampera. Shodno tome, najveća istovremena potrošnja energije uređaja priključenih na izlaz mašine ne bi trebala prelaziti 3,8 kW. Ova vrijednost se dobija iz jednostavne formule za pronalaženje snage - P = U*I, gdje je:

P - maksimalna dozvoljena potrošnja energije, W;
U - napon trofazne mreže, 380 volti;
I je maksimalna struja koju izdrži ožičenje, A.

Rezultirajući broj pokazuje da ukupno opterećenje priključeno na vod u isto vrijeme ne smije prelaziti ovu vrijednost, odnosno, kada uključite kotao od 2 kW, neće se dogoditi ništa loše. Ali ako na ovu liniju priključite električnu peć od 3 kW, ožičenje to neće izdržati i zapalit će se, pa je da biste spriječili nesreću potrebno instalirati automatsku mašinu od 10 A, koja vam omogućava punjenje linije do samo 2,2 kW.

Prednost upotrebe trofazne mašine je u tome što se na nju mogu spojiti tri vodova u isto vrijeme, a nazivna struja će se odrediti zbrajanjem snaga svih faza. Dakle, za mašinu od 380 volti to će biti 6,6 kW, a ako je priključeno trostruko opterećenje - 11,4 kW. Odnosno, za navedeni primjer, ako nije moguće usmjeriti liniju na različite fazne izlaze zaštitnog uređaja, morat ćete kupiti mašinu od 6 A.

Ako planirate modernizirati ožičenje ili koristiti debeli kabel, tada se izračun može izvršiti na temelju potrošnje energije opterećenja. Na primjer, ako opterećenje svake faze ne prelazi 4 kW, tada se nazivna struja izračunava kao zbir snaga plus 15–20% rezerve (I = 4*3 = 12 A + rezerva = 14 A), tako da najprikladniji uređaj u ovom slučaju bi bio automatik na 16 A.

Nijanse prilikom izračunavanja

Da bi se pojednostavio izračun snage, uobičajeno je da se ne koristi postotak kao rezerva, već množenje s koeficijentom. Ovaj dodatni broj se općenito smatra 1,52.

U praksi je rijetko moguće podjednako opteretiti sve tri faze, stoga, kada jedan od vodova troši puno energije, snaga prekidača se izračunava na osnovu snage ove faze. U ovom slučaju se uzima u obzir najveća vrijednost potrošena energija i pomnožena sa faktorom 4,55, a tada će biti moguće učiniti bez upotrebe tablica.

Dakle, pri izračunavanju snage prvo se uzimaju u obzir parametri električnog ožičenja, a zatim i energija koju troši zaštićeni prekidač električne opreme. Ovdje također uzimamo u obzir ispravnu primjedbu iz pravila za električnu instalaciju (PUE), koja ukazuje da ugrađeni prekidač mora osigurati zaštitu za najslabiji dio strujnog kola.

Izbor zaštitnih prekidača vrši se ne samo prilikom ugradnje nove električne mreže, već i prilikom nadogradnje električne ploče, kao i kada su u strujno kolo uključeni dodatni moćni uređaji koji povećavaju opterećenje na nivo od starog isključenja u nuždi. uređaji se ne mogu nositi s njima. I u ovom članku ćemo govoriti o tome kako pravilno odabrati mašinu na osnovu snage, šta treba uzeti u obzir tokom ovog procesa i koje su njegove karakteristike.

Nerazumijevanje važnosti ovog zadatka može dovesti do veoma ozbiljnih problema. Na kraju krajeva, korisnici se često ne zamaraju prilikom odabira prekidača na osnovu snage, te uzimaju prvi uređaj na koji naiđu u trgovini, koristeći jedan od dva principa - „jeftinije“ ili „snažnije“. Ovaj pristup, povezan s nemogućnošću ili nespremnošću izračunavanja ukupne snage uređaja priključenih na električnu mrežu i odabira prekidača u skladu s njim, često postaje razlog kvara skupe opreme zbog kratkog spoja ili čak požara. .

Čemu služe prekidači i kako rade?

Moderni AV imaju dva stepena zaštite: termičku i elektromagnetnu. To vam omogućava da zaštitite vod od oštećenja kao posljedica dugotrajnog viška struje nazivne vrijednosti, kao i kratkog spoja.

Glavni element termičkog oslobađanja je ploča od dva metala, koja se naziva bimetalna. Ako je dovoljno dugo izložen struji povećane snage, postaje fleksibilan i, djelujući na element za odvajanje, uzrokuje rad prekidača.

Prisutnost elektromagnetnog oslobađanja određuje prekidnu sposobnost prekidača kada je krug izložen prekomjernim strujama kratkog spoja koje ne može izdržati.

Okidač elektromagnetskog tipa je solenoid s jezgrom, koji se, kada struja velike snage prođe kroz njega, trenutno kreće prema elementu za isključivanje, isključujući zaštitni uređaj i isključujući napajanje mreže.

To omogućava zaštitu žice i uređaja od protoka elektrona, čija je vrijednost mnogo veća od one izračunate za kabel određenog poprečnog presjeka.

Koja je opasnost od neslaganja kabla sa opterećenjem mreže?

Odabir ispravnog prekidača napajanja je vrlo važan zadatak. Neispravno odabran uređaj neće zaštititi liniju od naglog povećanja struje.

Ali jednako je važno odabrati ispravan poprečni presjek električnog kabela. Inače, ako ukupna snaga premašuje nazivnu vrijednost koju vodič može izdržati, to će dovesti do značajnog povećanja temperature potonjeg. Kao rezultat toga, izolacijski sloj će se početi topiti, što može dovesti do požara.

Da bismo jasnije zamislili posljedice neusklađenosti između poprečnog presjeka ožičenja i ukupne snage uređaja povezanih na mrežu, razmotrimo ovaj primjer.

Novi vlasnici, nakon što su kupili stan u staroj kući, ugrađuju nekoliko modernih kućanskih aparata u nju, dajući ukupno opterećenje kruga od 5 kW. Ekvivalent struje u ovom slučaju će biti oko 23 A. U skladu s tim, prekidač od 25 A je uključen u krug Čini se da je izbor prekidača u smislu snage napravljen ispravno, a mreža jeste spreman za rad. No, nakon nekog vremena nakon uključivanja uređaja, u kući se pojavljuje dim s karakterističnim mirisom spaljene izolacije, a nakon nekog vremena pojavljuje se plamen. U ovom slučaju, prekidač neće isključiti mrežu iz napajanja - uostalom, trenutna ocjena ne prelazi dozvoljenu.

Ako vlasnik u ovom trenutku nije u blizini, otopljena izolacija će nakon nekog vremena uzrokovati kratki spoj, koji će konačno pokrenuti mašinu, ali se plamen iz ožičenja već može proširiti po cijeloj kući.

Razlog je u tome što je, iako je proračun snage mašine urađen ispravno, kabl za ožičenje sa poprečnim presekom od 1,5 mm² projektovan za 19 A i nije mogao da izdrži postojeće opterećenje.

Kako ne biste morali vaditi kalkulator i samostalno izračunavati poprečni presjek električnih instalacija pomoću formula, predstavljamo standardnu tablicu u kojoj je lako pronaći željenu vrijednost.

Slaba zaštita veze

Dakle, uvjereni smo da se proračun prekidača treba izvršiti ne samo na temelju ukupne snage uređaja uključenih u krug (bez obzira na njihov broj), već i na poprečnom presjeku žica. Ako ovaj indikator nije isti duž električne linije, tada odabiremo dio s najmanjim poprečnim presjekom i izračunavamo stroj na osnovu te vrijednosti.

Zahtjevi PUE navode da odabrani prekidač mora osigurati zaštitu za najslabiji dio električnog kruga, ili imati strujnu ocjenu koja će odgovarati sličnom parametru za instalacije priključene na mrežu. To također znači da se žice moraju koristiti za povezivanje, presjekšto će vam omogućiti da izdržite ukupnu snagu povezanih uređaja.

Kako odabrati poprečni presjek žice i ocjenu prekidača - u sljedećem videu:

Ako nemaarni vlasnik zanemari ovo pravilo, tada u slučaju nužde koja nastane zbog nedovoljne zaštite najslabijeg dijela ožičenja, ne bi trebao kriviti odabrani uređaj i grditi proizvođača - samo će on sam biti kriv za trenutna situacija.

Kako izračunati nazivnu snagu prekidača?

Pretpostavimo da smo uzeli u obzir sve navedeno i odabrali novi kabl koji ispunjava savremene zahteve i ima potrebna sekcija. Sada je zajamčeno da će električne instalacije izdržati opterećenje uključenih kućanskih aparata, čak i ako ih ima dosta. Sada prelazimo direktno na izbor prekidača na osnovu struje. Prisjetimo se školskog kursa fizike i odredimo izračunatu struju opterećenja zamjenom odgovarajućih vrijednosti u formulu: I=P/U.

Ovdje je I vrijednost nazivne struje, P je ukupna snaga instalacija uključenih u krug (uzimajući u obzir sve potrošače električne energije, uključujući sijalice), a U je napon mreže.

Kako bismo pojednostavili odabir prekidača i poštedjeli vas potrebe za korištenjem kalkulatora, predstavljamo tablicu koja prikazuje nazivne vrijednosti prekidača koji su uključeni u jednofazne i trofazne mreže i odgovarajuću ukupnu snagu opterećenja.

Ova tabela će olakšati određivanje koliko kilovata opterećenja odgovara kojoj nazivnoj struji zaštitnog uređaja. Kao što vidimo, prekidač od 25 A u mreži s jednofaznom vezom i naponom od 220 V odgovara snazi od 5,5 kW, za prekidač od 32 A u sličnoj mreži - 7,0 kW (ova vrijednost je označeno crvenom bojom u tabeli). Istovremeno, za električnu mrežu sa trofazni priključak"trokuta" i nazivnog napona od 380 V, mašina od 10 A odgovara ukupnoj snazi opterećenja od 11,4 kW.

Vizuelno o odabiru prekidača u videu:

Zaključak

U predstavljenom materijalu govorili smo o tome zašto su potrebni uređaji za zaštitu električnih kola i kako oni rade. Osim toga, uzimajući u obzir predstavljene informacije i dostavljene tabelarne podatke, nećete imati poteškoća s pitanjem kako odabrati prekidač.

Zašto menjati mašinu?

Svaki električar će reći: "Ako nema hitne potrebe, bolje je ne ulaziti vlastitim rukama u električnu instalaciju kuće." Posljedice mogu biti strašne. Kada se javlja takva potreba?

Da biste promijenili utičnicu, morate znati fiziku u 8-9 razredima. S ostalim električnim komponentama sve je malo složenije. Ako se mašina (prekidač na panelu) redovno isključuje u stanu i svjetlo se gasi, vrijeme je da je promijenite.

Vjerovatno je prekidač istekao svoj vijek trajanja, iako period naveden u pasošu još nije istekao. Dotrajali uređaj 16 A može raditi pri malom opterećenju mreže (10 A), ili možda neće raditi na ekstremnim vrijednostima (kontakti će biti zalemljeni, a onda će doći do požara).

Za svaki slučaj, da se podsetimo nekih podataka iz školskog programa:

Snaga = napon x struja.
Struja = snaga\napon.

Napon u utičnici je 220 V. Aparat za kafu pokazuje 1200 W, što znači da će trenutna potrošnja biti 1200\220 = 5,45 (A).

Ako ste uspjeli sabrati snagu svih kućanskih električnih aparata i izračunati ukupna snaga struje, možete sebe smatrati električarom drugog nivoa.

Kako mašina radi i od čega štiti?

Izvana, prekidač je plastična kutija za povezivanje ožičenja, plus prekidač. Nema potrebe da ulazite unutra. Za nas je važno da sadrži kontakte, termička i elektromagnetna oslobađanja koja su odgovorna za isključivanje mreže pod povećanim i ekstremnim opterećenjima.

Kako dešifrirati oznake na prekidaču:

Slovo (A, B, C, D) je klasa mašine, označava granicu trenutne radne struje, odnosno napona kada mašina odmah isključuje mrežu u stanu. U većini slučajeva u stambene zgrade postojaće mašina sa slovom C. Ona će trenutno raditi sa povećanjem jačine struje od 5-10 puta od nominalne vrednosti. Odnosno, mašina sa kapacitetom od 10 A će bez odlaganja isključiti mrežu na trenutnoj vrednosti od 50-100 A. Mašina sa B-karakteristikom (3-5 puta veća) učiniće isto pri vrednosti od 30-50 A.
Broj označava nazivnu struju, odnosno vrijednost do koje će mašina raditi u normalnom načinu rada bez isključivanja. Isti prekidač od 10 A, ako struja prelazi 11,5, radit će tek nakon dva sata. U 14.5 sačekaće minut, ako prenapon mreže ne nestane, isprazniće stan. I tako dalje, sve do vršnih vrijednosti označenih slovom, kada mreža padne bez odlaganja.
Pored njega, manjim fontom, bit će još jedan broj (u hiljadama ampera), koji označava maksimalnu vrijednost struje pri kojoj će mašina raditi bez oštećenja.

U čemu je tu fora, zašto ne možete odmah isključiti mrežu ako se prekorači nominalna vrijednost? Mašina uzima u obzir kratkotrajne struje koje se javljaju u mreži za djelić sekunde kada je električna oprema uključena. Kada uključite mašinu za pranje veša, početna struja može biti 2-3 puta veća od nazivne struje.

Glavna funkcija prekidača je zaštita mreže od kratkih spojeva i preopterećenja. Kada previše struje teče kroz vod, ožičenje postaje vruće. Ako se ovo desi predugo, žica se može zapaliti.

Uglavnom, mašina ne brine o vašim električnim uređajima, suprotno uvriježenom mišljenju, ne štiti ih od strujnih udara. Ali gubitak mikrovalne pećnice ili čajnika spojenog na utičnicu je jedno, ali je pregorjelo ožičenje u zidu ili lusteru nešto drugo.

Važno je shvatiti da vas mašina neće zaštititi od strujnog udara ako slučajno dodirnete područja pod naponom ili uzemljene objekte. U tu svrhu postoje uređaji za diferencijalnu struju (RCD). Preporučljivo je postaviti jednu opštu nakon uvodne mašine i za grupe u kojima postoji opasnost od strujnog udara.

Kako odabrati mašinu za električne instalacije

Da biste odabrali pravi prekidač, potrebno je procijeniti maksimalno dozvoljeno strujno opterećenje mreže (zbrojiti sve uređaje). Naziv mašine (broj iza slova) ne bi trebalo da prelazi ovu vrednost.

Za običan stan u kojem nema "ozbiljnih" potrošača energije kao što je klima uređaj, takva se mreža smatra lagano opterećenom. Opasno je instalirati prekidač visokog opterećenja (klasa D) za mrežu koja napaja sijalice. On neće percipirati skokove napona u njemu kao štetne i čak može propustiti kratki spoj.

Lako opterećen uređaj u mreži s velikim opterećenjem u normalnom načinu rada, naprotiv, radit će neprikladno i često.

Da, skoro smo ga propustili: mašine se razlikuju po broju faza (polova). Broj polova mašine označava sa kojom vrstom mreže može da radi. U stanu možete ugraditi i jedan ulazni prekidač klase C i jedan monofazni prekidač kako biste obezbedili odvojene prostore (kuhinja, prostorija, posebno za klimatizaciju, ako). obezbeđeno). Ako ne želite da komplikujete, u dvosobnom stanu možete se snaći sa jednim prekidačem B sa ocjenom 16.

Skoro smo shvatili kako odabrati prekidač na osnovu struje i snage. Ali ako uzmete u obzir samo opterećenje potrošača, možete naići na nevolje. Izbor mašine direktno zavisi od vrste ožičenja i kabla. Ako je ožičenje slabo, moćna automatska mašina neće se nositi sa svojim zadacima kada je preopterećena. Odnosno, uvijek morate uzeti u obzir poprečni presjek žice i njenu propusnost.

Kuće prije 2001-2003 će najvjerovatnije imati aluminijske žice u jednoslojnoj izolaciji. Najvjerovatnije je već odslužio svoju svrhu (nominalno može izdržati 20 godina u idealnim uvjetima, bez preopterećenja). Kategorično se ne preporučuje instaliranje nove mašine na nju, uzimajući u obzir samo ukupnu snagu potrošača. Automatska mašina će često prestati da radi, ali problem pregrijavanja će ostati.

U suštini postoje dvije opcije:

Promijenite ožičenje na bakar.
Za moćne potrošače ( veš mašina, bojler, klima uređaj) povucite posebnu liniju od panela i na nju ugradite zasebnu mašinu.

Bakarna žica nosi više struje od aluminijumske žice. Ali ovdje je, osim materijala, važno uzeti u obzir i njegov presjek. Omogućava vam da znate koliko ampera može proći kroz kabel bez straha od oštećenja ili pregrijavanja.

Na primjer:

Aluminijska žica poprečnog presjeka 2,5 mm2 sigurno radi sa strujama do 16-24 A.
Bakarna žica presjeka 2,5 mm2 sigurno radi sa strujama od 21-30 A.

To znači da će s opterećenjem od 23 A isključiti ožičenje za minutu. Dovoljno je spriječiti pregrijavanje bakrene žice. Ako instalirate, prije isključivanja, kabel će nositi struju iznad svog normalnog opterećenja, pregrijati će se, izolacija će se brže istrošiti, a utičnica će vremenom izgorjeti. Za aluminijsko ožičenje, shodno tome, ove vrijednosti su niže.

Radi lakšeg razumijevanja nudimo tabelu za odabir prekidača na osnovu poprečnog presjeka kabela.

Posljednji savjet: ne treba štedjeti na svojoj sigurnosti. Bolje je kupiti strojeve iz specijaliziranih trgovina i odabrati proizvođače s provjerenom reputacijom. Menadžeri na licu mjesta će odgovoriti na pitanja koja smo možda propustili u ovom članku.

Dani kada su se tradicionalni keramički utikači mogli naći na električnim pločama stanova ili privatnih kuća davno su prošli. Danas se široko koriste automatski prekidači novog dizajna - takozvani prekidači.

Čemu služe ovi uređaji? Kako to učiniti ispravno u svakom konkretnom slučaju? Naravno, glavna funkcija ovih uređaja je zaštita električne mreže od kratkih spojeva i preopterećenja.

Mašina se mora isključiti kada opterećenje značajno pređe dozvoljenu granicu ili kada dođe do kratkog spoja kada se električna struja značajno poveća. Međutim, mora proći struju i normalno raditi ako, na primjer, uključite perilicu rublja i električnu peglu u isto vrijeme.

Šta štiti prekidač?

Prije nego što odaberete mašinu, vrijedi razumjeti kako ona radi i šta štiti. Mnogi ljudi vjeruju da mašina štiti kućne aparate. Međutim, to apsolutno nije tačno. Mašina ne brine o uređajima koje povezujete na mrežu - ona štiti električne instalacije od preopterećenja.

Doista, kada je kabel preopterećen ili dođe do kratkog spoja, struja se povećava, što dovodi do pregrijavanja kabela, pa čak i požara ožičenja.

Struja se posebno povećava tokom kratkog spoja. Veličina struje može se povećati na nekoliko hiljada ampera. Naravno, nijedan kabel ne može dugo trajati pod takvim opterećenjem. Štaviše, kabel ima poprečni presjek od 2,5 kvadratnih metara. mm, koji se često koristi za polaganje električnih instalacija u privatnim kućanstvima i stanovima. Jednostavno će zasvijetliti poput svjetlucave. Otvorena vatra u zatvorenom prostoru može izazvati požar.

Stoga ispravno igra veoma važnu ulogu. Slična situacija se događa tijekom preopterećenja - prekidač štiti električne ožičenje.

Kada opterećenje prelazi dozvoljenu vrijednost, struja se naglo povećava, što dovodi do zagrijavanja žice i topljenja izolacije. Zauzvrat, to može dovesti do kratkog spoja. A posljedice takve situacije su predvidive - otvorena vatra i vatra!

Koje struje se koriste za proračun mašina?

Funkcija prekidača je zaštita električnih instalacija povezanih nizvodno od njega. Glavni parametar po kojem se izračunavaju automatske mašine je nazivna struja. Ali nazivna struja čega, opterećenja ili žice?

Na osnovu zahtjeva PUE 3.1.4, struje podešavanja prekidača koji služe za zaštitu pojedinih sekcija mreže biraju se što manje od izračunatih struja ovih sekcija ili prema nazivnoj struji prijemnika.

Proračun stroja na temelju snage (na temelju nazivne struje električnog prijemnika) provodi se ako su žice duž cijele dužine u svim dijelovima električnog ožičenja dizajnirane za takvo opterećenje. Odnosno, dozvoljena struja električnih instalacija je veća od nazivne vrijednosti mašine.

Uzimaju se u obzir i vremenske i trenutne karakteristike mašine, ali o tome ćemo kasnije.

Na primjer, u području gdje se koristi žica s poprečnim presjekom od 1 kvadratni metar. mm, vrijednost opterećenja je 10 kW. Odabiremo mašinu prema nazivnoj struji opterećenja - postavimo mašinu na 40 A. Šta će se dogoditi u ovom slučaju? Žica će se početi zagrijavati i topiti, jer je dizajnirana za nazivnu struju od 10-12 ampera, a kroz nju prolazi struja od 40 ampera. Mašina će se isključiti samo kada dođe do kratkog spoja. Kao rezultat toga, ožičenje može pokvariti, pa čak i uzrokovati požar.

Stoga je odlučujuća vrijednost za odabir nazivne struje stroja poprečni presjek žice koja nosi struju. Veličina opterećenja se uzima u obzir tek nakon odabira poprečnog presjeka žice. Nazivna struja naznačena na mašini mora biti manja od maksimalno dozvoljene struje za žicu datog poprečnog preseka.

Dakle, izbor mašine se vrši na osnovu minimalnog poprečnog preseka žice koja se koristi u ožičenju.

Na primjer, dopuštena struja za bakrenu žicu s poprečnim presjekom od 1,5 kW. mm, je 19 ampera. To znači da za ovu žicu biramo najbližu vrijednost nazivne struje stroja na manju stranu, a to je 16 ampera. Ako odaberete stroj s vrijednošću od 25 ampera, ožičenje će se zagrijati, jer žica ovog poprečnog presjeka nije dizajnirana za takvu struju. Da biste ga pravilno proizveli, potrebno je, prije svega, uzeti u obzir poprečni presjek žice.

Proračun ulaznog prekidača

Sistem električnih instalacija podijeljen je u grupe. Svaka grupa ima svoj kabl određenog poprečnog preseka i prekidače sa nazivnom strujom koja zadovoljava ovaj presek.

Da biste odabrali poprečni presjek kabela i nazivnu struju stroja, potrebno je izračunati očekivano opterećenje. Ovaj proračun se vrši zbrajanjem snage uređaja koji će biti povezani na lokaciju. Ukupna snaga će odrediti struju koja teče kroz ožičenje.

Trenutna vrijednost se može odrediti pomoću sljedeće formule:

P - ukupna snaga svih električnih uređaja, W;
U - napon mreže, V (U=220 V).

Unatoč činjenici da se formula primjenjuje na aktivna opterećenja koja stvaraju obične žarulje ili uređaji s grijaćim elementom (električni kuhali za vodu, grijači), ipak će pomoći da se približno odredi količina struje u datom području. Sada moramo odabrati provodni kabel. Znajući trenutnu vrijednost, možemo koristiti tabelu za odabir poprečnog presjeka kabla za datu struju.

Nakon toga možete proizvoditi za električne instalacije ove grupe. Imajte na umu da se mašina mora isključiti prije pregrijavanja kabla, pa biramo ocjenu mašine koja je najbliža nižoj vrijednosti izračunate struje.

Gledamo nazivnu struju na mašini i upoređujemo je sa maksimalnom dozvoljenom strujom za žicu datog poprečnog preseka. Ako je dozvoljena struja za kabel manja od nazivne struje naznačene na stroju, odaberite kabel većeg poprečnog presjeka.

Pravilna upotreba zaštitnih uređaja sprječava ozljede strujni udar, nastanak i razvoj vanrednih situacija. Pravilan odabir mašine prema snazi opterećenja neophodan je za stvaranje novih i modernizaciju postojećih elektroenergetskih mreža.

Čemu služe prekidači i kako rade?

Prekidači različitih proizvođača

Uređaji u ovoj kategoriji mogu otkriti prekomjernu potrošnju električne energije. To se događa kada dođe do kratkog spoja ili kada su povezana snažna ili reaktivna opterećenja. U takvim situacijama, prekidač isključuje izvor napajanja od 220 (380) V bez intervencije korisnika.

Za obavljanje navedenih funkcija u standardnom dizajnu koriste se dvije tehnologije. Sa brzim povećanjem struje iznad izračunatog nivoa, solenoid stvara magnetsko polje koje pokreće štap. Preko mehaničkog pogona, ova jedinica otvara kontakt grupu. Parametri čvora se izračunavaju uzimajući u obzir početna opterećenja kako bi se eliminisali lažni alarmi.

Druga zaštita je organizirana pomoću dobro poznatog fenomena - zagrijavanja vodiča prolaznom strujom. Odgovarajući dio lanca napravljen je od bimetalne ploče. Kako temperatura raste, mijenja oblik sve dok kontakt ne pukne. Neki modeli mašina imaju posebna podešavanja za podešavanje nivoa osetljivosti.

Opasnosti od neslaganja kabla sa opterećenjem mreže

Proračun poprečnog presjeka žila kabela i žice

Moguće probleme je lakše razumjeti konkretan primjer. Početni podaci:

standardno napajanje naizmeničnim naponom U = 220 V;
stan ima staru aluminijsku instalaciju (presjek 2,5 mm kvadrat);
amperaža prekidača – 30 A;
spojite 6 konvektora od 750 W i jednu peglu od 850 W.

ukupna snaga (P) potrošača – 5.350 W;
struja (I) u kolu se izračunava pomoću formule I = P/U = 5,350 / 220 = 24,32 A).

Mašina neće raditi u takvoj situaciji (30>24,32A). Takva struja će jako zagrijati aluminijsku žicu i otopiti izolaciju. Kolo uništeno kratkim spojem morat će se obnoviti, što je teško kod postavljanja mreža unutar građevinskih konstrukcija. U najgoroj situaciji požarom će biti uništena značajna materijalna dobra.

Prema PUE standardima, za vodič s parametrima koji se razmatraju, snaga opterećenja kada je priključena na jednofaznu mrežu od 220 V ne bi trebala prelaziti 4,4 kW. Odgovarajuća granica struje je 20 A. Uvrtanja, oksidi i drugi defekti na spojevima mogu doprinijeti negativnom razvoju situacije.

Slaba zaštita veze

Svaki pojedinačni vod mora imati svoj vlastiti prekidač

Osim poprečnog presjeka, pri odabiru odgovarajućih kablovskih proizvoda obratite pažnju i na stvarne uslove rada. Standardne vrijednosti su date za zagrijavanje do temperature koja ne prelazi +60°C. Prilikom postavljanja linije u blizini seoska kuća potrebno je obezbediti zaštitu od vlage i drugih štetnih spoljašnjih uticaja.

Pažljivo provjerite sve dijelove električne mreže. Osnovno pravilo je pouzdana zaštita, uzimajući u obzir performanse područja sa najgorim parametrima. Treba uzeti u obzir da je bakar projektovan sa istim poprečnim presekom za veća opterećenja u odnosu na aluminijum. Čistoća metala je od određene važnosti. Kako se nečistoće povećavaju, provodljivost se pogoršava, a gubici zbog beskorisnog i opasnog zagrijavanja rastu.

Uređaj za unutrašnje ožičenje

U takvim objektima nekretnina koriste se sljedeća standardna rješenja za stvaranje visokokvalitetnog sistema napajanja:

uvodna mašina mora biti postavljena ispred pulta;
iza upravljačkog uređaja ugrađen je opći diferencijalni uređaj (RCD);
Zatim su odvojene linije opremljene automatskim prekidačima (AB).

RCD sprječava nezgode koje izazivaju curenje struje. U nekim situacijama sprečava strujni udar. Međutim, složene zaštitne mjere provode se pomoću prekidača. Mora se koristiti efikasno uzemljenje.

Ocjene automatskih uređaja za ožičenje kuhinje

U pravilu je prikladno instalirati nekoliko grupa u kuhinji za ravnomjernu raspodjelu opterećenja. Preporuča se posebno pažljivo odabrati distribuciju moćnih potrošača:

ploče za kuhanje;
pećnice;
kotlovi za grijanje, kotlovi, protočni grijači;
električni konvektori, toplinski topovi;
klima uređaji.

Dijagram ožičenja ima strukturu stabla. Od središnje linije "debla" izrađuju se potrebne "grane" za povezivanje utičnica i prekidača.

Kako izračunati nazivnu snagu prekidača

Glavna funkcija AB je zaštita električnih instalacija. Iz tog razloga, prvo osigurajte usklađenost sa nazivnom snagom prekidača u amperima, poprečnim presjekom i materijalom (bakar, aluminij) žila kabela.

Određivanje ukupne snage potrošača

Koliko je električne energije potrebno za rad lampi i drugih proizvoda navedeno je u pratećoj dokumentaciji. Snaga je naznačena na kućištu. Ove podatke možete dobiti na službenoj web stranici proizvođača. Međutim, jednostavno zbrajanje kilovata nije dovoljno.

Aktivna i nominalna komponenta

cos(f) – parametar pomoću kojeg možete odrediti ukupnu (nominalnu) snagu iz aktivne (potrošene)

Jednostavan algoritam proračuna prikazan u primjeru opisuje situaciju sa otpornim opterećenjem. Upravo je ova komponenta (aktivna snaga - P) navedena u tehničkom listu odgovarajućeg proizvoda. Određuje ga brojilo za redovno plaćanje utrošene energije.

Međutim, kada povezujete mašinu ili drugu opremu na električni pogon, moraćete da uzmete u obzir induktivnu komponentu. Oni djeluju na sličan način ako postoji kondenzator u krugu.

Formule i objašnjenja:

P = S * cos ϕ;
Q = S * sin ϕ;
S = P/ cos ϕ;
ϕ – ugao između vektora P i S (fazni pomak).

Reaktivna komponenta (Q) označava cikličku razmjenu energije između izvora energije i opterećenja. Zbir vektora P i Q pomoći će u određivanju konačne prividne snage (S).

Povećane početne struje

Uključivanje snažne pumpe (još jedno reaktivno opterećenje) je praćeno naletom struje i naknadnim oscilatornim procesom s prijelazom u normalan način rada. Trajanje pulsa, u pravilu, ne prelazi 1,5-2 sekunde. Ovo trajanje nije dovoljno za zagrijavanje bimetalne ploče. Ali ovo može biti dovoljno za pomicanje solenoida.

Lista pokazuje tipične prenaglašene nivoe koji izazivaju okidanje solenoida. Vremenska kašnjenja prije nego što bimetalna ploča prekine strujni krug (sekunde) su data u zagradama:

A – 30% (20-30);
B – 200% (4-5);
C – 5 puta (1,5);
D – 10 puta (0,4).

Odgovarajući načini su uzeti u obzir prilikom kreiranja standarda profila. Da biste spriječili pogrešno isključivanje, morate odabrati odgovarajući tip mašine.

Uzimajući u obzir faktor potražnje

Ovaj faktor korekcije (Ks) se koristi za uzimanje u obzir opterećenja u stvarnim radnim uslovima: Izračunato = S * Ks. Njegova vrijednost (interval od 0 do 1) označava broj priključenih potrošača. Ova metoda je pogodna za korištenje pri kreiranju uredskih i industrijskih projekata, koji uključuju korištenje iste vrste opreme: strojeva, računara itd.

Za domaće zadatke nije teško izvući tačan zaključak na osnovu osnovne provjere. Teško je zamisliti situaciju da u jednoj prostoriji istovremeno koriste klima uređaj za hlađenje i griju zrak grijačem ventilatora.

Proračun potrošnje energije

Mjerenje napona multimetrom

Date formule sa faznim pomakom koriste se za korekciju induktivnih i kapacitivnih opterećenja. Otporne se uzimaju u obzir prema podacima iz pasoša bez ponovnog izračunavanja. Vrijednost cos ϕ preuzeta je iz prateće dokumentacije.

Struja se može izračunati na sljedeći način:

P/U – konstantna napajanja, otporna opterećenja;
P/ (U * cos ϕ) = P/ (220 * cos ϕ) – jedna faza, ~220V, reaktivne karakteristike potrošača;
P/ (U * √3 * cos ϕ) = P/ (380 * 1,7321 * cos ϕ) – trofazna mreža ~380V, induktivni (kapacitivni) tehnički parametri.

Možete mjeriti stvarne napone pomoću multimetra. Metodologija izvođenja radnih operacija data je u službenim uputama proizvođača.

Izbor poprečnog presjeka jezgra

Potrebne informacije o nosivosti sadržane su u službenoj dokumentaciji proizvođača kablova. Preporučuje se odabir većeg poprečnog presjeka iz serijskog raspona kako bi se spriječilo pregrijavanje i oštećenja tokom rada. Prema važećim pravilima, provodnici s površinom od 1,5 mm ili više prikladni su za stambene prostore.

Uzimajući u obzir povećano napajanje modernih nekretnina, minimalne mrežne mogućnosti neće biti dovoljne. Stručnjaci savjetuju obezbjeđivanje veze dodatna oprema kao deo naknadne modernizacije.

Trenutne vrijednosti prekidača

Granična vrijednost nazivne vrijednosti određena je formulom Ir ≤ Ipr/1,45, gdje je Ipr struja dozvoljena u dugotrajnom režimu za određeno ožičenje. Ako planirate instalirati mrežu, postupite na sljedeći način:

pojasniti dijagram povezivanja potrošača;
prikupiti podatke iz pasoša opreme, izmjeriti napon;
prema prikazanom dijagramu, izračunavaju se zasebno, struje u pojedinačnim krugovima se zbrajaju;
za svaku grupu potrebno je odabrati mašinu koja će izdržati odgovarajuće opterećenje;
odrediti kablovske proizvode s odgovarajućim poprečnim presjekom provodnika.

Ako su mreže postavljene u žljebove i prekrivene žbukom, demontaža je preteška. U tom slučaju odaberite mašinu prema poprečnom preseku kabla. Počinju procjenom nosivosti postojećih vodova. Dobijeni rezultat se koristi za procjenu odgovarajućih modela zaštitnih uređaja. Zatim se potrošači raspoređuju u grupe uzimajući u obzir ukupnu snagu (zajednička upotreba).

Pravila za izbor denominacije

Primjer odabira nominalne vrijednosti mašine za svaku liniju

Za ispravne zaključke potrebno je uzeti u obzir karakteristike priključene opreme. Ako je ukupna struja izračunata na 19 ampera, korisnici radije kupuju uređaj od 25 A. Ovo rješenje pretpostavlja mogućnost primjene dodatnih opterećenja bez značajnih ograničenja.

Međutim, u nekim je situacijama bolje odabrati prekidač od 20A. Ovo osigurava relativno kraće vrijeme nestanka struje kada se struja povećava (temperatura raste) s bimetalnim rastavljačem. Ova mjera opreza će pomoći u održavanju integriteta namotaja elektromotora kada je rotacija rotora blokirana zbog zaglavljenog pogona.

Različita vremena odziva su korisna kako bi se osigurao selektivni rad zaštitne opreme. Na linijama su instalirani uređaji sa manjim kašnjenjem. U slučaju nužde, samo oštećeni dio se isključuje iz struje. Mašina za unos neće imati vremena da se isključi. Napajanje preko drugih kola je korisno za održavanje rasvjete, alarma i drugih inženjerskih sistema u radnom stanju.

Izbor mašine po snazi

Tablica odabira mašina po snazi

Pojedinačne radne operacije su pojednostavljene pomoću specijalizovanih kalkulatora. Takvi programi pružaju besplatne informacije i stranice za pomoć. Ali izbor mašine na osnovu snage moraće da se izvrši na osnovu prave opreme.

Tipičan algoritam:

razjasniti početne podatke o potrošnji pojedinih uređaja;
rasporediti u grupe, razjasniti ukupne vrijednosti;
Dobijeni rezultati se koriste za odabir zaštitnih mjera.

Ovaj parametar ukazuje na očuvanje funkcionalnosti pri prekoračenju višekratnika strujna opterećenja(jednom):

B (3-5);
C (5-10);
D (40-50).

Zahtjevi za modele strojeva formiraju se uzimajući u obzir ocjenu i klasu uklopnih sposobnosti. Zaštitna oprema je odabrana s rezervom kako bi se osigurala operativnost u slučaju vanrednih situacija.

Tabelarni metod

Referentni materijali pokazuju kolika se snaga opterećenja može koristiti ako su mašine instalirane u različitim energetskim mrežama. Primjer za model od 2 A (vrijednosti u kW):

220 V, 1 (2) pol, jednofazni priključak – 0,4;
380 V, 3 pola, “trougao” – 2,3;
380 V, 4 pola, zvijezda – 1.3.

Rezultat se mora povećati na najbližu vrijednost u rasponu modela radi pouzdanosti.

Grafička metoda

Ova tehnika koristi slične principe. Ali testni parametri su predstavljeni u jasnom grafičkom obliku.

Nijanse izbora

U svakom slučaju, izbor prekidača na osnovu struje (snage) vrši se s rezervom. Stručnjaci preporučuju korištenje faktora množenja od 1,4-1,6. Istovremeno se provjerava sposobnost ožičenja da izdrži maksimalno opterećenje.

Proračun stroja prema poprečnom presjeku električne instalacije

Za tipičnu kućnu mrežu, podaci se mogu uzeti iz sljedeće tabele:

Odabir mašine prema presjeku kabela pomaže u zaštiti ožičenja. Ovu tehniku se preporučuje da koriste iskusni stručnjaci. Ako je površina nepoznata, izračunava se pomoću standardne geometrijske formule uzimajući u obzir izmjereni prečnik (D) provodnika: S = (π * D2)/4 = 0,785 * D2.

Formula za izračunavanje snage po struji i naponu

Za proračune na osnovu ovih parametara koriste se definicije ukupne (S), aktivne (P) i reaktivne (Q) snage. Sljedeće formule pogodan za proračun jednofazne mreže 220 V:

S = U *I;
P = U * I * cos ϕ;
Q = U * I * sin ϕ.

Početni podaci za proračun mogu se preuzeti iz referentnih knjiga. Koriste se i rezultati mjerenja.

Aktivno opterećenje

Žarulje sa žarnom niti i grijači nisu reaktivni. Takva opterećenja ne pomjeraju faze struja i napona. Snaga se u potpunosti troši na dvostruko većoj frekvenciji.

Kapacitivno opterećenje

Kada je kondenzator spojen na AC mrežu, energija se razmjenjuje u oba smjera. Ovaj proces nije praćen korisnim radom.

Negativni efekti reaktivnog opterećenja

Energetski odnos

Predstavljena objašnjenja razmatraju idealnu situaciju. Međutim, u stvarnosti, svaki reaktivni element ima određeni električni otpor. Ne smije se zaboraviti na odgovarajuće gubitke u spojnim žicama i drugim komponentama kola.

Sa značajnim vrijednostima kapacitivne (induktivne) komponente, uočeni problemi se moraju uzeti u obzir. U nekim shemama, osim povećanja nosivosti strojeva, koriste se i dodatne kompenzacijske komponente.

Koje struje se koriste za proračun mašina?

Snaga zaštitnog uređaja odabire se na osnovu struje ožičenja (izračunate ili tablične vrijednosti) uzimajući u obzir potrošnju priključenog opterećenja. Naziv mašine se bira manje kako bi se održao integritet dalekovoda tokom rada. Na različitim dijelovima mreže postavljaju se provodnici odgovarajućeg poprečnog presjeka, vođeni principima strukture drveta.

Namjerno smanjenje snage prekidača je dozvoljeno kod priključenja opterećenja sa smanjenom potrošnjom električne energije. Ova opcija podrazumijeva korištenje linija sa velikom rezervom struje. Ovo rješenje bolje štiti priključenu opremu od oštećenja.