Aktuella klassificeringar av effektbrytare: hur man väljer rätt maskin

Enheter för att stänga av el vid överbelastning och kortslutning installeras vid ingången till alla hemnätverk.Det är nödvändigt att korrekt beräkna de aktuella värdena för strömbrytare, annars kommer deras drift att vara ineffektiv. Håller du med?

Vi kommer att berätta för dig hur du beräknar maskinens parametrar, enligt vilka denna skyddsanordning är vald. Från vår artikel kommer du att lära dig hur du väljer den enhet som krävs för att skydda det elektriska nätverket. Med hänsyn till våra råd kommer du att köpa ett alternativ som helt klart fungerar i ett farligt ögonblick för ledningar.

Brytarparametrar

För att säkerställa korrekt val av utlösningsanordningar krävs en förståelse för deras funktionsprinciper, förhållanden och svarstider.

Driftsparametrarna för strömbrytare är standardiserade av ryska och internationella regleringsdokument.

Grundläggande element och markeringar

Switchens design inkluderar två element som reagerar när strömmen överskrider det fastställda intervallet av värden:

• Den bimetalliska plattan, under påverkan av den passerande strömmen, värms upp och, böjd, trycker på pushern, vilket kopplar bort kontakterna. Detta är "termiskt skydd" mot överbelastning.
• Solenoiden, under påverkan av en stark ström i lindningen, genererar ett magnetfält som trycker på kärnan, som sedan verkar på pushern. Detta är ett "strömskydd" mot kortslutning, som reagerar på en sådan händelse mycket snabbare än plattan.

Typer av elektriska skyddsanordningar har markeringar som kan användas för att bestämma deras huvudparametrar.

Varje strömbrytare är märkt med sina huvudegenskaper. Detta gör att du undviker att förvirra enheter när de är installerade i panelen

Typen av tids-strömkarakteristik beror på inställningsområdet (storleken på strömmen vid vilken drift sker) för solenoiden. För att skydda ledningar och enheter i lägenheter, hus och kontor används typ "C" eller, mycket mindre vanligt, "B" omkopplare. Det är ingen speciell skillnad mellan dem för dagligt bruk.

Typ "D" används i grovkök eller snickerier i närvaro av utrustning med elmotorer som har hög starteffekt.

Det finns två standarder för frånkoppling av enheter: bostäder (EN 60898-1 eller GOST R 50345) och en strängare industriell (EN 60947-2 eller GOST R 50030.2). De skiljer sig något och maskiner av båda standarderna kan användas för bostäder.

När det gäller märkström innehåller standardsortimentet av automatiska maskiner för hushållsbruk enheter med följande värden: 6, 8, 10, 13 (sällsynt), 16, 20, 25, 32, 40, 50 och 63 A.

Tid-strömsvarsegenskaper

För att bestämma maskinens driftshastighet under en överbelastning finns det speciella tabeller beroende på avstängningstiden på koefficienten för överskott av det nominella värdet, vilket är lika med förhållandet mellan den befintliga strömstyrkan och den nominella:

K = I/I_n.

En kraftig nedgång i grafen när intervallkoefficientvärdet når från 5 till 10 enheter beror på den elektromagnetiska utlösningens funktion. För typ "B" omkopplare sker detta vid ett värde från 3 till 5 enheter, och för typ "D" - från 10 till 20.

Grafen visar beroendet av svarstidsintervallet för brytare av typ "C" på förhållandet mellan strömstyrkan och värdet som är inställt för denna brytare

Med K = 1,13 kommer maskinen garanterat att inte koppla ur ledningen inom 1 timme och med K = 1,45 kopplas den garanterat från inom samma tid. Dessa värden är godkända i paragraf 8.6.2. GOST R 50345-2010.

För att förstå hur lång tid det tar för skyddet att fungera, till exempel vid K ​​= 2, måste du dra en vertikal linje från detta värde. Som ett resultat får vi att, enligt ovanstående graf, kommer avstängningen att ske i intervallet från 12 till 100 sekunder.

En så stor tidsspridning beror på det faktum att uppvärmning av plattan beror inte bara på kraften hos strömmen som passerar genom den, utan också på parametrarna för den yttre miljön. Ju högre temperatur, desto snabbare går maskinen.

Regler för val av valör

Geometrin hos elektriska nätverk inom lägenhet och hus är individuell, så det finns inga standardlösningar för att installera omkopplare med en viss klassificering. De allmänna reglerna för beräkning av de tillåtna parametrarna för maskiner är ganska komplexa och beror på många faktorer. Det är nödvändigt att ta hänsyn till dem alla, annars kan en nödsituation skapas.

Principen för inomhusledningar

Interna elektriska nätverk har en grenad struktur i form av ett "träd" - en graf utan cykler. Överensstämmelse med denna konstruktionsprincip kallas selektivitet hos maskiner, enligt vilken alla typer av elektriska kretsar är utrustade med skyddsanordningar.

Detta förbättrar systemets stabilitet i händelse av en nödsituation och förenklar arbetet med att eliminera det. Det är också mycket lättare att fördela belastningen, ansluta energikrävande enheter och ändra ledningskonfigurationen.

I basen av grafen finns en inmatningsmaskin, och direkt efter förgreningen placeras gruppbrytare för varje enskild elektrisk krets. Detta är ett standardschema som har bevisats genom åren

Ingångsbrytarens funktioner inkluderar att övervaka den allmänna överbelastningen - förhindra att strömmen överskrider det tillåtna värdet för objektet. Om detta händer finns det risk för skador på de externa ledningarna. Dessutom är det troligt att skyddsanordningar utanför lägenheten, som redan ingår i den gemensamma egendomen eller tillhör det lokala elnätet, kommer att utlösas.

Gruppmaskinernas funktioner inkluderar strömstyrning på enskilda linjer. De skyddar kabeln i ett dedikerat område och gruppen elkonsumenter som är anslutna till den från överbelastning. Om en sådan enhet inte fungerar under en kortslutning, är den försäkrad av en ingångsbrytare.

Även för lägenheter med ett litet antal elförbrukare är det lämpligt att installera en separat linje för belysning. När du stänger av strömbrytaren för en annan krets kommer ljuset inte att slockna, vilket gör att du kan eliminera problemet under mer bekväma förhållanden. I nästan varje panel är det nominella värdet på inmatningsmaskinen mindre än beloppet på gruppetorna.

Total effekt av elektriska apparater

Den maximala belastningen på kretsen uppstår när alla elektriska apparater slås på samtidigt. Därför beräknas vanligtvis den totala effekten genom enkel addition. I vissa fall kommer dock denna siffra att vara lägre.

För vissa linjer är den samtidiga driften av alla elektriska apparater som är anslutna till den osannolik och ibland omöjlig. Hem ställer ibland specifika begränsningar på driften av kraftfulla enheter. För att göra detta måste du komma ihåg att inte slå på dem samtidigt eller använda ett begränsat antal uttag.

Sannolikheten för samtidig drift av all kontorsutrustning, belysning och extrautrustning (vattenkokare, kylskåp, fläktar, värmare etc.) är mycket låg, därför används en korrektionsfaktor vid beräkning av maximal effekt.

Vid elektrifiering av kontorsbyggnader används ofta den empiriska simultanitetskoefficienten för beräkningar, vars värde tas i intervallet från 0,6 till 0,8. Den maximala belastningen beräknas genom att multiplicera summan av effekterna för alla elektriska apparater med en faktor.

Det finns en subtilitet i beräkningarna - det är nödvändigt att ta hänsyn till skillnaden mellan den nominella (totala) effekten och förbrukad (aktiv), som är relaterade till koefficienten (cos (f)).

Detta betyder att för att enheten ska fungera krävs en effektström lika med förbrukningen dividerad med denna koefficient:

jag_sid =I/cos(f)

Var:

• jag_sid – Märkströmstyrka, som används vid belastningsberäkningar;
• I är strömmen som förbrukas av enheten;
• cos(f) <= 1.

Vanligtvis indikeras märkströmmen omedelbart eller genom indikeringen av cos (f)-värdet i det tekniska databladet för den elektriska enheten.

Till exempel är koefficientvärdet för fluorescerande ljuskällor 0,9; för LED-lampor - cirka 0,6; för vanliga glödlampor - 1. Om dokumentationen går förlorad, men strömförbrukningen för hushållsapparater är känd, tar för garanti cos (f) = 0,75.

De rekommenderade effektfaktorvärdena som visas i tabellen kan användas vid beräkning av elektriska belastningar när märkströmsdata inte är tillgängliga.

Hur man väljer en strömbrytare baserat på belastningseffekt skrivs in nästa artikel, vars innehåll vi råder dig att bekanta dig med.

Val av kärntvärsnitt

Innan du lägger en strömkabel från distributionspanelen till en grupp konsumenter är det nödvändigt att beräkna kraften hos elektriska apparater när de fungerar samtidigt. Tvärsnittet för varje gren väljs enligt beräkningstabeller beroende på typen av ledningsmetall: koppar eller aluminium.

Trådtillverkare tillhandahåller liknande referensmaterial till sina produkter. Om de saknas, så styrs de av uppgifterna från referensboken "Regler för konstruktion av elektrisk utrustning" eller producerar kabeltvärsnittsberäkning.

Men konsumenterna spelar det säkert och väljer inte minsta acceptabla tvärsnitt, utan ett steg större. Så, till exempel, när du köper en kopparkabel för en 5 kW-ledning, välj ett kärntvärsnitt på 6 mm²när enligt tabellen räcker ett värde på 4 mm².

Referenstabellen som presenteras i PUE låter dig välja önskat tvärsnitt från standardsortimentet för olika driftsförhållanden för kopparkabeln

Detta är motiverat av följande skäl:

• Längre livslängd för en tjock kabel, som sällan utsätts för den maximalt tillåtna belastningen för sitt tvärsnitt. Att dra om ledningar är inget enkelt och dyrt jobb, särskilt inte om rummet har renoverats.
• Bandbreddsreserven gör att du sömlöst kan ansluta nya elektriska apparater till nätverksgrenen. Så du kan lägga till en extra frys i köket eller flytta tvättmaskinen dit från badrummet.
• Starten av drift av enheter som innehåller elmotorer producerar starka startströmmar. I det här fallet observeras ett spänningsfall, vilket uttrycks inte bara i blinkande av belysningslamporna, utan kan också leda till nedbrytning av den elektroniska delen av datorn, luftkonditioneringen eller tvättmaskinen. Ju tjockare kabel, desto mindre blir spänningsstöten.

Tyvärr finns det många kablar på marknaden som inte är gjorda enligt GOST, utan enligt kraven i olika specifikationer.

Ofta uppfyller inte tvärsnittet av deras kärnor kraven eller så är de gjorda av ledande material med större motstånd än vad som krävs. Därför är den faktiska maximala effekten vid vilken tillåten uppvärmning av kabeln sker mindre än i standardtabellerna.

Detta foto visar skillnaderna mellan kablar gjorda enligt GOST (vänster) och enligt TU (höger). Det finns en uppenbar skillnad i ledarnas tvärsnitt och tätheten hos isoleringsmaterialet.

Beräkning av effektbrytarens klassificering för kabelskydd

Maskinen som installeras i panelen måste se till att ledningen kopplas bort när strömeffekten går utöver det tillåtna intervallet för elkabeln. Därför är det nödvändigt att beräkna maximalt tillåtet betyg för omkopplaren.

Enligt PUE är den tillåtna långtidsbelastningen av kopparkablar som läggs i lådor eller i luften (till exempel över ett undertak) från tabellen ovan. Dessa värden är avsedda för nödsituationer när det finns en överbelastning.

Vissa problem börjar när man relaterar strömbrytarens märkeffekt till den långsiktiga tillåtna strömmen, om detta görs i enlighet med nuvarande GOST R 50571.4.43-2012.

Ett fragment av klausul 433.1 i GOST R 50571.4.43-2012 ges. Det finns en felaktighet i formel "2", och för en korrekt förståelse av definitionen av variabeln In måste du ta hänsyn till bilaga "1"

För det första är avkodningen av variabeln I missvisande_n, som märkeffekt, om du inte uppmärksammar bilaga "1" till detta stycke i GOST. För det andra finns det ett stavfel i formeln "2": koefficienten 1,45 lades till felaktigt, och detta faktum anges av många experter.

Enligt punkt 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 för hushållsbrytare klassade upp till 63 A, den villkorade tiden är 1 timme. Den inställda utlösningsströmmen är lika med det nominella värdet multiplicerat med faktorn 1,45.

Således, enligt både den första och den modifierade andra formlerna, måste strömbrytarens märkström beräknas med hjälp av följande formel:

jag_n <= jag_Z / 1,45

Var:

• jag_n – maskinens märkström;
• jag_Z – långtidstillåten kabelström.

Låt oss beräkna betygen för strömbrytare för standardkabelsektioner för en enfasanslutning med två kopparledare (220 V). För att göra detta delar vi den långsiktiga tillåtna strömmen (när den går genom luften) med en utlösningskoefficient på 1,45.

Låt oss välja en maskin så att dess nominella värde är mindre än detta värde:

• Sektion 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Betyg: 13 A;
• Sektion 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Betyg: 16 A;
• Sektion 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Betyg: 25 A;
• Sektion 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Betyg: 32 A;
• Sektion 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Betyg: 40 A;
• Sektion 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Betyg: 50 A;
• Sektion 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Valör: 63 A.

13A brytare är sällan till försäljning, så enheter med en märkeffekt på 10A används ofta istället.

Kablar baserade på aluminiumkärnor används nu sällan vid installation av interna ledningar. Det finns också en tabell för dem som låter dig välja ett avsnitt baserat på belastning

På liknande sätt, för aluminiumkablar beräknar vi maskinernas betyg:

• Sektion 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Betyg: 10 eller 13 A;
• Sektion 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Betyg: 16 eller 20 A;
• Sektion 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Betyg: 25 A;
• Sektion 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Betyg: 32 A;
• Sektion 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Betyg: 40 A;
• Sektion 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Betyg: 50 A.
• Sektion 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Valör: 63 A.

Om strömkabeltillverkaren deklarerar ett annat beroende av den tillåtna effekten på tvärsnittsarean, är det nödvändigt att räkna om värdet för omkopplarna.

Formlerna för strömberoende på ström för enfasiga och trefasiga nätverk är olika. Många människor som har enheter designade för 380 volt gör ett misstag i detta skede

Hur man bestämmer de tekniska parametrarna för en strömbrytare genom att markera, i detalj anges här. Vi rekommenderar att du läser utbildningsmaterialet.

Förebyggande av överbelastning från konsumentarbete

Ibland installeras en maskin på linjen med en märkeffekt som är betydligt lägre än vad som är nödvändigt för att säkerställa att elkabeln förblir i drift.

Det är tillrådligt att minska strömbrytarens betyg om den totala effekten för alla enheter i kretsen är betydligt mindre än vad kabeln tål. Detta händer om, av säkerhetsskäl, några av enheterna togs bort från ledningen efter installationen av ledningarna.

Då är en minskning av maskinens märkeffekt motiverad från positionen för dess snabbare reaktion på uppkommande överbelastningar.

Till exempel, när ett elektriskt motorlager fastnar, ökar strömmen i lindningen kraftigt, men inte till kortslutningsvärden. Om maskinen reagerar snabbt kommer lindningen inte att hinna smälta, vilket kommer att rädda motorn från en dyr återlindningsprocedur.

De använder också ett värde som är mindre än det beräknade värdet på grund av strikta restriktioner för varje krets. Till exempel, för ett enfasnät, installeras en 32 A-brytare vid ingången till en lägenhet med en elektrisk spis, vilket ger 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW tillåten effekt.Antag att vid kopplingen av lägenheten organiserades 3 linjer med installation av gruppbrytare med ett nominellt värde på 25 A.

Om antalet gruppbrytare installerade i distributionscentralen är stort, måste de signeras och numreras. Annars kan du bli förvirrad

Låt oss anta att det är en långsam ökning av belastningen på en av linjerna. När strömförbrukningen når ett värde lika med den garanterade utlösningen av gruppbrytaren, kommer endast (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW att återstå för de återstående två sektionerna.

Detta är väldigt lite i förhållande till den totala konsumtionen. Med en sådan distributionspaneldesign kommer ingångsbrytaren att stängas av oftare än enheter på linjerna.

Därför, för att upprätthålla principen om selektivitet, är det nödvändigt att installera strömbrytare med en klassificering på 20 eller 16 ampere i områdena. Då, med samma obalans i effektförbrukning, kommer de andra två länkarna att stå för totalt 3,8 eller 5,1 kW, vilket är acceptabelt.

Låt oss överväga möjligheten strömbrytare installation med en klassificering på 20A med exemplet på en separat linje dedikerad till köket.

Följande elektriska apparater är anslutna till den och kan slås på samtidigt:

• Kylskåp med en märkeffekt på 400 W och en startström på 1,2 kW;
• Två frysar, effekt 200 W;
• Ugn, effekt 3,5 kW;
• När du använder en elektrisk ugn är det tillåtet att ytterligare slå på en extra enhet, varav den mest kraftfulla är en vattenkokare som förbrukar 2,0 kW.

En tjugoampers maskin låter dig passera ström i mer än en timme med en effekt på 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. En garanterad avstängning på mindre än en timme kommer att inträffa med ett strömflöde på 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

I köket ska kylutrustning och spis ha fast koppling till el.Om det finns risk för överström, kan den samtidiga driften av andra enheter elimineras genom att endast tilldela två uttag för dem

När ugnen och vattenkokaren slås på samtidigt blir den totala effekten 5,5 kW eller 1,25 delar av maskinens nominella värde. Eftersom vattenkokaren inte fungerar länge kommer den inte att stängas av. Om kylen och båda frysarna slås på i detta ögonblick kommer effekten att vara 6,3 kW eller 1,43 delar av det nominella värdet.

Detta värde är redan nära den garanterade utlösningsparametern. Sannolikheten för att en sådan situation inträffar är emellertid extremt låg och periodens varaktighet kommer att vara obetydlig, eftersom drifttiden för motorerna och vattenkokaren är kort.

Startströmmen som uppstår vid start av kylskåpet, även i summan av alla driftsenheter, kommer inte att räcka för att utlösa den elektromagnetiska utlösningen. Under de givna förhållandena kan således en 20 A brytare användas.

Den enda varningen är möjligheten att höja spänningen till 230 V, vilket är tillåtet enligt regulatoriska dokument. I synnerhet definierar GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) standardspänningen som 230 V med möjlighet att använda 220 V.

Nu levererar de flesta nätverk elektricitet med en spänning på 220 V. Om den aktuella parametern justeras till den internationella standarden på 230 V, kan betygen räknas om i enlighet med detta värde.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Byt enhet. Välja en inmatningsmaskin beroende på den anslutna strömmen. Regler för energifördelning:

Välja en switch baserat på kabelkapacitet:

Att beräkna märkströmmen för en strömbrytare är en komplex uppgift, för vilken många förhållanden måste beaktas.Enkelt underhåll och säkerhet för det lokala elnätet beror på den installerade maskinen.

Om du tvivlar på möjligheten att göra rätt val bör du kontakta erfarna elektriker.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Berätta för oss om din egen erfarenhet av att välja effektbrytare. Dela användbar information och bilder om ämnet för artikeln, ställ frågor.