Välja en strömbrytare: typer och egenskaper hos elektriska brytare

Säkert har många av oss undrat varför strömbrytare så snabbt bytte ut föråldrade säkringar från elektriska kretsar? Aktiviteten för deras genomförande motiveras av ett antal mycket övertygande argument, inklusive möjligheten att köpa denna typ av skydd, som idealiskt matchar tidsströmdata för specifika typer av elektrisk utrustning.

Tvivlar du på vilken maskin du behöver och vet inte hur du väljer den rätt? Vi hjälper dig att hitta rätt lösning - artikeln diskuterar klassificeringen av dessa enheter. Samt viktiga egenskaper som du bör vara mycket uppmärksam på när du väljer strömbrytare.

För att göra det lättare för dig att förstå maskinerna kompletteras artikelns material med visuella bilder och användbara videorekommendationer från experter.

Klassificering av effektbrytare

Maskinen kopplar nästan omedelbart bort linjen som anförtrotts den, vilket eliminerar skador på ledningar och utrustning som drivs från nätverket. Efter att avstängningen har slutförts kan grenen omedelbart startas om utan att säkerhetsanordningen byts ut.

Vanligtvis brytare vald enligt fyra nyckelparametrar - nominell brytförmåga, antal poler, tids-strömkarakteristik, nominell driftström.

Enligt nominell brottkapacitet

Denna egenskap indikerar den tillåtna kortslutningsströmmen (SC), vid vilken omkopplaren kommer att lösa ut och, när kretsen öppnas, kommer strömförsörjningen och de enheter som är anslutna till den att slås ifrån.

Enligt denna parameter finns det tre typer av maskiner - 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Automatiska maskiner för 4,5 kA (4500 A) används vanligtvis för att förhindra skador på kraftledningar i privata bostadsfastigheter. Ledningsresistansen från transformatorstationen till kortslutningen är cirka 0,05 Ohm, vilket ger en maximal ström på cirka 500 A.
2. 6 kA (6000 A) enheter används för kortslutningsskydd i bostadssektorn och offentliga platser, där ledningsmotståndet kan nå 0,04 Ohm, vilket ökar sannolikheten för en kortslutning upp till 5,5 kA.
3. Omkopplare 10 kA (10 000 A) används för att skydda industriella elektriska installationer. Strömmar på upp till 10 000 A kan uppstå i en kortslutning nära en transformatorstation.

Innan du väljer den optimala modifieringen av strömbrytaren är det viktigt att förstå om kortslutningsströmmar som överstiger 4,5 kA eller 6 kA är möjliga?

Den nominella brytkapaciteten anges i dokumentationen för omkopplaren och på höljet i form av en kod - 4500A, 600A, 10000A eller 4,5kA, 6kA, 10kA. På framsidan av enheten finns information om tillverkare, modell, märkspänning, bestående av tids-strömkarakteristika, driftström

Maskinen stängs av när de angivna värdena är kortslutna. Oftast används omkopplare av 6000 A-modifieringen för hushållsbehov.

4500 A-modeller används praktiskt taget inte för att skydda moderna elektriska nätverk, och i vissa länder är användningen av dem förbjuden.

Om du är intresserad av hur man korrekt konverterar ampere till watt rekommenderar vi att du bekantar dig med det presenterade materialet i nästa artikel.

När en kortslutning registreras automatiskt utförs avstängningen av en elektromagnetisk spole (situation A). När märkströmmarna överskrids öppnas nätverket av en bimetallplatta (situation B)

En strömbrytares uppgift är att skydda ledningar (inte utrustning och användare) från kortslutningar och från isolationssmältning när strömmar passerar över nominella värden.

Efter antal stolpar

Denna egenskap indikerar det maximalt möjliga antalet ledningar som kan anslutas till AV:n för att skydda nätverket.

De stängs av när en nödsituation inträffar (när den tillåtna strömmen överskrids eller nivån på tid-strömkurvan överskrids).

Denna egenskap indikerar det maximalt möjliga antalet ledningar som kan anslutas till AV:n för att skydda nätverket. De stängs av när en nödsituation inträffar (när den tillåtna strömmen överskrids eller nivån på tid-strömkurvan överskrids).

Enpoliga brytare

En strömbrytare av enpolig typ är den enklaste modifieringen av maskinen. Den är utformad för att skydda enskilda kretsar, såväl som enfas, tvåfas, trefas elektriska ledningar. Det är möjligt att ansluta 2 ledningar till switchdesignen - strömkabeln och den utgående ledningen.

Funktionerna hos en enhet av denna klass inkluderar endast att skydda tråden från brand. Själva kablagets nollpunkt placeras på nollbussen och förbigår därigenom maskinen, och jordledningen ansluts separat i jordbussen.

Anslutningen av en enpolig AB görs med en enledad tråd, men ibland används tvålediga kablar. Strömförsörjningen är ansluten i toppen av maskinen, och den skyddade ledningen i botten, vilket förenklar installationen. Montering sker på en 18 mm din skena

En enpolig brytare utför inte funktionen som en ingångsbrytare, eftersom när den tvingas stänga av är fasledningen bruten och nollan är ansluten till spänningskällan, vilket inte ger en 100% garanti av skydd.

Dubbelpoliga brytare

När det är nödvändigt att helt koppla bort det elektriska ledningsnätet från spänning, används en tvåpolig strömbrytare.

Den används som en introduktion, när under en kortslutning eller nätverksfel, alla elektriska ledningar är strömlösa samtidigt. Detta gör det möjligt att utföra snabba reparationer och modernisering av kretsar helt säkert.

Tvåpoliga brytare används i de fall där en separat brytare behövs för en enfas elektrisk apparat, till exempel en varmvattenberedare, panna, verktygsmaskin.

Anslutningen av en tvåpolig brytare tar hänsyn till den elektriska skyddskretsen med en 1- eller 2-kärnig tråd (antalet ledningar beror på kopplingsschemat). Installation utförs på en 36 mm DIN-skena

Maskinen är ansluten till den skyddade enheten med 4 ledningar, varav två är strömkablar (en av dem är direkt ansluten till nätverket och den andra förser ström med en bygel) och två är utgående ledningar som kräver skydd, och de kan vara 1-, 2- , 3-ledare.

Trepoliga brytare

För att skydda ett trefas 3- eller 4-trådsnätverk används trepoliga brytare. De är lämpliga för stjärnanslutning (mitttråden lämnas oskyddad och fastrådarna är anslutna till polerna) eller triangeltyp (med mitttråden saknad).

Om det händer en olycka på en av linjerna stängs de andra två av oberoende av varandra.

Anslutningen av en trepolig AB görs med 1-, 2-, 3-tråds ledningar. Installationen kräver en 54 mm bred DIN-skena.

Den trepoliga omkopplaren fungerar som en ingång och gemensam omkopplare för alla typer av trefaslaster. Modifieringen används ofta inom industrin för att ge ström till elmotorer.

Upp till 6 ledningar är anslutna till modellen, 3 av dem är fasledningar i ett trefas elektriskt nätverk. De återstående 3 är skyddade. De representerar tre enfasiga eller en trefasiga ledningar.

Fyrpoliga brytare

För att skydda ett tre- eller fyrfasigt elektriskt nätverk, till exempel, en kraftfull motor ansluten enligt "stjärna"-principen med en nollpunkt borttagen, används en fyrpolig brytare. Den används som en ingångsswitch för ett trefas fyrtrådsnätverk.

Den fyrpoliga omkopplaren ansluts med en 1-, 2-, 3-, 4-trådsledning, diagrammet beror på typen av anslutning, huset är installerat på en 73 mm bred DIN-skena

Det är möjligt att ansluta åtta ledningar till maskinkroppen, tre av dem är fasledningar i det elektriska nätverket (+ en neutral) och fyra är utgående ledningar (3 fas + 1 neutral).

Enfasförbrukare drivs av en spänning på 220 V, som kan erhållas genom att ta en av faserna och den neutrala ledaren (neutral) i det elektriska nätverket. Det vill säga, i det här fallet, förutom de tre faserna i det elektriska nätverket, finns det ytterligare en ledare - neutral, därför, för att skydda och koppla om ett sådant elektriskt nätverk, är fyrpoliga brytare installerade, som bryter alla fyra ledare .

Enligt tids-strömkaraktäristiken

AB kan ha samma indikator nominell lasteffekt, men egenskaperna för elförbrukningen för enheter kan vara annorlunda.

Strömförbrukningen kan vara ojämn och variera beroende på typ och belastning, samt när en enhet slås på, stängs av eller kontinuerligt används.

Fluktuationer i strömförbrukningen kan vara ganska betydande, och omfånget av deras förändringar kan vara brett. Detta leder till att maskinen stängs av på grund av överskridande av märkströmmen, vilket anses vara en falsk nätverksavstängning.

För att eliminera möjligheten för olämplig drift av en säkring under icke-nödlägesstandardändringar (ökande ström, ändring av effekt), används strömbrytare med vissa tidsströmkarakteristika (TCC).

Detta gör att du kan använda effektbrytare med samma strömparametrar med godtyckliga tillåtna belastningar utan falsk utlösning.

VTX visar efter vilken tid omkopplaren kommer att fungera och vilka indikatorer på förhållandet mellan strömstyrka och likström hos maskinen kommer att vara i detta fall.

Funktioner hos maskiner med egenskap B

En maskin med den specificerade egenskapen stängs av inom 5-20 sekunder. Strömindikatorn är 3-5 märkströmmar för maskinen. Dessa modifieringar används för att skydda kretsar som driver vanliga hushållsapparater.

Oftast används modellen för att skydda ledningar av lägenheter och privata hus.

Funktion C - funktionsprinciper

Maskinen med nomenklaturbeteckningen C stängs av på 1-10 sekunder vid 5-10 märkströmmar.

Omkopplare av denna grupp används på alla områden - i vardagen, konstruktion, industri, men de är mest efterfrågade inom området för elektriskt skydd av lägenheter, hus och bostadslokaler.

Manövrering av omkopplare med karakteristik D

D-klassmaskiner används inom industrin och representeras av trepoliga och fyrpoliga modifieringar. De används för att skydda kraftfulla elmotorer och olika 3-fasenheter.

Svarstiden för AV:n är 1-10 sekunder vid en strömmultipel på 10-14, vilket gör att den effektivt kan användas för att skydda olika kablar.

Den nedre delen av grafen visar multipeln av märkströmvärdena, och den vertikala linjen visar avstängningstiden. För karakteristik B sker avstängning när den effektiva strömmen överstiger märkströmmen med 3-5 gånger, för C - 5-10 gånger, för D - 10-14 gånger

Kraftfulla industrimotorer fungerar uteslutande med motorer med karakteristik D.

Du kanske också är intresserad av att läsa märkning av effektbrytare i vår andra artikel.

Enligt märkström

Det finns totalt 12 modifieringar av maskiner, som skiljer sig åt nominell driftström – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.Parametern är ansvarig för maskinens drifthastighet när den effektiva strömmen överstiger det nominella värdet.

Tabellen illustrerar den maximala effekten för varje modifiering av maskinen, baserat på anslutningsschemat och nätverksspänningen. Den maximala uteffekten av effektbrytaren uppstår när lasten är ansluten i en deltakonfiguration

Valet av en omkopplare enligt den specificerade egenskapen görs med hänsyn till kraften hos de elektriska ledningarna, den tillåtna strömmen som ledningarna kan motstå i normalt läge. Om det aktuella värdet är okänt, bestäms det med formler som använder data om trådens tvärsnitt, dess material och installationsmetod.

Automatiska maskiner 1A, 2A, 3A används för att skydda kretsar med låga strömmar. De är lämpliga för att tillhandahålla elektricitet till ett litet antal enheter, till exempel en lampa eller ljuskrona, ett lågeffektskylskåp och andra enheter vars totala effekt inte överstiger maskinens kapacitet.

3A-brytaren används effektivt inom industrin om den är ansluten trefas i en deltatyp.

Omkopplare 6A, 10A, 16A kan användas för att ge elektricitet till enskilda elektriska kretsar, små rum eller lägenheter.

Dessa modeller används inom industrin, de används för att förse elmotorer, solenoider, värmare och automatiska svetsmaskiner anslutna med en separat linje.

Tre- och fyrpoliga 16A brytare används som ingångsbrytare för en trefas strömförsörjningskrets. I produktionen ges företräde till enheter med en D-kurva.

Strömbrytare 20A, 25A, 32A används för att skydda kabeldragningen i moderna lägenheter, de kan ge el till tvättmaskiner, värmare, elektriska torktumlare och annan högeffektsutrustning.Modell 25A används som introduktionsmaskin.

Omkopplare 40A, 50A, 63A tillhör klassen av högeffektsenheter. De används för att tillhandahålla elektricitet till högeffektsutrustning i vardagslivet, industrin och anläggningsbyggande.

Val och beräkning av effektbrytare

Genom att känna till egenskaperna hos AB kan du bestämma vilken maskin som är lämplig för ett visst ändamål. Men innan du väljer den optimala modellen är det nödvändigt att göra några beräkningar med vilka du exakt kan bestämma parametrarna för den önskade enheten.

Steg #1 - bestämma maskinens kraft

När du väljer en maskin är det viktigt att ta hänsyn till den totala effekten av de anslutna enheterna.

Till exempel behöver du en automatisk maskin för att ansluta köksmaskiner till ström. Låt oss säga att en kaffebryggare (1000 W), ett kylskåp (500 W), en ugn (2000 W), en mikrovågsugn (2000 W) och en vattenkokare (1000 W) ansluts till uttaget. Den totala effekten blir lika med 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) eller 6,5 kV.

Tabellen visar märkeffekten för vissa hushållsapparater som krävs för att använda dem. Enligt regulatoriska data väljs tvärsnittet av strömkabeln för deras strömförsörjning och strömbrytaren för att skydda ledningarna.

Om du tittar på tabellen över strömbrytare efter anslutningseffekt, ta hänsyn till att standardkabelspänningen i hushållsförhållanden är 220 V, då är en enpolig eller dubbelpolig 32A brytare med en total effekt på 7 kW lämplig för drift.

Det bör noteras att mer strömförbrukning kan krävas, eftersom det under drift kan vara nödvändigt att ansluta andra elektriska apparater som inte togs i beaktande från början.För att ta hänsyn till denna situation används en multiplikationsfaktor vid beräkningar av den totala förbrukningen.

Låt oss säga att genom att lägga till ytterligare elektrisk utrustning var det nödvändigt att öka effekten med 1,5 kW. Sedan måste du ta koefficienten 1,5 och multiplicera den med den resulterande beräknade effekten.

I beräkningar är det ibland tillrådligt att använda en reduktionsfaktor. Det används när det är omöjligt att använda flera enheter samtidigt.

Låt oss säga att den totala ledningseffekten för köket var 3,1 kW. Då är reduktionsfaktorn 1, eftersom det minsta antalet enheter som är anslutna samtidigt beaktas.

Om en av enheterna inte kan anslutas till andra, tas reduktionsfaktorn mindre än en.

Steg #2 - beräkning av maskinens märkeffekt

Märkeffekt är den effekt vid vilken ledningarna inte stängs av.

Det beräknas med formeln:

M = N * CT * cos(φ),

Var

• M – effekt (Watt);
• N – nätspänning (volt);
• ST – strömstyrka som kan passera genom maskinen (Ampere);
• cos(φ) – värdet på vinkelns cosinus, som tar värdet på skiftvinkeln mellan faser och spänning.

Cosinusvärdet är vanligtvis lika med 1, eftersom det praktiskt taget inte finns någon förskjutning mellan faserna av ström och spänning.

Från formeln uttrycker vi ST:

CT=M/N,

Vi har redan bestämt effekten, och nätverksspänningen är vanligtvis 220 volt.

Om den totala effekten är 3,1 kW, då:

CT = 3100/220 = 14.

Den resulterande strömmen blir 14 A.

För beräkningar med trefaslast används samma formel, men vinkelförskjutningar, som kan nå stora värden, beaktas. Vanligtvis anges de på den anslutna utrustningen.

Steg #3 - Beräkna märkström

Du kan beräkna märkströmmen med hjälp av ledningsdokumentationen, men om den inte är tillgänglig bestäms den utifrån ledarens egenskaper.

Följande data krävs för beräkningar:

• fyrkant ledarens tvärsnitt;
• material som används för kärnorna (koppar eller aluminium);
• läggningsmetod.

I hushållsförhållanden är ledningarna vanligtvis placerade i väggen.

För att beräkna tvärsnittsarean behöver du en mikrometer eller bromsok. Det är nödvändigt att endast mäta den ledande kärnan, och inte tråden och isoleringen

Efter att ha gjort de nödvändiga mätningarna, beräknar vi tvärsnittsarean:

S = 0,785 * D * D,

Var

• D är ledarens diameter (mm);
• S — ledarens tvärsnittsarea (mm²).

Därefter använder vi tabellen nedan.

Genom att bestämma vilket material ledarkärnorna var gjorda av och beräkna tvärsnittsarean kan du bestämma ström- och effektindikatorerna som de elektriska ledningarna tål. Data ges för kablar gömda i väggen

Med hänsyn till de erhållna uppgifterna väljer vi maskinens driftsström, såväl som dess nominella värde. Den måste vara lika med eller mindre än driftsströmmen. I vissa fall är det tillåtet att använda maskiner med en klassificering som överstiger den effektiva ledningsströmmen.

Steg #4 - bestämning av tids-strömkarakteristiken

För att korrekt bestämma VTX är det nödvändigt att ta hänsyn till startströmmarna för de anslutna lasterna.

Nödvändig information kan hittas med hjälp av tabellen nedan.

Tabellen visar vissa typer av elektriska enheter, såväl som inkopplingsströmmångfalden och pulslängden i sekunder

Enligt tabellen kan du bestämma strömstyrkan (i ampere) när enheten slås på, samt den period efter vilken den maximala strömmen kommer att inträffa igen.

Till exempel, om du tar en elektrisk köttkvarn med en effekt på 1,5 kW, beräkna driftsströmmen för den från tabellerna (den kommer att vara 6,81 A) och med hänsyn till multipeln av startströmmen (upp till 7 gånger) , får vi det aktuella värdet 6,81*7=48 (A).

En ström av denna styrka flyter med intervaller på 1-3 sekunder. Med tanke på VTK-graferna för klass B kan du se att om det blir en överbelastning kommer strömbrytaren att lösa ut de första sekunderna efter att köttkvarnen startat.

Uppenbarligen motsvarar mångfalden av denna enhet klass C, så en automatisk maskin med karakteristik C måste användas för att säkerställa driften av en elektrisk köttkvarn.

För hushållsbehov används vanligtvis strömbrytare som uppfyller egenskaperna B och C. Inom industrin, för utrustning med stora multipelströmmar (motorer, strömförsörjning, etc.), skapas en ström på upp till 10 gånger, så det är tillrådligt att använda D-modifieringar av enheten.

Men kraften hos sådana enheter, såväl som startströmmens varaktighet, bör beaktas.

Autonoma automatiska omkopplare skiljer sig från konventionella genom att de är installerade i separata distributionskort.

Enhetens funktioner inkluderar att skydda kretsen från oväntade strömstörningar och strömavbrott i hela eller en specifik del av nätverket.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Valet av AV enligt strömkaraktäristiken och ett exempel på strömberäkning diskuteras i följande video:

Beräkningen av AV:s märkström demonstreras i följande video:

Maskinerna installeras vid entrén till ett hus eller lägenhet. De finns i hållbara plastlådor. Närvaron av AV i hemmets elektriska krets är en garanti för säkerhet. Enheterna tillåter snabb avstängning av kraftledningen om nätverksparametrarna överskrider en specificerad tröskel.

Med hänsyn till huvudegenskaperna hos strömbrytare, samt att göra de korrekta beräkningarna, kan du göra rätt val av denna enhet och dess installation.

Om du har kunskap eller erfarenhet av att utföra elarbeten, dela det gärna med våra läsare. Lämna dina kommentarer om att välja en strömbrytare och nyanserna för att installera den i kommentarerna nedan.