בחירת מכונה לפי כוח עומס, חתך כבלים וזרם: עקרונות ונוסחאות לחישובים

לארגון אספקת חשמל פנים ביתית המתפקדת ללא תקלות, יש צורך להקצות סניפים נפרדים. כל קו חייב להיות מצויד במכשיר הגנה משלו המגן על בידוד הכבלים מפני היתוך. עם זאת, לא כולם יודעים איזה מכשיר לרכוש. האם אתה מסכים?

תוכלו ללמוד הכל על בחירת מכונות לפי כוח עומס מהמאמר שהצגנו. אנו אגיד לך כיצד לקבוע את הדירוג עבור מפסק מהמחלקה הנדרשת. התחשבות בהמלצות שלנו מבטיחה רכישת המכשירים הנדרשים העלולים לחסל מצבים מאיימים במהלך פעולת החיווט.

מפסקי רשתות מקומיות

ארגוני אספקת חשמל מבצעים חיבור של בתים ודירות, מבצעים עבודות על חיבור הכבל למרכזיה. כל הפעילויות להתקנת חיווט בחדר מתבצעות על ידי בעליו, או על ידי מומחים שכירים.

כדי לבחור מכונה אוטומטית שתגן על כל מעגל בודד, עליכם לדעת את הדירוג שלה, המחלקה וכמה מאפיינים אחרים.

פרמטרים עיקריים וסיווג

מכונות ביתיות מותקנות בכניסה למעגל חשמלי במתח נמוך והן נועדו לפתור את הבעיות הבאות:

• כיבוי או כיבוי ידניים או אלקטרוניים של המעגל החשמלי;
• הגנת מעגלים: אפלה עם עומס יתר ממושך קל;
• הגנת מעגלים: ניתוק זרם מיידי במהלך קצר חשמלי.

לכל מתג מאפיין שמתבטא באמפרות, הנקרא זרם מדורג (אני_n) או "ערך נקוב".

קל יותר להבין את מהותו של ערך זה באמצעות מקדם עודף:

K = אני / אני_n,

איפה אני הכוח הנוכחי האמיתי.

• K <1.13: ניתוק (נסיעה) לא יתרחש תוך שעה;
• K> 1.45: הכיבוי יתרחש תוך שעה.

פרמטרים אלה קבועים בסעיף 8.6.2. GOST R 50345-2010.כדי לגלות כמה זמן תתרחש נסיעה ב- K> 1.45, עליך להשתמש בגרף המשקף את המאפיין הנוכחי-זמן של דגם מכונה מסוים.

אם הזרם עולה על הערך הנקוב של המפסק פי 2, הפתיחה תתרחש בפרק זמן של 8 שניות עד 4 דקות. מהירות התגובה תלויה בהגדרת הדגם ובטמפרטורת הסביבה.

כמו כן, לכל סוג מפסק יש טווח נוכחי (אני_א), שבה מופעל מנגנון הנסיעה המיידית:

• כיתה B: אני_א = (3 * אני_n .. 5 * אני_n];
• כיתה C: אני_א = (5 * אני_n .. 10 * אני_n];
• כיתה D: אני_א = (10 * אני_n .. 20 * אני_n].

התקני סוג B משמשים בעיקר לקווים באורך ניכר. מפסקי Class C משמשים בחדרי מגורים ומשרדים, והתקנים המסומנים "D" מגנים על מעגלים בהם יש ציוד עם מקדם זרם התחלה גדול.

הקו הרגיל של מכונות ביתיות כולל מכשירים עם דירוגים של 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 ו- 63 A.

עיצוב המהדורות

במודרני מפסק ישנם שני סוגים של שחרורים: תרמיים ואלקטרומגנטיים.

השחרור הבימטאלי הוא בצורת פלטה העשויה משתי מתכות מוליכות עם התפשטות תרמית שונה. תכנון כזה, עם חריגה ממושכת מהערך הנקוב, מוביל לחימום החלק, לכיפוף שלו ולהפעלת מנגנון פתיחת המעגל.

במכונות מסוימות, באמצעות בורג הכוונון, אתה יכול לשנות את הזרם בו מתרחש הנסיעה. בעבר, לעתים קרובות נעשה שימוש בטכניקה זו בכדי "לכוונן" את המכשיר, אך הליך זה דורש ידע מיוחד ומעמקי מספר בדיקות.

על ידי סיבוב בורג הכוונון (המודגש במלבן אדום) נגד כיוון השעון, תוכלו להשיג זמן תגובה ארוך יותר לשחרור התרמי

כעת בשוק תוכלו למצוא דגמים רבים של דירוגים סטנדרטיים של יצרנים שונים, אשר מאפייני זמן-הזמן שלהם שונים במקצת (אך יחד עם זאת עומדים בדרישות הרגולציה). לכן, ניתן לבחור מכונה עם הגדרות "מפעל" נחוצות, אשר מבטלת את הסיכון לכיול שגוי.

שחרור אלקטרומגנטי מונע התחממות יתר של הקו כתוצאה ממעגל קצר. זה מגיב כמעט מייד, אך יחד עם זאת, הערך של חוזק הזרם חייב להיות גבוה פי כמה מהערך הנקוב. מבחינה מבנית, החלק הזה הוא סולנואיד. זרם יתר מייצר שדה מגנטי המניע את הליבה, פותח את המעגל.

עמידה בעקרונות הסלקטיביות

בנוכחות מעגל חשמלי מסועף ניתן לארגן הגנה בצורה כזו שבמקרה של קצר חשמלי מכבה רק הענף עליו מתרחש החירום. לשם כך משתמשים בעקרון הסלקטיביות של מתגים.

תרשים חזותי המציג את עקרון הפעולה של מערכת מפסקי חשמל עם פונקציה מיושמת של פעולת סלקטיביות (סלקטיביות) במקרה של קצר חשמלי

כדי להבטיח כיבוי סלקטיבי, מכשירים אוטומטיים עם ניתוק מיידי מותקנים במדרגות התחתונות, ופותחים את המעגל תוך 0.02 - 0.2 שניות. מפסק ההפעלה, שנמצא בשלב גבוה יותר, עיכוב הפיכה של 0.25-0.6 שניות, או מתבצע על פי מעגל "סלקטיבי" מיוחד בהתאם ל DIN VDE 0641-21.

לביטחון מובטח הפעלה סלקטיבית של מכונות אוטומטיות עדיף להשתמש במכונות מיצרן אחד. עבור מפסקי חשמל בטווח דגם יחיד, ישנם טבלאות סלקטיביות המציינות שילובים אפשריים.

כללי התקנה פשוטים

החלק של המעגל שחייב להיות מוגן באמצעות מפסק יכול להיות חד או תלת פאזי, יש נייטרלי, כמו גם חוט PE (קרקע). לכן, המכונות כוללות מ 1 עד 4 קטבים, המובילות גרעין מוליך.כאשר נוצרים תנאים לשלילה, כל אנשי הקשר מנותקים בו זמנית.

המכונות במגן מותקנות על מעקה DIN מעוצב במיוחד. זה מספק חיבור קומפקטי ומאובטח, כמו גם גישה נוחה למתג.

המכונות מותקנות כדלקמן:

• חד קוטבי לכל שלב;
• דו קוטבי לשלב וניטרלי;
• תלת קוטב לשלושה שלבים;
• ארבע-מוטות לשלושה שלבים וניטרליים.

אסור לעשות את הדברים הבאים:

• להתקין מפסקים במוט יחיד עם ניטרלי;
• הכנס תיל PE למכונה;
• התקן שלושה התקנים חד-מוטיים במקום מפסק תלת-קוטבי אחד אם לפחות צרכן תלת-פאזי אחד מחובר למעגל.

כל הדרישות הללו מנוסחות ב- EMP ויש להקפיד על קיומן.

בכל בית או חדר שאליו מחובר חשמל מותקנת מכונת היכרות. ערכו נקבע על ידי הספק וערך זה מנוסח בחוזה לחיבור חשמל. מטרת מתג כזה היא להגן על החלק מפני השנאי לצרכן.

לאחר מכונת ההיכרות מחובר דלפק לקו (שלב אחד או שלוש) ו מכשיר זרם שיורי, שתפקידיו שונים מהפעלת מפסק ומתג דיפרנציאלי.

אם החדר מחובר למספר מעגלים, אז כל אחד מהם מוגן על ידי מכונה נפרדת, שעוצמתה המצוין בסימון. הדירוגים והכיתות שלהם נקבעים על ידי בעל המקום, תוך התחשבות בחיווט הקיים או בעוצמת המכשירים המחוברים.

מד חשמל ומפסקי חשמל מותקנים במרכזייה העונה על כל דרישות הבטיחות וניתן לשלבם בקלות בתוך פנים החדר.

בבחירת מקום למקום מרכזיה יש לזכור שטמפרטורת האוויר משפיעה על תכונות השחרור התרמי. לכן רצוי להחזיק מעקה עם מכונות בתוך החדר.

חישוב ערך הנקוב הנדרש

פונקציית המגן העיקרית של מפסק המתח נמתחת לחיווט, ולכן הדירוג מתבצע לאורך חתך הכבלים. במקרה זה, כל המעגל צריך להבטיח את הפעולה הסדירה של המכשירים המחוברים אליו. החישוב של פרמטרי המערכת הוא פשוט, אך יש לקחת בחשבון ניואנסים רבים כדי למנוע טעויות ובעיות.

קביעת היכולת הכוללת של הצרכנים

אחד הפרמטרים העיקריים של המעגל החשמלי הוא ההספק המרבי האפשרי של צרכני החשמל המחוברים אליו. בעת חישוב אינדיקטור זה אינך יכול פשוט לסכם את נתוני הדרכון של המכשירים.

רכיב פעיל ומדורג

על כל מכשיר המופעל על ידי חשמל, היצרן חייב לציין את הכוח הפעיל (ע) ערך זה קובע את כמות האנרגיה שתומר באופן בלתי הפיך כתוצאה מהמנגנון ועבורו המשתמש ישלם על המד.

אבל עבור מכשירים עם קבלים או משרן, יש כוח אחר עם ערך שאינו אפס, המכונה תגובתי (ש) היא מגיעה למכשיר וכמעט מייד חוזרת חזרה.

הרכיב התגובה אינו משתתף בחישוב החשמל המשומש, אך יחד עם הפעיל מהווה את מה שמכונה הספק "מלא" או "מדורג" (ס), שמעניק עומס למעגל.

cos (f) הוא פרמטר איתו ניתן לקבוע את הסכום הכולל (הספק מדורג) מהפעיל (שנצרך). אם זה לא שווה לאחדות, זה מצוין בתיעוד הטכני של המכשיר החשמלי

יש לקחת בחשבון את תרומתו של מכשיר נפרד לעומס הכולל על החוטים המוליכים והמכונה על פי עוצמתה המלאה: ס = ע / cos (ו).

זרמי התחלה מוגברים

התכונה הבאה של סוגים מסוימים של מכשירי חשמל ביתיים היא נוכחות של שנאים, מנועים חשמליים או מדחסים. מכשירים כאלה בתחילת הפעולה צורכים זרם התחלה (התחלה).

ערכו יכול להיות גבוה פי כמה מהמחוונים הסטנדרטיים, אך זמן ההפעלה בהספק גבוה הוא קטן ובדרך כלל נע בין 0.1 לשלוש שניות. גל כזה לטווח קצר לא יביא להפעלת השחרור התרמי, אך הרכיב האלקטרומגנטי של מפסק ההפעלה, האחראי לקצר זרם יתר, יכול להגיב.

מצב זה רלוונטי במיוחד עבור קווי חכירה אליהם מחוברים ציוד כמו מכונות לעיבוד עץ. במקרה זה, עליכם לחשב את הכוח, ואולי הגיוני להשתמש באוטומט “D” בכיתה.

גורם ביקוש

עבור מעגלים אליהם מחובר כמות גדולה של ציוד ואין מכשיר הצורם את החלק הגדול ביותר של הזרם, מקדם ביקוש (ks) משמעות היישום שלה היא שכל המכשירים לא יעבדו בו זמנית, ולכן סיכום ההספק המדורג יביא לקצב מוגזם.

מקדם הביקוש לקבוצות צרכני חשמל נקבע בסעיף 7 לתקן SP 256.1325800.2016. אתה יכול גם לסמוך על אינדיקטורים אלה כשאתה מחשיב באופן עצמאי את ההספק המרבי

מקדם זה עשוי לקחת ערך שווה או פחות מאחד. חישובי כוח משוערים (ע_r) של כל התקן מתרחש על פי הנוסחה:

ע_r = ks * S

ההספק הכולל המדורג של כל המכשירים משמש לחישוב פרמטרי המעגל. רצוי להשתמש במקדם הביקוש לחצרים קמעונאיים למשרדים וקטנים עם מספר גדול של מחשבים, ציוד משרדי וציוד אחר המופעל ממעגל אחד.

עבור קווים עם מספר קטן של צרכנים, מקדם זה אינו משמש בצורתו הטהורה. מספירת הספק, מכשירים אלה מוסרים ששילובם במקביל למכשירים הצריכים יותר אנרגיה אינו סביר.

כך, למשל, אין סיכוי קטן לעבודה חד פעמית בסלון עם מגהץ ושואב אבק. ולגבי סדנאות עם מספר מצומצם של עובדים, נלקחים בחשבון רק 2-4 מכלי הכוח החזקים ביותר.

חישוב נוכחי

הבחירה באוטומט מתבצעת על פי הערך המרבי של חוזק הזרם המותר בחלק המעגל. יש צורך להשיג אינדיקטור זה, בידיעת הכוח הכולל של צרכני החשמל והמתח ברשת.

על פי GOST 29322-2014, מאוקטובר 2015, ערך המתח אמור להיות שווה ל 230 וולט עבור רשת רגילה ו -400 וולט עבור תלת פאזי. עם זאת, ברוב המקרים, הפרמטרים הישנים עדיין תקפים: 220 ו -380 וולט בהתאמה. לפיכך, לצורך דיוק החישובים, יש לבצע מדידות באמצעות מד מתח.

אתה יכול למדוד את המתח ברשת הביתית שלך באמצעות מד מתח או מולטימטר. לשם כך, פשוט חבר את אנשי הקשר שלו לשקע חשמל

נושא נוסף הרלוונטי במיוחד אליו חיווט פרטי, הוא אספקת ספק כוח עם מספיק מתח. מדידות על אובייקטים בעייתיים כאלה עשויות להראות ערכים שנמצאים מחוץ לטווח שצוין על ידי GOST.

יתרה מזאת, תלוי ברמת צריכת החשמל של שכנים, ערך המתח יכול להשתנות מאוד בפרק זמן קצר.

זה יוצר בעיה לא רק להפעלת המכשירים, אלא גם עבור חישוב זרם. כאשר המתח יורד, מכשירים מסוימים פשוט מאבדים חשמל, וחלקם, בעלי מייצב כניסה, מגדילים את צריכת החשמל.

קשה לחשב באופן איכותי את פרמטרי המעגל הדרושים בתנאים כאלה. לכן יהיה עליכם להניח כבלים עם חתך גדול ידוע (וזה יקר), או לפתור את הבעיה על ידי התקנת מייצב כניסה או חיבור הבית לקו אחר.

המייצב מותקן ליד המרכזיה. לעיתים קרובות קורה שזו הדרך היחידה להשיג את ערכי המתח הסטנדרטיים בבית

לאחר שנמצא הכוח הכולל של מוצרי חשמל (ס) וערך המתח (U), חישוב חוזק זרם (אני) שבוצעו על פי הנוסחאות הנובעות מחוק אוהם:

אני_ו = S / U_ו עבור רשת חד פאזית

אני_l = S / (1.73 * U_l) עבור רשת תלת פאזית

להלן המדד "ו"פירוש פרמטרים שלב, ו-"l"- ליניארי.

רוב המכשירים התלת-פאזיים משתמשים בסוג החיבור "כוכב", ודווקא על פי סכמה זו פועל שנאי שמייצר זרם לצרכן. בעומס סימטרי, הכוחות הליניאריים והפאזה יהיו זהים (אני_l = אני_ו), והמתח מחושב על ידי הנוסחה:

U_l = 1.73 * U_ו

הניואנסים של בחירת קטע כבלים

האיכות והפרמטרים של חוטים וכבלים מוסדרים על ידי GOST 31996-2012. על פי מסמך זה, מפותחים מפרט טכני עבור המוצרים, כאשר מותר טווח מסוים של ערכים של מאפיינים בסיסיים. על היצרן לספק טבלת התכתבויות של חתך רוחב הליבות וחוזק הזרם המרבי הבטוח.

חוזק הזרם המרבי המותר תלוי בחתך הרוחב של מוליכי החוט ובשיטת ההתקנה. ניתן להניח אותם מוסתרים (בקיר) או פתוחים (בצינור או בתעלה)

יש צורך לבחור כבל באופן שיבטיח את הזרם הבטוח של הזרם המתאים לכוח הכולל המחושב של מכשירי חשמל. על פי PUE (כללי התקנה חשמלית), המינימום עיצוב חתך רוחבי של חוטיםהמשמש בחצרים למגורים חייב להיות לפחות 1.5 מ"מ².

לגדלים סטנדרטיים יש את המשמעויות הבאות: 1.5; 2.5; 4; 6 ו -10 מ"מ².

לפעמים יש סיבה להשתמש בחוטים עם חתך רוחב צעד אחד גדול מהמינימום המותר. במקרה זה, קיימת האפשרות לחבר מכשירים נוספים או להחליף מכשירים קיימים בחזקים יותר ללא עבודה יקרה וממושכת על הנחת כבלים חדשים.

חישוב הפרמטרים של המכונה

עבור כל מעגל, אי-השוויון הבא צריך להיות מרוצה:

אני_n <= אני_ע / 1.45

הנה אני_n - זרם מדורג של המכונה, ו אני_ע - זרם מותר לחיווט. כלל זה מבטיח שילוש מובטח על מעבר ממושך העומס המותר.

אי השוויון "ב <= Ip / 1.45" הוא התנאי העיקרי להשלמת זוג "כבל אוטומטי". אי שמירה על כלל זה עלולה לגרום לשריפה.

ניתן לחשב את דירוג המכונה הן על ידי העומס הכולל והן על ידי חתך הרוחב של החוטים של החיווט שכבר הונח. נניח שיש תרשים חיבור למכשירי חשמל, אך החיווט טרם הונח.

במקרה זה, רצף הפעולות הוא כדלקמן:

1. חישוב עוצמת הזרם הכוללת של מכשירי חשמל המחוברים לרשת.
2. הבחירה באוטומט עם ערך נקוב של לא פחות מהערך המחושב.
3. בחירת חתך הכבלים בהתאם לדירוג המכונה.

דוגמא:

1. S = 4 קילוואט; I = 4000/220 = 18 A;
2. אני_n = 20 א;
3. אני_ע > = אני_n * 1.45 = 29 A; D = 4 מ"מ².

אם החיווט כבר הונח, רצף הפעולות שונה:

1. קביעת זרם מותר עם קטע ושיטת חיווט ידועים לפי הטבלה שמספקת היצרן.
2. בחירת מפסק.
3. חישוב הכוח של מכשירים מחוברים. ניהול קבוצת התקנים כך שהעומס הכולל במעגל נמוך מהערך הנקוב.

דוגמא. בואו להיות מונחים שני כבלים עם ליבה אחת בדרך פתוחה, D = 6 מ"מ²ואז:

1. אני_ע = 46 א;
2. אני_n <= אני_ע / 1.45 = 32 A;
3. S = i_n * 220 = 7.0 קילוואט.

בפסקה 2 בדוגמה האחרונה, יש קירוב מותר קל. ערך מדויק של אני_n = אני_ע / 1.45 = 31.7 A מעוגל ל -32 A.

בחירה בין ערכים מרובים

לעיתים נוצר מצב בו ניתן לבחור במספר מכונות עם דירוגים שונים להגנה על המעגל. לדוגמה, בהספק כולל של מכשירי חשמל 4 קילוואט (18 א '), נבחר חיווט עם חתך רוחב של מוליכי נחושת של 4 מ"מ עם שוליים². לשילוב זה ניתן להניח את המתגים על 20 ו 25 א.

אם תרשים החיווט של החשמלאי מניח נוכחות של הגנה רב שכבתית, עליכם לבחור את המכונות כך שערך הדירוג ברמה הגבוהה יותר (באיור מימין הוא 25 A) היה גדול יותר מאשר המתגים של רמות נמוכות יותר

היתרון בבחירת המתג עם הדירוג הגבוה ביותר הוא היכולת לחבר מכשירים נוספים מבלי לשנות את אלמנטים המעגליים. הדבר נעשה לרוב.

בעד בחירת אוטומט בעל ערך נומינלי נמוך יותר, העובדה ששחרורו התרמי יגיב מהר יותר למדד זרם מוגבר היא בעד.העובדה היא כי בחלק מהתקנים עלולה להיות תקלה, שתוביל לעלייה בצריכת האנרגיה, אך לא לערך הקצר.

לדוגמא, פירוט מיסב המנוע של מכונת הכביסה יביא לעלייה חדה בזרם המתפתל. אם המכונה מגיבה במהירות לחרוג מהערכים והנסיעות המותרות, המנוע לא יישרף.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

תכנון מפסק החשמל וסיווגו. הרעיון של מאפייני זמן-זמן ובחירת חתך הכבלים הנומינלי:

חישוב עוצמת המכשירים ובחירת המכונה תוך שימוש בהוראות ה- PUE:

יש לקחת באחריות את הבחירה במפסק. מכיוון שבטיחות מערכת החשמל בבית תלויה בכך. עם כל פרמטרי הקלט והניואנסים הרבים של החישוב, יש לזכור כי פונקציית המגן העיקרית של המכונה משתרעת על חיווט.

אנא כתוב הערות, שאל שאלות, פרסם תמונה בנושא המאמר בבלוק למטה. שתף מידע שימושי שעשוי להועיל למבקרים באתר. ספר לנו על החוויה שלך בבחירת מפסקים להגנה על חיווט המדינה או הבית שלך.