Calificaciones de los interruptores automáticos para la selección adecuada

Los dispositivos para desconectar la electricidad durante sobrecargas y cortocircuitos se instalan en la entrada de cualquier red doméstica. Es necesario calcular correctamente las clasificaciones de los interruptores automáticos por corriente, de lo contrario su funcionamiento será ineficiente. ¿Estás de acuerdo?

Describiremos cómo se realiza el cálculo de los parámetros de la máquina, según el cual se selecciona este dispositivo de protección. A partir del artículo propuesto por nosotros, aprenderá cómo elegir el dispositivo requerido para proteger la red eléctrica. Con nuestro consejo, obtendrá una opción que claramente funciona en un momento peligroso para la publicación.

Parámetros del disyuntor

Para garantizar la correcta selección de la calificación de los dispositivos de apagado, es necesario comprender los principios de su funcionamiento, condiciones y tiempos de respuesta.

Los parámetros operativos de los interruptores automáticos están estandarizados por documentos regulatorios rusos e internacionales.

Elementos clave y etiquetado.

El diseño del interruptor incluye dos elementos que responden al exceso de una corriente de un rango de valores especificado:

• La placa bimetálica, bajo la influencia de la corriente que pasa, se calienta y, al doblarse, presiona el empujador, que separa los contactos. Esto es "protección térmica" contra sobrecargas.
• El solenoide bajo la influencia de una fuerte corriente en el devanado genera un campo magnético que presiona el núcleo, y este último ya actúa sobre el émbolo. Esta es una "protección contra corriente de cortocircuito" que reacciona ante un evento de este tipo mucho más rápido que una placa.

Los tipos de dispositivos de protección eléctrica tienen una marca mediante la cual se pueden determinar sus parámetros básicos.

El tipo de característica de tiempo-corriente depende del rango de configuración (la magnitud de la corriente en la que se produce la respuesta) del solenoide. Para proteger el cableado y los electrodomésticos de los apartamentos, hogares y oficinas, utilice interruptores de tipo "C" o, mucho menos, "B". No hay ninguna diferencia particular entre ellos en el uso doméstico.

El tipo “D” se usa en cuartos de servicios o carpintería en presencia de equipos con motores eléctricos, que tienen grandes indicadores de potencia de arranque.

Existen dos estándares para los dispositivos de desconexión: residencial (EN 60898-1 o GOST R 50345) e industrial más estricto (EN 60947-2 o GOST R 50030.2). Difieren ligeramente y las máquinas de ambos estándares se pueden utilizar para instalaciones residenciales.

De acuerdo con la corriente nominal, la serie estándar de autómatas para uso en condiciones de vida contiene dispositivos con los siguientes valores: 6, 8, 10, 13 (rara vez ocurre), 16, 20, 25, 32, 40, 50 y 63 A.

Características de respuesta tiempo-corriente.

Para determinar la velocidad a la que el autómata responde cuando está sobrecargado, hay tablas de dependencia especiales. tiempo de inactividad de la relación de la calificación de exceso, que es igual a la relación de la corriente existente a clasificado:

K = I / I_n.

El funcionamiento de la liberación electromagnética causa un fuerte desglose de la tabla cuando se alcanza el valor del factor de rango de 5 a 10 unidades. Para los interruptores de tipo "B", esto ocurre cuando el valor es de 3 a 5 unidades, y para el tipo "D" es de 10 a 20.

Con K = 1.13, se garantiza que la máquina no desconectará la línea durante 1 hora, y con K = 1.45, se garantiza que se desconecte durante el mismo tiempo. Estos valores son aprobados en el párrafo. 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Para comprender cuánto tiempo funcionará la protección, por ejemplo, cuando K = 2, es necesario dibujar una línea vertical a partir de este valor. Como resultado, obtenemos que de acuerdo con el programa anterior, la desconexión se producirá en el rango de 12 a 100 segundos.

Una distribución de tiempo tan grande se debe al hecho de que el calentamiento de la placa depende no solo de la potencia de la corriente que la atraviesa, sino también de los parámetros del entorno externo. Cuanto más alta es la temperatura, más rápido funciona el automático.

Reglas de selección nominal

La geometría de las redes eléctricas internas y domésticas es individual, por lo que no existen soluciones estándar para instalar interruptores de cierto valor nominal. Las reglas generales para calcular los parámetros permisibles de los autómatas son bastante complejas y dependen de muchos factores. Es necesario tenerlos en cuenta a todos, de lo contrario es posible crear una emergencia.

El principio de cableado interno.

Las redes eléctricas internas tienen una estructura ramificada en forma de “árbol”: un gráfico sin ciclos. La adhesión a este principio de construcción se llama selectividad de la máquina, según el cual todos los tipos de circuitos eléctricos están equipados con dispositivos de protección.

Esto mejora la estabilidad del sistema en caso de una emergencia y simplifica el trabajo para eliminarlo. También es mucho más fácil distribuir la carga, conectar dispositivos que consumen mucha energía y cambiar la configuración del cableado.

Las funciones del autómata de entrada incluyen la supervisión de sobrecarga total, lo que evita que el amperaje supere el valor permitido para un objeto. Si esto sucede, existe el riesgo de dañar el cableado externo. Además, es probable que se activen los dispositivos de protección fuera del apartamento, que ya pertenecen a la propiedad común o pertenecen a las redes eléctricas locales.

Las funciones de las máquinas de grupo incluyen el control de la intensidad de corriente en líneas individuales. Protegen contra la sobrecarga del cable en el área designada y el grupo de consumidores de electricidad conectados a él. Si durante un cortocircuito, un dispositivo de este tipo no funciona, está asegurado por el autómata introductorio.

Incluso para los apartamentos con un pequeño número de consumidores de electricidad, es conveniente tener una línea separada para la iluminación. Cuando se apaga el interruptor automático de otro circuito, la luz no se apaga, lo que permitirá eliminar el problema que ha surgido en condiciones más cómodas. Prácticamente en cada panel, el valor del valor nominal de la máquina de entrada es menor que la suma del grupo.

La potencia total de los aparatos eléctricos.

La carga máxima en el circuito se produce cuando todos los aparatos eléctricos se encienden al mismo tiempo. Por lo tanto, generalmente, la potencia total se calcula por suma simple. Sin embargo, en algunos casos, esta cifra será menor.

Para algunas líneas, el funcionamiento simultáneo de todos los aparatos eléctricos conectados a él es improbable y, a veces, imposible. En las casas, a veces se establecen específicamente límites en el funcionamiento de dispositivos de alta potencia. Para hacer esto, recuerde evitar su inclusión simultánea o use un número limitado de puntos de venta.

En la electrificación de edificios de oficinas, el coeficiente empírico de simultaneidad se usa a menudo para los cálculos, cuyo valor se toma en el rango de 0,6 a 0,8. La carga máxima se calcula multiplicando la suma de la potencia de todos los aparatos por un factor.

Hay una sutileza en los cálculos: es necesario tener en cuenta la diferencia entre la potencia nominal (total) y la consumida (activa), que están relacionadas por el coeficiente (cos (f)).

Esto significa que para el funcionamiento del dispositivo se requiere una corriente de potencia igual a la consumida dividida por este factor:

Yo_p = I / cos (f)

Donde

• Yo_p - intensidad de corriente nominal, que se utiliza en los cálculos de carga;
• I es la corriente consumida por el dispositivo;
• cos (f) <= 1.

Generalmente, la corriente nominal inmediata o mediante una indicación del valor de cos (f) se indica en la hoja de datos técnicos del dispositivo eléctrico.

Por ejemplo, el valor del coeficiente para fuentes de luz luminiscentes es 0.9; para lámparas LED - aproximadamente 0,6; Para lámparas incandescentes ordinarias - 1. Si se pierde la documentación, pero se conoce el consumo de energía de los electrodomésticos, entonces, como garantía, toman cos (f) = 0.75.

Cómo elegir un disyuntor para la carga de potencia está escrito en siguiente artículo, cuyo contenido te aconsejamos leer.

La elección del corte transversal vivido

Antes de colocar el cable de alimentación del tablero de distribución al grupo de consumidores, es necesario calcular la potencia de los aparatos eléctricos cuando funcionan simultáneamente. La sección transversal de cualquier rama se elige de acuerdo con las tablas de cálculo según el tipo de metal del cableado: cobre o aluminio.

Los fabricantes de alambre acompañan productos manufacturados con materiales de referencia similares. Si están ausentes, se guían por los datos del libro de referencia "Reglas para el diseño de equipos eléctricos" o producen cálculo de la sección de cable.

Sin embargo, los consumidores a menudo son reasegurados y eligen no la sección transversal mínima permisible, sino un paso más amplio. Por ejemplo, al comprar un cable de cobre para una línea de 5 kW, elija una sección transversal de 6 mm²Cuando de acuerdo con la tabla 4 mm sea suficiente.².

Esto se justifica por las siguientes razones:

• Operación más prolongada del cable grueso, que rara vez se somete al máximo permitido para su carga de sección transversal. Reinstalar el cableado no es un trabajo fácil y costoso, especialmente si se han hecho reparaciones en la habitación.
• El ancho de banda de reserva le permite conectarse a la perfección a los nuevos aparatos eléctricos de la red. Entonces, en la cocina, puede agregar un congelador adicional o mover la lavadora del baño.
• Los dispositivos de arranque que contienen motores eléctricos, dan una fuerte corriente de arranque. En este caso, hay una caída de voltaje, que se expresa no solo en el parpadeo de las lámparas de iluminación, sino que también puede provocar una falla en la parte electrónica de la computadora, el aire acondicionado o la lavadora. Cuanto más grueso sea el cable, menor será la sobrecarga de energía.

Desafortunadamente, hay muchos cables en el mercado que no se fabrican de acuerdo con GOST, sino de acuerdo con los requisitos de varias especificaciones técnicas.

A menudo, la sección transversal de sus venas no cumple con los requisitos o están hechas de material conductor con mayor resistencia de la esperada. Por lo tanto, la potencia máxima real a la que se produce el calentamiento permisible del cable es menor que en las tablas normativas.

Calcule la clasificación del interruptor para proteger el cable

El autómata instalado en el panel debe garantizar que la línea esté desconectada cuando la salida de energía de la corriente esté fuera del rango permitido para el cable eléctrico. Por lo tanto, para el cambio, es necesario calcular la calificación máxima permitida.

De acuerdo con PUE, la carga continua permisible de los cables de cobre tendidos en conductos o por aire (por ejemplo, por encima de un techo estirado) se toma de la tabla de arriba. Estos valores están destinados a situaciones de emergencia cuando hay una sobrecarga de energía.

Algunos problemas comienzan al correlacionar la potencia nominal del interruptor con la corriente permisible a largo plazo, si esto se hace de acuerdo con el GOST R 50571.4.43-2012 actual.

Primero, la decodificación de la variable I es engañosa._n, como la potencia nominal, si no presta atención al Anexo “1” de este artículo del GOST. En segundo lugar, en la fórmula "2" hay un error tipográfico: el coeficiente de 1.45 se agrega incorrectamente y este hecho es comprobado por muchos expertos.

Segun el parrafo 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 para interruptores domésticos con valores nominales de hasta 63 A, el tiempo condicional es de 1 hora. La corriente de disparo ajustada es igual al valor nominal multiplicado por un factor de 1.45.

Por lo tanto, de acuerdo con la primera y la segunda fórmula modificada, la corriente nominal del interruptor debe calcularse utilizando la siguiente fórmula:

Yo_n <= I_Z / 1,45

Donde

• Yo_n - corriente nominal de la máquina;
• Yo_Z - Corriente de cable larga permisible.

Realizaremos el cálculo de las clasificaciones de los interruptores para secciones de cable estándar con conexión monofásica con dos conductores de cobre (220 V). Para hacer esto, dividimos la corriente permisible a largo plazo (cuando se distribuye por el aire) por un factor de disparo de 1.45.

Elija un autómata para que su valor nominal sea menor que este valor:

• Sección transversal de 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Puntuación: 13 A;
• Sección transversal de 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Puntuación: 16 A;
• Seccion 4.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Clasificación: 25 A;
• Seccion 6.0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Puntuación: 32 A;
• Seccion 10.0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Clasificación: 40 A;
• Seccion 16.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Clasificación: 50 A;
• Sección 25.0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Puntuación: 63 A.

Los interruptores automáticos de 13A rara vez están disponibles comercialmente, por lo que los dispositivos con una capacidad nominal de 10A se utilizan con mayor frecuencia en su lugar.

De manera similar para los cables de aluminio, calculamos los valores de los autómatas:

• Sección transversal de 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Puntuación: 10 o 13 A;
• Seccion 4.0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Clasificación: 16 o 20 A;
• Seccion 6.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Clasificación: 25 A;
• Seccion 10.0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Puntuación: 32 A;
• Seccion 16.0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Clasificación: 40 A;
• Sección 25.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Denominación: 50 a.
• Seccion 35.0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Puntuación: 63 A.

Si el fabricante de cables de alimentación declara una dependencia diferente de la potencia permisible en el área de la sección transversal, entonces es necesario volver a calcular el valor de los interruptores.

Cómo determinar los parámetros técnicos del interruptor automático marcando, en detalle establece aquí. Recomendamos familiarizarse con el material informativo.

Prevención de sobrecargas por el trabajo del consumidor.

A veces, se instala en la línea un autómata con una potencia nominal mucho menor que la necesaria para garantizar la preservación de la eficiencia del cable eléctrico.

Es aconsejable reducir la clasificación del interruptor automático si la potencia total de todos los dispositivos en el circuito es significativamente menor que la que el cable puede soportar. Esto sucede si, por razones de seguridad, cuando algunos de los dispositivos se eliminaron de la línea después del cableado.

Luego, la reducción de la potencia nominal de la máquina se justifica desde el punto de vista de su respuesta más rápida a la sobrecarga que se produce.

Por ejemplo, cuando el cojinete del motor está atascado, la corriente en el bobinado aumenta considerablemente, pero no a los valores de cortocircuito. Si la máquina responde rápidamente, el devanado no tendrá tiempo de fundirse, lo que salvará al motor de un costoso proceso de rebobinado.

También el uso nominal es menor que el calculado por razones de restricciones severas en cada cadena. Por ejemplo, para una red monofásica, se instala un interruptor de 32 A en la entrada de un apartamento con una estufa eléctrica, que proporciona 32 * 1.13 * 220 = 8.0 kW de potencia admisible. Supongamos que durante el diseño del apartamento se configuraron 3 líneas con la instalación del grupo autómata de 25 A.

Supongamos que en una de las líneas hay un aumento lento en la carga. Cuando el consumo de energía alcanza un valor igual al disparo garantizado del interruptor de grupo, solo las dos secciones restantes tendrán (32 - 25) * 1.45 * 220 = 2.2 kW.

Esto es muy pequeño en relación con el consumo total. En este esquema, el autómata de entrada del panel de distribución se desconectará más a menudo que los dispositivos en las líneas.

Por lo tanto, para preservar el principio de selectividad, debe colocar interruptores con valores nominales de 20 o 16 amperios en los gráficos. Luego, con el mismo desequilibrio de consumo de energía, los otros dos enlaces representarán un total de 3.8 o 5.1 kW, lo que es aceptable.

Considera la oportunidad instalación del interruptor con un nominal de 20A en el ejemplo de una línea dedicada para la cocina.

Los siguientes aparatos eléctricos están conectados a él y se pueden encender simultáneamente:

• Refrigerador con una potencia nominal de 400 W y una corriente de arranque de 1.2 kW;
• Dos congeladores, 200 W;
• Horno, potencia 3,5 kW;
• Al operar un horno eléctrico, solo se puede encender un solo aparato, el más poderoso de los cuales es un hervidor eléctrico que consume 2.0 kW.

Una máquina de veinte amperios permite que más de una hora pase una corriente con una potencia de 20 * 220 * 1.13 = 5.0 kW. El cierre garantizado en menos de una hora se producirá cuando la corriente se pase en 20 * 220 * 1.45 = 6.4 kW.

Al mismo tiempo, al encender el horno y el hervidor eléctrico, la potencia total será de 5,5 kW o 1,25 partes del nominal de la máquina. Como el hervidor no dura mucho tiempo, no se apagará. Si en este momento el refrigerador y los dos congeladores entran en funcionamiento, la potencia será de 6.3 kW o 1.43 partes del nominal.

Este valor ya está cerca del parámetro de disparo garantizado. Sin embargo, la probabilidad de tal situación es extremadamente pequeña y la duración del período será insignificante, ya que el tiempo de funcionamiento de los motores y el hervidor es pequeño.

La corriente de arranque que surge al inicio del refrigerador, incluso en suma con todos los dispositivos que funcionan, no será suficiente para activar la liberación electromagnética. Por lo tanto, en las condiciones dadas, es posible usar un autómata en 20 A.

La única advertencia es la posibilidad de aumentar el voltaje a 230 V, que está permitido por los documentos reglamentarios. En particular, GOST 29322-2014 (IEC 60038: 2009) define un voltaje estándar de 230 V con la posibilidad de usar 220 V.

Ahora, la mayoría de las redes suministran electricidad a 220 V. Si el parámetro actual se reduce al estándar internacional de 230 V, entonces las clasificaciones se pueden recalcular de acuerdo con este valor.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El interruptor del dispositivo. Selección del autómata de entrada en función de la potencia conectada. Reglas de distribución de energía:

Seleccionando un interruptor para el ancho de banda del cable:

El cálculo de la corriente nominal del interruptor automático es una tarea compleja, para cuya solución es necesario tener en cuenta muchas condiciones. La comodidad del servicio y la seguridad de la red eléctrica local depende de la máquina instalada.

En caso de duda sobre la capacidad de tomar la decisión correcta, debe comunicarse con un electricista experimentado.

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