Beoordeling van automatische stroomonderbrekers voor de juiste selectie

Apparaten voor het uitschakelen van elektriciteit tijdens overbelasting en kortsluiting worden bij de ingang van elk thuisnetwerk geïnstalleerd. Het is noodzakelijk om de nominale waarden van de stroomonderbrekers correct te berekenen, anders zal de werking ervan inefficiënt zijn. Ben je het daarmee eens?

We beschrijven hoe de berekening van de parameters van de machine, op basis waarvan dit beveiligingsapparaat is geselecteerd, is gemaakt. Uit het artikel dat door ons is voorgesteld, leert u hoe u het apparaat kiest dat vereist is om het elektrische netwerk te beschermen. Met ons advies krijgt u een optie die duidelijk werkt op een gevaarlijk moment voor publicatie.

Circuit Breaker-parameters

Om zeker te zijn van de juiste selectie van de rating van de shutdown-apparaten, is het noodzakelijk om de principes van hun werking, voorwaarden en reactietijden te begrijpen.

De bedrijfsparameters van de stroomonderbrekers zijn gestandaardiseerd door Russische en internationale regelgevingsdocumenten.

Sleutelelementen en etikettering

Het ontwerp van de switch bevat twee elementen die reageren op de overmaat van een stroom van een opgegeven bereik van waarden:

• De bimetaalplaat warmt onder invloed van de passerende stroom op en duwt, buigend, op de duwer, die de contacten scheidt. Dit is een "thermische beveiliging" tegen overbelasting.
• De solenoïde onder invloed van een sterke stroom in de wikkeling genereert een magnetisch veld dat de kern drukt en de laatste werkt al op de plunjer. Dit is een "kortgesloten stroombeveiliging" die veel sneller op een dergelijke gebeurtenis reageert dan een plaat.

De typen elektrische beveiligingsinrichtingen hebben een markering waarmee hun basisparameters kunnen worden bepaald.

Het type tijdstroomkarakteristiek hangt af van het instelbereik (de grootte van de stroom waarop de reactie plaatsvindt) van de spoel. Gebruik de schakelaars van het type "C" of, veel minder vaak - "B", om de bedrading en apparaten in appartementen, huizen en kantoren te beschermen. Er is geen specifiek verschil tussen hen in huishoudelijk gebruik.

Type "D" wordt gebruikt in werkruimten of timmerwerk in de aanwezigheid van apparatuur met elektromotoren, die grote indicatoren van startvermogen hebben.

Er zijn twee normen voor ontkoppelingsapparaten: residentiële (EN 60898-1 of GOST R 50345) en strengere industriële (EN 60947-2 of GOST R 50030.2). Ze verschillen enigszins en machines van beide normen kunnen worden gebruikt voor residentiële gebouwen.

Volgens de nominale stroom bevat de standaardserie van automaten voor gebruik in woonomstandigheden apparaten met de volgende waarden: 6, 8, 10, 13 (komt zelden voor), 16, 20, 25, 32, 40, 50 en 63 A.

Tijd-huidige responskarakteristieken

Om de snelheid te bepalen waarmee de automaat reageert bij overbelasting, zijn er speciale afhankelijkheidstabellen. uit tijd van de verhouding van de overtollige beoordeling, die gelijk is aan de verhouding van de bestaande stroom tot par:

K = I / I_n.

Een scherpe uitsplitsing van de grafiek wanneer de waarde van de bereikfactor van 5 tot 10 eenheden wordt bereikt, wordt veroorzaakt door de werking van de elektromagnetische ontlading. Voor schakelaars van het type "B" gebeurt dit wanneer de waarde tussen 3 en 5 eenheden ligt en voor type "D" tussen 10 en 20.

Met K = 1,13, is het gegarandeerd dat de machine de lijn gedurende 1 uur niet ontkoppelt, en met K = 1,45 - het wordt gegarandeerd ontkoppeld gedurende dezelfde tijd. Deze waarden worden in alinea goedgekeurd 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Om te begrijpen hoe lang de bescherming werkt, bijvoorbeeld wanneer K = 2, is het noodzakelijk om een ​​verticale lijn te tekenen van deze waarde. Dientengevolge verkrijgen we dat volgens het bovenstaande schema de ontkoppeling zal plaatsvinden in het bereik van 12 tot 100 seconden.

Een dergelijke grote tijdspreiding is te wijten aan het feit dat de verwarming van de plaat niet alleen afhankelijk is van de stroom van de stroom die daardoorheen gaat, maar ook van de parameters van de externe omgeving. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de automaat werkt.

Nominale selectieregels

De geometrie van de elektrische netwerken in huis en huis is individueel, zodat standaardoplossingen voor het installeren van schakelaars met een bepaalde nominale waarde niet bestaan. De algemene regels voor het berekenen van de toegestane parameters van automaten zijn behoorlijk complex en afhankelijk van vele factoren. Het is noodzakelijk om met allemaal rekening te houden, anders is het mogelijk om een ​​noodgeval te creëren.

Het principe van interne bedrading

Interne elektrische netwerken hebben een vertakte structuur in de vorm van een "boom" - een grafiek zonder cycli. De naleving van dit principe van constructie wordt genoemd machineselectiviteit, volgens welke alle soorten elektrische circuits zijn uitgerust met beveiligingsinrichtingen.

Dit verbetert de stabiliteit van het systeem in geval van nood en vereenvoudigt het werk om het te elimineren. Het is ook veel eenvoudiger om de belasting te verdelen, energie-intensieve apparaten aan te sluiten en de configuratie van de bedrading te wijzigen.

De functies van de invoerautomaat omvatten totale bewaking van overbelasting - voorkomen dat de stroomsterkte de toegestane waarde voor een object overschrijdt. Als dit gebeurt, bestaat er een risico op schade aan de externe bedrading. Het is bovendien waarschijnlijk dat de beveiligingsapparatuur buiten het appartement, die al tot het gemeenschappelijke huisbezit behoort of tot het lokale elektriciteitsnet behoort, wordt geactiveerd.

De functies van groepsmachines omvatten controle van de stroomintensiteit op individuele lijnen. Ze beschermen tegen overbelasting van de kabel in het aangewezen gebied en de groep aangesloten elektriciteitsverbruikers. Als een dergelijk apparaat tijdens een kortsluiting niet werkt, dan is het verzekerd door de inleidende automaat.

Zelfs voor appartementen met een klein aantal elektrische verbruikers, is het wenselijk om een ​​aparte lijn voor verlichting te hebben. Wanneer de automatische stroomonderbreker van een ander circuit is uitgeschakeld, gaat het lampje niet uit, waardoor het probleem dat is ontstaan ​​onder comfortabelere omstandigheden kan worden opgelost. Praktisch in elk paneel is de waarde van de nominale waarde van de invoermachine kleiner dan de som van de groep.

Het totale vermogen van elektrische apparaten

De maximale belasting van het circuit treedt op wanneer alle elektrische apparaten tegelijkertijd worden ingeschakeld. Daarom wordt gewoonlijk het totale vermogen berekend door eenvoudig optellen. In sommige gevallen zal dit cijfer echter minder zijn.

Voor sommige lijnen is de gelijktijdige werking van alle aangesloten elektrische apparaten onwaarschijnlijk en soms onmogelijk. In huizen leggen ze soms specifiek beperkingen aan de werking van krachtige apparaten. Denk er om dit te doen aan hun gelijktijdige opname te voorkomen of een beperkt aantal verkooppunten te gebruiken.

Bij de elektrificatie van kantoorgebouwen wordt de empirische coëfficiënt van gelijktijdigheid vaak gebruikt voor berekeningen, waarvan de waarde wordt genomen in het bereik van 0,6 tot 0,8. Maximale belasting wordt berekend door de som van het vermogen van alle apparaten met een factor te vermenigvuldigen.

Er zit een subtiliteit in de berekeningen - het is noodzakelijk om rekening te houden met het verschil tussen het nominale (volledige) vermogen en het verbruikte (actieve), die gerelateerd zijn aan de coëfficiënt (cos (f)).

Dit betekent dat voor de werking van het apparaat een stroom nodig is die gelijk is aan de stroom die gedeeld wordt door deze factor:

ik_p = I / cos (f)

waarbij:

• ik_p - nominale stroomsterkte, die wordt gebruikt bij belastingberekeningen;
• I is de stroom verbruikt door het apparaat;
• cos (f) <= 1.

Gewoonlijk wordt de nominale stroom onmiddellijk of door een indicatie van de waarde van cos (f) aangegeven in het technische gegevensblad van het elektrische apparaat.

De coëfficiëntwaarde voor luminescente lichtbronnen is bijvoorbeeld 0,9; voor LED-lampen - ongeveer 0,6; voor gewone gloeilampen - 1. Als de documentatie verloren is gegaan, maar het energieverbruik van huishoudelijke apparaten bekend is, dan nemen ze voor een garantie cos (f) = 0,75.

Hoe een stroomonderbreker te kiezen voor de stroombelasting wordt geschreven volgend artikel, de inhoud waarvan wij u adviseren te lezen.

Keuze van doorsnede

Voordat u het netsnoer van het schakelbord naar de groep consumenten legt, moet u het vermogen van elektrische apparaten berekenen wanneer ze tegelijkertijd werken. De doorsnede van elke vertakking wordt gekozen volgens de berekeningstabellen, afhankelijk van het type metaal van de bedrading: koper of aluminium.

Draadfabrikanten vergezellen gefabriceerde producten met vergelijkbaar referentiemateriaal. Als ze ontbreken, worden ze geleid door gegevens uit het naslagwerk "Regels voor het ontwerp van elektrische apparatuur" of producten kabeldoorsnede berekening.

Consumenten worden echter vaak herverzekerd en kiezen niet de minimaal toelaatbare doorsnede, maar een grotere stap. Koop bijvoorbeeld een koperen kabel voor een 5 kW-lijn, kies een doorsnede van 6 mm²wanneer volgens de tabel 4 mm voldoende is².

Dit is gerechtvaardigd om de volgende redenen:

• Langere werking van de dikke kabel, die zelden onderworpen is aan de maximaal toelaatbare dwarsdoorsnede belasting. Het opnieuw leggen van de bedrading is geen gemakkelijke en kostbare klus, vooral als reparaties in de kamer zijn uitgevoerd.
• Met reservebandbreedte kunt u naadloos aansluiten op de nieuwe elektrische apparaten van het netwerk. Dus, in de keuken, kunt u een extra vriezer toevoegen of de wasmachine uit de badkamer halen.
• Aan de slag zijnde apparaten met elektromotoren geven een sterke aanloopstroom. In dit geval is er een spanningsval, die niet alleen wordt uitgedrukt in het knipperen van de verlichtingslampen, maar ook kan leiden tot een storing van het elektronische gedeelte van de computer, airconditioner of wasmachine. Hoe dikker de kabel, hoe minder stroomstoot.

Helaas zijn er veel kabels op de markt die niet zijn gemaakt in overeenstemming met GOST, maar in overeenstemming met de vereisten van verschillende technische specificaties.

Vaak voldoet de dwarsdoorsnede van hun aders niet aan de vereisten of zijn ze gemaakt van geleidend materiaal met een grotere weerstand dan verwacht. Daarom is het werkelijke maximale vermogen waarmee de toegestane verwarming van de kabel optreedt, minder dan in de normatieve tabellen.

Bereken de waarde van de schakelaar om de kabel te beschermen

De automaat die in het paneel is geïnstalleerd, moet ervoor zorgen dat de lijn wordt losgekoppeld wanneer de stroomafgifte van de stroom buiten het toegestane bereik voor de elektrische kabel ligt. Daarom is het voor de switch nodig om de maximaal toegestane rating te berekenen.

Volgens PUE is de toegestane continue belasting van koperkabels die in kanalen of door lucht zijn gelegd (bijvoorbeeld boven een uitgerekt plafond) overgenomen uit de bovenstaande tabel. Deze waarden zijn bedoeld voor noodsituaties wanneer er sprake is van stroomoverbelasting.

Sommige problemen beginnen bij het correleren van het nominale vermogen van de schakelaar met de toelaatbare stroom op lange termijn, als dit wordt gedaan in overeenstemming met de huidige GOST R 50571.4.43-2012.

Ten eerste is het decoderen van variabele I misleidend._n, als het nominale vermogen, als u geen aandacht schenkt aan Bijlage "1" bij dit onderdeel van de GOST. Ten tweede is er in de formule "2" een typfout: de coëfficiënt van 1,45 is verkeerd toegevoegd en dit feit wordt door veel deskundigen vastgesteld.

Volgens paragraaf 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 voor huishoudelijke schakelaars met nominale waarden tot 63 A, de voorwaardetijd is 1 uur. De ingestelde uitschakelstroom is gelijk aan de nominale waarde vermenigvuldigd met een factor van 1,45.

Dus, volgens zowel de eerste als de gewijzigde tweede formule, moet de nominale stroom van de schakelaar worden berekend met behulp van de volgende formule:

ik_n <= I_Z / 1,45

waarbij:

• ik_n - nominale stroom van de machine;
• ik_Z - lang toegestane kabelstroom.

We voeren de berekening uit van de nominale waarden van schakelaars voor standaard kabelsecties met eenfasige verbinding met twee koperen geleiders (220 V). Om dit te doen, verdelen we de toelaatbare stroom op lange termijn (bij het leggen door de lucht) met een uitschakelfactor van 1,45.

Kies een automaat zodat de nominale waarde lager is dan deze waarde:

• Doorsnede van 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Beoordeling: 13 A;
• 2,5 mm doorsnede²: 27 / 1,45 = 18,6. Beoordeling: 16 A;
• Sectie 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Beoordeling: 25 A;
• Sectie 6.0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Beoordeling: 32 A;
• Sectie 10.0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Beoordeling: 40 A;
• Sectie 16.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Beoordeling: 50 A;
• Paragraaf 25.0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Beoordeling: 63 A.

13A stroomonderbrekers zijn zelden commercieel verkrijgbaar, dus apparaten met een nominale capaciteit van 10A worden vaker gebruikt.

Op een vergelijkbare manier voor aluminiumkabels berekenen we de waarden van de automaten:

• 2,5 mm doorsnede²: 21 / 1,45 = 14,5. Beoordeling: 10 of 13 A;
• Sectie 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Beoordeling: 16 of 20 A;
• Sectie 6.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Beoordeling: 25 A;
• Sectie 10.0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Beoordeling: 32 A;
• Sectie 16.0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Beoordeling: 40 A;
• Paragraaf 25.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Denominatie: 50 A.
• Sectie 35.0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Beoordeling: 63 A.

Als de fabrikant van voedingskabels een andere afhankelijkheid van het toegestane vermogen op het oppervlak van de dwarsdoorsnede verklaart, moet de waarde voor de schakelaars opnieuw worden berekend.

Hoe de technische parameters van de stroomonderbreker te bepalen door in detail te markeren hier uiteengezet. We raden aan om kennis te maken met het informatieve materiaal.

Overbelastingspreventie door consumentenwerk

Soms wordt een automaat met een nominaal vermogen dat veel lager is dan noodzakelijk op de lijn geïnstalleerd om het behoud van de efficiëntie van de elektrische kabel te garanderen.

Het is raadzaam om de classificatie van de stroomonderbreker te verlagen als het totale vermogen van alle apparaten in het circuit aanzienlijk minder is dan de kabel kan weerstaan. Dit gebeurt als om veiligheidsredenen sommige apparaten na de bedrading uit de lijn zijn verwijderd.

Dan is reductie van het nominale vermogen van de machine gerechtvaardigd vanuit het oogpunt van een snellere reactie op de optredende overbelasting.

Wanneer het motorlager bijvoorbeeld is vastgelopen, neemt de stroom in de wikkeling sterk toe, maar niet tot de kortsluitingswaarden. Als de machine snel reageert, heeft de wikkeling geen tijd om te smelten, waardoor de motor niet duur hoeft te worden teruggewikkeld.

Gebruik ook de nominale is minder dan de berekende om redenen van ernstige beperkingen op elke keten. Voor een enkelfasig netwerk is bijvoorbeeld een schakelaar van 32 A geïnstalleerd bij de ingang van een appartement met een elektrische kachel, die 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW toelaatbaar vermogen levert. Stel dat tijdens de lay-out van het appartement 3 lijnen werden opgezet met de installatie van een groepsautomat van 25 A.

Stel dat op een van de lijnen de belasting langzaam toeneemt. Wanneer het stroomverbruik een waarde bereikt die gelijk is aan de gegarandeerde uitschakeling van de groepsschakelaar, hebben alleen de resterende twee secties (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Dit is erg klein in verhouding tot het totale verbruik. In dit schema wordt de automaat van het distributiepaneel vaker losgekoppeld dan apparaten op de lijnen.

Om het selectiviteitsprincipe te behouden, moet u daarom schakelaars met nominale waarden van 20 of 16 ampère op de plots zetten. Dan, met dezelfde onbalans van stroomverbruik, zullen de andere twee schakels goed zijn voor een totaal van 3,8 of 5,1 kW, wat acceptabel is.

Overweeg de gelegenheid schakel de installatie met een nominale waarde van 20A op het voorbeeld van een speciale lijn voor de keuken.

De volgende elektrische apparaten zijn erop aangesloten en kunnen gelijktijdig worden ingeschakeld:

• Koelkast met een nominaal vermogen van 400 W en een aanloopstroom van 1,2 kW;
• Twee diepvriezers, 200 W;
• Oven, vermogen 3,5 kW;
• Wanneer een elektrische oven wordt gebruikt, mag hij bovendien slechts één apparaat inschakelen, waarvan de krachtigste een waterkoker is die 2,0 kW verbruikt.

Een machine van twintig ampère laat meer dan een uur stroom door met een vermogen van 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Gegarandeerde uitschakeling in minder dan een uur vindt plaats wanneer stroom wordt doorgegeven in 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Tegelijkertijd met het inschakelen van de oven en een waterkoker, zal het totale vermogen 5,5 kW of 1,25 delen van de nominale waarde van de machine zijn. Omdat de waterkoker niet lang meegaat, wordt hij niet uitgeschakeld. Als op dit moment de koelkast en beide diepvriezers in gebruik worden genomen, bedraagt ​​het vermogen 6,3 kW of 1,43 delen van de nominale waarde.

Deze waarde ligt al dicht bij de parameter gegarandeerde uitschakeling. De waarschijnlijkheid van een dergelijke situatie is echter uiterst klein en de duur van de periode is niet significant, omdat de bedrijfstijd van de motoren en de waterkoker klein is.

De startstroom die ontstaat bij het begin van de koelkast, zelfs bij alle werkende apparaten, is niet genoeg om de elektromagnetische emissie te activeren. Dus, in de gegeven omstandigheden, is het mogelijk om een ​​automaat te gebruiken op 20 A.

Het enige voorbehoud is de mogelijkheid om de spanning te verhogen tot 230 V, wat is toegestaan ​​door wettelijke documenten. In het bijzonder definieert GOST 29322-2014 (IEC 60038: 2009) een standaardspanning van 230 V met de mogelijkheid om 220 V te gebruiken.

Nu leveren de meeste netwerken elektriciteit aan 220 V. Als de huidige parameter wordt teruggebracht tot de internationale standaard van 230 V, kunnen de waarderingen opnieuw worden berekend in overeenstemming met deze waarde.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De apparaatschakelaar. Selectie van ingangsautomaat afhankelijk van het aangesloten vermogen. Regels voor stroomverdeling:

Een schakelaar selecteren voor kabelbandbreedte:

De berekening van de nominale stroom van de stroomonderbreker is een complexe taak, voor de oplossing waarvan het noodzakelijk is om rekening te houden met vele omstandigheden. Het gemak van service en veiligheid van het lokale elektriciteitsnet is afhankelijk van de geïnstalleerde machine.

In geval van twijfel over het vermogen om de juiste keuze te maken, dient u contact op te nemen met ervaren elektriciens.

Schrijf commentaar in het onderstaande vak. Vertel ons over uw eigen ervaring bij het selecteren van stroomonderbrekers. Deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel, stel vragen.