Yük gücüne, kablo kesitine ve akıma göre makine seçimi: hesaplama prensipleri ve formülleri

Sorunsuz bir şirket içi güç kaynağı düzenlemek için ayrı şubeler tahsis etmek gerekir. Her hat, kablo izolasyonunu erimeye karşı koruyan kendi koruma cihazıyla donatılmalıdır. Ancak herkes hangi cihazı satın alacağını bilmiyor. Katılıyor musun?

Yük gücüne göre otomatik makine seçimi ile ilgili her şeyi sunduğumuz makaleden öğreneceksiniz. Gerekli sınıftaki bir anahtarı bulmak için derecelendirmeyi nasıl belirleyeceğinizi size anlatacağız. Önerilerimizi dikkate almak, kablolamanın çalışması sırasında tehlikeli durumları ortadan kaldırabilecek gerekli cihazların satın alınmasını garanti eder.

Ev ağları için otomatik anahtarlar

Elektrik tedarik kuruluşları, kabloyu santrale bağlamak için çalışmalar yaparak evleri ve apartmanları birbirine bağlar. Tesislerdeki tüm kablolama kurulumları sahipleri veya işe alınan uzmanlar tarafından gerçekleştirilir.

Her bir devreyi koruyacak bir devre kesici seçmek için onun değerini, sınıfını ve diğer bazı özelliklerini bilmeniz gerekir.

Temel parametreler ve sınıflandırma

Ev makineleri, alçak gerilim elektrik devresinin girişine kurulur ve aşağıdaki sorunları çözmek için tasarlanmıştır:

• bir elektrik devresinin manuel veya elektronik olarak etkinleştirilmesi veya enerjisinin kesilmesi;
• devre koruması: küçük uzun süreli aşırı yük sırasında akımın kesilmesi;
• Devre koruması: Kısa devre durumunda akımın anında kesilmesi.

Her anahtarın amper cinsinden ifade edilen bir özelliği vardır. Anma akımı (BEN_N) veya "nominal değer".

Bu değerin özünü, nominal değerin aşılma katsayısı kullanılarak anlamak daha kolaydır:

K = ben / ben_N,

nerede ben gerçek mevcut gücüm.

• K < 1,13: 1 saat içinde açma gerçekleşmeyecek;
• K > 1,45: 1 saat içinde kapatma gerçekleşecektir.

Bu parametreler madde 8.6.2'de sabitlenmiştir. GOSTR 50345-2010. K>1,45'te kapanmanın ne kadar süreceğini bulmak için belirli bir makine modelinin zaman-akım karakteristiğini yansıtan bir grafik kullanmanız gerekir.

Akım anahtarın anma değerini uzun süre 2 kat aşarsa 8 saniye ile 4 dakika arasında açılma gerçekleşir. Tepki hızı model ayarlarına ve ortam sıcaklığına bağlıdır

Ayrıca her devre kesici tipinin tanımlanmış bir akım aralığı vardır (BEN_A), anında serbest bırakma mekanizmasının etkinleştirildiği yer:

• "B" sınıfı: ben_A = (3 * ben_N ..5*ben_N];
• "C" sınıfı: ben_A = (5 * ben_N ..10*ben_N];
• "D" sınıfı: ben_A = (10 * ben_N .. 20 * ben_N].

“B” tipi cihazlar esas olarak oldukça uzun hatlar için kullanılır. Konut ve ofis binalarında "C" sınıfı devre kesiciler kullanılır ve "D" işaretli cihazlar, yüksek başlangıç ​​​​akımı katsayısına sahip ekipmanların bulunduğu devreleri korur.

Standart ev makineleri serisi 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 ve 63 A dereceli cihazları içerir.

Sürümlerin yapısal tasarımı

Modern devre kesici İki tür salınım vardır: termal ve elektromanyetik.

Bimetalik bir salınım, farklı termal genleşmeye sahip iki iletken metalden oluşturulan bir plaka şekline sahiptir.Bu tasarım, nominal değerin uzun süre aşılması durumunda parçanın ısınmasına, bükülmesine ve devre kesme mekanizmasının devreye girmesine neden olur.

Bazı makinelerde, kapatmanın gerçekleştiği akımın parametrelerini değiştirmek için ayar vidasını kullanabilirsiniz. Geçmişte bu teknik genellikle bir cihaza "ince ayar" yapmak için kullanılıyordu, ancak bu prosedür derinlemesine uzmanlık bilgisi ve çeşitli testler gerektiriyordu.

Ayar vidasını (kırmızı dikdörtgenle vurgulanmıştır) saat yönünün tersine çevirerek, termal serbest bırakma için daha uzun bir tepki süresi elde edebilirsiniz.

Artık piyasada, zaman-akım özellikleri biraz farklı olan (ancak aynı zamanda düzenleyici gerekliliklere uygun) farklı üreticilerin birçok standart derecelendirme modelini bulabilirsiniz. Bu nedenle, gerekli “fabrika” ayarlarına sahip bir makine seçmek mümkündür ve bu da yanlış kalibrasyon riskini ortadan kaldırır.

Elektromanyetik serbest bırakma, kısa devre sonucu hattın aşırı ısınmasını önler. Neredeyse anında tepki verir, ancak mevcut değerin nominal değerden birkaç kat daha yüksek olması gerekir. Yapısal olarak bu kısım bir solenoiddir. Aşırı akım, çekirdeği hareket ettirerek devreyi kesen bir manyetik alan oluşturur.

Seçicilik ilkelerine uygunluk

Dallanmış bir elektrik devresi varsa, korumayı kısa devre durumunda yalnızca acil durumun meydana geldiği dalın bağlantısı kesilecek şekilde düzenlemek mümkündür. Bu amaçla anahtar seçiciliği ilkesinden yararlanılır.

Kısa devre oluştuğunda uygulanan seçicilik (seçicilik) işleviyle bir devre kesici sisteminin çalışma prensibini gösteren görsel bir diyagram

Seçici kapatmayı sağlamak için alt kademelere anlık kesme devre kesicileri takılarak devreyi 0,02 - 0,2 saniyede keser. Daha yüksek bir aşamada bulunan anahtar ya 0,25 - 0,6 s'lik bir çalışma gecikmesine sahiptir ya da DIN VDE 0641-21 standardına uygun özel bir "seçici" devreye göre yapılmıştır.

Garantili güvenlik için makinelerin seçici çalışması Tek bir üreticinin makinelerini kullanmak daha iyidir. Tek bir model aralığına ait anahtarlar için olası kombinasyonları gösteren seçicilik tabloları mevcuttur.

En basit kurulum kuralları

Devrenin bir anahtarla korunması gereken bölümü tek veya üç fazlı olabilir, nötr ve PE (toprak) kablosuna sahip olabilir. Bu nedenle makinelerde iletkenin bağlandığı 1 ila 4 kutup bulunur. Açma koşulları yaratıldığında tüm kontakların bağlantısı aynı anda kesilir.

Paneldeki makineler özel olarak tasarlanmış bir DIN rayına monte edilir. Kompakt ve güvenli bağlantının yanı sıra anahtara kolay erişim sağlar

Makineler aşağıdaki gibi kurulur:

• faz başına tek kutuplu;
• faz ve nötr için bipolar;
• 3 faz için üç kutuplu;
• 3 faz ve nötr için dört kutuplu.

Ancak aşağıdakileri yapmak yasaktır:

• tek kutuplu devre kesicileri nötr konuma takın;
• PE telini makineye yerleştirin;
• Devreye en az bir üç fazlı tüketici bağlıysa, bir üç kutuplu devre kesici yerine üç tek kutuplu olanı takın.

Tüm bu gereksinimler PUE'de belirtilmiştir ve bunlara uyulmalıdır.

Elektriğin verildiği her evde veya odada bir tanıtım makinesi kuruludur.Nominal değeri tedarikçi tarafından belirlenir ve bu değer elektrik bağlantı sözleşmesinde belirtilir. Böyle bir anahtarın amacı transformatörden tüketiciye kadar olan alanı korumaktır.

Giriş makinesinden sonra hatta bir sayaç (tek veya üç fazlı) bağlanır ve artık akım cihazıişlevleri otomatik ve diferansiyel anahtarın çalışmasından farklı olan.

Oda birkaç devreye bağlıysa, her biri gücü ayrı bir devre kesiciyle korunur. etikette belirtilmiştir. Derecelendirmeleri ve sınıfları, mevcut kablolama veya bağlı cihazların gücü dikkate alınarak tesis sahibi tarafından belirlenir.

Elektrik sayacı ve devre kesiciler, tüm güvenlik gereksinimlerini karşılayan ve odanın iç kısmına kolayca entegre edilebilen bir dağıtım panosuna monte edilmiştir.

Bir yer seçerken santral Termal salınımın özelliklerinin hava sıcaklığından etkilendiği unutulmamalıdır. Bu nedenle, makineli rayın odanın içine yerleştirilmesi tavsiye edilir.

Gerekli mezhep hesaplaması

Devre kesicinin ana koruyucu işlevi kablolara kadar uzanır, dolayısıyla derecelendirme kablo kesitine göre seçilir. Bu durumda devrenin tamamı kendisine bağlı cihazların normal çalışmasını sağlamalıdır. Sistem parametrelerinin hesaplanması basittir ancak hataları ve sorunları önlemek için birçok nüansın dikkate alınması gerekir.

Tüketicilerin toplam gücünün belirlenmesi

Elektrik devresinin ana parametrelerinden biri, ona bağlı elektrik tüketicilerinin mümkün olan maksimum gücüdür. Bu göstergeyi hesaplarken cihazların pasaport verilerini basitçe özetleyemezsiniz.

Aktif ve nominal bileşen

Elektrikle çalışan herhangi bir cihaz için üreticinin aktif gücü belirtmesi gerekir (P). Bu değer, cihazın çalışması sonucunda geri dönülemez biçimde dönüştürülecek ve kullanıcının sayaç üzerinden ödeyeceği enerji miktarını belirler.

Ancak kapasitörlü veya indüktörlü cihazlar için sıfır olmayan değere sahip başka bir güç vardır ve buna reaktif denir (Q). Cihaza ulaşır ve neredeyse anında geri döner.

Reaktif bileşen, kullanılan elektriğin hesaplanmasına katılmaz, ancak aktif bileşenle birlikte "toplam" veya "nominal" güç olarak adlandırılan gücü oluşturur (S), bu da zincire yük bindirir.

cos(f) – aktif (tüketilen) güçten toplam (nominal) gücü belirleyebileceğiniz parametre. Bire eşit değilse, elektrikli cihazın teknik dokümantasyonunda belirtilir.

Bireysel bir cihazın iletkenler ve devre kesici üzerindeki toplam yüke katkısını toplam gücüne göre hesaplamak gerekir: S = P /çünkü(F).

Artan başlatma akımları

Bazı ev aletlerinin bir sonraki özelliği transformatörlerin, elektrik motorlarının veya kompresörlerin varlığıdır. Bu tür cihazlar, başlatma sırasında ani (başlatma) akımı tüketir.

Değeri standart değerlerden birkaç kat daha yüksek olabilir, ancak artan güçte çalışma süresi kısadır ve genellikle 0,1 ile 3 saniye arasında değişir. Bu kadar kısa süreli bir dalgalanma, termal salınımı tetiklemez ancak kısa devre aşırı akımından sorumlu olan anahtarın elektromanyetik bileşeni tepki verebilir.

Bu durum özellikle ağaç işleme makineleri gibi ekipmanların bağlı olduğu özel hatlar için geçerlidir.Bu durumda amperajı hesaplamanız gerekir ve belki de "D" sınıfı bir makine kullanmak mantıklı olabilir.

Talep katsayısı dikkate alındığında

Çok sayıda ekipmanın bağlı olduğu ve akımın en büyük kısmını tüketen cihazın bulunmadığı devreler için talep faktörünü (teşekkürler). Bunu kullanmanın amacı, tüm cihazların aynı anda çalışmamasıdır, bu nedenle nominal güçlerin toplanması, fazla tahmin edilen bir rakama yol açacaktır.

Elektrik tüketicisi grupları için talep katsayısı SP 256.1325800.2016'nın 7. maddesinde belirlenmiştir. Maksimum gücü bağımsız olarak hesaplarken bu göstergelere de güvenebilirsiniz.

Bu katsayı bire eşit veya birden küçük bir değer alabilir. Tasarım gücü hesaplamaları (P_R) her cihazın aşağıdaki formüle göre gerçekleşir:

P_R = ks * S

Tüm cihazların toplam nominal gücü, devre parametrelerini hesaplamak için kullanılır. Talep katsayısının kullanılması, çok sayıda bilgisayarın, ofis ekipmanının ve tek devreden güç alan diğer ekipmanların bulunduğu ofis ve küçük perakende satış yerleri için tavsiye edilir.

Az sayıda tüketiciye sahip hatlar için bu katsayı saf haliyle kullanılmaz. Daha fazla enerji tüketen cihazlarla aynı anda açılması muhtemel olmayan cihazlar, güç hesaplamasından çıkarılır.

Yani örneğin oturma odasında ütü ve elektrikli süpürgeyle aynı anda çalışma şansı çok az. Az sayıda personelin bulunduğu atölyeler için en güçlü elektrikli el aletlerinden yalnızca 2-4 tanesi dikkate alınır.

Mevcut hesaplama

Makine, devre bölümünde izin verilen maksimum akım değerine göre seçilir. Elektrik tüketicilerinin toplam gücünü ve ağdaki voltajı bilerek bu göstergeyi elde etmek gerekir.

GOST 29322-2014'e göre Ekim 2015'ten itibaren voltaj değeri normal bir ağ için 230 V'a, üç fazlı bir ağ için 400 V'a eşit olmalıdır. Ancak çoğu durumda eski parametreler hala geçerlidir: sırasıyla 220 ve 380 V. Bu nedenle doğru hesaplamalar için voltmetre kullanarak ölçüm yapmak gerekir.

Bir voltmetre veya multimetre kullanarak ev ağınızdaki voltajı ölçebilirsiniz. Bunu yapmak için kontaklarını elektrik prizine takmanız yeterlidir.

Özellikle konuyla ilgili başka bir sorun özel sektörde elektrik tesisatı, yetersiz voltajla güç kaynağının sağlanmasıdır. Bu tür problemli nesnelerde yapılan ölçümler, GOST tarafından tanımlanan aralığın dışında değerler gösterebilir.

Üstelik komşularınızın elektrik tüketim düzeyine bağlı olarak voltaj değeri kısa süre içinde büyük ölçüde değişebilmektedir.

Bu durum sadece cihazların işleyişi açısından değil, aynı zamanda mevcut hesaplama. Voltaj düştüğünde bazı cihazlar basitçe güç kaybeder ve giriş dengeleyiciye sahip bazı cihazlar elektrik tüketimini artırır.

Bu koşullar altında gerekli devre parametrelerinin niteliksel hesaplamalarını yapmak zordur. Bu nedenle, ya kasıtlı olarak büyük kesitli (pahalı) kablolar döşemeniz ya da bir giriş dengeleyici kurarak veya evi başka bir hatta bağlayarak sorunu çözmeniz gerekecektir.

Dengeleyici santralin yanına monte edilmiştir. Çoğu zaman evde standart voltaj değerlerini elde etmenin tek yolunun bu olduğu görülür.

Elektrikli cihazların toplam gücü bulunduktan sonra (S) ve voltaj değerini buldum (sen), mevcut hesaplama (BEN) Ohm yasasının bir sonucu olan formüllere göre gerçekleştirilir:

BEN_F = S/U_F tek fazlı ağ için

BEN_ben = S / (1,73 * U_ben) üç fazlı ağ için

İşte indeks "F" faz parametreleri anlamına gelir ve "ben" - doğrusal.

Üç fazlı cihazların çoğu "yıldız" bağlantı tipini kullanır ve transformatörün çalışması da bu devreye göre tüketiciye akım iletir. Simetrik bir yükte doğrusal ve faz kuvvetleri aynı olacaktır (BEN_ben = BEN_F) ve voltaj aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

sen_ben = 1,73 * U_F

Kablo kesitini seçmenin nüansları

Tellerin ve kabloların kalitesi ve parametreleri GOST 31996-2012 tarafından düzenlenmektedir. Bu belgeye göre, temel özelliklerin belirli bir değer aralığına izin verilen, üretilen ürünler için spesifikasyonlar geliştirilmiştir. Üretici, damarların kesiti ile maksimum güvenli akım arasındaki yazışma tablosunu sağlamakla yükümlüdür.

İzin verilen maksimum akım, kabloların kesitine ve kurulum yöntemine bağlıdır. Gizli (duvara) veya açık (boru veya kutuya) şekilde döşenebilirler.

Elektrikli cihazların hesaplanan toplam gücüne karşılık gelen güvenli akım akışını sağlayacak şekilde bir kablo seçmek gerekir. PUE'ye (elektrik tesisatı kuralları) göre minimum hesaplanan tel kesitikonutlarda kullanılanlar en az 1,5 mm olmalıdır².

Standart boyutlar aşağıdaki değerlere sahiptir: 1,5; 2.5; 4; 6 ve 10 mm².

Bazen izin verilen minimum değerden bir adım daha büyük kesitli kabloların kullanılmasının bir nedeni vardır. Bu durumda, yeni kabloların döşenmesi için pahalı ve zaman alıcı çalışmalar yapmadan ek cihazları bağlamak veya mevcut olanları daha güçlü olanlarla değiştirmek mümkündür.

Makine parametrelerinin hesaplanması

Herhangi bir devre için aşağıdaki eşitsizlik sağlanmalıdır:

BEN_N <= ben_P / 1.45

Burada BEN_N - makinenin nominal akımı ve BEN_P – kablolama için izin verilen akım. Bu kural, izin verilen yükün uzun süre aşılması durumunda garantili serbest bırakma sağlar.

“Makine-kablo” çiftini tamamlarken “In <= Ip / 1,45” eşitsizliği ana durumdur. Bu kurala uyulmaması kablolarda yangına neden olabilir.

Makinenin derecesi hem toplam yüke hem de önceden kurulmuş olan kabloların tellerinin kesitine göre hesaplanabilir. Diyelim ki elektrikli aletleri bağlamak için bir şema var ancak kablolama henüz döşenmedi.

Bu durumda eylem sırası aşağıdaki gibidir:

1. Şebekeye bağlı elektrikli cihazların toplam akım gücünün hesaplanması.
2. Hesaplanan değerden daha az olmayan bir değere sahip bir makine seçin.
3. Makinenin derecesine göre kablo kesitinin seçimi.

Örnek:

1. S = 4 kW; ben = 4000/220 = 18A;
2. BEN_N = 20A;
3. BEN_P >= ben_N * 1,45 = 29A; D = 4mm².

Kablolama zaten döşenmişse, eylem sırası farklıdır:

1. Üretici tarafından sağlanan tabloya göre bilinen bir kesit ve kablolama yöntemi için izin verilen akımın belirlenmesi.
2. Devre kesicinin seçimi.
3. Bağlı cihazların gücünün hesaplanması. Bir grup cihazı, devre üzerindeki toplam yükün nominal değerden az olacak şekilde donatılması.

Örnek. İki adet tek damarlı kablonun açık olarak döşenmesine izin verin, D = 6 mm², Daha sonra:

1. BEN_P = 46A;
2. BEN_N <= ben_P / 1,45 = 32A;
3. S = ben_N * 220 = 7,0 kW.

Son örneğin 2. noktasında hafif kabul edilebilir bir yaklaşım vardır. I'in tam değeri_N = ben_P / 1,45 = 31,7 A, 32 A'ya yuvarlanır.

Birkaç mezhep arasında seçim

Bazen devreyi korumak için farklı değerlere sahip birkaç makineyi seçebileceğiniz bir durum ortaya çıkar.Örneğin, toplam gücü 4 kW (18 A) olan elektrikli cihazların gücüyle, 4 mm bakır çekirdekli kablolama yedekli olarak seçildi². Bu kombinasyon için 20 ve 25 A anahtarlar takabilirsiniz.

Elektrik bağlantı şeması çok katmanlı korumanın varlığını varsayıyorsa, devre kesicileri, daha yüksek olanın (sağdaki şekilde - 25 A) değerinin anahtarların değerinden daha büyük olacak şekilde seçmeniz gerekir. daha düşük seviyeler

En yüksek değere sahip bir anahtar seçmenin avantajı, devre elemanlarını değiştirmeden ek cihazların bağlanabilmesidir. Çoğu zaman yaptıkları budur.

Daha düşük değere sahip bir makinenin seçimi, termal salınımının artan akıma daha hızlı tepki vereceği gerçeğiyle desteklenir. Gerçek şu ki, bazı cihazlarda enerji tüketiminde artışa yol açacak, ancak kısa devre noktasına kadar olmayacak bir arıza olabilir.

Örneğin, bir çamaşır makinesinin motor yatağının arızalanması, sarımdaki akımda keskin bir artışa yol açacaktır. Makine izin verilen değerlerin aşılmasına hızlı tepki verir ve kapanırsa motor yanmaz.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Devre kesicinin tasarımı ve sınıflandırılması. Zaman-akım özellikleri kavramı ve kablo kesitine göre değer seçimi:

Cihazların gücünün hesaplanması ve PUE hükümlerini kullanarak bir makinenin seçilmesi:

Evdeki elektrik sisteminin güvenliği buna bağlı olduğundan devre kesici seçimi sorumlu bir şekilde yapılmalıdır. Birçok giriş parametresi ve hesaplama nüansı ile makinenin ana koruma fonksiyonunun kablolama için geçerli olduğunu unutmamak gerekir.

Lütfen aşağıdaki blokta yorum yazın, soru sorun ve makalenin konusuyla ilgili fotoğraflar yayınlayın. Site ziyaretçileri için yararlı olabilecek yararlı bilgileri paylaşın. Kırsal veya evdeki elektrik kablolarını korumak için devre kesicileri seçme konusundaki deneyiminizi bize anlatın.