Alegerea unei mașini automate pentru puterea de sarcină, secțiunea cablului și curent: principii și formule pentru calcule

Posibilă corectare a secțiunii conductorului pentru rezistența liniei

Orice conductor are propria rezistență - despre asta am vorbit chiar la începutul articolului, când am dat valorile rezistivității materialelor, cuprului și aluminiului.

Ambele metale au o conductivitate foarte decentă, iar în secțiuni de mică întindere, rezistența proprie a liniei nu are niciun efect semnificativ asupra parametrilor generali ai circuitului. Dar dacă se plănuiește să se așeze o linie lungă sau, de exemplu, un prelungitor de transport lung este făcut să funcționeze la o distanță considerabilă de casă, atunci este recomandabil să se calculeze propria rezistență și să se compare căderea de tensiune cauzată de aceasta cu tensiunea de alimentare.Dacă căderea de tensiune este mai mare de 5% din tensiunea nominală din circuit, regulile de funcționare a instalațiilor electrice prescriu să se ia un cablu cu conductori de secțiune transversală mai mare.

De exemplu, se face un suport pentru un invertor de sudare. Dacă rezistența cablului în sine este excesivă, firele sub sarcină se vor supraîncălzi foarte mult, iar tensiunea poate să nu fie suficientă pentru funcționarea corectă a dispozitivului.

Autorezistența cablului poate fi calculată folosind formula:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk este rezistența intrinsecă a cablului (liniei), Ohm;

2 - lungimea cablului este dublată, deoarece se ia în considerare întregul drum al curentului, adică „înainte și înapoi”;

ρ este rezistența specifică a materialului nucleelor ​​cablurilor;

L este lungimea cablului, m;

S este aria secțiunii transversale a miezului, mm².

Se presupune că știm deja cu ce curent vom avea de a face atunci când conectăm sarcina - acest lucru a fost deja discutat de mai multe ori în acest articol.

Cunoscând puterea curentului, este ușor să calculați căderea de tensiune folosind legea lui Ohm și apoi să o comparați cu valoarea nominală.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Dacă rezultatul testului este mai mare de 5%, atunci secțiunea transversală a miezurilor cablului trebuie mărită cu un pas.

Un alt calculator online vă va ajuta să efectuați rapid o astfel de verificare. Nu pare să necesite explicații suplimentare.

Calculator de cădere de tensiune pe linie lungă

După cum am menționat deja, cu o valoare de până la 5%, nu puteți schimba nimic. Dacă se dovedește mai mult, secțiunea transversală a miezului cablului crește, tot cu o verificare ulterioară.

*  *  *  *  *  *  *

Deci, au fost luate în considerare principalele probleme legate de secțiunea transversală necesară a cablului în funcție de sarcina planificată asupra acestuia.Cititorul este liber să aleagă oricare dintre metodele de calcul propuse, care îi place cel mai mult.

Vom încheia articolul cu un videoclip pe aceeași temă.

Curent nominal și caracteristică de timp

Aceasta este urmată de una dintre inscripțiile principale - curentul nominal al mașinii. De exemplu C25 sau C16.

Prima literă indică caracteristica timp-curent „C”. Numărul de după literă este valoarea curentului nominal.

Cele mai comune caracteristici sunt „B, C, D, Z, K”. Acestea determină timpul de declanșare, în funcție de curentul de scurtcircuit care trece prin mașină. Pe scurt, atunci:

B
mașina se va opri „condițional instantaneu” la un curent de scurtcircuit de 3-5 ori mai mare decât cel nominal

Practic sunt plasate în circuite de iluminat.

C
la un curent de scurtcircuit de 5-10 ori mai mare decât cel nominal

Aplicație universală în rețele cu sarcini mixte.

D
De 10-20 de ori mai mult Inom

Folosit pentru conectarea motoarelor electrice.

Z
de 2-3 ori

Actual în circuite cu dispozitive electronice.

K
de 8-12 ori

Potrivit numai pentru echipamente cu sarcină inductivă.

Toate astfel de dispozitive au protecție termică și electromagnetică. Deși termic uneori poate să nu fie setat. Dar mai multe despre asta mai târziu.

Electromagnetic - în intervalul parametrilor de mai sus, în funcție de tipul de caracteristică.

Vă rugăm să rețineți că, cu o valoare de C25, aparatul nu va opri sarcina de 26 de amperi. Acest lucru se va întâmpla numai la o valoare curentă de 1,13 ori mai mare decât 25A. Și chiar și atunci, după o perioadă destul de lungă de timp (mai mult de 1 oră)

Și chiar și atunci, după o perioadă destul de lungă de timp (mai mult de 1 oră).

Există așa ceva ca:

curent de funcționare — 1,45*Inom

Este garantat ca mașina să funcționeze într-o oră.

curent de nefuncționare - 1,13 * Inom

Mașina nu ar trebui să funcționeze în decurs de o oră, ci numai după expirarea acestui timp.

De asemenea, nu uitați că valoarea curentului nominal de pe carcasă este indicată pentru o temperatură ambientală de +30C. Dacă puneți aparatul într-o baie sau pe fațada unei case, direct sub razele soarelui, atunci o mașină automată de 16 Amperi, într-o zi fierbinte de vară, poate funcționa la un curent care este chiar mai mic decât cel nominal. !

De ce ai nevoie de un automat

Întreruptoarele pentru un apartament, o casă, o mică unitate industrială au un principiu general de funcționare.

Sunt echipate cu un sistem de protecție în două trepte:

1. Termic. Degajarea termica este realizata dintr-o placa bimetalica. Cu acțiune prelungită din partea de curent mare, flexibilitatea plăcii crește, datorită faptului că atinge comutatorul.
2. Electromagnetic. Rolul declanșării electromagnetice este jucat de solenoid. Când se înregistrează o putere de curent crescută, pentru care mașina și cablul nu sunt proiectate, se declanșează și întrerupătorul. Aceasta este protecția la scurtcircuit.

AB (abreviere comună) protejează rețeaua electrică de izolarea termică și incendiu

Tocmai din cauza acestei scheme de lucru este important să știți câți amperi să puneți mașina în apartament: dacă alegeți dispozitivul greșit, acesta nu va putea bloca curentul nepotrivit în putere și un va avea loc un incendiu. Selectat conform tuturor recomandărilor, AB va proteja împotriva incendiilor, șocurilor electrice, încălzirii și arderii cipurilor electrocasnice.

Decizia asupra unei denominații

De fapt, din funcțiile întreruptorului, urmează regula pentru determinarea valorii nominale a întreruptorului: acesta trebuie să funcționeze până când curentul depășește capacitățile de cablare.Și aceasta înseamnă că curentul nominal al mașinii trebuie să fie mai mic decât curentul maxim pe care îl poate suporta cablajul.

Pentru fiecare linie, trebuie să alegeți întrerupătorul potrivit

Pe baza acestui lucru, algoritmul pentru alegerea unui întrerupător este simplu:

• Calculați secțiunea transversală a cablajului pentru o anumită zonă.
• Vedeți ce curent maxim poate rezista acest cablu (există în tabel).
• În plus, din toate denumirile de întrerupătoare, îl selectăm pe cel mai apropiat cel mai mic. Valorile nominale ale mașinilor sunt legate de curenții de sarcină continui admisibili pentru un anumit cablu - au un rating puțin mai mic (există în tabel). Lista de evaluări arată astfel: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. Din această listă, alegeți-o pe cea potrivită. Sunt denumiri si mai putine, dar practic nu se mai folosesc – avem prea multe electrocasnice si au putere considerabila.

Exemplu

Algoritmul este foarte simplu, dar funcționează impecabil. Pentru a fi mai clar, să ne uităm la un exemplu. Mai jos este un tabel care indică curentul maxim admisibil pentru conductorii care sunt utilizați la instalarea cablajului într-o casă și apartament. Există și recomandări privind utilizarea mașinilor. Acestea sunt date în coloana „Curentul nominal al întreruptorului”. Aici căutăm denumiri - este puțin mai mică decât maximul admis, astfel încât cablarea să funcționeze în modul normal.

Secțiune transversală a firelor de cupru	Curent de sarcină continuu admis	Puterea maximă de sarcină pentru o rețea monofazată 220 V	Curentul nominal al întreruptorului	Limita curentului întreruptorului	Sarcina aproximativă pentru un circuit monofazat
1,5 mp mm	19 A	4,1 kW	10 A	16 A	iluminat si semnalizare
2,5 mp mm	27 A	5,9 kW	16 A	25 A	grupuri de prize si incalzire electrica in pardoseala
4 mm patrati	38 A	8,3 kW	25 A	32 A	aparate de aer condiționat și încălzitoare de apă
6 mm patrati	46 A	10,1 kW	32 A	40 A	sobe si cuptoare electrice
10 mp mm	70 A	15,4 kW	50 A	63 A	linii introductive

În tabel găsim secțiunea de fir selectată pentru această linie. Să presupunem că trebuie să așezăm un cablu cu o secțiune transversală de 2,5 mm2 (cel mai frecvent la instalarea dispozitivelor de putere medie). Un conductor cu o astfel de secțiune transversală poate rezista la un curent de 27 A, iar valoarea nominală recomandată a mașinii este de 16 A.

Cum va funcționa lanțul atunci? Atâta timp cât curentul nu depășește 25 A, mașina nu se oprește, totul funcționează în modul normal - conductorul se încălzește, dar nu la valori critice. Când curentul de sarcină începe să crească și depășește 25 A, mașina nu se oprește de ceva timp - poate că aceștia sunt curenți de pornire și sunt de scurtă durată. Se oprește dacă curentul depășește 25 A cu 13% pentru un timp suficient de lung. În acest caz, dacă ajunge la 28,25 A. Atunci sacul electric va funcționa, dezactiva ramura, deoarece acest curent reprezintă deja o amenințare pentru conductor și izolarea acestuia.

Calculul puterii

Este posibil să alegeți o mașină automată în funcție de puterea sarcinii? Dacă la linia de alimentare este conectat un singur dispozitiv (de obicei este un aparat electrocasnic mare, cu un consum mare de energie), atunci este permis să faceți un calcul pe baza puterii acestui echipament. Tot din punct de vedere al puterii, puteți alege o mașină introductivă, care este instalată la intrarea într-o casă sau apartament.

Dacă căutăm valoarea mașinii introductive, este necesar să adunăm puterea tuturor dispozitivelor care vor fi conectate la rețeaua de acasă.Apoi, puterea totală găsită este înlocuită în formulă, se găsește curentul de funcționare pentru această sarcină.

Formula pentru calcularea curentului din puterea totală

După ce am găsit curentul, selectați valoarea. Poate fi fie puțin mai mult, fie puțin mai puțin decât valoarea găsită. Principalul lucru este că curentul său de declanșare nu depășește curentul maxim admisibil pentru acest cablaj.

Când poate fi folosită această metodă? Dacă cablajul este așezat cu o marjă mare (apropo, acest lucru nu este rău). Apoi, pentru a economisi bani, puteți instala automat comutatoare corespunzătoare sarcinii și nu secțiunii transversale a conductorilor

Dar încă o dată acordăm atenție că curentul admisibil pe termen lung pentru sarcină trebuie să fie mai mare decât curentul limită al întreruptorului. Abia atunci alegerea protecției automate va fi corectă

Calculul puterii admisibile a curentului prin încălzirea conductoarelor

Dacă este selectat un conductor cu o secțiune transversală adecvată, aceasta va elimina căderile de tensiune și supraîncălzirea liniei. Astfel, secțiunea determină cât de optim și economic va fi modul de funcționare al rețelei electrice. S-ar părea că puteți doar să luați și să instalați o secțiune uriașă de cablu. Dar costul conductorilor de cupru este proporțional cu secțiunea lor transversală, iar diferența la instalarea cablurilor electrice într-o cameră poate fi de câteva mii de ruble.

Prin urmare, este important să puteți calcula corect secțiunea transversală a cablului: pe de o parte, garantați siguranța funcționării rețelei, pe de altă parte, nu cheltuiți bani în plus pentru achiziționarea unui conductor prea „gros”

Pentru a selecta secțiunea firului, trebuie luate în considerare două criterii importante - încălzirea admisă și pierderea de tensiune. După ce ați obținut două valori ale ariei secțiunii transversale a conductorului folosind formule diferite, alegeți o valoare mai mare rotunjind-o la standard.Liniile electrice aeriene sunt deosebit de sensibile la pierderea de tensiune.

În același timp, pentru liniile subterane și cablurile amplasate în țevi ondulate, este important să se țină cont de încălzirea admisă. Astfel, secțiunea transversală ar trebui determinată în funcție de tipul de cablare

Temperaturile de încălzire admise ale conductoarelor cablurilor

Id - sarcina admisă pe cablu (curent de încălzire). Această valoare corespunde curentului care trece prin conductor pentru o perioadă lungă de timp. În acest proces, apare temperatura stabilită, admisibilă pe termen lung (Td). Puterea curentului calculată (Ir) trebuie să corespundă cu cea admisibilă (Id) și pentru a o determina, trebuie să utilizați formula:

Ir \u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

Unde:

• Pn - puterea nominală, kW;
• Kz - factor de sarcină (0,85-0,9);
• Tensiunea nenominala a echipamentului;
• hd - eficienta echipamentului;
• cos j - factor de putere echipament (0,85-0,92).

Chiar dacă luăm în considerare aceleași valori ale curentului, puterea termică va fi diferită în funcție de temperatura ambiantă. Cu cât temperatura este mai scăzută, cu atât transferul de căldură este mai eficient.

Factori de corecție a cablurilor în funcție de temperatura ambiantă

Temperatura diferă în funcție de regiune și sezon, astfel încât tabelele pentru valori specifice pot fi găsite în PUE. Dacă temperatura diferă semnificativ de cea calculată, vor trebui folosiți factori de corecție. Temperatura de bază pentru interior sau exterior este de 25 de grade Celsius. Dacă cablul este așezat sub pământ, temperatura se schimbă cu 15 grade Celsius. Cu toate acestea, este subteran că rămâne constant.

Voltaj

230/400V - inscripții ale tensiunii nominale unde poate fi utilizată această mașină.

Dacă există o pictogramă 230V (fără 400V), aceste dispozitive ar trebui să fie utilizate numai în rețele monofazate. Nu puteți pune două sau trei întrerupătoare monofazate la rând și furniza 380V la o sarcină a motorului sau la o pompă sau un ventilator trifazat în acest fel.

De asemenea, studiați cu atenție modelele bipolare. Dacă au litera „N” scrisă pe unul dintre poli (nu numai difavtomatov), ​​atunci aici este conectat nucleul zero, și nu faza unu.

Ele sunt numite oarecum diferit. De exemplu VA63 1P+N.

Pictograma val înseamnă - pentru lucrul în rețele de tensiune alternativă.

Pentru tensiune și curent continuu, este mai bine să nu instalați astfel de dispozitive. Caracteristicile opririi sale și rezultatul lucrului în timpul unui scurtcircuit nu vor fi previzibile.

Întrerupătoarele pentru curent continuu și tensiune, pe lângă pictograma sub formă de linie dreaptă, pot avea inscripții caracteristice „+” (plus) și „-” (minus) pe bornele lor.

Mai mult, conexiunea corectă a stâlpilor este critică aici. Acest lucru se datorează faptului că condițiile de stingere a arcului în curent continuu sunt ceva mai dificile.

Dacă la o întrerupere are loc o stingere naturală a arcului când sinusoidul trece prin zero, atunci la o constantă, nu există sinusoid ca atare. Pentru stingerea stabilă a arcului, se folosește un magnet în ele, care este instalat în apropierea jgheabului arcului.

Ceea ce va duce la inevitabila distrugere a carenei.

Protecție legături slabe

Pe lângă secțiune, atunci când alegeți un produs de cablu adecvat, acordați atenție condițiilor reale de funcționare. Valorile normalizate sunt date pentru încălzirea până la o temperatură care nu depășește +60°C

Când instalați linia pe un site în apropierea unei case de țară, este necesar să asigurați protecție împotriva umidității și a altor influențe externe negative.

Verificați cu atenție toate părțile rețelei electrice. Regula de bază este protecția fiabilă, ținând cont de performanța secțiunii cu cei mai răi parametri. Trebuie avut în vedere faptul că cuprul este proiectat cu aceeași secțiune transversală pentru sarcini mai mari în comparație cu aluminiul. Puritatea metalului este de o importanță deosebită. Pe măsură ce impuritățile cresc, conductivitatea se deteriorează, iar pierderile pentru încălzirea inutilă și periculoasă cresc.

Dispozitiv de cablare de interior

• mașina introductivă trebuie plasată înaintea tejghelei;
• un dispozitiv comun de curent rezidual (RCD) este montat în spatele dispozitivului de control;
• apoi liniile separate sunt echipate cu întreruptoare automate (AB).

RCD previne accidentele care provoaca curenti de scurgere. Previne șocurile electrice în unele situații. Cu toate acestea, măsurile complexe de protecție sunt efectuate folosind întrerupătoare. Asigurați-vă că utilizați o împământare eficientă.

De regulă, este convenabil să puneți mai multe grupuri în bucătărie pentru a distribui uniform încărcăturile. Mai ales cu atenție, se recomandă selectarea distribuției consumatorilor puternici:

• plite;
• cuptoare;
• cazane de încălzire, cazane, încălzitoare cu flux;
• convectoare electrice, pistoale termice;
• aer conditionat.

Schema electrică are o structură arborescentă. Din linia centrală a „trunchiului” faceți ramurile necesare ale „ramurilor” pentru conectarea prizelor și întrerupătoarelor.

Evaluări ale mașinilor automate pentru tabelul curent

Pentru a proteja linia de suprasarcină și scurtcircuit, trebuie să selectați cu atenție și corect curentul nominal al întreruptorului.Aici, de exemplu, dacă protejați linia cu un cablu de 2,5 mm pătrați. automat la 25A și în același timp pornit mai multe aparate electrocasnice puternice, atunci curentul poate depăși valoarea nominală a mașinii, dar la o valoare mai mică de 1,45, mașina poate funcționa aproximativ o oră.

Dacă curentul este de 28 A, atunci izolația cablului va începe să se topească (deoarece curentul permis este de numai 25 A), acest lucru va duce la defecțiuni, incendii și alte consecințe nefericite.

Prin urmare, tabelul de automate pentru putere și curent este următorul:

Evaluări ale întrerupătoarelor pentru curent

• specificați schema de conectare a consumatorilor;
• colectează datele de pașaport ale echipamentelor, măsoară tensiunea;
• conform schemei prezentate, acestea se calculează separat, însumând curenții în circuite separate;
• pentru fiecare grup, este necesar să selectați o mașină automată care să reziste la sarcina corespunzătoare;
• determinați produse de cablu cu o secțiune transversală adecvată a conductorului.

Reguli de selecție a denumirii

Pentru concluzii corecte, este necesar să se țină cont de caracteristicile echipamentului conectat. Dacă, conform calculului, curentul total este de 19 amperi, utilizatorii preferă să cumpere un dispozitiv de 25A. Această soluție presupune posibilitatea aplicării unor sarcini suplimentare fără restricții semnificative.

Cu toate acestea, în unele situații este mai bine să alegeți un întrerupător de circuit de 20A. Acest lucru oferă un timp relativ mai scurt pentru a opri alimentarea cu o creștere a curentului (creștere a temperaturii) printr-un deconectator bimetalic

O astfel de precauție va ajuta la menținerea integrității înfășurării motorului atunci când rotorul este blocat de o unitate blocată.

Diferiți timpi de răspuns sunt utili pentru a asigura funcționarea selectivă a echipamentului de protecție. Pe linii sunt instalate dispozitive cu o întârziere mai mică.În caz de urgență, doar partea deteriorată este deconectată de la curent. Aparatul introductiv nu va avea timp să se oprească. Puterea de la alte circuite este utilă pentru menținerea în stare de funcționare a iluminatului, a alarmelor și a altor sisteme de inginerie.