L’ús correcte dels dispositius de protecció prevé descàrregues elèctriques, l’aparició i el desenvolupament de situacions d’emergència. L’elecció correcta de la màquina segons la potència de càrrega és necessària per crear noves i modernitzar les xarxes d’alimentació d’energia operativa.
Per què es necessiten disjuntors i com funcionen?
Els dispositius d'aquesta categoria són capaços de detectar un consum excessiu d'energia elèctrica. Això es produeix quan es produeix un curtcircuit o quan es connecten càrregues potents o reactives. En aquest tipus de situacions, el disjunctor interromp la font d'alimentació 220 (380) V sense la intervenció de l'usuari.
Per realitzar les funcions marcades en el disseny estàndard, s’utilitzen dues tecnologies. Amb un ràpid augment del corrent per sobre d’un nivell determinat per càlcul, el solenoide crea un camp magnètic que mou la vara. Mitjançant un accionament mecànic, aquest conjunt obre el grup de contactes. Els paràmetres dels nodes es calculen tenint en compte les càrregues inicials per eliminar falses alarmes.
La segona protecció s’organitza mitjançant un fenomen conegut: escalfar el conductor passant corrent. La secció de cadena corresponent es crea a partir d’una placa bimetàl·lica. Amb l'augment de la temperatura, canvia de forma fins que el contacte es trenqui. Alguns models de màquines tenen un ajust especial per ajustar el nivell de sensibilitat.
Quin és el perill de la càrrega de la xarxa de desajust de cables
Els problemes possibles són més fàcils d’entendre amb un exemple específic. Dades inicials:
- font d'alimentació estàndard amb tensió alterna U = 220 V;
- l'apartament té un antic cablejat d'alumini (secció quadrada de 2,5 mm.);
- l'amperació de la màquina és de 30 A;
- connecteu 6 convectors de 750 watts i un ferro de 850 watts.
Pagament:
- potència total (R) de consumidors: 5 350 W;
- la corrent (I) del circuit es calcula mitjançant la fórmula I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).
La màquina no funcionarà en aquesta situació (30> 24.32A). Un corrent així escalfarà molt el fil d'alumini i fonrà l'aïllament. S'haurà de restaurar un circuit destruït per un curtcircuit, cosa difícil quan s'instal·len xarxes dins de les estructures dels edificis. En una pitjor situació, un incendi destruirà béns materials importants.
D’acord amb els estàndards PUE per a un conductor amb els paràmetres considerats, la potència de càrrega quan es connecta a una xarxa monofàsica de 220V no hauria de superar els 4,4 kW. El límit actual corresponent és de 20 A. El “retorç”, òxids i altres defectes en les articulacions poden contribuir al desenvolupament negatiu de la situació.
Protecció d'enllaços dèbils de circuit
A més de la secció, quan trien un producte de cable adequat, presten atenció a les condicions de funcionament reals. Es donen valors normalitzats per escalfar a una temperatura no superior a + 60 ° C. Per instal·lar la línia en un lloc proper a una casa de camp, cal proporcionar protecció contra la humitat i altres influències externes adverses.
Comproveu detingudament totes les parts de la xarxa elèctrica. La norma bàsica és la protecció fiable, tenint en compte el rendiment del lloc amb els pitjors paràmetres. Cal tenir en compte que el coure està dissenyat per a la mateixa secció per a càrregues elevades en comparació amb l’alumini. La puresa del metall té una importància particular.A mesura que augmenten les impureses, la conductivitat empitjora i les pèrdues per un escalfament inútil i perillós augmenten.
Dispositiu de cablejat intra apartament
En aquests objectes immobiliaris, s’utilitzen les solucions estàndard següents per crear un sistema d’alimentació elèctrica d’alta qualitat:
- la màquina d’introducció s’ha de posar al comptador;
- darrere del dispositiu de control, es munta un dispositiu de corrent residual comú (RCD);
- equipar més les línies individuals dels interruptors automàtics (AB).
El RCD prevé accidents que provoquen corrents de fuites. En algunes situacions, prevé descàrregues elèctriques. Tanmateix, es realitzen mesures de protecció integral amb disjuntors. Assegureu-vos d'utilitzar una presa de terra efectiva.
Per regla general, és convenient posar diversos grups a la cuina per a una distribució uniforme de les càrregues. És especialment recomanable seleccionar la distribució de consumidors potents:
- fogons;
- forns;
- calderes de calefacció, calderes, calefactors;
- convectors elèctrics, canons de calor;
- Aires condicionats.
El diagrama de cablejat té una estructura d’arbre. Des de la línia central del "maleter" creeu les branques necessàries de la "branca" per connectar els endolls i els interruptors.
Com calcular la potència dels interruptors de circuit
La funció principal d’AB és protegir el cablejat. Per aquest motiu, primer assegureu el compliment de la potència dels interruptors de circuit en amperis, seccions transversals i material (coure, alumini) dels nuclis de cables.
Determinar la capacitat total dels consumidors
Quanta electricitat es necessita per al funcionament de làmpades i altres productes, indicada a la documentació adjunta. S'indica una potència al cas. Aquestes dades es poden obtenir al lloc web oficial del fabricant. Tot i això, no n'hi ha prou amb afegir quilowatts.
Component actiu i classificat
L’algoritme de càlcul simple mostrat a l’exemple descriu la situació de càrrega resistiva. És aquest component (potència activa - P) el que s’indica al passaport tècnic del producte corresponent. El mesurador determina els pagaments regulars de l’energia consumida.
Tanmateix, quan es connecti una màquina o un altre equip amb un accionament elèctric, caldrà tenir en compte el component inductiu. De la mateixa manera, si hi ha un condensador al circuit.
Fórmules i explicacions:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ és l'angle entre els vectors P i S (canvi de fase).
El component reactiu (Q) denota un intercanvi cíclic d’energia entre la font d’energia i la càrrega. La suma dels vectors P i Q ajudarà a determinar la potència aparent total (S).
Augment dels corrents inicials
La inclusió d’una potent bomba (una altra càrrega reactiva) s’acompanya d’una inrush i un procés oscil·lador posterior amb una transició al funcionament normal. La durada del pols, per regla general, no supera els 1,5-2 segons. Aquesta durada és insuficient per escalfar la placa bimetal·lica. Però això pot ser suficient per moure la tija del solenoide.
La llista mostra nivells típics de superació del valor nominal que activen la parada de la bobina electromagnètica. Entre parèntesis hi ha un retard de temps abans de trencar el circuit amb una placa bimetàl·lica (sec):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 vegades (1,5);
- D - 10 vegades (0,4).
Es consideren els modes corresponents a l’hora de crear estàndards rellevants. Per evitar un viatge erroni, heu de triar el tipus de màquina adequat.
Factor de demanda
Aquest factor de correcció (Ks) s'utilitza per tenir en compte les càrregues en condicions operatives reals: Estimat = S * Ks. El seu valor (interval de 0 a 1) indica el nombre de consumidors connectats. Aquest mètode és convenient d’utilitzar quan es creen projectes d’oficina i producció, cosa que implica l’ús d’un mateix tipus d’equips: màquines-eina, ordinadors, etc.
En el cas de les tasques domèstiques, no és difícil treure la conclusió correcta sobre la base d’una revisió elemental. És difícil imaginar una situació quan a la mateixa habitació fan servir aire condicionat per refredar-se, i escalfen l’aire amb un escalfador de ventiladors.
Càlcul del consum d'energia
Les fórmules anteriors amb canvi de fase s'utilitzen per corregir càrregues inductives i capacitives. Compte resistent a les dades del passaport sense recompte El valor de cos ϕ es pren de la documentació adjunta.
La força actual es pot calcular de la següent manera:
- P / U: fonts d'alimentació constants, càrregues resistives;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - una fase, ~ 220V, característiques reactives del consumidor;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - xarxa trifàsica ~ 380V, paràmetres inductius (capacitius) de l'equip.
Podeu mesurar tensions reals mitjançant un multímetre. La metodologia per realitzar operacions de treball es troba a les instruccions oficials del fabricant.
Selecció de la secció principal
La informació necessària sobre les capacitats de càrrega es troba a la documentació oficial dels fabricants de cables. Es recomana triar una secció més gran de la sèrie per evitar un sobreescalfament i danys durant el funcionament. Segons les normes actuals, els conductors amb una superfície de 1,5 mm o més són adequats per a locals residencials.
Atès l’augment del subministrament energètic de béns immobles moderns, la capacitat mínima de xarxa no serà suficient. Els experts aconsellen preveure la connexió d’equips addicionals com a part d’una posterior modernització.
Qualificació dels interruptors de corrent
El valor límit de la qualificació està determinat per la fórmula Inom ≤ Ipr / 1,45, on Ipr és el corrent admissible en mode continu per a un determinat cablejat. Si teniu previst instal·lar la xarxa, procediu de la manera següent:
- especifiqueu l'esquema de connexió dels consumidors;
- recopilar dades del passaport d'equips, mesurar el voltatge;
- segons l’esquema presentat, es calculen per separat, es sumen els corrents dels circuits individuals;
- per a cada grup cal triar una màquina que suporti la càrrega corresponent;
- determinar els productes de cable amb una secció de conductor adequada.
Si les xarxes s’instal·len a comportes i estan tapades amb guix, el desmuntatge és massa difícil. En aquest cas, s’utilitza la selecció d’una màquina automàtica sobre la secció de cables. Comença per valorar les capacitats de càrrega de les línies existents. El resultat obtingut serveix per avaluar models adequats de dispositius de protecció. A continuació, distribuïu els consumidors en grups tenint en compte la capacitat total (compartició).
Normes de designació
Per obtenir conclusions correctes, cal tenir en compte les característiques dels equips connectats. Si, segons el càlcul, el corrent total és de 19 amperis, els usuaris prefereixen comprar el dispositiu a 25A. Aquesta solució suggereix la possibilitat d’aplicar càrregues addicionals sense restriccions significatives.
Tot i això, en algunes situacions és millor triar un interruptor de 20A. Això proporciona un temps relativament més curt per apagar l’energia quan el corrent puja (augmenta la temperatura) amb un desconnectador bimetàlic. Aquesta precaució ajudarà a mantenir la integritat dels enrotllaments del motor quan el rotor està bloquejat per un accionament bloquejat.
Els temps de resposta diferents són útils per assegurar el funcionament selectiu dels equips de protecció. A les línies s’instal·len dispositius amb menys retard. En cas d’emergència, només es desconnecta de l’electricitat la part danyada. La màquina introductòria no té temps per apagar-se. L’alimentació d’energia d’altres circuits és útil per mantenir un bon estat d’il·luminació, alarma i altres sistemes d’enginyeria.
Selecció d'una màquina per a la seva potència
Les operacions de treball separades es simplifiquen mitjançant calculadores especialitzades. Aquests programes proporcionen informació gratuïta i llocs de referència.Però la selecció d'una màquina automàtica per a la seva potència haurà de fer-se sobre la base d'equips reals.
Algoritme típic:
- especifiqueu les dades de consum inicial dels dispositius individuals;
- distribuït en grups, especifiqueu els valors totals;
- Els resultats obtinguts s’utilitzen per seleccionar equips de protecció.
Aquest paràmetre indica la preservació de la funcionalitat en cas de múltiples càrregues de corrent (excés de temps):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Els requisits per als models de màquines es formen tenint en compte la nominal i la classe de capacitats de commutació. L’equip de protecció es tria amb un marge per assegurar l’operabilitat en cas d’emergència.
De manera tabular
En els materials de referència s’indica quina potència de càrrega es pot aplicar si les màquines estan instal·lades en diferents xarxes d’energia. Exemple per a un model 2 A (valors en kW):
- 220 V, 1 (2) pols, connexió monofàsica - 0,4;
- 380 V, 3 pols., “Triangle” - 2,3;
- 380 V, 4 pols., "Estrella" - 1.3.
S’ha d’augmentar el resultat al valor més proper de l’interval de models per obtenir fiabilitat.
Forma gràfica
Aquesta tècnica aplica principis similars. Però els paràmetres de prova es presenten de forma gràfica clara.
Els matisos d’elecció
En qualsevol cas, l’elecció d’un interruptor de circuit per a corrent (potència) es fa amb un marge. Els experts recomanen utilitzar un factor multiplicador d’1,4-1,6. Al mateix temps, comproveu la capacitat de cablejat per suportar la càrrega màxima.
Càlcul de la màquina per a la secció transversal del cablejat
Per a una xarxa domèstica típica, es poden obtenir dades de la taula següent:
| Secció de conductor, mm sq. | Potència de càrrega admissible, W | Qualificació del commutador, And | ||
| Coure | Alumini | 220 A, 1 fase | 380 V, 3 fases | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
L'elecció d'una màquina de secció de cable ajuda a protegir el cablejat. Aquesta tècnica és recomanada per professionals amb experiència. Si es desconeix l’àrea, es calcula utilitzant una fórmula geomètrica típica, tenint en compte el diàmetre mesurat (D) del conductor: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Fórmula per calcular la potència de corrent i tensió
Per a càlculs per aquests paràmetres, s’utilitzen les definicions de potència total (S), activa (P) i reactiva (Q). Les fórmules següents són adequades per calcular xarxes monofàsiques a 220 V:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Les dades d'origen del càlcul es poden extreure dels directoris. També apliqueu els resultats de la mesura.
Càrrega activa
Les làmpades i calefactors incandescents no tenen característiques reactives. Aquestes càrregues no desplacen les fases de corrents i tensions. L'energia es consumeix completament al doble de la freqüència.
Càrrega capacitiva
Quan un condensador està connectat a una xarxa de corrent altern, s’intercanvia energia en les dues direccions. Aquest procés no va acompanyat de treballs útils.
Càrrega reactiva negativa
Les explicacions presentades tracten sobre la situació ideal. Tanmateix, en realitat, cada element reactiu té una certa resistència elèctrica. No us oblideu de les pèrdues corresponents als cables de connexió i altres components del circuit.
Amb valors significatius del component capacitiu (inducció), cal tenir en compte els problemes anotats. En alguns esquemes, a més d’augmentar la capacitat de càrrega de les màquines, s’utilitzen components de compensació addicionals.
Quins corrents calculen les màquines
La potència del dispositiu de protecció es selecciona segons el corrent de cablejat (valor calculat o tabular), tenint en compte el consum de la càrrega connectada. La qualificació de la màquina es tria menys per tal de mantenir la integritat de la línia elèctrica durant el funcionament. A diferents seccions de la xarxa s’instal·len conductors de la secció corresponent, guiats pels principis de l’estructura de l’arbre.
Es pot permetre una disminució deliberada de la potència dels interruptors en connectar càrregues amb un consum reduït d’energia. En aquesta realització, implica la utilització de línies amb un gran marge actual. Aquesta solució protegeix millor els equips connectats dels danys.
