L'uso corretto dei dispositivi di protezione previene le scosse elettriche, l'emergere e lo sviluppo di situazioni di emergenza. La corretta scelta della macchina in base alla potenza di carico è necessaria per creare nuove e modernizzare le reti di alimentazione operative.
Perché sono necessari gli interruttori automatici e come funzionano
I dispositivi di questa categoria sono in grado di rilevare un consumo eccessivo di energia elettrica. Ciò si verifica quando si verifica un corto circuito o quando sono collegati carichi potenti o reattivi. In tali situazioni, l'interruttore interrompe l'alimentazione di 220 (380) V senza l'intervento dell'utente.
Per eseguire le funzioni contrassegnate nella progettazione standard, vengono utilizzate due tecnologie. Con un rapido aumento della corrente al di sopra di un livello determinato dal calcolo, il solenoide crea un campo magnetico che sposta l'asta. Attraverso un azionamento meccanico, questo gruppo apre il gruppo di contatti. I parametri dei nodi vengono calcolati tenendo conto dei carichi di partenza al fine di eliminare i falsi allarmi.
La seconda protezione è organizzata utilizzando un fenomeno ben noto: riscaldare il conduttore facendo passare corrente. La sezione corrispondente della catena è creata da una piastra bimetallica. Con l'aumentare della temperatura, cambia forma fino alla rottura del contatto. Alcuni modelli di macchine hanno una regolazione speciale per regolare il livello di sensibilità.
Qual è il pericolo del carico di rete non corrispondente del cavo
I possibili problemi sono più facili da capire con un esempio specifico. Dati iniziali:
- alimentatore standard con tensione alternata U = 220 V;
- l'appartamento ha un vecchio cablaggio in alluminio (sezione quadrata 2,5 mm quadrati);
- l'amperaggio della macchina è di 30 A;
- collegare 6 convettori da 750 watt e un ferro da 850 watt.
Pagamento:
- potenza totale (R) dei consumatori - 5 350 W;
- la corrente (I) nel circuito è calcolata con la formula I = P / U = 5 350/220 = 24.32 A).
La macchina non funzionerà in questa situazione (30> 24,32 A). Tale corrente riscalda notevolmente il filo di alluminio e fonde l'isolamento. Un circuito distrutto da un corto circuito dovrà essere ripristinato, il che è difficile quando si installano reti all'interno di strutture edili. In una situazione peggiore, un incendio distruggerà importanti beni materiali.
Secondo gli standard PUE per un conduttore con i parametri considerati, la potenza di carico quando collegata a una rete monofase 220 V non deve superare 4,4 kW. Il limite di corrente corrispondente è 20 A. "Torsione", ossidi e altri difetti delle articolazioni possono contribuire allo sviluppo negativo della situazione.
Protezione dei collegamenti deboli del circuito
Oltre alla sezione, quando scelgono un prodotto per cavi adatto, prestano attenzione alle condizioni operative reali. I valori normalizzati sono indicati per il riscaldamento ad una temperatura non superiore a + 60 ° C. Quando si installa la linea in un sito vicino a una casa di campagna, è necessario fornire protezione contro l'umidità e altre influenze esterne avverse.
Controllare attentamente tutte le parti della rete elettrica. La regola di base è una protezione affidabile, tenendo conto delle prestazioni del sito con i parametri peggiori. Va tenuto presente che il rame è progettato per la stessa sezione per carichi elevati rispetto all'alluminio. La purezza del metallo è di particolare importanza.Con l'aumentare delle impurità, la conduttività peggiora e le perdite per il riscaldamento inutile e pericoloso aumentano.
Dispositivo di cablaggio interno all'appartamento
In tali oggetti immobiliari, vengono utilizzate le seguenti soluzioni standard per creare un sistema di alimentazione di alta qualità:
- la macchina introduttiva deve essere impostata sul contatore;
- dietro il dispositivo di controllo, è montato un dispositivo a corrente residua comune (RCD);
- equipaggiare ulteriormente le singole linee degli interruttori automatici (AB).
RCD previene incidenti che causano correnti di dispersione. In alcune situazioni, previene le scosse elettriche. Tuttavia, vengono eseguite misure di protezione complete utilizzando gli interruttori automatici. Assicurarsi di utilizzare una messa a terra efficace.
Di norma, è conveniente mettere diversi gruppi in cucina per una distribuzione uniforme dei carichi. Si raccomanda in particolare di selezionare la distribuzione di potenti consumatori:
- piani cottura;
- forni;
- caldaie di riscaldamento, caldaie, riscaldatori di flusso;
- convettori elettrici, pistole termiche;
- condizionatori.
Lo schema elettrico ha una struttura ad albero. Dalla linea centrale del "tronco" creare i rami necessari del "ramo" per il collegamento di prese e interruttori.
Come calcolare la valutazione dell'interruttore automatico
La funzione principale di AB è proteggere il cablaggio. Per questo motivo, assicurarsi innanzitutto che sia rispettato il valore nominale dell'interruttore in termini di ampere, sezione e materiale (rame, alluminio) dei conduttori del cavo.
Determinare la capacità totale dei consumatori
Quanta elettricità è necessaria per il funzionamento di lampade e altri prodotti, annotata nella documentazione di accompagnamento. L'alimentazione è indicata sulla custodia. Questi dati possono essere ottenuti sul sito Web ufficiale del produttore. Tuttavia, semplicemente aggiungere kilowatt non è sufficiente.
Componente attivo e valutato
Il semplice algoritmo di calcolo mostrato nell'esempio descrive la situazione di carico resistivo. È questo componente (potenza attiva - P) che è indicato nel passaporto tecnico del prodotto corrispondente. È determinato dal contatore per i pagamenti regolari di energia consumata.
Tuttavia, quando si collega una macchina o altre apparecchiature con un azionamento elettrico, è necessario tenere conto del componente induttivo. Allo stesso modo, se c'è un condensatore nel circuito.
Formule e spiegazioni:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ è l'angolo tra i vettori P e S (sfasamento).
Il componente reattivo (Q) indica uno scambio ciclico di energia tra la fonte di energia e il carico. La somma dei vettori P e Q aiuterà a determinare la potenza apparente totale (S).
Aumento delle correnti iniziali
L'inclusione di una potente pompa (un altro carico reattivo) è accompagnata da una corrente di spunto e da un successivo processo oscillatorio con una transizione al normale funzionamento. La durata dell'impulso, di regola, non supera 1,5-2 secondi. Tale durata non è sufficiente per il riscaldamento della piastra bimetallica. Ma questo può essere sufficiente per spostare lo stelo del solenoide.
L'elenco mostra i livelli tipici di superamento del valore nominale che attivano lo spegnimento della bobina elettromagnetica. Tra parentesi ci sono i ritardi prima di interrompere il circuito con una piastra bimetallica (sec):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 volte (1.5);
- D - 10 volte (0,4).
Le modalità corrispondenti vengono prese in considerazione durante la creazione di standard pertinenti. Per evitare un viaggio errato, è necessario scegliere il tipo di macchina appropriato.
Fattore di domanda
Questo fattore di correzione (Ks) viene utilizzato per tenere conto dei carichi in condizioni operative reali: stimato = S * Ks. Il suo valore (intervallo da 0 a 1) indica il numero di utenti connessi. Questo metodo è comodo da usare durante la creazione di progetti di ufficio e produzione, il che implica l'uso dello stesso tipo di attrezzatura: macchine utensili, computer, ecc.
Per i compiti a casa, non è difficile trarre le giuste conclusioni sulla base di un controllo elementare. È difficile immaginare una situazione quando nello stesso momento usano l'aria condizionata per il raffreddamento e riscaldano l'aria con un termoventilatore.
Calcolo del consumo di energia
Le formule precedenti con uno spostamento di fase vengono utilizzate per correggere carichi induttivi e capacitivi. Conteggio resistivo sui dati del passaporto senza nuovo conto. Il valore di cos ϕ è tratto dalla documentazione di accompagnamento.
La forza attuale può essere calcolata come segue:
- P / U - alimentatori costanti, carichi resistivi;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - una fase, ~ 220 V, caratteristiche reattive del consumatore;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - rete trifase ~ 380V, parametri induttivi (capacitivi) dell'apparecchiatura.
È possibile misurare tensioni reali utilizzando un multimetro. La metodologia per eseguire le operazioni di lavoro è riportata nelle istruzioni ufficiali del produttore.
Selezione della sezione principale
Le informazioni necessarie sulle capacità di carico sono contenute nella documentazione ufficiale dei produttori di cavi. Si consiglia di scegliere una sezione più ampia della serie per evitare surriscaldamenti e danni durante il funzionamento. Secondo le norme attuali, i conduttori con una superficie di 1,5 mm o più sono adatti per locali residenziali.
Dato l'aumento dell'approvvigionamento energetico degli immobili moderni, la capacità minima della rete non sarà sufficiente. Gli esperti consigliano di prevedere la connessione di apparecchiature aggiuntive come parte di una successiva modernizzazione.
Valutazione degli interruttori automatici correnti
Il valore limite della valutazione è determinato dalla formula Inom ≤ Ipr / 1.45, dove Ipr è la corrente consentita in modo continuo per un determinato cablaggio. Se si prevede di installare la rete, procedere come segue:
- specificare lo schema di connessione dei consumatori;
- raccogliere i dati del passaporto delle apparecchiature, misurare la tensione;
- secondo lo schema presentato, vengono calcolati separatamente, vengono sommate le correnti nei singoli circuiti;
- per ogni gruppo è necessario scegliere una macchina che resista al carico corrispondente;
- determinare i prodotti con cavo con una sezione trasversale adeguata del conduttore.
Se le reti sono installate in cancelli e coperte con intonaco, lo smontaggio è troppo difficile. In questo caso, viene utilizzata la selezione di una macchina automatica sulla sezione dei cavi. Inizia valutando le capacità di carico delle linee esistenti. Il risultato ottenuto viene utilizzato per valutare modelli adeguati di dispositivi di protezione. Quindi, distribuire i consumatori in gruppi tenendo conto della capacità totale (condivisione).
Regole di denominazione
Per conclusioni corrette, è necessario tenere conto delle caratteristiche delle apparecchiature collegate. Se, secondo il calcolo, la corrente totale è di 19 ampere, gli utenti preferiscono acquistare il dispositivo a 25A. Questa soluzione suggerisce la possibilità di applicare carichi aggiuntivi senza restrizioni significative.
Tuttavia, in alcune situazioni è meglio scegliere un interruttore da 20A. Ciò fornisce un tempo relativamente più breve per spegnere l'alimentazione quando la corrente aumenta (la temperatura aumenta) con un sezionatore bimetallico. Tale precauzione aiuterà a mantenere l'integrità degli avvolgimenti del motore quando il rotore è bloccato da un azionamento inceppato.
Diversi tempi di risposta sono utili per garantire il funzionamento selettivo dei dispositivi di protezione. Dispositivi con minor ritardo sono installati sulle linee. In caso di emergenza, solo la parte danneggiata viene scollegata dall'elettricità. La macchina introduttiva non ha il tempo di spegnersi. L'alimentazione attraverso altri circuiti è utile per mantenere l'illuminazione, l'allarme e altri sistemi di ingegneria in buono stato.
Selezione di una macchina per il potere
Operazioni di lavoro separate sono semplificate usando calcolatrici specializzate. Tali programmi forniscono informazioni e siti di riferimento gratuiti.Ma la selezione di una macchina automatica per l'alimentazione dovrà essere fatta sulla base di attrezzature reali.
Algoritmo tipico:
- specificare i dati di consumo iniziale dei singoli dispositivi;
- distribuito in gruppi, specificare i valori totali;
- I risultati ottenuti vengono utilizzati per selezionare i dispositivi di protezione.
Questo parametro indica il mantenimento della funzionalità in caso di più carichi di corrente in eccesso (tempi):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
I requisiti per i modelli di macchine sono formati tenendo conto della capacità nominale e della classe di commutazione. L'equipaggiamento di protezione è scelto con un margine per garantire l'operabilità in caso di emergenza.
Modo tabulare
Nei materiali di riferimento indicare quanta potenza di carico può essere applicata se le macchine sono installate in reti di alimentazione diverse. Esempio per un modello 2 A (valori in kW):
- 220 V, 1 (2) poli, collegamento monofase - 0.4;
- 380 V, 3 poli., "Triangolo" - 2,3;
- 380 V, 4 poli., "Stella" - 1.3.
Il risultato deve essere aumentato al valore più vicino nell'intervallo del modello per affidabilità.
Modo grafico
Questa tecnica applica principi simili. Ma i parametri del test sono presentati in chiara forma grafica.
Le sfumature di scelta
In ogni caso, la scelta di un interruttore per la corrente (potenza) viene effettuata con un margine. Gli esperti raccomandano di utilizzare un fattore moltiplicatore di 1,4-1,6. Allo stesso tempo, controllare la capacità di cablaggio per resistere al carico massimo.
Calcolo della macchina per la sezione del cablaggio
Per una tipica rete domestica, i dati possono essere presi dalla seguente tabella:
| Sezione conduttore, mm sq. | Potenza di carico consentita, W | Valutazione dell'interruttore, E | ||
| Rame | Alluminio | 220 A, 1 fase | 380 V, 3 fasi | |
| 1,5 | 2,5 | 2 200 | 5 300 | 10 |
| 2,5 | 4 | 4 400 | 10 500 | 20 |
| 4 | 6 | 5 500 | 13 200 | 25 |
La scelta di una macchina per la sezione del cavo aiuta a proteggere il cablaggio. Questa tecnica è raccomandata da professionisti esperti. Se l'area è sconosciuta, viene calcolata secondo una tipica formula geometrica, tenendo conto del diametro misurato (D) del conduttore: S = (π * D2) / 4 = 0.785 * D2.
Formula per il calcolo della corrente e della tensione
Per i calcoli con questi parametri, vengono utilizzate le definizioni di potenza totale (S), attiva (P) e reattiva (Q). Le seguenti formule sono adatte per il calcolo di reti 220 V monofase:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
I dati di origine per il calcolo possono essere presi dalle directory. Applicare anche i risultati della misurazione.
Carico attivo
Le lampade a incandescenza e i riscaldatori non hanno caratteristiche reattive. Tali carichi non spostano le fasi di correnti e tensioni. L'energia viene consumata completamente al doppio della frequenza.
Carico capacitivo
Quando un condensatore è collegato a una rete in corrente alternata, l'energia viene scambiata in entrambe le direzioni. Questo processo non è accompagnato da un lavoro utile.
Carico reattivo negativo
Le spiegazioni presentate riguardano la situazione ideale. Tuttavia, in realtà, ogni elemento reattivo ha una certa resistenza elettrica. Non dimenticare le perdite corrispondenti nei cavi di collegamento e in altri componenti del circuito.
Con valori significativi del componente capacitivo (induzione), i problemi rilevati devono essere presi in considerazione. In alcuni schemi, oltre ad aumentare la capacità di carico delle macchine, vengono utilizzati componenti di compensazione aggiuntivi.
Quali correnti calcolano le macchine
La potenza del dispositivo di protezione viene selezionata in base alla corrente di cablaggio (valore calcolato o tabellare), tenendo conto del consumo del carico collegato. La valutazione della macchina viene scelta meno per mantenere l'integrità della linea elettrica durante il funzionamento. Su diverse sezioni della rete, vengono installati i conduttori della sezione corrispondente, guidati dai principi della struttura ad albero.
Una riduzione deliberata della potenza nominale dell'interruttore è consentita quando si collegano carichi con ridotto consumo di energia. In questa forma di realizzazione, è implicito l'uso di linee con un ampio margine di corrente. Tale soluzione protegge meglio le apparecchiature collegate da danni.
