O uso correto de dispositivos de proteção evita choques elétricos, o surgimento e o desenvolvimento de situações de emergência. A escolha correta da máquina de acordo com a carga de energia é necessária para criar novas e modernizar as redes de fornecimento de energia em operação.
Por que os disjuntores são necessários e como eles funcionam
Os dispositivos desta categoria são capazes de detectar um consumo excessivo de energia elétrica. Isso ocorre quando ocorre um curto-circuito ou quando cargas poderosas ou reativas são conectadas. Nessas situações, o disjuntor corta a fonte de alimentação de 220 (380) V sem intervenção do usuário.
Para executar as funções marcadas no design padrão, duas tecnologias são usadas. Com um rápido aumento da corrente acima de um nível determinado pelo cálculo, o solenóide cria um campo magnético que move a haste. Por meio de um acionamento mecânico, essa montagem abre o grupo de contatos. Os parâmetros do nó são calculados levando em consideração as cargas iniciais, a fim de eliminar alarmes falsos.
A segunda proteção é organizada usando um fenômeno bem conhecido - o aquecimento do condutor passando a corrente. A seção correspondente da corrente é criada a partir de uma placa bimetálica. Com o aumento da temperatura, muda de forma até que o contato se rompa. Alguns modelos de máquinas têm um ajuste especial para ajustar o nível de sensibilidade.
Qual é o perigo da carga de rede incompatível com o cabo
Os problemas possíveis são mais fáceis de entender com um exemplo específico. Dados iniciais:
- fonte de alimentação padrão com tensão alternada U = 220 V;
- o apartamento possui uma fiação de alumínio antiga (seção transversal de 2,5 mm quadrados);
- a amperagem da máquina é 30 A;
- conecte 6 convectores de 750 watts e um ferro de 850 watts.
Forma de pagamento:
- potência total (R) dos consumidores - 5 350 W;
- a corrente (I) no circuito é calculada pela fórmula I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).
A máquina não funcionará nesta situação (30> 24.32A). Essa corrente irá aquecer bastante o fio de alumínio e derreter o isolamento. Um circuito destruído por um curto-circuito terá que ser restaurado, o que é difícil ao instalar redes dentro das estruturas do edifício. Em uma situação pior, um incêndio destruirá ativos materiais significativos.
De acordo com os padrões PUE para um condutor com os parâmetros considerados, a potência de carga quando conectada a uma rede monofásica de 220V não deve exceder 4,4 kW. O limite de corrente correspondente é 20 A. A “torção”, óxidos e outros defeitos nas articulações podem contribuir para o desenvolvimento negativo da situação.
Proteção de Link Fraco do Circuito
Além da seção transversal, ao escolher um produto de cabo adequado, eles prestam atenção às condições reais de operação. Valores normalizados são dados para aquecimento a uma temperatura não superior a + 60 ° C. Ao instalar a linha em um local próximo a uma casa de campo, é necessário fornecer proteção contra umidade e outras influências externas adversas.
Verifique cuidadosamente todas as partes da rede elétrica. A regra básica é a proteção confiável, levando em consideração o desempenho do site com os piores parâmetros. Deve-se ter em mente que o cobre é projetado para a mesma seção transversal para altas cargas em comparação com o alumínio. A pureza do metal é de particular importância.À medida que as impurezas aumentam, a condutividade piora e as perdas por aquecimento inútil e perigoso aumentam.
Dispositivo de cablagem intra-apartamento
Em tais objetos imobiliários, as seguintes soluções padrão são usadas para criar um sistema de fonte de alimentação de alta qualidade:
- a máquina introdutória deve ser colocada no balcão;
- atrás do dispositivo de controle, um dispositivo de corrente residual comum (RCD) é montado;
- equipar ainda mais linhas individuais de disjuntores automáticos (AB).
O RCD evita acidentes que causam correntes de vazamento. Em algumas situações, evita choque elétrico. No entanto, medidas de proteção abrangentes são realizadas usando disjuntores. Certifique-se de usar um aterramento eficaz.
Como regra, é conveniente colocar vários grupos na cozinha para distribuir uniformemente as cargas. É especialmente recomendado selecionar a distribuição de consumidores poderosos:
- fogão;
- fornos;
- caldeiras de aquecimento, caldeiras, aquecedores de fluxo;
- convectores elétricos; pistolas de calor;
- ar condicionado.
O diagrama de fiação possui uma estrutura em árvore. Na linha central do “tronco”, faça as ramificações necessárias do “ramo” para conectar soquetes e interruptores.
Como calcular a classificação do disjuntor
A principal função da AB é proteger a fiação. Por esse motivo, primeiro verifique a conformidade com a classificação do disjuntor em amperes, seção transversal e material (cobre, alumínio) dos núcleos dos cabos.
Determinando a capacidade total dos consumidores
Quanta eletricidade é necessária para o funcionamento de lâmpadas e outros produtos, observada na documentação anexa. A energia é indicada no gabinete. Esses dados podem ser obtidos no site oficial do fabricante. No entanto, simplesmente adicionar kilowatts não é suficiente.
Componente ativo e avaliado
O algoritmo de cálculo simples mostrado no exemplo descreve a situação de carga resistiva. É este componente (potência ativa - P) que é indicado no passaporte técnico do produto correspondente. É determinado pelo medidor para pagamentos regulares de energia consumida.
No entanto, ao conectar uma máquina ou outro equipamento a uma unidade elétrica, será necessário levar em consideração o componente indutivo. Da mesma forma, se houver um capacitor no circuito.
Fórmulas e explicações:
- P = S * cos ϕ;
- Q = S * sin ϕ;
- S = P / cos ϕ;
- ϕ é o ângulo entre os vetores P e S (mudança de fase).
O componente reativo (Q) indica uma troca cíclica de energia entre a fonte de energia e a carga. A soma dos vetores P e Q ajudará a determinar a potência aparente total (S).
Correntes iniciais aumentadas
A inclusão de uma bomba potente (outra carga reativa) é acompanhada por uma irrupção e um processo oscilatório subsequente com uma transição para a operação normal. A duração do pulso, como regra, não excede 1,5-2 segundos. Essa duração é insuficiente para aquecer a placa bimetálica. Mas isso pode ser suficiente para mover a haste do solenóide.
A lista mostra os níveis típicos de exceder o valor nominal que ativa o desligamento da bobina eletromagnética. Entre parênteses estão os atrasos antes de interromper o circuito com uma placa bimetálica (s):
- A - 30% (20-30);
- B - 200% (4-5);
- C - 5 vezes (1,5);
- D - 10 vezes (0,4).
Os modos correspondentes são levados em consideração ao criar padrões relevantes. Para evitar uma viagem incorreta, você deve escolher o tipo apropriado de máquina.
Fator de demanda
Este fator de correção (Ks) é usado para contabilizar cargas em condições reais de operação: Estimado = S * Ks. Seu valor (intervalo de 0 a 1) indica o número de consumidores conectados. Esse método é conveniente para criar projetos de escritório e produção, o que implica o uso do mesmo tipo de equipamento: máquinas-ferramentas, computadores, etc.
Para trabalhos de casa, não é difícil tirar a conclusão correta com base em uma verificação elementar. É difícil imaginar uma situação em que em uma sala ao mesmo tempo eles usam ar condicionado para resfriamento e aquecem o ar com um aquecedor de ventilador.
Cálculo do consumo de energia
As fórmulas acima com mudança de fase são usadas para corrigir cargas indutivas e capacitivas. Contagem resistiva de dados de passaporte sem recontagem. O valor de cos ϕ é retirado da documentação anexa.
A força atual pode ser calculada da seguinte forma:
- P / U - fontes de alimentação constantes, cargas resistivas;
- P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - uma fase, ~ 220V, características reativas do consumidor;
- P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1.7321 * cos ϕ) - rede trifásica ~ 380V, parâmetros indutivos (capacitivos) do equipamento.
Você pode medir tensões reais usando um multímetro. A metodologia para executar as operações de trabalho é fornecida nas instruções oficiais do fabricante.
Seleção da seção principal
As informações necessárias sobre as capacidades de carga estão contidas na documentação oficial dos fabricantes de cabos. Recomenda-se escolher uma seção maior da série para evitar superaquecimento e danos durante a operação. De acordo com as regras atuais, condutores com área de 1,5 mm ou mais são adequados para instalações residenciais.
Dado o aumento do suprimento de energia dos imóveis modernos, a capacidade mínima da rede não será suficiente. Os especialistas aconselham a conexão de equipamentos adicionais como parte de uma modernização subsequente.
Classificação dos disjuntores atuais
O valor limite da classificação é determinado pela fórmula Inom ≤ Ipr / 1,45, em que Ipr é a corrente permitida para operação contínua para uma fiação específica. Se você planeja instalar a rede, faça o seguinte:
- especificar o esquema de conexão dos consumidores;
- coletar dados de passaporte do equipamento, medir a tensão;
- de acordo com o esquema apresentado, eles são calculados separadamente, as correntes nos circuitos individuais são somadas;
- para cada grupo, você precisa escolher uma máquina que suporte a carga correspondente;
- determine os produtos dos cabos com uma seção transversal do condutor adequada.
Se as redes estiverem instaladas em portões e cobertas com gesso, a desmontagem é muito difícil. Nesse caso, é usada a seleção de uma máquina automática sobre a seção do cabo. Comece avaliando as capacidades de carga das linhas existentes. O resultado obtido é utilizado para avaliar modelos adequados de dispositivos de proteção. Em seguida, distribua os consumidores em grupos, levando em consideração a capacidade total (compartilhamento).
Regras de Denominação
Para conclusões corretas, é necessário levar em consideração os recursos do equipamento conectado. Se, de acordo com o cálculo, a corrente total for de 19 amperes, os usuários preferem comprar o dispositivo a 25A. Esta solução sugere a possibilidade de aplicar cargas adicionais sem restrições significativas.
No entanto, em algumas situações, é melhor escolher um disjuntor de 20A. Isso proporciona um tempo relativamente menor para desligar a energia quando a corrente aumenta (a temperatura aumenta) com um seccionador bimetálico. Essa precaução ajudará a manter a integridade dos enrolamentos do motor quando o rotor estiver bloqueado por um acionamento congestionado.
Diferentes tempos de resposta são úteis para garantir a operação seletiva do equipamento de proteção. Dispositivos com menos atraso são instalados nas linhas. Em caso de emergência, apenas a parte danificada é desconectada da eletricidade. A máquina introdutória não tem tempo para desligar. A fonte de alimentação através de outros circuitos é útil para manter a iluminação, o alarme e outros sistemas de engenharia em um estado íntegro.
Seleção de uma máquina para energia
Operações de trabalho separadas são simplificadas usando calculadoras especializadas. Esses programas fornecem informações gratuitas e sites de referência.Mas a seleção de uma máquina automática de energia terá que ser feita com base em equipamentos reais.
Algoritmo típico:
- especificar os dados de consumo inicial de dispositivos individuais;
- distribuídos em grupos, especifique os valores totais;
- Os resultados obtidos são utilizados para selecionar o equipamento de proteção.
Este parâmetro indica a preservação da funcionalidade em caso de várias cargas de excesso de corrente (vezes):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Os requisitos para os modelos de máquinas são formados levando em consideração a capacidade nominal e classe de comutação. O equipamento de proteção é escolhido com uma margem para garantir a operacionalidade em caso de emergência.
Maneira tabular
Nos materiais de referência, indique quanta energia de carga pode ser aplicada se as máquinas estiverem instaladas em redes de energia diferentes. Exemplo para um modelo 2 A (valores em kW):
- 220 V, 1 (2) pólos, conexão monofásica - 0,4;
- 380 V, 3 polos., "Triângulo" - 2,3;
- 380 V, 4 polos., "Star" - 1.3.
O resultado deve ser aumentado para o valor mais próximo na faixa do modelo para garantir a confiabilidade.
Maneira gráfica
Essa técnica aplica princípios semelhantes. Mas os parâmetros de teste são apresentados em forma gráfica clara.
As nuances da escolha
De qualquer forma, a escolha de um disjuntor para corrente (potência) é feita com uma margem. Os especialistas recomendam o uso de um fator multiplicador de 1,4-1,6. Ao mesmo tempo, verifique a capacidade da fiação para suportar a carga máxima.
Cálculo da máquina para a seção transversal da fiação
Para uma rede doméstica típica, os dados podem ser obtidos da tabela a seguir:
| Seção transversal do condutor, mm². | Potência de carga admissível, W | Classificação do interruptor, E | ||
| Cobre | Alumínio | 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 |
A escolha de uma máquina de seção transversal de cabos ajuda a proteger a fiação. Essa técnica é recomendada por profissionais experientes. Se a área for desconhecida, é calculada usando uma fórmula geométrica típica, levando em consideração o diâmetro medido (D) do condutor: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.
Fórmula para calcular a potência atual e de tensão
Para cálculos por esses parâmetros, são utilizadas as definições de potência total (S), ativa (P) e reativa (Q). As seguintes fórmulas são adequadas para o cálculo de redes monofásicas de 220 V:
- S = U * I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * sin ϕ.
Os dados de origem para o cálculo podem ser obtidos nos diretórios. Aplique também os resultados da medição.
Carga ativa
Lâmpadas e aquecedores incandescentes não têm características reativas. Tais cargas não deslocam as fases de correntes e tensões. A energia é consumida totalmente com o dobro da frequência.
Carga capacitiva
Quando um capacitor é conectado a uma rede de corrente alternada, a energia é trocada nas duas direções. Este processo não é acompanhado por trabalho útil.
Carga reativa negativa
As explicações apresentadas tratam da situação ideal. No entanto, na realidade, cada elemento reativo possui uma certa resistência elétrica. Não se esqueça das perdas correspondentes nos fios de conexão e outros componentes do circuito.
Com valores significativos do componente capacitivo (indução), os problemas observados devem ser levados em consideração. Em alguns esquemas, além de aumentar a capacidade de carga das máquinas, componentes de compensação adicionais são usados.
Quais correntes as máquinas calculam
A potência do dispositivo de proteção é selecionada de acordo com a corrente da fiação (valor calculado ou tabular), levando em consideração o consumo da carga conectada. A classificação da máquina é escolhida menos para manter a integridade da linha de energia durante a operação. Em diferentes seções da rede, os condutores da seção correspondente são instalados, guiados pelos princípios da estrutura em árvore.
Uma diminuição deliberada na classificação do disjuntor é permitida ao conectar cargas com consumo de energia reduzido. Nesta modalidade, o uso de linhas com uma grande margem atual está implícito. Essa solução protege melhor o equipamento conectado contra danos.
