Избор на прекъсвач в зависимост от мощността на товара, сечението на кабела и тока: принципи и формули за изчисления

Възможна корекция на напречното сечение на проводника спрямо съпротивлението на линията

Всеки проводник има присъщо съпротивление - говорихме за това в началото на статията, когато дадохме стойности за съпротивлението на материалите мед и алуминий.

И двата метала имат много добра проводимост и за кратките участъци собственото съпротивление на линията няма значителен ефект върху общите параметри на веригата. Но ако е планирана дълга линия или например дълъг удължител, който ще се използва далеч от дома, е препоръчително да се изчисли съпротивлението на линията и да се сравни падът на напрежение, който тя предизвиква, със захранващото напрежение. Ако спадът на напрежението е по-голям от 5% от номиналното напрежение на веригата, електрическите норми препоръчват да се използва кабел с по-голямо сечение.

Например, произвежда се заваръчен инверторен кабел. Ако съпротивлението на самия кабел е прекомерно, проводниците ще се прегреят при натоварване и напрежението може да не е достатъчно за правилната работа на устройството.

Собственото съпротивление на кабела може да се изчисли по формулата:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk - съпротивление на кабела (линията), ом;

2 - дължината на кабела се удвоява, тъй като се взема предвид целият път на протичане на тока, т.е. "дотам и обратно";

ρ - съпротивление на материала на кабелната сърцевина;

L - дължина на кабела, m

S - площ на напречното сечение на проводника, mm².

Предполага се, че вече знаем с какъв ток трябва да се справяме при свързването на товара - това вече беше обсъждано многократно в тази статия.

Знаейки силата на тока, е лесно да се използва законът на Ом, за да се изчисли падът на напрежение и след това да се сравни с номиналната стойност.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Ако резултатът от изпитването е по-голям от 5%, сечението на кабела трябва да се увеличи с една стъпка.

Друг онлайн калкулатор може да ви помогне да направите това бързо. Изглежда, че не се нуждае от допълнително обяснение.

Калкулатор за тест за спад на напрежението за дълги линии

Както беше споменато по-горе, ако стойността е до 5%, нищо не може да бъде променено. Ако то е по-голямо от тази стойност, сечението на кабела се увеличава, като се извършва и последваща проверка.

*  *  *  *  *  *  *

По този начин бяха разгледани основните въпроси, свързани с необходимата площ на напречното сечение на кабела в зависимост от предвиденото натоварване. Читателят е свободен да избере всеки от предложените методи за изчисление по свой вкус.

Завършваме статията с видеоклип по същата тема.

Номинален ток и характеристика на тока по време

След това следва един от основните надписи - номиналният ток на автоматичния блок. Например С25 или С16.

Първата буква обозначава характеристиката за времеви ток "C". Числото след буквата е стойността на номиналния ток.

Най-често срещаните характеристики са "B, C, D, Z, K". Те определят времето на задействане в зависимост от тока на късо съединение, протичащ през прекъсвача. Ако е кратък, тогава:

B
Автоматичният прекъсвач ще се задейства "условно мигновено" при ток на късо съединение, който е 3 до 5 пъти по-голям от номиналната му стойност.

Те се използват главно в осветителни вериги.

C
При ток на повреда 5-10 пъти по-голям от номиналния ток

Универсално приложение в мрежи със смесено натоварване.

D
10-20 пъти повече от номиналния ток

Използва се за свързване на електрически двигатели.

Z
2 до 3 пъти

Съответства на схемите с електронни устройства.

K
С коефициент от 8 до 12

Подходящ само за оборудване с индуктивни товари.

Всички такива устройства имат термична и електромагнитна защита. Въпреки че понякога не се осигурява термична защита. Но за това малко по-късно.

Електромагнитни - в диапазона на горните параметри в зависимост от вида на характеристиката.

Обърнете внимание, че при C25 прекъсвачът няма да изключи товар от 26 ампера. Това ще стане само при 1,13 пъти по-голяма стойност на тока от 25 А. И дори тогава, след доста дълъг период от време (повече от 1 час)

Да, и то след доста дълъг период от време (повече от 1 час).

Съществува такова нещо като:

ток на задействане - 1,45*Inom

Гарантирано е, че диспенсърът ще работи в рамките на един час.

Ток на изключване - 1,13*Inom

Автоматичният блок за управление на газовата горелка не трябва да се задейства в рамките на един час, а само в края на това време.

Не забравяйте също, че номиналният ток на корпуса е посочен за температура на околната среда +30°C. Ако поставите прекъсвача си в сауна или на фасадата на къщата, директно под слънцето, в горещ летен ден, 16-амперният прекъсвач вероятно ще се задейства с ток, дори по-малък от номиналния!

За какво е предназначен

Автоматичните прекъсвачи за апартаменти, къщи, малки промишлени обекти имат общ принцип на действие.

Те са оборудвани с двустепенна система за защита:

1. Термични. Термичното освобождаване е направено от биметална пластина. Плочата става по-гъвкава, когато е изложена на силен ток за по-дълъг период от време, което води до изключване на прекъсвача.
2. Електромагнитни. Соленоидът играе ролята на електромагнитен освобождаващ механизъм. Ако бъде засечен токов удар, за който прекъсвачът и кабелът не са проектирани, прекъсвачът също ще се задейства. Това е защитата от късо съединение.

AB (общоприето съкращение) предпазва мрежата от изолационно нагряване и пожар

Именно поради тази схема на работа е важно да се знае колко ампера да се инсталира прекъсвач в апартамент: ако се избере грешно устройство, то няма да може да блокира грешния ток и ще избухне пожар. Правилно оцененият предпазител предпазва от пожар, токов удар, топлина и изгаряне на веригите на домашните уреди.

Вземете решение за оценката

Всъщност от функцията на GFCI следва правилото за определяне на номиналната стойност на GFCI: той трябва да може да се задейства, преди токът да превиши капацитета на електрическата инсталация. Това означава, че номиналният ток на прекъсвача трябва да е по-нисък от максималния ток, който може да понесе електрическата инсталация.

Всяка линия трябва да бъде правилно оценена с прекъсвач.

На тази основа алгоритъмът за избор на предпазител е прост:

• Изчислете площта на напречното сечение на кабелния сноп.
• Вижте максималния ток, който кабелът може да поеме (вж. таблицата).
• След това изберете най-малкия сред номиналните прекъсвачи. Номиналните стойности на автоматичните прекъсвачи са свързани с допустимите продължителни токове за конкретния кабел - те имат малко по-ниска номинална стойност (вж. таблицата). Списъкът с оценки изглежда по следния начин: 16A, 25A, 32A, 40A, 63A. От този списък изберете подходящия. Съществуват и по-малки мощности, но те вече почти не се използват - сега имаме твърде много уреди и те имат голяма мощност.

Пример:

Алгоритъмът е много прост, но работи безотказно. За да стане по-ясно, нека разгледаме един пример. Таблицата по-долу показва максималния допустим ток на проводниците, използвани за домашно и плоскостното окабеляване. В него се дават и препоръки за използването на предпазители. Те са дадени в колоната, озаглавена "Номинален ток на прекъсвача". Именно там трябва да се търсят номиналните стойности - те са малко по-малки от максимално допустимите, така че окабеляването да работи правилно.

В таблицата намираме избраното сечение на проводника за дадената линия. Да предположим, че искаме да инсталираме кабел със сечение 2,5 mm2 (най-често срещаното при инсталиране към уред със средна мощност). Проводник с такова сечение може да понесе ток 27 А, а препоръчителната стойност за прекъсвач е 16 А.

Как ще работи веригата тогава? Докато токът не надхвърля 25 А, прекъсвачът няма да се задейства, а ще работи нормално - проводникът е топъл, но не до критична стойност. Когато токът на товара започне да нараства и надхвърли 25 А, прекъсвачът не се задейства за известно време - това вероятно е пусковият ток и той е краткотраен. Той ще се задейства, ако токът надвиши 25 А с 13% за достатъчно дълъг период от време. В този случай, ако тя достигне 28,25A. Тогава електрическият предпазител ще сработи, изключвайки клона от захранването, тъй като този ток вече е заплаха за проводника и неговата изолация.

Изчисляване по мощност

Мога ли да избера прекъсвач въз основа на мощността на товара? Ако свържете само един уред към захранването (обикновено голям уред с висока консумация на енергия), можете да използвате номиналната мощност на този уред. Възможно е също така да се избере прекъсвач, който е монтиран на входа на къщата или апартамента.

Ако търсите номиналната мощност на автоматичния прекъсвач, трябва да съберете мощностите на всички уреди, които ще бъдат свързани към домашната мрежа. След това намерената обща мощност се замества във формулата и се намира работният ток за този товар.

Формула за изчисляване на тока от общата мощност

След като намерите тока, изберете оценката . Тя може да бъде малко по-висока или малко по-ниска от намерената стойност. Основното е, че токът на задействане не трябва да превишава пределния ток за електрическата инсталация.

Кога може да се използва този метод? Ако кабелите са положени с голям резерв (което между другото не е лошо). Тогава, за да спестите пари, можете да инсталирате прекъсвачи, подходящи за товара, а не за сечението на проводника.

Но още веднъж трябва да се отбележи, че капацитетът на непрекъснатия ток на товара трябва да бъде по-голям от пределния ток на автоматичния прекъсвач с остатъчен ток. Само тогава изборът на прекъсвач, работещ с остатъчен ток, ще бъде правилен.

Изчисляване на допустимия ток въз основа на нагряването на сърцевината

Ако се избере проводник с подходящо сечение, това предотвратява спадането на напрежението и прегряването на линията. По този начин площта на напречното сечение ще определи оптималната и икономична работа на електрическата мрежа. Изглежда, че можете просто да инсталирате кабел с огромно напречно сечение. Но цената на медните проводници е пропорционална на тяхното сечение, а разликата при инсталиране на електрическа инсталация вече в една стая може да достигне няколко хиляди рубли.

Ето защо е важно да знаете как правилно да изчислите сечението на кабела: от една страна, ще гарантирате безопасна работа на мрежата, а от друга, няма да харчите допълнителни пари за закупуване на прекалено "дебел" проводник.

При избора на площта на напречното сечение на проводника трябва да се вземат предвид два важни критерия - разсейване на топлината и загуба на напрежение. Когато получавате две стойности за площта на напречното сечение на проводника, използвайки различни формули, изберете по-голямата стойност, закръглена надолу до стандартната стойност. Въздушните линии са особено чувствителни към загуба на напрежение

В същото време за подземните линии и кабели, разположени в гофрирани тръби, е важно да се вземе предвид допустимото нагряване. По този начин напречното сечение трябва да се определи в зависимост от вида на окабеляването

Допустими температури на нагряване на проводящи жила на кабели

Id е допустимото натоварване на кабела (ток на нагряване). Тази стойност съответства на тока, протичащ през проводника за дълъг период от време. При това се генерира установена, постоянно допустима температура (Td). Изчисленият ток (Ir) трябва да съответства на допустимия ток (Id) и за определянето му трябва да се използва формулата:

Iр=(1000*Pн*kз)/√(3*Uн*hд*cos j),

където:

• Rn - номинална мощност, kW;
• Kz - коефициент на натоварване (0,85-0,9);
• Un - номиналното напрежение на оборудването;
• hd - коефициент на ефективност на оборудването;
• cos j - фактор на мощността на оборудването (0,85-0,92).

Дори ако се вземат предвид едни и същи стойности на тока, топлинната мощност ще бъде различна в зависимост от температурата на околната среда. Колкото по-ниска е температурата, толкова по-ефективна е топлинната мощност

Корекционни коефициенти за кабел в зависимост от температурата на околната среда

Температурите варират в зависимост от региона и времето на годината, затова таблици за конкретни стойности можете да намерите в EAR. Ако температурата се различава значително от изчислената температура, трябва да се използват корекционни коефициенти. Референтната стойност за вътрешна или външна температура е 25 градуса по Целзий. Ако кабелът е положен под земята, температурата се променя с 15 градуса по Целзий. Въпреки това тя остава постоянна.

Напрежение

230/400V е номиналното напрежение, при което може да се използва автоматичният модул.

Ако там е отбелязано 230V (без 400V), тези устройства трябва да се използват само в еднофазни мрежи. Не можете да поставите два или три еднофазни прекъсвача един след друг и по този начин да подадете 380 V към двигател или трифазна помпа или вентилатор.

Разгледайте внимателно и двуполюсните модели. Ако на един от полюсите им е изписана буквата "N" (не само на дифузьорите), това е мястото, където е свързан нулевият проводник, а не фазовият.

Те имат малко по-различно име. Например BA63 1P+N.

Символът на вълната означава - за работа в мрежи за променливо напрежение.

За постоянно напрежение и ток е по-добре да не се инсталират такива устройства. Неговите характеристики на задействане и резултатът от късо съединение няма да бъдат предсказуеми.

Превключвателите за постоянен ток и напрежение, в допълнение към символа под формата на права линия, могат да имат на клемите си характерни надписи "+" (плюс) и "-" (минус).

Тук правилното свързване на полюсите е от решаващо значение. Това се дължи на факта, че условията за гасене на дъгата са малко по-тежки при постоянния ток.

При променливия ток дъгата естествено угасва, когато синусоидата преминава през нулата, докато при постоянния ток няма синусоида като такава. Те използват магнит в близост до гасителната камера, за да угасят дъгата устойчиво.

Това ще доведе до неминуемото унищожаване на заграждението.

Защита на най-слабото звено в електрическата верига

Освен сечението, при избора на подходящ кабел трябва да се вземат предвид и действителните условия на работа. Номиналните стойности са дадени за температури, които не надвишават +60°C.

При инсталиране на линията на място в близост до селска къща, тя трябва да бъде защитена от влага и други неблагоприятни външни влияния.

Проверете внимателно всички части на електрическата мрежа. Основното правило е надеждната защита, като се вземат предвид характеристиките на обекта с най-лоши параметри. Имайте предвид, че медта при същото сечение е проектирана за по-големи натоварвания от алуминия. Чистотата на метала е от известно значение. С увеличаването на примесите проводимостта се влошава, а загубите на безполезна и опасна топлина се увеличават.

Подреждане на вътрешното окабеляване

• Главният прекъсвач трябва да бъде монтиран преди измервателния уред;
• След устройството за контрол монтирайте устройство за остатъчен ток (RCD);
• След това отделните линии се оборудват с прекъсвачи (CB).

Устройството за защита от остатъчен ток (RCD) предотвратява злополуки, причинени от токове на утечка. В някои случаи предотвратява токови удари. Въпреки това с прекъсвачите се предприемат цялостни защитни мерки. Ефективното заземяване е задължително.

По принцип е добре в кухнята да има няколко групи, за да се разпределят равномерно натоварванията. Препоръчително е да бъдете особено внимателни, когато разпределяте консуматори с голяма мощност:

• котлони за готвене;
• фурни;
• отоплителни котли, бойлери, проточни нагреватели;
• електрически конвектори, топлинни пистолети;
• климатици.

Електрическата схема се характеризира с дървовидна структура. От централната линия на "магистралата" се правят необходимите разклонения за свързване на контактите и ключове.

Таблица за оценка на предпазителите

За да защитите линията от претоварване и късо съединение, трябва внимателно и правилно да изберете номиналния ток на прекъсвача. Например, ако защитите линия с кабел 2,5 mm² с прекъсвач 25 А и едновременно включите няколко мощни домакински уреда, токът може да надвиши номиналната стойност на прекъсвача, но при стойност, по-малка от 1,45, прекъсвачът може да работи около час.

Ако токът е 28 А, изолацията на кабела ще започне да се топи (тъй като допустимият ток е само 25 А), което ще доведе до повреда, пожар и други неблагоприятни последици.

Следователно таблицата на прекъсвачите по мощност и ток е следната:

Оценки на прекъсвачите по ток

• Проверете електрическата схема на уреда;
• съберете информационния лист на оборудването, измерете напрежението;
• Изчислете токовете в отделните вериги поотделно съгласно предоставената електрическа схема;
• Изберете прекъсвач за всяка група, който може да издържи на съответното натоварване;
• идентифицирайте кабелните продукти с подходящо напречно сечение на проводника.

Правила за избор на рейтинг

За правилното определяне на размера трябва да се вземат предвид особеностите на оборудването, което ще се свързва. Ако изчисленият общ ток е 19 ампера, потребителите предпочитат да закупят 25А устройство. Това решение предполага, че допълнителните натоварвания могат да се прилагат без съществени ограничения.

В някои ситуации обаче е по-добре да изберете 20А прекъсвач. Това гарантира, че биметалният разединител ще има относително по-малко време за изключване при повишаване на тока (повишаване на температурата).

Тази предпазна мярка ще запази целостта на намотката на двигателя, ако роторът е блокиран от блокирало задвижване.

Различните времена на сработване ще бъдат полезни за осигуряване на селективна работа на защитите. На линиите се инсталират устройства с по-кратко закъснение. В случай на авария само повредената част се изключва от захранването. Прекъсвачът няма да има време да се задейства. Захранването на други вериги е полезно за поддържане на светлини, аларми и други инженерни системи в работно състояние.