Strona 2
Prąd znamionowy bezpiecznika to najwyższy prąd, jaki bezpiecznik może wytrzymać w nieskończoność. od dawna bez upadku. Jest to wskazane na wkładce bezpiecznika. Jednak siła prądu topienia wkładki bezpiecznikowej zależy od wielu powodów, a przede wszystkim od czasu trwania obciążenia prądowego i warunków chłodzenia bezpiecznika.
Dla prądów znamionowych przyjmuje się następującą skalę normalną: 200, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000 i 4000 A.
Urządzenie jest zaprojektowane na prąd znamionowy 10 A, prąd maksymalny 30 A, a jego waga wynosi 2 kg. Punkty testowe na kablu komunikacyjnym umieszczone są na kablu sprzęgła w odstępach co 800 - 1000 m, co odpowiada długości konstrukcyjnej kabla. Na gazociągach instalowane są niezależne punkty kontrolno-pomiarowe. Pancerz i osłona kabla w złączach nie są zmostkowane, ale przewody są doprowadzone do oprzyrządowania, które ma pięć zacisków, oddzielnych od pancerza i osłony i oznakowanych.
Jeżeli generator dostarcza prąd znamionowy, a jego napięcie wynosi co najmniej 12,5 V dla generatorów 12 V i 25 V dla generatorów 24 V, należy uznać, że nadaje się do użytku. W przypadku spadku prądu wyjściowego należy zamknąć zaciski I i Ř generatora przewodem; Jeśli jednocześnie wzrośnie napięcie i prąd generatora, wówczas regulator przekaźnika należy uznać za uszkodzony.
V są zaprojektowane na prąd znamionowy odpowiednio 200 i 400 A.
Sterowniki sterujące serii KA-5000 o prądzie znamionowym do 15 A posiadają aż 12 obwodów wykonawczych i oprócz pozycji zerowej, siedem pozycji dźwigni w każdym kierunku. Klamka może być ustalona w każdej pozycji lub posiadać samoczynny powrót do pozycji zerowej.
Uzwojenia silnika są zaprojektowane na określony prąd znamionowy. Wraz ze wzrostem poboru mocy wzrasta prąd. Ponadto wzrost prądu następuje w przypadku spadku napięcia w sieci i odłączenia jednej fazy. Jeżeli zanik fazy nastąpi po zatrzymaniu sprężarki, to po włączeniu silnika elektrycznego jego moc jest niewystarczająca do przyspieszenia sprężarki. Prąd w uzwojeniach jest około 4 razy większy od wartości znamionowej. Silnik nie kręci się i mocno się przegrzewa.
Witam Was drodzy czytelnicy i goście serwisu Notatki Elektryka.
Postanowiłem napisać artykuł na temat obliczania prądu znamionowego dla trójfazowego silnika elektrycznego.
To pytanie jest istotne i na pierwszy rzut oka nie wydaje się tak skomplikowane, ale z jakiegoś powodu w obliczeniach często występują błędy.
Jako przykład do obliczeń wezmę trójfazowy silnik asynchroniczny AIR71A4 o mocy 0,55 (kW).
Oto jest wygląd oraz etykietę z danymi technicznymi.
Jeśli planujesz podłączyć silnik do sieć trójfazowa 380 (V), co oznacza, że jego uzwojenia należy połączyć w gwiazdę, tj. na listwie zaciskowej należy połączyć ze sobą zaciski V2, U2 i W2 za pomocą specjalnych zworek.
Podłączając ten silnik do sieci trójfazowej o napięciu 220 (V), jego uzwojenia należy połączyć w trójkąt, tj. zamontuj trzy zworki: U1-W2, V1-U2 i W1-V2.
Zacznijmy więc.
Uwaga! Moc na tabliczce znamionowej silnika nie jest elektryczna, ale mechaniczna, tj. użyteczna moc mechaniczna na wale silnika. Jest to wyraźnie określone w aktualnym GOST R 52776-2007, klauzula 5.5.3:
Użyteczne moc mechaniczna oznaczone jako P2.
Jeszcze rzadziej etykieta wskazuje moc wejściową moc w koniach mechanicznych(KM), ale nigdy nie widziałem czegoś takiego w mojej praktyce. Dla informacji: 1 (KM) = 745,7 (Wat).
Ale jesteśmy zainteresowani właśnie energia elektryczna, tj. moc pobierana przez silnik z sieci. Czynna moc elektryczna jest oznaczona jako P1 i zawsze będzie większa od mocy mechanicznej P2, ponieważ uwzględnia wszystkie straty silnika.
1. Straty mechaniczne (Рmech.)
Straty mechaniczne obejmują tarcie w łożysku i wentylację. Ich wartość zależy bezpośrednio od prędkości obrotowej silnika, tj. im wyższa prędkość, tym większe straty mechaniczne.
Dla asynchronicznego silniki trójfazowe w przypadku wirnika uzwojonego uwzględniane są również straty pomiędzy szczotkami i pierścieniami ślizgowymi. Więcej szczegółów na temat urządzenia silniki asynchroniczne Możesz.
2. Straty magnetyczne (Рmag.)
Straty magnetyczne powstają w „żelazie” obwodu magnetycznego. Należą do nich straty spowodowane histerezą i prądami wirowymi podczas odwrócenia magnesowania rdzenia.
Wielkość strat magnetycznych w stojanie zależy od częstotliwości odwrócenia magnesowania jego rdzenia. Częstotliwość jest zawsze stała i wynosi 50 (Hz).
Straty magnetyczne w wirniku zależą od częstotliwości odwrócenia namagnesowania wirnika. Częstotliwość ta wynosi 2-4 (Hz) i zależy bezpośrednio od wielkości poślizgu silnika. Ale straty magnetyczne w wirniku są niewielkie, dlatego najczęściej nie są brane pod uwagę w obliczeniach.
3. Straty elektryczne w uzwojenie stojana(Re1)
Straty elektryczne w uzwojeniu stojana są spowodowane ich nagrzewaniem pod wpływem przepływającego przez nie prądu. Im wyższy prąd, tym bardziej silnik jest obciążony, tym więcej straty elektryczne- wszystko jest logiczne.
4. Straty elektryczne w wirniku (Re2)
Straty elektryczne w wirniku są podobne do strat w uzwojeniu stojana.
5. Inne straty dodatkowe (Radd.)
Dodatkowe straty obejmują wyższe harmoniczne siły magnetomotorycznej, pulsację indukcji magnetycznej w zębach itp. Straty te są bardzo trudne do uwzględnienia, dlatego przyjmuje się je zwykle jako 0,5% pobieranej mocy czynnej P1.
Wszyscy wiecie, co siedzi w silniku energia elektryczna zmienia się w mechaniczny. Aby wyjaśnić nieco bardziej szczegółowo, kiedy do silnika dostarczana jest elektryczna moc czynna P1, część jej jest wydawana na straty elektryczne w uzwojeniu stojana i straty magnetyczne w rdzeniu magnetycznym. Pozostała moc elektromagnetyczna jest następnie przekazywana do wirnika, gdzie jest zużywana przez straty elektryczne w wirniku i przekształcana w moc mechaniczną. Część mocy mechanicznej jest zmniejszona z powodu strat mechanicznych i dodatkowych. W rezultacie pozostała moc mechaniczna wynosi użyteczna moc P2 na wale silnika.
Wszystkie te straty ujęte są w jednym parametrze – współczynniku przydatna akcja(sprawność) silnika, która jest oznaczona symbolem „η” i określona wzorem:
Nawiasem mówiąc, sprawność wynosi około 0,75-0,88 dla silników o mocy do 10 (kW) i 0,9-0,94 dla silników powyżej 10 (kW).
Przejdźmy jeszcze raz do danych silnika AIR71A4 omawianych w tym artykule.
Na jego tabliczce znamionowej znajdują się następujące informacje:
- typ silnika AIR71A4
- numer seryjny nr ХХХХХ
- rodzaj prądu - przemienny
- liczba faz - trójfazowa
- częstotliwość zasilania 50 (Hz)
- schemat podłączenia uzwojenia ∆/Y
- napięcie znamionowe 220/380 (pion)
- prąd znamionowy przy trójkącie 2,7 (A) / przy gwiazdce 1,6 (A)
- znamionowa moc netto na wale P2 = 0,55 (kW) = 550 (W)
- prędkość obrotowa 1360 (obr/min)
- Sprawność 75% (η = 0,75)
- współczynnik mocy cosφ = 0,71
- tryb pracy S1
- klasa izolacji F
- stopień ochrony IP54
- nazwa firmy i kraj produkcji
- rok produkcji 2007
Obliczanie prądu znamionowego silnika elektrycznego
Przede wszystkim należy znaleźć pobór mocy czynnej elektrycznej P1 z sieci, korzystając ze wzoru:
P1 = P2/η = 550/0,75 = 733,33 (W)
Wartości mocy są podstawione we wzorach w watach, a napięcie w woltach. Sprawność (η) i współczynnik mocy (cosφ) są wielkościami bezwymiarowymi.
Ale to nie wystarczy, ponieważ nie uwzględniliśmy współczynnika mocy (cosφ ) , ale silnik jest obciążeniem czynno-indukcyjnym, dlatego aby określić całkowity pobór mocy silnika z sieci, używamy wzoru:
S = P1/cosφ = 733,33/0,71 = 1032,85 (VA)
Znajdźmy prąd znamionowy silnika podczas łączenia uzwojeń w gwiazdę:
Inom = S/(1,73 U) = 1032,85/(1,73 380) = 1,57 (A)
Znajdźmy prąd znamionowy silnika podczas łączenia uzwojeń w trójkącie:
Inom = S/(1,73 U) = 1032,85/(1,73 220) = 2,71 (A)
Jak widać, uzyskane wartości są równe prądom wskazanym na etykiecie silnika.
Dla uproszczenia powyższe wzory można połączyć w jeden ogólny. Rezultatem będzie:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η)
Dlatego też, aby wyznaczyć prąd znamionowy silnika, należy podstawić do tego wzoru moc mechaniczną P2 pobraną z tabliczki, biorąc pod uwagę sprawność i współczynnik mocy (cosφ), które są wskazane na tej samej tabliczce lub w paszporcie na silnik elektryczny.
Sprawdźmy ponownie formułę.
Prąd silnika przy łączeniu uzwojeń w gwiazdę:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 550/(1,73 380 0,71 0,75) = 1,57 (A)
Prąd silnika przy łączeniu uzwojeń w trójkąt:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 550/(1,73 220 0,71 0,75) = 2,71 (A)
Mam nadzieję, że wszystko jest jasne.
Przykłady
Postanowiłem podać jeszcze kilka przykładów z różnymi typami silników i mocami. Obliczmy ich prądy znamionowe i porównajmy z prądami wskazanymi na etykietach.
Jak widać, silnik ten można podłączyć tylko do sieci trójfazowej o napięciu 380 (V), ponieważ jego uzwojenia są zmontowane w gwiazdę wewnątrz silnika, a tylko trzy końce są wyprowadzone do listwy zaciskowej, dlatego:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 1500/(1,73 380 0,85 0,82) = 3,27 (A)
Wynikowy prąd 3,27(A) odpowiada prądowi znamionowemu 3,26(A) wskazanemu na etykiecie.
Silnik ten można podłączyć do sieci trójfazowej o napięciu zarówno 380 (V) w gwiazdę, jak i 220 (V) w trójkąt, ponieważ Posiada 6 końcówek podłączonych do listwy zaciskowej:
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 3000/(1,73 380 0,83 0,83) = 6,62 (A) - gwiazda
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 3000/(1,73 220 0,83 0,83) = 11,44 (A) - trójkąt
Uzyskane wartości prądów dla różnych schematów połączeń uzwojeń odpowiadają prądom znamionowym wskazanym na etykiecie.
3. Silnik asynchroniczny AIRS100A4 o mocy 4,25 (kW)
Podobny do poprzedniego.
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 4250/(1,73 380 0,78 0,82) = 10,1 (A) - gwiazda
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 4250/(1,73 220 0,78 0,82) = 17,45 (A) - trójkąt
Obliczone wartości prądów dla różnych schematów połączeń uzwojeń odpowiadają prądom znamionowym wskazanym na tabliczce znamionowej silnika.
Silnik ten można podłączyć wyłącznie do sieci trójfazowej o napięciu 6 (kV). Schemat połączeń jego uzwojeń to gwiazda.
Inom = P2/(1,73 U cosφ η) = 630000/(1,73 6000 0,86 0,947) = 74,52 (A)
Prąd znamionowy 74,52(A) odpowiada prądowi znamionowemu 74,5(A) podanemu na etykiecie.
Dodatek
Przedstawione powyżej wzory są oczywiście dobre i zgodnie z nimi obliczenia są dokładniejsze, ale wśród zwykłych ludzi istnieje bardziej uproszczona i przybliżona formuła obliczania prądu znamionowego silnika, która jest najbardziej rozpowszechniona wśród rzemieślników domowych i rzemieślników.
To proste. Weź moc silnika w kilowatach wskazaną na etykiecie i pomnóż ją przez 2 - oto gotowy wynik. Tylko ta tożsamość ma znaczenie w przypadku silników 380 (V) zamontowanych w gwiazdę. Możesz sprawdzić i zwiększyć moc powyższych silników. Ale osobiście nalegam, abyś stosował dokładniejsze metody obliczeń.
P.S. Ale teraz, gdy już zdecydowaliśmy o prądach, możemy zacząć wybierać wyłącznik, bezpieczniki, zabezpieczenie termiczne silnika i styczniki do jego sterowania. O tym opowiem w kolejnych publikacjach. Aby nie przegapić publikacji nowych artykułów, zapisz się do newslettera serwisu Notatki Elektryka. Do następnego razu.
Aby zapewnić niezawodna ochrona kabla za pomocą wyłącznika automatycznego, należy wziąć pod uwagę niektóre cechy eksploatacyjne tego urządzenia i przeprowadzić prawidłowy wybór. Faktem jest, że prąd (Inn), który jest wskazany w oznaczeniu maszyny, jest w rzeczywistości prądem roboczym, a jego przekroczenie w określonym zakresie nie powoduje natychmiastowego wyłączenia sieci.
Oceny maszyn do ochrony kabli elektrycznych
Na przykład, jeśli oznaczenie to C25, oznacza to, że przez ten obwód może przepływać prąd o natężeniu 25 A nieograniczony czas. Jeśli nadmiar wynosi do 13% (28,5 A), wówczas wyłączenie może nastąpić po ponad godzinie pracy, do 45% (36,25 A) - w niecałą godzinę. Dla gwarantowana ochrona sieci ważne jest, aby zwiększony prąd nie przekraczał dopuszczalnego prądu w kablu.
Taki algorytm działania maszyny z jednej strony zmniejszy prawdopodobieństwo fałszywych alarmów, ale z drugiej strony wymaga bardziej przemyślanego podejścia do wyboru maszyny.
Wybór odpowiedniego wyłącznika nie jest łatwym zadaniem, ale jego rozwiązanie zależy bezpieczna obsługa domów lub mieszkań i zmniejszenie kosztów materiałów.
Opcje
Prąd znamionowy (I n)
Przełączniki automatyczne mają znormalizowany zakres prądów znamionowych, co znajduje odzwierciedlenie w GOST R 50345–99, dane podsumowano w tabeli. Są to prądy długotrwałe przepływające przez maszynę, które nie powodują jej wyłączenia. Za pomocą tabeli można wybrać prąd znamionowy wyłącznika. Zawiera seria standardowa prądy znamionowe (I n) dla automatów używanych w Rosji.
Znormalizowany zakres prądów znamionowych (In) dla automatów
| Prąd znamionowy A | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 1 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6,3 (lub 6) | |
| 8 | 10 | 16 | 25 | 31,5 (lub 32) | 40 | 50 | 63 | ||
| 80 | 100 | 125 | 160 | 200 | 250 | 320 | 400 | 500 | 630 |
| 800 | 1000 | 1600 | 2000 | 2500 | 4000 | 5000 | 6300 |
Jednakże na czas wyłączenia ma wpływ temperatura środowisko i sposób montażu wyłącznika. Zatem wzrost temperatury powietrza w miejscu zainstalowania maszyny skraca ten okres, a spadek go wydłuża. Pojedynczy zainstalowany przełącznik ma więcej długi okres, a ta zainstalowana w grupie jest zmniejszona ze względu na wpływ sąsiadujących maszyn.
Poniższa tabela zawiera informacje na temat prądów prowadzących do długotrwałego wyłączenia i pozwala wybrać wymaganą wartość znamionową.
Są to prądy znormalizowane według GOST.
| Znormalizowane prądy według GOST przy wyborze mocy maszyny Charakter ristystyka wywołany- automaty typ | B, C, D | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nominał maszyny | 6A | 10A | 13A | 16A | 20A | 25A | 32A | 40A | |
| 50A Wyłączyć coś czytanie DOPIERO GDY | niż 1 godzina (1,13*In) | 6,78 A | 11,3 A | 14,69 A | 18.08 A | 22,6 A | 28,25 A | 36,16 A | 45,2 A |
| 50A Wyłączyć coś 56,5 A WIĘCEJ NIE | niż 1 godzina (1,45*In) | 8,7 A | 14,5 A | 18,85 A | 23,2 A | 29 A | 36,25 A | 46,4 A | 58 A |
72,5 A Korzystając z poniższej tabeli, można wybrać wyłącznik automatyczny na podstawie prądu wyłączenia. Wiadomo np., że kabel w otwarte okablowanie
o przekroju przewodu miedzianego 4 mm 2 ma dopuszczalny prąd 30A (t. 1.3.4-1.3.8. PUE). W tabeli znajdujemy najbliższy niższy prąd wyłączenia, wynosi on 29A, co oznacza, że potrzebujemy wyłącznika C20. Jeśli wybierzesz maszynę o prądzie znamionowym C25, wówczas długotrwały prąd płynący w kablu wyniesie 36,25 A, czas wyłączenia maszyny może osiągnąć 1 godzinę. W tym czasie kabel może nagrzać się do znacznej temperatury, co spowoduje stopienie izolacji. Jeśli nie wykluczono powtórzenia się takiej sytuacji, z pewnością doprowadzi to do wypadku.
Bez skomplikowanych pomiarów niemożliwe jest również dokładne określenie, przy jakim prądzie obciążenia będzie działać ten lub inny konkretny przypadek, ale istnieje korytarz, w którym gwarantowane jest działanie dowolnego przypadku tej wartości znamionowej.
Charakterystyka czasowo-prądowa
Charakterystyki te przedstawiono w formie wykresu, na podstawie którego można dość dokładnie określić prąd i czas, w którym urządzenie na pewno się wyłączy.
Można na przykład dowiedzieć się, po jakim czasie maszyna typu C wyłączy się, jeśli przepłynie przez nią prąd półtora raza większy od prądu znamionowego, czyli I/I n = 1,5. Rysujemy na wykresie linię pionową tak, aby przecinała ona zakres wartości i od punktów przecięcia tej linii z niebieską strefą rysujemy poziome linie do osi Y.
Na osi Y widzimy czas: minimum – 50 sekund, maksimum – około 6 minut. Oznacza to, że przy dwukrotnie większym prądzie kabel ten będzie pracował pod takim obciążeniem aż do 6 minut.
Aby wyznaczyć prądy wyłączalne dla innych typów B lub D, należy poprowadzić linie poziome do osi Y z odpowiednich obszarów.
W przypadku zwarcia maszyny działają bardzo niezawodnie, wyłączając sieć w czasie krótszym niż 0,1 sekundy, w takim czasie kabel nie ma czasu na zauważalne nagrzanie.
Jeśli to się stało wyłączenie awaryjne, nie spiesz się, aby włączyć maszynę, najpierw wyłącz mocne urządzenia, zwłaszcza grzewcze: żelazko, bojler, kuchenkę elektryczną, kuchenkę mikrofalową itp. Włącz maszynę po 5-10 minutach, jeśli nastąpi ponowne wyłączenie, lepiej wezwać specjalistę.
Kable GOST 31996–2012
Wybierając maszynę, należy wziąć pod uwagę charakterystykę kabli. Najważniejszy jest dopuszczalny prąd (dodaję). Pokazuje, z jakim maksymalnym prądem kabel może pracować przez cały okres jego użytkowania. Ta tabela z PUE zawiera informacje o dopuszczalnych prądach kabli w zależności od materiału i warunków ułożenia kabla.
Dopuszczalne prądy dla kabli w zależności od materiałów
| Otwarte okablowanie | Seche- cja kabel la, mm2 | Zamknięte okablowanie | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Miedź | Aluminium | Miedź | Aluminium | |||||||||
| Obecny A | Moc- ness, kW | Obecny A | Moc- ness, kW | Obecny A | Moc- ness, kW | Obecny A | Moc- ness, kW |
|||||
| 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | |||||
| 11 | 2.4 | - | - | - | - | 0.5 | - | - | - | - | - | - |
| 15 | 3.3 | - | - | - | - | 0.75 | - | - | - | - | - | - |
| 17 | 3.7 | 6.4 | - | - | - | 1 | 14 | 3 | 5.3 | - | - | - |
| 23 | 5 | 8.7 | - | - | - | 1.5 | 15 | 3.3 | 5.7 | - | - | - |
| 26 | 5.7 | 9.8 | 21 | 4.6 | 7.9 | 2 | 19 | 4.1 | 7.2 | 14 | 3 | 5.3 |
| 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 2.5 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 4 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 6 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 10 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 16 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 25 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 35 | 130 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
W tej tabeli można znaleźć wymagany przekrój kabla i dopuszczalny prąd w zależności od warunków okablowania, otwartego lub podziemnego. Na przykład moc wszystkich urządzeń w mieszkaniu wynosi 9 kW. W przypadku otwartego jednofazowego okablowania miedzianego przekrój drutu wynosi 4 mm 2, prąd 41 A, dla zamkniętego - najbliższy wyższa wartość moc 11 kW, przekrój 10 mm2, prąd 50A. Najbliższa niższa wartość znamionowa wyłącznika automatycznego wynosi 32A.
Jeśli istnieją wątpliwości co do jakości okablowania elektrycznego, lepiej zachować ostrożność i wybrać maszynę o wartości znamionowej niższej niż wartość podana w tabeli.
Sieć domowa ma budowę rozgałęzioną: w każdej gałęzi będzie płynął prąd o różnym natężeniu, dlatego przewody mają inny przekrój. Jeśli zainstalujesz jeden wyłącznik tylko przy wejściu, nie będzie on w stanie chronić poszczególnych odcinków okablowania przed przeciążeniem. Jeżeli całą sieć ułożymy kablem o tym samym przekroju, to jest to nieuzasadniony wydatek finansowy. Najlepszym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie odpowiedniego prądu na każdej sekcji maszyny. Rysunek przedstawia przybliżoną strukturę.
Montaż maszyn na odpowiedni prąd
Rysunek wyraźnie pokazuje obciążenie każdej sekcji i przekrój drutu. Instalując odpowiednie maszyny, możesz niezawodnie chronić całą sieć przed zwarcie lub przeciążenie. Ponadto w dowolnym momencie można wybrać i wyłączyć tę lub inną sekcję, zachowując funkcjonalność pozostałej części sieci.
Podczas korzystania z mocnych silników asynchronicznych w życiu codziennym, zwłaszcza trójfazowych, na przykład elektronarzędzi, zaleca się włączanie ich za pomocą osobnej maszyny, ponieważ mają one duży prąd rozruchowy, a podczas pracy przez wspólną maszynę przerwa w dostawie prądu może wystąpić nawet podczas normalnej pracy urządzenia.
Wybór sekcji. Wideo
Z tego filmu możesz dowiedzieć się szczegółowo o wyborze przekroju kabla i mocy maszyny.
Jeśli wybór wyłącznika jest dokonywany dla istniejącej sieci, to przede wszystkim trzeba znać przekrój okablowania, a następnie na tej podstawie dokonać wyboru. Jeśli sieć nie została jeszcze ułożona, należy zacząć od obliczenia możliwego obciążenia, biorąc pod uwagę wszystko sprzęt AGD które planuje się podłączyć. Okablowanie służy do prawidłowe działanie Za 20-30 lat najprawdopodobniej w życiu codziennym pojawią się nowe urządzenia, dlatego należy zapewnić rezerwę mocy na poziomie 20 procent.
Słownik objaśniający języka rosyjskiego akademika Ożegowa wyjaśnia znaczenie słowa „nominalny”, jak zostało określone, zwane, ale nie spełniające swoich obowiązków, celów, to znaczy fikcyjnych.
Definicja ta dość dokładnie wyjaśnia pojęcia elektryczne dotyczące napięcia znamionowego, prądu i mocy. Wydaje się, że tam są, przypisane i zdefiniowane, ale tak naprawdę służą jedynie jako wytyczne dla elektryków. Rzeczywiste wyrażenia liczbowe tych parametrów w rzeczywistości różnią się od wartości przypisanych.
Na przykład wszyscy znamy tę zmienną sieć jednofazowa przy napięciu 220 woltów, które jest uważane za nominalne. W rzeczywistości jego wartość według GOST może osiągnąć jedynie górną granicę 252 woltów. Tak działa standard państwowy.
Ten sam obraz można zobaczyć przy prądzie znamionowym.
Zasada wyznaczania prądu znamionowego
Podstawą wyboru jego wartości jest maksymalne możliwe ogrzewanie termiczne przewodniki elektrycznełącznie z ich izolacją, które muszą działać niezawodnie pod obciążeniem przez czas nieokreślony.
Przy prądzie znamionowym utrzymywana jest równowaga cieplna pomiędzy:
nagrzewanie przewodów pod wpływem temperatury ładunki elektryczne, opisane działaniem prawa Joule'a-Lenza;
chłodzenie w wyniku odprowadzenia części ciepła do otoczenia.
W takim przypadku ciepło Q1 nie powinno wpływać na właściwości mechaniczne i wytrzymałościowe metalu, a ciepło Q2 nie powinno wpływać na zmianę właściwości chemicznych i dielektrycznych warstwy izolacyjnej.
Nawet jeśli wartość prądu znamionowego zostanie nieznacznie przekroczona, po pewnym czasie konieczne będzie usunięcie napięcia z urządzeń elektrycznych w celu ochłodzenia metalu przewodnika prądowego i izolacji. W przeciwnym razie ich właściwości elektryczne zostaną zakłócone i nastąpi przebicie warstwy dielektrycznej lub odkształcenie metalu.
Wszelkie urządzenia elektryczne (w tym źródła prądu, ich odbiorniki, przewody i systemy łączące, urządzenia ochronne) są obliczane, projektowane i produkowane tak, aby działały przy określonym prądzie znamionowym.
Jego wartość jest podana nie tylko w fabrycznej dokumentacji technicznej, ale także na obudowie czy tabliczce znamionowej urządzeń elektrycznych.
Powyższe zdjęcie wyraźnie pokazuje wartości prądu znamionowego 2,5 i 10 amperów, które powstają poprzez tłoczenie podczas produkcji wtyczki elektrycznej.
Aby ujednolicić sprzęt, w GOST 6827-76 wprowadzono szereg wartości prądu znamionowego, przy których muszą działać prawie wszystkie instalacje elektryczne.
Jak wybrać urządzenie zabezpieczające na podstawie prądu znamionowego
Ponieważ prąd znamionowy określa możliwość długotrwałej pracy urządzeń elektrycznych bez uszkodzeń, wszystkie urządzenia zabezpieczające prąd są skonfigurowane tak, aby działały w przypadku jego przekroczenia.
W praktyce dość często zdarzają się sytuacje, w których następuje krótkotrwałe przeciążenie zasilacza. różne powody. W takim przypadku temperatura metalowego przewodnika i warstwy izolacyjnej nie ma czasu, aby osiągnąć granicę, gdy nastąpi naruszenie ich właściwości elektrycznych.
Z tych powodów przydzielona jest strefa transferowa oddzielny obszar, który jest ograniczony nie tylko wielkością, ale także czasem trwania działania. Po osiągnięciu krytycznych wartości temperatury warstwy izolacyjnej i metalowego przewodnika należy odłączyć napięcie z instalacji elektrycznej, aby ją ochłodzić.
Funkcje te realizuje zabezpieczenie przeciążeniowe działające na zasadzie termicznej:
bezpieczniki;
uwolnienia termiczne.
Dostrzegają obciążenie termiczne i są skonfigurowane tak, aby wyłączać je z określonym opóźnieniem. Ustawienie zabezpieczeń, które wykonują „natychmiastowe” odcięcie obciążenia, leży nieco powyżej prądu przeciążenia. Termin „natychmiastowy” faktycznie definiuje działanie w możliwie najkrótszym czasie. Dla najszybszych dzisiaj bieżąca ochrona odcięcie następuje w niecałe 0,02 sekundy.
Prąd roboczy w normalnym trybie zasilania jest najczęściej mniejszy niż wartość nominalna.
W podanym przykładzie analizowany jest przypadek obwodów AC. W łańcuchach Napięcie stałe zasadnicza różnica Nie ma związku pomiędzy prądem roboczym, znamionowym a wyborem ustawień działania zabezpieczeń.
Jak wyłącznik jest skonfigurowany do pracy przy prądzie znamionowym
W obronie urządzenia przemysłowe i domowych sieci elektrycznych, najczęściej stosowanymi wyłącznikami są te, które łączą w swojej konstrukcji:
wyzwalacze termiczne działające z opóźnieniem czasowym;
odcięcie prądu, które bardzo szybko wyłącza tryb awaryjny.
W tym przypadku wyłączniki automatyczne są produkowane na napięcie i prąd znamionowy. Na podstawie ich wielkości dobierane są urządzenia zabezpieczające do pracy w określonych warunkach danego obwodu.
W tym celu normy określają 4 rodzaje charakterystyk czasowo-prądowych dla różne projekty karabiny maszynowe Są one oznaczone łacińskimi literami A, B, C, D i mają na celu zagwarantowanie wyłączenia awarii przy współczynniku prądu znamionowego od 1,3 do 14.
Na podstawie charakterystyki czasowo-prądowej, biorąc pod uwagę temperaturę otoczenia, wyłącznik dobiera się dla określonego rodzaju obciążenia, na przykład:
urządzenia półprzewodnikowe;
systemy oświetleniowe;
schematy z obciążeniami mieszanymi i umiarkowanymi prądy rozruchowe;
łańcuchy o dużej wytrzymałości na przeciążenia.
Charakterystyka czasowo-prądowa może składać się z trzech stref działania jak pokazano na rysunku lub z dwóch (bez środkowej).
Oznaczenie prądu znamionowego można znaleźć na korpusie maszyny. Zdjęcie przedstawia przełącznik o wskazanej wartości 100 amperów.
Oznacza to, że będzie działać (wyłączać) nie od prądu znamionowego (100 A), ale od jego nadmiaru. Załóżmy, że jeśli wartość odcięcia maszyny zostanie ustawiona na wielokrotność 3,5, to prąd o natężeniu 100x3,5 = 350 amperów lub większym zostanie przez nią zatrzymany bez opóźnienia czasowego.
Gdy wyzwalanie termiczne jest ustawione na wielokrotność 1,25, to gdy wartość osiągnie 100x1,25 = 125 amperów, wyłączenie nastąpi po pewnym czasie, na przykład po godzinie. W takim przypadku obwód będzie w tym okresie działał z przeciążeniem.
Należy wziąć pod uwagę, że na czas wyłączenia maszyny wpływają także inne czynniki związane z konserwacją reżim temperaturowy ochrona:
warunki środowiskowe;
stopień wypełnienia panel dystrybucyjny sprzęt;
możliwość ogrzewania lub chłodzenia ze źródeł zewnętrznych.
Jak wybrać okablowanie elektryczne i wyłącznik automatyczny w oparciu o prąd znamionowy
Wyznaczanie podstawowych parametrów elektrycznych zabezpieczeń i przewodów w obowiązkowy brane jest pod uwagę przyłożone do nich obciążenie. W tym celu oblicza się ją na podstawie mocy znamionowej urządzeń podłączonych do operacji, biorąc pod uwagę ich współczynnik zajętości.
Na przykład grupa gniazd znajdująca się w kuchni jest podłączona do pracy pomywaczka, multicooker, piekarnik elektryczny i kuchenka mikrofalowa, które zużywają całkowita moc w trybie normalnym 5660 watów (biorąc pod uwagę częstotliwość włączania).
Napięcie znamionowe sieć domowa 220 woltów. Określmy prąd obciążenia, który przejdzie przez przewody i urządzenia zabezpieczające, dzieląc moc przez napięcie. I=5660/220=25,7 A.
Następnie spójrz na tabelę szeregu prądów znamionowych dla sprzętu elektrycznego. Nie ma automatycznego przełącznika dla tego prądu. Ale producenci produkują wyłączniki automatyczne 25 A. Jego wartość najbardziej odpowiada naszym celom. Dlatego wybieramy to jako podstawę. urządzenie ochronne do okablowania elektrycznego odbiorców grupy gniazd.
Następnie musimy zdecydować o materiale drutu i przekroju. Za podstawę weźmy miedź, ponieważ okablowanie aluminiowe nawet do celów domowych nie jest już popularny ze względu na swoje właściwości użytkowe.
W podręcznikach elektryków znajdują się tabele umożliwiające wybór przewodów różne materiały przez aktualne obciążenie. Weźmy nasz przypadek, biorąc pod uwagę fakt, że okablowanie prowadzone jest osobnym kablem w izolacji polietylenowej, ukrytym w rowku ściennym. Akceptujemy limity temperatur odpowiadające warunkom pokojowym.
Tabela dostarczy nam informacji jaki jest minimalny dopuszczalny przekrój normy drut miedziany w naszym przypadku - kwadrat 4 mm. Nie możesz wziąć mniej, ale lepiej go zwiększyć.
Czasami pojawia się zadanie wybrania stopnia ochrony już działającego okablowania. W takim przypadku całkiem uzasadnione jest określenie prądu obciążenia sieci odbiorczej za pomocą elektrycznego przyrządu pomiarowego i porównanie go z prądem obliczonym powyższą metodą teoretyczną.
W ten sposób termin „prąd znamionowy” pomaga elektrykom w nawigacji specyfikacje techniczne sprzęt elektryczny.
W poprzedniej serii artykułów szczegółowo przestudiowaliśmy cel, konstrukcję i zasadę działania wyłącznika, przeanalizowaliśmy jego główne cechy i schematy połączeń, teraz, korzystając z tej wiedzy, przejdziemy do kwestii wyboru wyłączniki automatyczne. W tym poście przyjrzymy się, jak obliczyć prąd znamionowy wyłącznika.
Artykuł ten stanowi kontynuację serii publikacji. W kolejnych publikacjach planuję szczegółowo przeanalizować, jak wybrać przekrój kabla, rozważyć obliczenia instalacji elektrycznej mieszkania dla konkretny przykład z obliczeniem przekroju kabla, doborem mocy i typów maszyn, podziałem okablowania na grupy. Na końcu serii artykułów na temat wyłączników automatycznych pojawi się szczegółowy, kompleksowy algorytm ich wyboru krok po kroku.
Chcesz nie przegapić premiery tych materiałów? Następnie zapisz się do wiadomości na stronie, formularz subskrypcji znajduje się po prawej stronie i na końcu tego artykułu.
Zacznijmy więc.
Okablowanie elektryczne w mieszkaniu lub domu jest zwykle podzielone na kilka grup.
Linia grupowa zasila kilku odbiorców tego samego typu i ma wspólne urządzenie zabezpieczające. Innymi słowy, jest to kilku odbiorców podłączonych równolegle do jednego kabla zasilającego i dla tych odbiorców zainstalowany jest wspólny wyłącznik automatyczny.
Każda grupa jest opublikowana kabel elektryczny o określonym przekroju i jest chroniony przez oddzielny wyłącznik automatyczny.
Aby obliczyć prąd znamionowy maszyny, należy znać maksymalny prąd roboczy linii, który jest dopuszczalny dla jej normalnej i bezpiecznej pracy.
Maksymalny prąd, jaki może wytrzymać kabel bez przegrzania, zależy od pola przekroju poprzecznego i materiału żyły kabla (miedź lub aluminium), a także od sposobu okablowania (otwarte lub ukryte).
Należy również pamiętać, że wyłącznik automatyczny służy do ochrony przewodów elektrycznych przed przetężeniami, a nie urządzenia elektryczne. Oznacza to, że maszyna chroni kabel ułożony w ścianie przed wejściem maszyny panel elektryczny do gniazdka, a nie do telewizora, kuchenki elektrycznej, żelazka lub pralka które są podłączone do tego gniazdka.
Dlatego prąd znamionowy wyłącznika dobiera się przede wszystkim na podstawie przekroju zastosowanego kabla, a następnie uwzględnia się podłączone obciążenie elektryczne. Prąd znamionowy maszyny musi być mniejszy niż maksymalny dopuszczalny prąd dla kabla o danym przekroju i materiale.
Obliczenia dla grupy odbiorców różnią się od obliczeń dla pojedynczej sieci odbiorców.
Zacznijmy od obliczeń dla pojedynczego konsumenta.
1.A. Obliczanie aktualnego obciążenia dla pojedynczego odbiorcy
W paszporcie urządzenia (lub na tabliczce na obudowie) sprawdzamy jego pobór mocy i ustalamy prąd znamionowy:
W obwodzie prądu przemiennego są dwa różne typy opór – aktywny i reaktywny. Dlatego moc obciążenia charakteryzuje się dwoma parametrami: moc czynna i moc bierna.
Współczynnik mocy cos φ charakteryzuje ilość energii biernej pobieranej przez urządzenie. Większość gospodarstw domowych i sprzęt biurowy mają charakter obciążenia czynnego (nie mają reaktancji lub mają małą reaktancję), dla nich cos φ = 1.
Lodówki, klimatyzatory, silniki elektryczne (np. pompa głębinowa), świetlówki itp. Wraz ze składnikiem aktywnym mają również składnik reaktywny, dlatego dla nich należy wziąć pod uwagę cos φ.
1.B. Obliczanie obciążenia prądowego dla grupy odbiorców
Całkowitą moc obciążenia linii grupowej określa się jako sumę mocy wszystkich odbiorców w danej grupie.
Oznacza to, że aby obliczyć moc linii grupowej, należy zsumować moc wszystkich urządzeń w tej grupie (wszystkich urządzeń, które planujesz włączyć w tej grupie).
Bierzemy kartkę papieru i spisujemy wszystkie urządzenia, które planujemy podłączyć do tej grupy (czyli do tego przewodu): żelazko, suszarka do włosów, telewizor, odtwarzacz DVD, lampa stołowa itp.):
Przy obliczaniu grupy konsumentów stosuje się tzw czynnik popytowy KS, które określa prawdopodobieństwo jednoczesnego załączenia wszystkich odbiorników w grupie w długim okresie czasu. Jeżeli wszystkie urządzenia elektryczne w grupie działają jednocześnie, wówczas Kc = 1.
W praktyce zazwyczaj nie wszystkie urządzenia włączają się jednocześnie. W ogólnych obliczeniach lokali mieszkalnych współczynnik popytu przyjmuje się w zależności od liczby odbiorców z tabeli pokazanej na rysunku.
Moc konsumentów jest podana na tabliczkach urządzeń elektrycznych, w ich paszportach; w przypadku braku danych można ją pobrać zgodnie z tabelą (RM-2696-01, dodatek 7.2) lub spojrzeć na podobnych konsumentów w Internecie. :
Na podstawie obliczonej mocy określamy sumę moc projektowania: Określamy obliczony prąd obciążenia dla grupy odbiorców:
Prąd obliczony za pomocą powyższych wzorów oblicza się w amperach.
2. Wybierz moc wyłącznika.
Do wewnętrznego zasilania mieszkania mieszkalne a domy używają głównie wyłączników modułowych.
Wybieramy prąd znamionowy maszyny równy prądowi projektowemu lub najbliższy większy z zakresu standardowego:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.
Jeśli wybierzesz mniejszy wyłącznik automatyczny, wyłącznik może zadziałać przy pełnym obciążeniu linii.
Jeżeli wybrany prąd znamionowy maszyny jest większy od maksymalnego możliwego prądu maszyny dla danego przekroju kabla, wówczas należy dobrać kabel o większym przekroju, co nie zawsze jest możliwe, lub taki linię należy podzielić na dwie (w razie potrzeby więcej) części i najpierw przeprowadzić całe powyższe obliczenia.
Należy pamiętać, że w obwodzie oświetleniowym okablowania domowego stosuje się kable 3 × 1,5 mm 2, a w obwodzie gniazdowym - o przekroju 3 × 2,5 mm 2. Oznacza to automatycznie ograniczenie poboru mocy dla obciążenia zasilanego takimi kablami.
Wynika z tego również, że w liniach oświetleniowych nie można stosować wyłączników o prądzie znamionowym większym niż 10 A, a w przypadku linii gniazdowych - większym niż 16 A. Włączniki światła są produkowane maksymalny prąd 10A, oraz gniazda o maksymalnym natężeniu prądu 16A.
Polecam materiały