Automātiskā slēdža izvēle: veidi un elektrisko automātu raksturlielumi

Daudzi no mums noteikti ir domājuši, kāpēc automātiskie slēdži tik ātri izspieda no elektroshēmām novecojušos kausējamos drošinātājus? To ieviešanas aktivitāte ir pamatota ar vairākiem ļoti pārliecinošiem argumentiem, tostarp iespēju iegādāties šādu aizsardzības veidu, kas ideāli atbilst konkrētu elektroiekārtu veidu laika-strāvas datiem.

Vai jūs šaubāties, kāds tieši automāts jums ir nepieciešams, un nezināt, kā to pareizi izvēlēties? Mēs palīdzēsim atrast pareizo risinājumu – rakstā ir apskatīta šo ierīču klasifikācija. Kā arī svarīgi raksturlielumi, kuriem jāpievērš īpaša uzmanība, izvēloties automātisko slēdzi.

Lai jums būtu vieglāk saprast automātus, raksta materiāls ir papildināts ar uzskatāmām fotogrāfijām un noderīgiem speciālistu video ieteikumiem.

Automātisko slēdžu klasifikācija

Automāts gandrīz acumirklī atslēdz tam uzticēto līniju, kas novērš vadu un no tīkla baroto iekārtu bojājumus. Pēc atslēgšanas atzaru var nekavējoties iedarbināt no jauna, nenomainot aizsargierīci.

Parasti automātiskie slēdži tiek izvēlēti pēc četriem galvenajiem parametriem – nominālās atslēgšanas spējas, polu skaita, laika-strāvas raksturlieluma, nominālās darba strāvas.

Pēc nominālās atslēgšanas spējas

Šis raksturlielums norāda pieļaujamo īsslēguma strāvu (ĪS), pie kuras slēdzis nostrādās un, atverot ķēdi, atslēgs no sprieguma vadošos vadus un tai pievienotās ierīces.

Pēc šī parametra izšķir trīs automātu veidus – 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. Automāti ar 4,5 kA (4500 A) parasti tiek izmantoti, lai novērstu privāto dzīvojamo objektu elektrolīniju bojājumus. Vadu pretestība no apakšstacijas līdz īsslēguma vietai ir aptuveni 0,05 omi, kas dod robežstrāvu aptuveni 500 A.
2. Ierīces ar 6 kA (6000 A) tiek izmantotas dzīvojamā sektora, sabiedrisko vietu aizsardzībai pret īsslēgumu, kur līniju pretestība var sasniegt 0,04 omus, kas palielina iespējamību iegūt īsslēgumu līdz 5,5 kA.
3. Slēdži ar 10 kA (10000 A) tiek izmantoti rūpniecisko elektroinstalāciju aizsardzībai. Strāva līdz 10000 A var rasties īsā elektroķēdē, kas atrodas tuvu apakšstacijai.

Pirms optimālās slēdža modifikācijas izvēles ir svarīgi saprast, vai ir iespējamas īssavienojuma strāvas, kas pārsniedz 4,5 kA vai 6 kA?

Nominālo izslēgšanas spēju norāda slēdža dokumentācijā un uz korpusa kā kodu – 4500A, 600A, 10000A vai 4,5kA, 6kA, 10kA. Ierīces priekšpusē ir informācija par ražotāju, modeli, nominālo spriegumu, kas sastāv no laika-strāvas raksturlīknes datiem, darba strāvas.

Automāta izslēgšana notiek pie noteiktu vērtību īssavienojuma. Visbiežāk mājsaimniecības vajadzībām izmanto 6000 A modifikācijas slēdžus.

4500 A modeļi mūsdienu elektrotīklu aizsardzībai praktiski netiek izmantoti, un dažās valstīs tos ir aizliegts ekspluatēt.

Ja jūs interesē, kā pareizi pārrēķināt ampērus uz vatiem, iesakām iepazīties ar materiālu, kas aprakstīts nākamajā rakstā.

Reģistrējot īssavienojumu, izslēgšanu veic elektromagnētiskā spole (A situācija). Pārsniedzot nominālās strāvas, tīklu atslēdz bimetāla plāksne (B situācija).

Automātiskā slēdža darbība ir aizsargāt elektroinstalāciju (nevis iekārtas un lietotājus) no īssavienojuma un no izolācijas kušanas, ja strāvas pārsniedz nominālās vērtības.

Pēc polu skaita

Šī īpašība norāda maksimālo iespējamo vadu skaitu, ko var pieslēgt automātiskajam slēdzim tīkla aizsardzībai.

To izslēgšana notiek avārijas situācijas gadījumā (pārsniedzot pieļaujamos strāvas rādītājus vai laika-strāvas līknes līmeni).

Šī īpašība norāda maksimālo iespējamo vadu skaitu, ko var pieslēgt automātiskajam slēdzim tīkla aizsardzībai. To izslēgšana notiek avārijas situācijas gadījumā (pārsniedzot pieļaujamos strāvas rādītājus vai laika-strāvas līknes līmeni).

Vienpolu automātiskie slēdži

Vienpolu tipa slēdzis ir visvienkāršākā automāta modifikācija. Tas ir paredzēts atsevišķu ķēžu, kā arī vienfāzes, divfāžu, trīsfāžu elektroinstalācijas aizsardzībai. Slēdža konstrukcijai ir iespējams pieslēgt 2 vadus – barošanas vadu un izejošo vadu.

Šīs klases ierīces funkcijās ietilpst tikai vada aizsardzība pret aizdegšanos. Pati vadu neitrāle tiek novietota uz nulles kopni, tādējādi apejot automātu, un zemējuma vads tiek pievienots atsevišķi zemējuma kopnei.

Vienpolu AV pieslēgšana tiek veikta ar vienkodola vadu, bet dažreiz izmanto divkodolu kabeļus. Barošana tiek pieslēgta no automāta augšpuses, bet aizsargājamā līnija — no apakšpuses, kas vienkāršo montāžu. Uzstādīšana notiek uz 18 mm din-sliedes.

Vienpolu automāts nepilda ievada funkcijas, jo tā piespiedu atslēgšanas gadījumā tiek pārtraukta fāzes līnija, bet neitrāle ir savienota ar sprieguma avotu, kas nesniedz 100% aizsardzības garantiju.

Divpolu automātiskie slēdži

Ja nepieciešama pilnīga elektroinstalācijas tīkla atslēgšana no sprieguma, izmanto divpolu automātu.

To izmanto kā ievada slēdzi, kad īssavienojuma vai tīkla darbības traucējuma laikā visa elektroinstalācija tiek atslēgta vienlaicīgi. Tas ļauj veikt savlaicīgus remonta un ķēžu modernizācijas darbus pilnīgi droši.

Divpolu automātus izmanto gadījumos, ja nepieciešams atsevišķs slēdzis vienfāzes elektroierīcei, piemēram, ūdens sildītājam, boilerim, darbmašīnai.

Divpolu automāta pieslēgšana notiek, ņemot vērā elektrisko aizsardzības shēmu, izmantojot 1- vai 2-dzīslu vadu (dzīslu skaits ir atkarīgs no atslēgšanas shēmas). Montāža tiek veikta uz 36 mm din-sliedes.

Automātu pieslēdz aizsargājamai ierīcei, izmantojot 4 vadus, no kuriem divi ir barošanas vadi (viens no tiem tiek tieši pieslēgts tīklam, bet otrs piegādā barošanu ar džemperi) un divi — izejošie vadi, kuriem nepieciešama aizsardzība, turklāt tie var būt 1-, 2-, 3-dzīslu.

Trīspolu automātiskie slēdži

Trīsfāzu 3- vai 4-vadu tīkla aizsardzībai izmanto trīspolu automātus. Tie ir piemēroti pieslēgšanai pēc zvaigznes tipa (vidējais vads tiek atstāts bez aizsardzības, bet fāzes vadi tiek pieslēgti poliem) vai trīsstūra tipa (bez centrālā vada).

Avārijas gadījumā vienā no līnijām pārējās divas atslēdzas pašas.

Trīspolu AV pieslēgšana tiek veikta ar 1-, 2-, 3-dzīslu vadiem. Uzstādīšanai būs nepieciešama 54 mm plata din-sliede.

Trīspolu slēdzis kalpo kā ievada un vispārējais slēdzis jebkura veida trīsfāzu slodzēm. Bieži modifikāciju izmanto rūpniecībā, lai nodrošinātu strāvu elektromotoriem.

Modelim tiek pieslēgti līdz 6 vadi, no kuriem 3 ir trīsfāzu elektrotīkla fāzes vadi. Atlikušie 3 ir aizsargājamie. Tie attēlo trīs vienfāzes vai vienu trīsfāzu vadu.

Četru polu automātiskie slēdži

Lai aizsargātu trīs- vai četrfāzu elektrotīklu, piemēram, jaudīgu dzinēju, kas pievienots pēc “zvaigznes ar izvadītu nulles punktu” principa, tiek izmantots četru polu automāts. To izmanto kā ievada slēdzi trīsfāzu četru vadu tīklam.

Četru polu slēdža pieslēgšana tiek veikta ar 1-, 2-, 3-, 4-dzīslu vadu, shēma ir atkarīga no pieslēguma veida, korpuss jāuzstāda uz din-sliedes ar platumu 73 mm

Pie automāta korpusa iespējams pieslēgt astoņus vadus, no tiem trīs ir elektrotīkla fāzes vadi (+ viens nulles vads) un četri ir izejošie vadi (3 fāzes + 1 neitrāls).

Vienfāzes patērētāji tiek baroti no 220 V sprieguma, ko var iegūt, ja ņem vienu no fāzēm un elektrotīkla nulles vadu (neitrāli). Tas ir, šajā gadījumā papildus trim elektrotīkla fāzēm ir vēl viens vadītājs – nulles vads, tāpēc šāda elektrotīkla aizsardzībai un komutācijai tiek uzstādīti četru polu automātiskie slēdži, kas pārtrauc visus četrus vadītājus.

Pēc laika-strāvas raksturlieluma

Automātiskajiem slēdžiem var būt vienāds slodzes nominālās jaudas rādītājs, bet ierīču elektroenerģijas patēriņa raksturlielumi var būt atšķirīgi.

Patērētā jauda var pienākt nevienmērīgi, mainīties atkarībā no veida un slodzes, kā arī ieslēdzot, izslēdzot vai pastāvīgi strādājot konkrētai ierīcei.

Patērētās jaudas svārstības var būt diezgan ievērojamas, un to izmaiņu diapazons ir plašs. Tas noved pie automāta izslēgšanas saistībā ar nominālās strāvas pārsniegšanu, kas tiek uzskatīta par viltus tīkla atslēgšanu.

Lai izslēgtu iespējamību, ka aizsargs iedarbojas nevajadzīgi pie neavārijas standarta izmaiņām (strāvas stipruma palielināšanās, jaudas izmaiņas), tiek izmantoti automāti ar noteiktiem laika-strāvas raksturlielumiem (LSTR).

Tas ļauj ekspluatēt slēdžus ar vienādiem strāvas parametriem ar jebkurām pieļaujamām slodzēm bez viltus atslēgšanās.

LSTR parāda, pēc kāda laika slēdzis iedarbināsies un kādi būs strāvas stipruma un automāta nominālās strāvas attiecības rādītāji.

Automātu ar B raksturlīkni īpatnības

Automāts ar norādīto raksturlīkni izslēdzas 5–20 sekunžu laikā. Strāvas rādītājs ir 3–5 no automāta nominālajām strāvām. Šīs modifikācijas tiek izmantotas ķēžu aizsardzībai, kas baro standarta sadzīves ierīces.

Visbiežāk modelis tiek izmantots dzīvokļu, privātmāju elektroinstalācijas aizsardzībai.

Raksturlīkne C – darbības principi

Automāts ar nomenklatūras apzīmējumu C izslēdzas 1–10 sekunžu laikā pie 5–10 nominālajām strāvām.

Šīs grupas slēdži tiek izmantoti visās jomās — sadzīvē, būvniecībā, rūpniecībā, bet visvairāk tie ir pieprasīti dzīvokļu, māju un dzīvojamo telpu elektroaizsardzībā.

D raksturlieluma slēdžu ekspluatācija

D klases automāti tiek izmantoti rūpniecībā un ir pieejami trīspolu un četrpolu modifikācijās. Tos izmanto jaudīgu elektromotoru un dažādu 3 fāžu ierīču aizsardzībai.

AV darbības laiks ir 1–10 sekundes pie strāvas, kas ir 10–14 reizes lielāka par nominālo, kas ļauj to efektīvi izmantot dažādu vadu aizsardzībai.

Grafika apakšējā daļā ir norādīta nominālās strāvas vērtību daudzkārtība, pa vertikālo līniju — atslēgšanās laiks. Raksturlielumam B atslēgšanās notiek pie 3–5 reizes lielākas darba strāvas par nominālo, C — 5–10 reizes, D — 10–14 reizes.

Jaudīgi rūpnieciskie motori darbojas tikai ar AV ar D raksturlielumu.

Iespējams, jūs interesēs arī iepazīties ar automātisko slēdžu marķēšanu mūsu citā rakstā.

Pēc nominālās darba strāvas

Kopumā ir 12 automātu modifikācijas, kas atšķiras pēc nominālās darba strāvas rādītāja – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. Parametrs nosaka automāta darbības ātrumu, ja darba strāva pārsniedz nominālo vērtību.

Tabula ilustrē katra automāta modifikācijas maksimālo jaudu atkarībā no pieslēguma shēmas un tīkla sprieguma. Slēdža maksimālā darbība tiek sasniegta, pieslēdzot slodzi pēc trīsstūra shēmas.

Slēdža izvēle pēc norādītā raksturlieluma tiek veikta, ņemot vērā elektroinstalācijas jaudu un pieļaujamo strāvu, ko vadi var izturēt normālā režīmā. Ja strāvas vērtība nav zināma, to nosaka ar formulām, izmantojot datus par vada šķērsgriezumu, materiālu un ieguldīšanas veidu.

Automāti 1A, 2A, 3A tiek izmantoti ķēžu ar mazām strāvām aizsardzībai. Tie ir piemēroti neliela skaita ierīču, piemēram, lampas vai lustras, mazjaudas ledusskapja un citu ierīču, kuru kopējā jauda nepārsniedz automāta iespējas, elektroapgādei.

Slēdzis 3A tiek efektīvi izmantots rūpniecībā, ja tas tiek pieslēgts trīsfāzu režīmā pēc trīsstūra shēmas.

Slēdžus 6A, 10A, 16A ir atļauts izmantot atsevišķu elektrisko ķēžu, nelielu telpu vai dzīvokļu elektroapgādei.

Šie modeļi tiek izmantoti rūpniecībā, lai nodrošinātu barošanu elektromotoriem, solenoīdiem, sildītājiem, metināšanas automātiem, kas pieslēgti atsevišķā līnijā.

Trīs un četrpolu automātus 16A izmanto kā ieejas automātus trīsfāzu barošanas shēmā. Ražošanā priekšroka tiek dota ierīcēm ar D līkni.

Automāti 20A, 25A, 32A tiek izmantoti, lai aizsargātu mūsdienu dzīvokļu elektroinstalāciju; tie spēj nodrošināt elektrību veļas mašīnām, sildītājiem, elektriskajiem žāvētājiem un citai lieljaudas tehnikai. Modeli 25A izmanto kā ievada automātu.

Slēdži 40A, 50A, 63A pieder pie lieljaudas ierīču klases. Tos izmanto, lai nodrošinātu elektrību lieljaudas spēka iekārtām mājsaimniecībā, rūpniecībā un civilajā būvniecībā.

Automātisko slēdžu izvēle un aprēķins

Zinot automātisko slēdžu raksturlielumus, var noteikt, kurš automāts ir piemērots konkrētam mērķim. Taču pirms optimālā modeļa izvēles ir jāveic daži aprēķini, ar kuru palīdzību var precīzi noteikt nepieciešamās ierīces parametrus.

Solis #1 – automāta jaudas noteikšana

Izvēloties automātu, ir svarīgi ņemt vērā pievienojamo ierīču kopējo jaudu.

Piemēram, ir nepieciešams automāts virtuves ierīču pievienošanai elektroapgādei. Pieņemsim, ka kontaktligzdai tiks pievienota kafijas automāts (1000 W), ledusskapis (500 W), cepeškrāsns (2000 W), mikroviļņu krāsns (2000 W), elektriskā tējkanna (1000 W). Kopējā jauda būs 1000 + 500 + 2000 + 2000 + 1000 = 6500 (W) jeb 6,5 kW.

Tabulā ir norādīta dažu sadzīves ierīču nominālā jauda, kas nepieciešama to darbībai. Saskaņā ar normatīvajiem datiem tiek izvēlēts strāvas vada šķērsgriezums to barošanai un automāts elektroinstalācijas aizsardzībai.

Ja aplūko automātu tabulu pēc pieslēguma jaudas un ņem vērā, ka standarta spriegums mājsaimniecības elektroinstalācijā ir 220 V, tad ekspluatācijai ir piemērots vienpolu vai divpolu automāts 32A ar kopējo jaudu 7 kW.

Jāņem vērā, ka var būt nepieciešama lielāka patēriņa jauda, jo ekspluatācijas laikā var būt nepieciešams pievienot citas elektroierīces, kuras sākotnēji netika ņemtas vērā. Lai paredzētu šo situāciju, kopējā patēriņa aprēķinos izmanto pieaugošo koeficientu.

Pieņemsim, ka, pievienojot papildu elektroiekārtu, bija nepieciešams palielināt jaudu par 1,5 kW. Tad jāņem koeficients 1,5 un jāreizina ar iegūto aprēķināto jaudu.

Aprēķinos dažkārt ir lietderīgi izmantot samazināšanas koeficientu. To pielieto, ja vairāku ierīču vienlaicīga izmantošana nav iespējama.

Pieņemsim, ka virtuves elektroinstalācijas kopējā jauda ir 3,1 kW. Tad samazināšanas koeficients ir 1, jo tiek ņemts vērā minimālais vienlaikus pievienoto ierīču skaits.

Ja kādu no ierīcēm nav iespējams pievienot kopā ar citām, tad samazināšanas koeficients tiek ņemts mazāks par vienu.

Solis #2 – automāta nominālās jaudas aprēķins

Nominālā jauda ir tā jauda, pie kuras elektroinstalācijas atslēgšana nenotiek.

To aprēķina pēc formulas:

M = N * CT * cos(φ)

Kur

• M – jauda (vatos);
• N – elektrotīkla spriegums (voltos);
• CT – strāvas stiprums, kas spēj iziet caur automātu (ampēros);
• cos(φ) – leņķa kosinusa vērtība, kas atbilst fāžu un sprieguma nobīdes leņķim.

Kosinusa vērtība parasti ir 1, jo strāvas un sprieguma fāžu nobīdes praktiski nav.

No formulas izsakām CT:

CT = M/N,

Jauda mums jau ir noteikta, un tīkla spriegums parasti ir 220 volti.

Ja kopējā jauda ir 3.1 kW, tad:

CT = 3100/220 = 14.

Iegūtā strāva būs 14 A.

Trīsfāžu slodzes aprēķināšanai izmanto to pašu formulu, bet ņem vērā leņķiskās nobīdes, kas var sasniegt lielas vērtības. Tās parasti ir norādītas uz pievienojamās iekārtas.

Solis #3 – nominālās strāvas aprēķināšana

Nominālo strāvu var aprēķināt pēc elektroinstalācijas dokumentācijas, bet, ja tās nav, to nosaka, pamatojoties uz vadītāja īpašībām.

Aprēķiniem ir nepieciešami šādi dati:

• vadītāja šķērsgriezuma laukums;
• dzīslu materiāls (varš vai alumīnijs);
• ieguldīšanas veids.

Sadzīves apstākļos elektroinstalācija parasti atrodas sienā.

Šķērsgriezuma laukuma aprēķināšanai būs nepieciešams mikrometrs vai bīdmērs. Jāmēra tikai vadošā dzīsla, nevis vads un izolācija.

Pēc nepieciešamo mērījumu veikšanas aprēķinām šķērsgriezuma laukumu:

S = 0,785 * D * D,

Kur

• D – vadītāja diametrs (mm);
• S – vadītāja šķērsgriezuma laukums (mm²).

Tālāk izmantojam zemāk esošo tabulu.

Nosakot, no kāda materiāla ir izgatavotas vadītāja dzīslas, un aprēķinot šķērsgriezuma laukumu, var noteikt strāvas un jaudas rādītājus, ko iztur elektrotīkla instalācija. Dati ir doti instalācijai, kas iemūrēta sienā.

Ņemot vērā iegūtos datus, izvēlamies automāta darba strāvu un tā nominālu. Tam jābūt vienādam vai mazākam par darba strāvu. Dažos gadījumos ir atļauts izmantot automātus ar nominālu, kas pārsniedz esošo instalācijas strāvu.

Solis #4 – laika-strāvas raksturlieluma noteikšana

Lai pareizi noteiktu laika-strāvas raksturlīkni, jāņem vērā pievienojamo slodžu palaišanas strāvas.

Nepieciešamos datus var uzzināt, izmantojot zemāk esošo tabulu.

Tabulā ir sniegti daži elektrisko ierīču veidi, kā arī palaišanas strāvas daudzkārtības un impulsu ilgumi sekundēs.

Pēc tabulas datiem var noteikt strāvas stiprumu (ampēros) ierīces ieslēgšanas brīdī, kā arī periodu, pēc kura atkal parādīsies maksimālā strāva.

Piemēram, ja ņem elektrības gaļasmašīnu, kuras jauda ir 1,5 kW, aprēķināt tai darba strāvu no tabulām (tas būs 6,81 A) un, ņemot vērā starta strāvas daudzkārtību (līdz 7 reizēm), iegūstam strāvas vērtību 6,81*7=48 (A).

Šāda stipruma strāva plūst ar periodiskumu 1-3 sekundes. Ņemot vērā VTK grafikus B klasei, var redzēt, ka pārslodzes gadījumā automātiskais slēdzis nostrādās pirmajās sekundēs pēc gaļasmašīnas iedarbināšanas.

Acīmredzot šīs ierīces daudzkārtība atbilst C klasei, tāpēc automāts ar raksturlīkni C ir jāizmanto, lai nodrošinātu elektriskās gaļasmašīnas darbību.

Mājsaimniecības vajadzībām parasti izmanto slēdžus, kas atbilst B, C raksturlīknēm. Rūpniecībā iekārtām ar lieliem daudzkārtējiem strāvām (motoriem, barošanas blokiem u.c.) tiek radīta strāva līdz pat 10-kārtīgai, tāpēc lietderīgi izmantot D modifikācijas ierīces.

Tomēr jāņem vērā šādu ierīču jauda, kā arī palaišanas strāvas ilgums.

Autonomie automatizētie slēdži no parastajiem atšķiras ar to, ka tie tiek uzstādīti atsevišķos sadales skapjos.

Ierīces funkcijās ietilpst ķēdes aizsardzība pret neparedzētiem sprieguma lēcieniem, elektroenerģijas atslēgšana visā vai noteiktā tīkla posmā.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

AB izvēle pēc strāvas raksturlīknes un strāvas aprēķina piemērs ir apskatīti nākamajā videoklipā:

AB nominālās strāvas aprēķins ir demonstrēts nākamajā video:

Automātus montē mājas vai dzīvokļa ieejā. Tie atrodas plastmasas izturīgās kastēs. AB klātbūtne mājas elektrotīkla shēmā ir drošības garantija. Ierīces ļauj savlaicīgi atslēgt elektrolīniju, ja tīkla parametri pārsniedz noteikto slieksni.

Ņemot vērā automātisko slēdžu galvenās īpašības, kā arī veicot pareizus aprēķinus, var izdarīt pareizu šīs ierīces izvēli un tās uzstādīšanu.

Ja Jums ir zināšanas vai pieredze elektromontāžas darbu veikšanā, lūdzu, dalieties ar tām ar mūsu lasītājiem. Atstājiet savus komentārus par automātiskā slēdža izvēli un tā uzstādīšanas niansēm komentāros zemāk.