Automātisko slēdžu nominālie strāvas lielumi: kā pareizi izvēlēties automātu

Ierīces elektrības atslēgšanai pārslodžu un īssavienojumu gadījumā tiek uzstādītas pie ieejas jebkurā mājas tīklā. Nepieciešams pareizi aprēķināt automātisko slēdžu strāvas nominālus, pretējā gadījumā to darbība būs neefektīva. Vai piekrītat?

Mēs pastāstīsim, kā tiek veikts automāta parametru aprēķins, saskaņā ar kuriem izvēlas šo aizsardzības ierīci. No mūsu piedāvātā raksta jūs uzzināsiet, kā izvēlēties ierīci, kas nepieciešama elektrotīkla aizsardzībai. Ņemot vērā mūsu padomus, jūs iegādāsities variantu, kas skaidri nostrādā brīdī, kas ir bīstams elektroinstalācijai.

Automātisko slēdžu parametri

Lai nodrošinātu pareizu atslēgšanas ierīču nomināla izvēli, ir nepieciešama izpratne par to darbības principiem, nosacījumiem un iedarbības laiku.

Automātisko slēdžu darba parametri ir standartizēti Krievijas un starptautiskajos normatīvajos dokumentos.

Pamatelementi un marķējums

Slēdža konstrukcijā ietilpst divi elementi, kas reaģē uz strāvas stipruma pārsniegšanu noteiktajā vērtību diapazonā:

• Bimetāla plāksne, iedarbojoties caurplūstošajai strāvai, uzkarst un, liecoties, nospiež stūmēju, kas atvieno kontaktus. Tā ir “termiskā aizsardzība” pret pārslodzi.
• Solenoīds, iedarbojoties spēcīgai strāvai tinumā, ģenerē magnētisko lauku, kas spiež serdi, un tas jau iedarbojas uz stūmēju. Tā ir “strāvas aizsardzība” pret īssavienojumu, kas uz šādu notikumu reaģē ievērojami ātrāk nekā plāksne.

Elektriskās aizsardzības ierīču veidiem ir marķējums, pēc kura var noteikt to galvenos parametrus.

Uz katra automātiskā slēdža ir norādītas tā galvenās īpašības. Tas ļauj nejaukt ierīces, kad tās ir uzstādītas sadales skapī.

Laika-strāvas raksturlīknes tips ir atkarīgs no solenoīda nostrādes diapazona (strāvas stipruma vērtības, pie kuras notiek iedarbība). Elektroinstalācijas un ierīču aizsardzībai dzīvokļos, mājās un birojos izmanto “C” tipa slēdžus vai, ievērojami retāk – “B” tipa. Īpašas atšķirības starp tiem sadzīves lietojumā nav.

D veidu izmanto saimniecības telpās vai galdniecībās, ja ir iekārtas ar elektromotoriem, kuriem ir lieli palaišanas jaudas rādītāji.

Pastāv divi standarti atslēgšanas ierīcēm: dzīvojamo telpu (EN 60898-1 vai GOST R 50345) un stingrāks rūpnieciskais (EN 60947-2 vai GOST R 50030.2). Tie atšķiras nedaudz, un abu standartu automātus var izmantot dzīvojamām telpām.

Pēc nominālās strāvas standarta automātu rinda izmantošanai sadzīves apstākļos satur ierīces ar šādām vērtībām: 6, 8, 10, 13 (reti sastopams), 16, 20, 25, 32, 40, 50 un 63 A.

Iedarbības laika-strāvas raksturlielumi

Lai noteiktu automāta atslēgšanās ātrumu pārslodzes gadījumā, pastāv īpašas tabulas par atslēgšanās laika atkarību no nominālā pārsniegšanas koeficienta, kas ir vienāds ar esošās strāvas stipruma attiecību pret nominālo:

K = I / I_n.

Straujš grafika kritums uz leju, sasniedzot diapazona koeficienta vērtību no 5 līdz 10 vienībām, ir izskaidrojams ar elektromagnētiskā atslēdzēja iedarbināšanu. B tipa slēdžiem tas notiek pie vērtības no 3 līdz 5 vienībām, bet D tipam – no 10 līdz 20.

Grafiks parāda C tipa automātu atslēgšanās laika diapazona atkarību no strāvas stipruma attiecības pret vērtību, kas noteikta šim slēdžam.

Pie K = 1,13 automāts garantēti neatslēgs līniju 1 stundas laikā, bet pie K = 1,45 – garantēti atslēgs šajā pašā laikā. Šīs vērtības ir apstiprinātas p. 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Lai saprastu, cik ilgā laikā aizsardzība iedarbosies, piemēram, pie K = 2, ir jānovelk vertikāla līnija no šīs vērtības. Rezultātā iegūsim, ka saskaņā ar doto grafiku atslēgšanās notiks diapazonā no 12 līdz 100 sekundēm.

Tik lielā laika izkliede ir izskaidrojama ar to, ka plāksnes uzkaršana ir atkarīga ne tikai no caur to plūstošās strāvas jaudas, bet arī no ārējās vides parametriem. Jo augstāka temperatūra, jo ātrāk iedarbojas automāts.

Nomināla izvēles noteikumi

Dzīvokļu un māju iekšējo elektrotīklu ģeometrija ir individuāla, tāpēc tipveida risinājumu noteikta nomināla slēdžu uzstādīšanai nav. Vispārīgie automātu pieļaujamo parametru aprēķināšanas noteikumi ir diezgan sarežģīti un ir atkarīgi no daudziem faktoriem. Ir jāņem vērā tie visi, pretējā gadījumā iespējama avārijas situācijas izveidošanās.

Dzīvokļa iekšējās elektroinstalācijas ierīces princips

Iekšējie elektrotīkli ir sazarotas struktūras “koka” – grafa bez cikliem – veidā. Šāda uzbūves principa ievērošana tiek saukta par automātu selektivitāti, saskaņā ar kuru ar aizsardzības ierīcēm tiek aprīkotas visu veidu elektriskās ķēdes.

Tas uzlabo sistēmas stabilitāti avārijas situācijas gadījumā un vienkāršo darbus tās novēršanai. Tāpat daudz vieglāk notiek slodzes sadale, energoietilpīgu ierīču pieslēgšana un elektroinstalācijas konfigurācijas maiņa.

Grafa pamatnē atrodas ievada automātiskais slēdzis, bet uzreiz pēc atzarojuma katram atsevišķam elektriskajam lokam tiek novietoti grupu slēdži. Šī ir gadiem pārbaudīta standarta shēma.

Ievada automātiskā slēdža funkcijās ietilpst vispārējas pārslodzes kontrole – nepieļaut, ka strāvas stiprums pārsniedz objektam atļauto vērtību. Ja tas notiek, pastāv risks sabojāt ārējo elektroinstalāciju. Turklāt, iespējams, nostrādās aizsargierīces, kas atrodas ārpus dzīvokļa, kuras jau pieder pie mājas kopīpašuma vai vietējiem elektrotīkliem.

Grupas automātisko slēdžu funkcijās ietilpst strāvas stipruma kontrole pa atsevišķām līnijām. Tie aizsargā no pārslodzes kabeli noteiktā posmā un tam pievienoto elektroenerģijas patērētāju grupu. Ja īssavienojuma gadījumā šāda ierīce neizslēdzas, tad to apdrošina ievada automātiskais slēdzis.

Pat dzīvokļiem ar nelielu elektroenerģijas patērētāju skaitu vēlams izveidot atsevišķu līniju apgaismojumam. Ja izslēdzas citas ķēdes automātiskais slēdzis, gaisma neizdzisīs, kas ļaus ērtākos apstākļos novērst radušos problēmu. Praktiski katrā sadalnē ievada automātiskā slēdža nominālā vērtība ir mazāka nekā grupu slēdžu summa.

Elektroierīču kopējā jauda

Maksimālā slodze uz ķēdi rodas, vienlaikus ieslēdzot visas elektroierīces. Tāpēc parasti kopējo jaudu aprēķina, vienkārši saskaitot. Tomēr atsevišķos gadījumos šis rādītājs būs mazāks.

Dažām līnijām visu tai pievienoto elektroierīču vienlaicīga darbība ir maz ticama, dažkārt pat neiespējama. Mājās dažreiz īpaši uzstāda ierobežojumus jaudīgu ierīču darbībai. Šim nolūkam jāatceras par to vienlaicīgas ieslēgšanas nepieļaušanu vai jāizmanto ierobežots kontaktligzdu skaits.

Visas biroja datoriekārtas, apgaismojuma un palīgiekārtu (tējkannas, ledusskapji, ventilatori, sildītāji u.c.) vienlaicīgas darbības varbūtība ir ļoti zema, tāpēc, aprēķinot maksimālo jaudu, izmanto korekcijas koeficientu.

Elektrificējot biroju ēkas, aprēķiniem bieži izmanto empīrisko vienlaicības koeficientu, kura vērtību ņem diapazonā no 0,6 līdz 0,8. Maksimālo slodzi aprēķina, reizinot visu elektroierīču jaudu summu ar koeficientu.

Aprēķinos pastāv viena nianse – jāņem vērā atšķirība starp nominālo (pilno) jaudu un patērēto (aktīvo) jaudu, kuras ir saistītas ar koeficientu (cos (f)).

Tas nozīmē, ka ierīces darbībai ir nepieciešama strāva, kuras jauda ir vienāda ar patērēto, dalītu ar šo koeficientu:

I_p = I / cos (f)

Kur:

• I_p – nominālās strāvas stiprums, kuru izmanto slodzes aprēķinos;
• I – ierīces patērētās strāvas stiprums;
• cos (f) <= 1.

Parasti nominālo strāvu norāda tieši vai ar cos (f) lieluma norādi elektriskās ierīces tehniskajā pasē.

Piemēram, koeficienta vērtība luminiscences gaismas avotiem ir 0,9; LED lampām – apmēram 0,6; parastajām kvēlspuldzēm – 1. Ja dokumentācija ir nozaudēta, bet ir zināma sadzīves ierīču patērētā jauda, tad garantijas nolūkos ņem cos (f) = 0,75.

Tabulā norādītās ieteicamās jaudas koeficienta vērtības var izmantot elektrisko slodžu aprēķinos, ja nav datu par nominālo strāvu.

Par to, kā izvēlēties automātisko slēdzi pēc slodzes jaudas, ir rakstīts nākamajā rakstā, kura saturu iesakām iepazīties.

Dzīslu šķērsgriezuma izvēle

Pirms izvadīt jaudas kabeli no sadales skapja līdz patērētāju grupai, ir jāaprēķina elektroierīču jauda to vienlaicīgas darbības laikā. Jebkuras atzara šķērsgriezumu izvēlas pēc aprēķinu tabulām atkarībā no vadu metāla veida: vara vai alumīnija.

Vadu ražotāji pievieno izlaistajai produkcijai līdzīgus uzziņas materiālus. Ja tie nav pieejami, tad orientējas uz datiem no uzziņu grāmatas “Elektroiekārtu ierīkošanas noteikumi” vai veic kabeļa šķērsgriezuma aprēķinu.

Tomēr bieži patērētāji pārapdrošinās un izvēlas nevis minimāli pieļaujamo šķērsgriezumu, bet vienu soli lielāku. Piemēram, pērkot vara kabeli 5 kW līnijai, izvēlas dzīslu šķērsgriezumu 6 mm², lai gan pēc tabulas pietiek ar 4 mm² vērtību.

Uzziņu tabula, kas sniegta PUE, ļauj izvēlēties nepieciešamo šķērsgriezumu no standarta rindas dažādiem vara kabeļa ekspluatācijas apstākļiem.

Tas ir attaisnojams šādu iemeslu dēļ:

• Ilgāka resnā kabeļa ekspluatācija, kas reti tiek pakļauts tā šķērsgriezumam maksimāli pieļaujamai slodzei. No jauna veikt elektroinstalācijas ievilkšanu – nav vienkāršs un ir dārgs darbs, it īpaši, ja telpā ir veikts remonts.
• Caurlaides spējas rezerve ļauj bez problēmām pieslēgt tīkla atzaram jaunas elektroierīces. Tā, piemēram, virtuvē var pievienot papildu saldētavu vai pārvietot tur veļas mašīnu no vannas istabas.
• Iekārtu, kas satur elektromotorus, iedarbināšana rada spēcīgas palaišanas strāvas. Šajā gadījumā ir vērojams sprieguma kritums, kas izpaužas ne tikai apgaismojuma spuldžu mirgošanā, bet var izraisīt arī datora, gaisa kondicionētāja vai veļas mazgājamās mašīnas elektroniskās daļas bojājumu. Jo biezāks kabelis, jo mazāks būs sprieguma lēciens.

Diemžēl tirgū ir daudz kabeļu, kas nav izgatavoti saskaņā ar GOST, bet gan atbilstoši dažādu TU prasībām.

Bieži to dzīslu šķērsgriezums neatbilst prasībām, vai arī tās ir izgatavotas no strāvu vadoša materiāla ar lielāku pretestību, nekā noteikts. Tāpēc reālā maksimālā jauda, pie kuras notiek pieļaujama kabeļa sasilšana, ir mazāka nekā normatīvajās tabulās.

Šī fotogrāfija parāda atšķirības starp kabeļiem, kas izgatavoti pēc GOST (pa kreisi) un atbilstoši TU (pa labi). Ir acīmredzama atšķirība dzīslu šķērsgriezumā un izolācijas materiāla piegulšanas blīvumā.

Slēdža nomināla aprēķins kabeļa aizsardzībai

Sadales skapī uzstādītajam automātiskajam slēdzim ir jānodrošina līnijas atslēgšana, ja strāvas jauda pārsniedz elektriskajam kabelim atļauto diapazonu. Tāpēc slēdzim ir jāveic maksimāli pieļaujamā nomināla aprēķins.

Saskaņā ar PUE vara kabeļu, kas ievilkti kārbu iekšpusē vai gaisā (piemēram, virs stieptajiem griestiem), pieļaujamo ilgstošo slodzi ņem no iepriekš norādītās tabulas. Šīs vērtības ir paredzētas avārijas gadījumiem, kad notiek jaudas pārslodze.

Dažas problēmas sākas, kad slēdža nominālo jaudu pielīdzina ilgstoši pieļaujamajai strāvai, ja tas tiek darīts saskaņā ar spēkā esošo GOST R 50571.4.43-2012.

Ir parādīts fragments no 433.1. punkta GOST R 50571.4.43-2012. Formulā “2” ir kļūda, un, lai pareizi saprastu mainīgā In definīciju, jāņem vērā “1” pielikums.

Pirmkārt, maldinoša ir mainīgā I_n atšifrēšana kā nominālā jauda, ja nepievērš uzmanību “1” pielikumam šim GOST punktam. Otrkārt, formulā “2” ir drukas kļūda: koeficients 1,45 ir pievienots nepareizi, un šo faktu apstiprina daudzi speciālisti.

Saskaņā ar 8.6.2.1. punktu GOST R 50345-2010 sadzīves slēdžiem ar nominālu līdz 63 A nosacītais laiks ir 1 stunda. Iestatītā atslēgšanas strāva ir vienāda ar nomināla vērtību, kas reizināta ar koeficientu 1,45.

Tādējādi saskaņā ar gan pirmo, gan grozīto otro formulu slēdža nominālā strāvas stiprums ir jāaprēķina pēc šādas formulas:

I_n <= I_Z / 1,45

Kur:

• I_n – automātiskā slēdža nominālā strāva;
• I_Z – kabeļa ilgstoši pieļaujamā strāva.

Slēdžu nominālvērtību aprēķins standarta kabeļu šķērsgriezumiem vienfāzes pieslēgumā ar diviem vara dzīsliem (220 V) tiek veikts, dalot ilgstošo pieļaujamo strāvu (pie gaisa ievilkšanas) ar atslēgšanas koeficientu 1,45.

Automāts tiek izvēlēts tā, lai tā nominālvērtība būtu mazāka par šo vērtību:

• Šķērsgriezums 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Nominālvērtība: 13 A;
• Šķērsgriezums 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Nominālvērtība: 16 A;
• Šķērsgriezums 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Nominālvērtība: 25 A;
• Šķērsgriezums 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Nominālvērtība: 32 A;
• Šķērsgriezums 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Nominālvērtība: 40 A;
• Šķērsgriezums 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Nominālvērtība: 50 A;
• Šķērsgriezums 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Nominālvērtība: 63 A.

Automātiskie slēdži ar 13 A nominālvērtību tiek pārdoti reti, tāpēc to vietā biežāk izmanto ierīces ar nominālo strāvu 10 A.

Kabeļi ar alumīnija dzīslām tagad reti tiek izmantoti iekšējās elektroinstalācijas montāžā. Arī tiem ir tabula, kas ļauj izvēlēties šķērsgriezumu pēc slodzes.

Līdzīgā veidā alumīnija kabeļiem tiek aprēķinātas automātu nominālvērtības:

• Šķērsgriezums 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Nominālvērtība: 10 vai 13 A;
• Šķērsgriezums 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Nominālvērtība: 16 vai 20 A;
• Šķērsgriezums 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Nominālvērtība: 25 A;
• Šķērsgriezums 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Nominālvērtība: 32 A;
• Šķērsgriezums 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Nominālvērtība: 40 A;
• Šķērsgriezums 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Nominālvērtība: 50 A.
• Šķērsgriezums 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Nominālvērtība: 63 A.

Ja jaudas kabeļu ražotājs norāda citu pieļaujamās jaudas atkarību no šķērsgriezuma laukuma, tad jāpārrēķina slēdžu vērtība.

Strāvas stipruma atkarības no jaudas formulas vienfāzes un trīsfāžu tīklam atšķiras. Daudzi cilvēki, kuriem ir ierīces, kas paredzētas 380 voltu spriegumam, šajā posmā pieļauj kļūdu.

Kā noteikt automātiskā slēdža tehniskos parametrus pēc marķējuma, sīkāk aprakstīts šeit. Iesakām iepazīties ar izglītojošo materiālu.

Pārslodzes novēršana no patērētāju darbības

Dažreiz līnijā tiek uzstādīts automāts ar nominālo strāvu ievērojami zemāku, nekā nepieciešams, lai garantētu elektriskā kabeļa darbspēju saglabāšanu.

Slēdža nominālvērtību ir lietderīgi samazināt, ja visu ķēdē esošo ierīču kopējā jauda ir ievērojami mazāka nekā kabelis spēj izturēt. Tas notiek, ja drošības apsvērumu dēļ pēc elektroinstalācijas montāžas daļa ierīču tika noņemta no līnijas.

Tad automāta nominālās jaudas samazināšana ir pamatota, ņemot vērā tā straujāku reakciju uz radušajām pārslodzēm.

Piemēram, ja elektromotora gultnis iesprūst, strāva tinumā strauji palielinās, bet ne līdz īssavienojuma vērtībām. Ja automāts reaģē ātri, tinums nepaspēj izkust, tādējādi glābjot motoru no dārgās pārtīšanas procedūras.

Tāpat izmanto nominālu, kas ir mazāks par aprēķināto, stingru ierobežojumu dēļ katrai ķēdei. Piemēram, vienfāzes tīklam pie ieejas dzīvoklī ar elektrisko plīti ir uzstādīts automāts 32 A, kas dod 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW pieļaujamās jaudas. Pieņemsim, ka, veicot elektroinstalāciju dzīvoklī, tika izveidotas 3 līnijas ar grupu automātu uzstādīšanu ar nominālu 25 A.

Ja sadales panelī uzstādīto grupu automātu skaits ir liels, tie ir jāparaksta un jānumurē. Citādi var apjukt.

Pieņemsim, ka uz vienas līnijas notiek lēna slodzes palielināšanās. Kad patērētā jauda sasniedz vērtību, kas ir vienāda ar grupas automāta garantēto atslēgšanu, pārējām divām sekcijām paliek tikai (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Tas ir ļoti maz, salīdzinot ar kopējo patēriņu. Ar šādu sadales paneļa shēmu ieejas automāts izslēgsies biežāk nekā līniju ierīces.

Tāpēc, lai saglabātu selektivitātes principu, uz sekcijām jāuzstāda slēdži ar nominālu 20 vai 16 ampēri. Tad pie tāda paša patērētās jaudas nelīdzsvara pārējām divām saitēm kopā būs 3,8 vai 5,1 kW, kas ir pieņemami.

Apskatīsim iespēju uzstādīt slēdzi ar nominālu 20A, izmantojot virtuves atsevišķajai līnijai izdalītās līnijas piemēru.

Tai ir pieslēgtas un vienlaikus var tikt ieslēgtas šādas elektroierīces:

• Ledusskapis ar nominālo jaudu 400 W un starta strāvu 1,2 kW;
• Divas saldētavas ar jaudu 200 W;
• Cepeškrāsns ar jaudu 3,5 kW;
• Elektriskās cepeškrāsns darbības laikā ir atļauts papildus ieslēgt tikai vienu ierīci, no kurām jaudīgākā ir elektriskā tējkanna, kas patērē 2,0 kW.

Divdesmit ampēru automāts ļauj ilgāk par stundu laist cauri strāvu ar jaudu 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Garantēta atslēgšanās mazāk nekā vienas stundas laikā notiks, ja tiek laista cauri strāva ar jaudu 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Virtuvē pastāvīgs pieslēgums elektrībai jābūt ledusskapja iekārtām un plīts. Ja pastāv strāvas stipruma pārsniegšanas risks, tad pārējo ierīču vienlaicīgu darbību var izslēgt, atvēlot tām tikai divas kontaktligzdas.

Vienlaicīgi ieslēdzot cepeškrāsni un elektrisko tējkannu, kopējā jauda būs 5,5 kW jeb 1,25 daļa no automātiskā slēdža nominālās vērtības. Tā kā tējkanna darbojas neilgi, atslēgšanās nenotiks. Ja šajā brīdī tiks ieslēgts ledusskapis un abas saldētavas kameras, jauda būs jau 6,3 kW jeb 1,43 daļa no nomināla.

Šī vērtība jau ir tuvu garantētas atslēgšanās parametram. Tomēr šādas situācijas iestāšanās varbūtība ir ārkārtīgi maza, un perioda ilgums būs nenozīmīgs, jo motoru un tējkannas darbības laiks ir neliels.

Starta strāvas, kas rodas, iedarbinot ledusskapi, pat summā ar visām darbojošām ierīcēm, nebūs pietiekami, lai iedarbinātu elektromagnētisko atslēdzēju. Tādējādi dotajos apstākļos var izmantot automātisko slēdzi ar 20 A.

Vienīgā nianse ir iespēja palielināt spriegumu līdz 230 V, ko atļauj normatīvie dokumenti. Konkrēti, GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) nosaka standarta spriegumu 230 V ar iespēju izmantot 220 V.

Pašlaik lielākajā daļā tīklu elektrība tiek piegādāta ar spriegumu 220 V. Ja strāvas parametrs ir pielāgots starptautiskajam standartam 230 V, tad nominālās vērtības var pārrēķināt atbilstoši šai vērtībai.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Slēdža uzbūve. Ievades automātiskā slēdža izvēle atkarībā no pieslēdzamās jaudas. Strāvas sadales noteikumi:

Slēdža izvēle pēc kabeļa caurlaidības spējas:

Slēdža nominālās strāvas aprēķins ir sarežģīts uzdevums, kura risināšanai jāņem vērā daudzi nosacījumi. No uzstādītā automātiskā slēdža ir atkarīga vietējā elektrotīkla apkalpošanas ērtība un darba drošība.

Ja rodas šaubas par iespēju izdarīt pareizu izvēli, jāvēršas pie pieredzējušiem elektriķiem.

Rakstiet, lūdzu, komentārus zemāk esošajā blokā. Pastāstiet par savu pieredzi automātisko slēdžu izvēlē. Dalieties ar noderīgu informāciju un fotogrāfijām par raksta tēmu, uzdodiet jautājumus.