Huidige beoordelingen van stroomonderbrekers: hoe u de juiste machine kiest

Apparaten voor het uitschakelen van elektriciteit tijdens overbelasting en kortsluiting worden bij de ingang van elk thuisnetwerk geïnstalleerd.Het is noodzakelijk om de huidige classificaties van stroomonderbrekers correct te berekenen, anders zal hun werking niet effectief zijn. Bent u het eens?

We zullen u vertellen hoe u de parameters van de machine kunt berekenen, op basis waarvan dit beveiligingsapparaat is geselecteerd. In ons artikel leert u hoe u het apparaat kiest dat nodig is om het elektrische netwerk te beschermen. Rekening houdend met ons advies, koopt u een optie die duidelijk op een gevaarlijk moment voor bedrading zal werken.

Parameters voor stroomonderbrekers

Om de juiste selectie van uitschakelapparaatclassificaties te garanderen, is inzicht in hun werkingsprincipes, omstandigheden en responstijden noodzakelijk.

De bedrijfsparameters van stroomonderbrekers zijn gestandaardiseerd door Russische en internationale regelgevende documenten.

Basiselementen en markeringen

Het ontwerp van de schakelaar omvat twee elementen die reageren wanneer de stroom het vastgestelde waardenbereik overschrijdt:

• De bimetaalplaat warmt onder invloed van de passerende stroom op en drukt, buigend, op de duwer, waardoor de contacten worden losgekoppeld. Dit is "thermische beveiliging" tegen overbelasting.
• De solenoïde genereert, onder invloed van een sterke stroom in de wikkeling, een magnetisch veld dat op de kern drukt, wat vervolgens op de duwer inwerkt. Dit is een "stroombeveiliging" tegen kortsluiting, die veel sneller op een dergelijke gebeurtenis reageert dan de plaat.

Soorten elektrische beveiligingsapparaten hebben markeringen die kunnen worden gebruikt om hun belangrijkste parameters te bepalen.

Elke stroomonderbreker is gemarkeerd met de belangrijkste kenmerken ervan. Hierdoor kunt u verwarrende apparaten voorkomen wanneer deze in het paneel zijn geïnstalleerd

Het type tijdstroomkarakteristiek hangt af van het instelbereik (de grootte van de stroom waarbij de werking plaatsvindt) van de solenoïde. Om bedrading en apparaten in appartementen, huizen en kantoren te beschermen, worden schakelaars van het type “C” of, veel minder gebruikelijk, “B” -schakelaars gebruikt. Er is geen specifiek verschil tussen beide voor dagelijks gebruik.

Type "D" wordt gebruikt in bijkeuken of timmerwerk in de aanwezigheid van apparatuur met elektromotoren met een hoog startvermogen.

Er zijn twee normen voor ontkoppelingsapparaten: residentieel (EN 60898-1 of GOST R 50345) en een strengere industriële norm (EN 60947-2 of GOST R 50030.2). Ze verschillen enigszins en machines van beide normen kunnen worden gebruikt voor residentiële gebouwen.

In termen van nominale stroom bevat het standaardassortiment automatische machines voor huishoudelijk gebruik apparaten met de volgende waarden: 6, 8, 10, 13 (zeldzaam), 16, 20, 25, 32, 40, 50 en 63 A.

Tijd-stroom responskarakteristieken

Om de werkingssnelheid van de machine tijdens overbelasting te bepalen, zijn er speciale tabellen afhankelijk van de uitschakeltijd op de overschrijdingscoëfficiënt van de nominale waarde, die gelijk is aan de verhouding van de bestaande stroomsterkte tot de nominale waarde:

K = ik / ik_N.

Een scherpe daling in de grafiek wanneer de bereikcoëfficiëntwaarde 5 tot 10 eenheden bereikt, is te wijten aan de werking van de elektromagnetische vrijgave. Voor schakelaars van het type “B” gebeurt dit bij een waarde van 3 tot 5 eenheden, en voor type “D” – van 10 tot 20.

De grafiek toont de afhankelijkheid van het reactietijdbereik van stroomonderbrekers van het type “C” van de verhouding tussen de stroomsterkte en de waarde die is ingesteld voor deze schakelaar

Bij K = 1,13 wordt gegarandeerd dat de machine de lijn niet binnen 1 uur verbreekt, en bij K = 1,45 wordt de lijn gegarandeerd binnen dezelfde tijd verbroken. Deze waarden zijn goedgekeurd in artikel 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Om te begrijpen hoe lang het duurt voordat de beveiliging in werking treedt, bijvoorbeeld bij K = 2, moet u vanuit deze waarde een verticale lijn trekken. Als gevolg hiervan krijgen we dat, volgens de bovenstaande grafiek, de uitschakeling zal plaatsvinden in het bereik van 12 tot 100 seconden.

Een dergelijke grote tijdsspreiding is te wijten aan het feit dat de verwarming van de plaat niet alleen afhangt van de kracht van de stroom die er doorheen gaat, maar ook van de parameters van de externe omgeving. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de machine werkt.

Regels voor het kiezen van denominatie

De geometrie van elektrische netwerken binnen appartementen en huizen is individueel, dus er zijn geen standaardoplossingen voor het installeren van schakelaars met een bepaald vermogen. De algemene regels voor het berekenen van de toegestane parameters van machines zijn behoorlijk complex en zijn van veel factoren afhankelijk. Het is noodzakelijk om ze allemaal in aanmerking te nemen, anders kan er een noodsituatie ontstaan.

Het principe van binnenbedrading

Interne elektrische netwerken hebben een vertakte structuur in de vorm van een "boom" - een grafiek zonder cycli. Naleving van dit constructieprincipe wordt genoemd selectiviteit van machines, volgens welke alle soorten elektrische circuits zijn uitgerust met beveiligingsinrichtingen.

Dit verbetert de stabiliteit van het systeem in geval van nood en vereenvoudigt het werk om het te elimineren. Het is ook veel eenvoudiger om de belasting te verdelen, energie-intensieve apparaten aan te sluiten en de bedradingsconfiguratie te wijzigen.

Aan de onderkant van de grafiek bevindt zich een invoermachine en onmiddellijk na de vertakking worden voor elk afzonderlijk elektrisch circuit groepsschakelaars geplaatst. Dit is een standaardschema dat zich door de jaren heen heeft bewezen

De functies van de ingangsstroomonderbreker omvatten onder meer het bewaken van de algemene overbelasting - het voorkomen dat de stroom de toegestane waarde voor het object overschrijdt. Als dit gebeurt, bestaat het risico dat de externe bedrading beschadigd raakt. Bovendien is het waarschijnlijk dat beveiligingsapparaten buiten het appartement, die al deel uitmaken van het gemeenschappelijke eigendom of tot het lokale elektriciteitsnet behoren, worden geactiveerd.

Tot de functies van groepsmachines behoort onder meer de stroomcontrole op individuele lijnen. Ze beschermen de kabel in een daarvoor bestemde ruimte en de daarop aangesloten groep elektriciteitsverbruikers tegen overbelasting. Als een dergelijk apparaat niet werkt tijdens een kortsluiting, is het verzekerd door een ingangsstroomonderbreker.

Zelfs voor appartementen met een klein aantal elektrische verbruikers is het raadzaam om een ​​aparte verlichtingslijn te installeren. Wanneer u de stroomonderbreker van een ander circuit uitschakelt, gaat het lampje niet uit, waardoor u het probleem in comfortabelere omstandigheden kunt oplossen. In bijna elk paneel is de nominale waarde van de invoermachine lager dan het bedrag op de groepsmachines.

Totaal vermogen van elektrische apparaten

De maximale belasting van het circuit treedt op wanneer alle elektrische apparaten tegelijkertijd zijn ingeschakeld. Daarom wordt het totale vermogen gewoonlijk berekend door eenvoudige optelling. In sommige gevallen zal dit cijfer echter lager zijn.

Voor sommige lijnen is de gelijktijdige werking van alle daarop aangesloten elektrische apparaten onwaarschijnlijk en soms onmogelijk. Woningen leggen soms specifiek beperkingen op aan de werking van krachtige apparaten. Om dit te doen, moet u er rekening mee houden dat u ze niet tegelijkertijd inschakelt of een beperkt aantal stopcontacten gebruikt.

De kans op gelijktijdige werking van alle kantoorapparatuur, verlichting en hulpapparatuur (waterkokers, koelkasten, ventilatoren, verwarmingstoestellen, enz.) is zeer laag, daarom wordt bij het berekenen van het maximale vermogen een correctiefactor gebruikt

Bij het elektrificeren van kantoorgebouwen wordt voor berekeningen vaak de empirische gelijktijdigheidscoëfficiënt gebruikt, waarvan de waarde in het bereik van 0,6 tot 0,8 ligt. De maximale belasting wordt berekend door de som van de vermogens van alle elektrische apparaten met een factor te vermenigvuldigen.

Er is één subtiliteit in de berekeningen: er moet rekening worden gehouden met het verschil tussen het nominale (totale) vermogen en het verbruikte (actieve) vermogen, dat verband houdt met de coëfficiënt (cos (F)).

Dit betekent dat om het apparaat te laten werken een stroom nodig is die gelijk is aan de verbruikte stroom gedeeld door deze coëfficiënt:

I_P =I/cos(f)

Waar:

• I_P – nominale stroomsterkte, die wordt gebruikt bij belastingberekeningen;
• I is de stroom die door het apparaat wordt verbruikt;
• cos(f) <= 1.

Meestal wordt de nominale stroom onmiddellijk aangegeven of via de aanduiding van de cos (f)-waarde op het technische gegevensblad van het elektrische apparaat.

De coëfficiëntwaarde voor fluorescentielichtbronnen is bijvoorbeeld 0,9; voor LED-lampen – ongeveer 0,6; voor gewone gloeilampen - 1. Als de documentatie verloren gaat, maar het stroomverbruik van huishoudelijke apparaten bekend is, neem dan voor garantie cos (f) = 0,75.

De aanbevolen arbeidsfactorwaarden in de tabel kunnen worden gebruikt bij het berekenen van elektrische belastingen wanneer er geen nominale stroomgegevens beschikbaar zijn.

Hoe u een stroomonderbreker selecteert op basis van het belastingsvermogen, staat beschreven volgend artikel, waarvan wij u adviseren om vertrouwd te raken met de inhoud ervan.

Selectie van kerndoorsnede

Voordat een stroomkabel van het verdeelbord naar een groep consumenten wordt gelegd, is het noodzakelijk om het vermogen van elektrische apparaten te berekenen wanneer ze tegelijkertijd werken. De doorsnede van elke tak wordt geselecteerd volgens berekeningstabellen, afhankelijk van het type bedradingsmetaal: koper of aluminium.

Draadfabrikanten bieden vergelijkbare referentiematerialen voor hun producten. Als ze ontbreken, laten ze zich leiden door de gegevens uit het naslagwerk "Regels voor de constructie van elektrische apparatuur" of produceren ze berekening van de kabeldoorsnede.

Consumenten spelen echter vaak op safe en kiezen niet voor de minimaal aanvaardbare doorsnede, maar voor een stapje groter. Kies dus bij aanschaf van een koperen kabel voor een lijn van 5 kW bijvoorbeeld een aderdoorsnede van 6 mm²wanneer volgens de tabel een waarde van 4 mm voldoende is².

Met de referentietabel in de PUE kunt u de vereiste doorsnede uit het standaardassortiment selecteren voor verschillende bedrijfsomstandigheden van de koperkabel

Dit is gerechtvaardigd om de volgende redenen:

• Langere levensduur van een dikke kabel, die zelden wordt onderworpen aan de maximaal toegestane belasting voor zijn doorsnede. Het opnieuw bekabelen is geen gemakkelijke en dure klus, vooral niet als het pand is gerenoveerd.
• Dankzij de bandbreedtereserve kunt u nieuwe elektrische apparaten naadloos aansluiten op de netwerktak. Je kunt dus een extra vriezer aan de keuken toevoegen of de wasmachine vanuit de badkamer daarheen verplaatsen.
• Het in gebruik nemen van apparaten die elektromotoren bevatten, produceert sterke startstromen. In dit geval wordt een spanningsval waargenomen, die niet alleen tot uiting komt in het knipperen van de verlichtingslampen, maar ook kan leiden tot defecten aan het elektronische deel van de computer, airconditioner of wasmachine. Hoe dikker de kabel, hoe kleiner de spanningsstoot zal zijn.

Helaas zijn er veel kabels op de markt die niet volgens GOST zijn gemaakt, maar volgens de vereisten van verschillende specificaties.

Vaak voldoet de doorsnede van hun kernen niet aan de eisen of zijn ze gemaakt van geleidend materiaal met een grotere weerstand dan vereist. Daarom is het werkelijke maximale vermogen waarbij toegestane verwarming van de kabel optreedt lager dan in de standaardtabellen.

Deze foto toont de verschillen tussen kabels gemaakt volgens GOST (links) en volgens TU (rechts). Er is een duidelijk verschil in de doorsnede van de geleiders en de dichtheid van het isolatiemateriaal.

Berekening van het vermogen van de stroomonderbreker voor kabelbescherming

De in het paneel geïnstalleerde machine moet ervoor zorgen dat de lijn wordt losgekoppeld wanneer het huidige vermogen het toegestane bereik voor de elektrische kabel overschrijdt. Daarom is het noodzakelijk om de maximaal toegestane waarde voor de schakelaar te berekenen.

Volgens de PUE is de toegestane langdurige belasting van koperen kabels die in dozen of in de lucht (bijvoorbeeld boven een verlaagd plafond) zijn gelegd, overgenomen uit de bovenstaande tabel. Deze waarden zijn bedoeld voor noodsituaties waarbij er sprake is van stroomoverbelasting.

Sommige problemen beginnen bij het relateren van het nominale vermogen van de schakelaar aan de toegestane stroom op lange termijn, als dit gebeurt in overeenstemming met de huidige GOST R 50571.4.43-2012.

Er wordt een fragment van clausule 433.1 van GOST R 50571.4.43-2012 gegeven. Er zit een onnauwkeurigheid in formule “2”, en voor een juist begrip van de definitie van de variabele In moet u rekening houden met bijlage “1”

Ten eerste is de decodering van de variabele I misleidend_N, als het nominale vermogen, als u geen aandacht besteedt aan bijlage "1" van deze paragraaf van GOST. Ten tweede zit er een typefout in formule "2": de coëfficiënt van 1,45 is verkeerd toegevoegd, en dit feit wordt door veel experts vermeld.

Volgens artikel 8.6.2.1.GOST R 50345-2010 voor huishoudelijke schakelaars met een vermogen tot 63 A, de voorwaardelijke tijd is 1 uur. De ingestelde uitschakelstroom is gelijk aan de nominale waarde vermenigvuldigd met een factor 1,45.

Dus volgens zowel de eerste als de gewijzigde tweede formule moet de nominale stroom van de stroomonderbreker worden berekend met behulp van de volgende formule:

I_N <=Ik_Z / 1,45

Waar:

• I_N – nominale stroom van de machine;
• I_Z – langdurig toegestane kabelstroom.

Laten we de classificaties van schakelaars voor standaard kabelsecties berekenen voor een eenfasige verbinding met twee koperen geleiders (220 V). Om dit te doen, delen we de toelaatbare stroom op lange termijn (bij het leggen door de lucht) door een uitschakelcoëfficiënt van 1,45.

Laten we een machine zo kiezen dat de nominale waarde kleiner is dan deze waarde:

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

13A-stroomonderbrekers zijn zelden te koop, daarom worden in plaats daarvan vaak apparaten met een nominaal vermogen van 10A gebruikt.

Kabels op basis van aluminiumkernen worden nu zelden gebruikt bij het installeren van interne bedrading. Er is ook een tabel voor hen waarmee u een sectie kunt selecteren op basis van belasting

Op een vergelijkbare manier berekenen we voor aluminiumkabels de beoordelingen van de machines:

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

Als de fabrikant van de stroomkabel een andere afhankelijkheid van het toegestane vermogen van het dwarsdoorsnedeoppervlak aangeeft, is het noodzakelijk om de waarde voor de schakelaars opnieuw te berekenen.

De formules voor de afhankelijkheid van stroom en vermogen voor eenfasige en driefasige netwerken zijn verschillend. Veel mensen die apparaten hebben die zijn ontworpen voor 380 volt, maken in dit stadium een ​​fout

Hoe u de technische parameters van een stroomonderbreker kunt bepalen door in detail te markeren hier vermeld. Wij raden u aan het lesmateriaal te lezen.

Voorkomen van overbelasting door consumentenwerk

Soms wordt er een machine op de lijn geïnstalleerd met een nominaal vermogen dat aanzienlijk lager is dan wat nodig is om ervoor te zorgen dat de elektriciteitskabel operationeel blijft.

Het is raadzaam om het vermogen van de schakelaar te verlagen als het totale vermogen van alle apparaten in het circuit aanzienlijk minder is dan de kabel kan weerstaan. Dit gebeurt als, om veiligheidsredenen, na installatie van de bedrading enkele apparaten uit de lijn zijn verwijderd.

Vervolgens wordt het verminderen van het nominale vermogen van de machine gerechtvaardigd vanuit de positie van de snellere reactie op opkomende overbelastingen.

Wanneer bijvoorbeeld een lager van een elektromotor vastloopt, neemt de stroom in de wikkeling sterk toe, maar niet tot kortsluitwaarden. Als de machine snel reageert, heeft de wikkeling geen tijd om te smelten, wat de motor een dure opwikkelprocedure bespaart.

Ze gebruiken ook een waarde die lager is dan de berekende waarde vanwege strikte beperkingen voor elk circuit. Voor een enkelfasig netwerk wordt bijvoorbeeld een schakelaar van 32 A geïnstalleerd bij de ingang van een appartement met een elektrisch fornuis, wat 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW toelaatbaar vermogen oplevert.Stel dat er bij de bedrading van het appartement 3 lijnen waren georganiseerd met de installatie van groepsstroomonderbrekers met een nominale waarde van 25 A.

Als het aantal groepsbeveiligingsschakelaars dat in de verdeelkast is geïnstalleerd groot is, moeten deze worden ondertekend en genummerd. Anders kun je in verwarring raken

Laten we aannemen dat er een langzame toename van de belasting op een van de lijnen plaatsvindt. Wanneer het stroomverbruik een waarde bereikt die gelijk is aan de gegarandeerde uitschakeling van de groepsschakelaar, blijft er voor de resterende twee secties slechts (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW over.

Dit is zeer weinig in verhouding tot het totale verbruik. Met een dergelijk verdeelpaneelontwerp zal de ingangsstroomonderbreker vaker uitschakelen dan apparaten op de lijnen.

Om het selectiviteitsprincipe te behouden, is het daarom noodzakelijk om in de gebieden schakelaars met een vermogen van 20 of 16 ampère te installeren. Dan zullen, bij dezelfde onbalans in energieverbruik, de andere twee schakels een totaal van 3,8 of 5,1 kW voor hun rekening nemen, wat acceptabel is.

Laten we de mogelijkheid overwegen schakelaar installatie met een vermogen van 20A, waarbij we het voorbeeld gebruiken van een aparte lijn voor de keuken.

De volgende elektrische apparaten zijn erop aangesloten en kunnen tegelijkertijd worden ingeschakeld:

• Koelkast met een nominaal vermogen van 400 W en een startstroom van 1,2 kW;
• Twee diepvriezers, vermogen 200 W;
• Oven, vermogen 3,5 kW;
• Bij het gebruik van een elektrische oven mag bovendien slechts één extra apparaat worden ingeschakeld, waarvan de krachtigste een waterkoker is, die 2,0 kW verbruikt.

Met een machine van twintig ampère kunt u meer dan een uur stroom doorgeven met een vermogen van 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Een gegarandeerde uitschakeling in minder dan een uur vindt plaats bij een stroomsterkte van 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

In de keuken moeten de koelapparatuur en het fornuis permanent op elektriciteit zijn aangesloten.Als er een risico bestaat op overstroom, kan de gelijktijdige werking van andere apparaten worden geëlimineerd door er slechts twee stopcontacten voor toe te wijzen

Wanneer de oven en de waterkoker tegelijkertijd worden ingeschakeld, bedraagt ​​het totale vermogen 5,5 kW of 1,25 delen van de nominale waarde van de machine. Omdat de waterkoker niet lang werkt, gaat hij niet uit. Als op dit moment de koelkast en beide diepvriezers worden ingeschakeld, bedraagt ​​het vermogen 6,3 kW of 1,43 delen van de nominale waarde.

Deze waarde ligt al dicht bij de gegarandeerde uitschakelparameter. De kans dat een dergelijke situatie zich voordoet is echter uiterst klein en de duur van de periode zal onbeduidend zijn, aangezien de bedrijfstijd van de motoren en de ketel kort is.

De startstroom die optreedt bij het starten van de koelkast, zelfs als de som van alle bedieningsapparaten wordt opgeteld, zal niet voldoende zijn om de elektromagnetische vrijgave te activeren. Onder de gegeven omstandigheden kan dus een stroomonderbreker van 20 A worden gebruikt.

Het enige voorbehoud is de mogelijkheid om de spanning te verhogen naar 230 V, wat is toegestaan ​​door wettelijke documenten. In het bijzonder definieert GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) de standaardspanning als 230 V met de mogelijkheid om 220 V te gebruiken.

Nu leveren de meeste netwerken elektriciteit met een spanning van 220 V. Als de huidige parameter wordt aangepast aan de internationale standaard van 230 V, kunnen de beoordelingen opnieuw worden berekend in overeenstemming met deze waarde.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Van apparaat wisselen. Een invoermachine selecteren afhankelijk van de aangesloten stroom. Regels voor stroomverdeling:

Een schakelaar selecteren op basis van kabelcapaciteit:

Het berekenen van de nominale stroom van een stroomonderbreker is een complexe taak, waarbij met veel omstandigheden rekening moet worden gehouden.Het onderhoudsgemak en de veiligheid van het lokale elektriciteitsnetwerk zijn afhankelijk van de geïnstalleerde machine.

Als u twijfelt over het vermogen om de juiste keuze te maken, neem dan contact op met ervaren elektriciens.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Vertel ons over uw eigen ervaring met het selecteren van stroomonderbrekers. Deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel, stel vragen.