Chọn máy tự động cho tải điện, tiết diện cáp và dòng điện: nguyên lý và công thức tính toán

Có thể hiệu chỉnh tiết diện dây dẫn đối với điện trở đường dây

Bất kỳ vật dẫn nào cũng có điện trở riêng của nó - chúng tôi đã nói về điều này ở đầu bài báo, khi chúng tôi đưa ra các giá trị của điện trở suất của vật liệu, đồng và nhôm.

Cả hai kim loại này đều có độ dẫn điện rất tốt, và trong các phần ở mức độ nhỏ, điện trở riêng của đường dây không có bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến các thông số tổng thể của mạch. Nhưng nếu dự định đặt một đường dây dài, hoặc, ví dụ, một dây nối dài mang theo dài được làm để làm việc ở một khoảng cách đáng kể từ nhà, thì bạn nên tính toán điện trở của chính nó và so sánh điện áp rơi do nó gây ra với điện áp cung cấp.Nếu điện áp rơi lớn hơn 5% điện áp danh định trong mạch, các quy tắc vận hành lắp đặt điện quy định đi cáp có ruột dẫn tiết diện lớn hơn.

Ví dụ, một sóng mang cho một biến tần hàn đang được sản xuất. Nếu điện trở của chính cáp quá mức, dây dẫn dưới tải sẽ quá nóng và điện áp có thể không đủ để thiết bị hoạt động chính xác.

Khả năng tự kháng của cáp có thể được tính theo công thức:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk là điện trở nội tại của cáp (đường dây), Ohm;

2 - chiều dài cáp được tăng gấp đôi, vì toàn bộ đường dẫn hiện tại được tính đến, nghĩa là "qua lại";

ρ là điện trở riêng của vật liệu làm lõi cáp;

L là chiều dài cáp, m;

S là diện tích mặt cắt ngang của lõi, mm².

Giả định rằng chúng ta đã biết dòng điện mà chúng ta sẽ phải đối phó khi kết nối tải - điều này đã được thảo luận nhiều lần trong bài viết này.

Khi biết cường độ dòng điện, ta có thể dễ dàng tính được độ sụt điện áp bằng cách sử dụng định luật Ohm, sau đó so sánh nó với giá trị danh định.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Nếu kết quả thử nghiệm lớn hơn 5% thì phải tăng tiết diện của các lõi cáp lên một bậc.

Một máy tính trực tuyến khác sẽ giúp bạn nhanh chóng tiến hành kiểm tra như vậy. Nó dường như không cần giải thích thêm.

Máy tính giảm điện áp đường dài

Như đã đề cập, với giá trị lên đến 5%, bạn không thể thay đổi bất cứ điều gì. Nếu nó bật ra nhiều hơn, tiết diện của lõi cáp tăng lên, đồng thời kiểm tra sau đó.

*  *  *  *  *  *  *

Vì vậy, các vấn đề chính liên quan đến tiết diện cáp yêu cầu phụ thuộc vào tải trọng dự kiến ​​lên nó đã được xem xét.Người đọc có thể tự do lựa chọn bất kỳ phương pháp tính toán nào được đề xuất mà mình thích nhất.

Chúng tôi sẽ kết thúc bài viết bằng một video cùng chủ đề.

Dòng định mức và đặc tính thời gian

Tiếp theo là một trong những dòng chữ chính - dòng điện định mức của máy. Ví dụ C25 hoặc C16.

Chữ cái đầu tiên chỉ ra đặc tính dòng thời gian "C". Số sau chữ cái là giá trị của dòng điện định mức.

Các đặc điểm chung nhất là "B, C, D, Z, K". Chúng xác định thời gian vấp ngã, phụ thuộc vào dòng điện ngắn mạch đi qua máy. Tóm lại, sau đó:

B
máy sẽ tắt "ngay lập tức có điều kiện" ở dòng ngắn mạch gấp 3-5 lần so với danh định

Về cơ bản chúng được đặt trong các mạch chiếu sáng.

C
ở dòng ngắn mạch gấp 5-10 lần so với danh định

Ứng dụng phổ biến trong các mạng có tải hỗn hợp.

D
Gấp 10-20 lần Inom

Dùng để kết nối động cơ điện.

Z
2-3 lần

Thực tế trong các mạch với các thiết bị điện tử.

K
8-12 lần

Chỉ thích hợp cho thiết bị có tải cảm ứng.

Tất cả các thiết bị như vậy đều có bảo vệ nhiệt và điện từ. Mặc dù nhiệt đôi khi có thể không được thiết lập. Nhưng nhiều hơn về điều này sau.

Điện từ - trong phạm vi của các thông số trên, tùy thuộc vào loại đặc tính.

Xin lưu ý rằng với giá trị C25, máy sẽ không tắt tải 26 Ampe. Điều này sẽ chỉ xảy ra ở giá trị hiện tại lớn hơn 1,13 lần 25A. Và thậm chí sau đó, sau một khoảng thời gian khá dài (hơn 1 giờ)

Và thậm chí sau đó, sau một khoảng thời gian khá dài (hơn 1 giờ).

Có một điều như:

hoạt động hiện tại - 1,45 * Inom

Máy được đảm bảo hoạt động trong vòng một giờ.

dòng điện không hoạt động - 1.13 * Inom

Máy sẽ không hoạt động trong vòng một giờ mà chỉ sau khi thời gian này trôi qua.

Ngoài ra, đừng quên rằng giá trị của dòng điện danh định trên vỏ được chỉ định cho nhiệt độ môi trường là + 30C. Nếu bạn đặt thiết bị trong nhà tắm hoặc mặt tiền của ngôi nhà, trực tiếp dưới tia nắng mặt trời, thì máy tự động 16 Amp, vào một ngày hè nóng nực, có thể hoạt động với dòng điện thậm chí còn nhỏ hơn mức danh định. !

Tại sao bạn cần một máy tự động

Cầu dao cho một căn hộ, nhà phố, cơ sở công nghiệp nhỏ có nguyên lý hoạt động chung.

Chúng được trang bị hệ thống bảo vệ hai giai đoạn:

1. Nhiệt. Sự giải phóng nhiệt được làm bằng một tấm lưỡng kim. Với tác động kéo dài từ phía dòng điện cao, tính linh hoạt của tấm tăng lên, do đó nó chạm vào công tắc.
2. Điện từ. Vai trò của sự giải phóng điện từ được thực hiện bởi điện từ. Khi đăng ký công suất dòng điện tăng lên mà máy và cáp không được thiết kế, công tắc cũng sẽ hoạt động. Đây là bảo vệ ngắn mạch.

AB (chữ viết tắt chung) bảo vệ mạng điện khỏi cách nhiệt và lửa

Chính vì sơ đồ công việc này mà điều quan trọng là phải biết đặt máy trong căn hộ bao nhiêu ampe: nếu bạn chọn sai thiết bị, nó sẽ không thể chặn dòng điện không phù hợp về điện, và cháy sẽ xảy ra. Được lựa chọn theo tất cả các khuyến nghị, AB sẽ bảo vệ khỏi hỏa hoạn, điện giật, sưởi ấm và đốt cháy các chip thiết bị gia dụng

Quyết định mệnh giá

Trên thực tế, từ các chức năng của máy cắt, quy tắc để xác định định mức của máy cắt sau: nó phải hoạt động cho đến khi dòng điện vượt quá khả năng của dây dẫn.Và điều này có nghĩa là định mức hiện tại của máy phải nhỏ hơn dòng điện tối đa mà hệ thống dây điện có thể chịu được.

Đối với mỗi dòng, bạn cần chọn cầu dao phù hợp

Dựa trên điều này, thuật toán chọn bộ ngắt mạch rất đơn giản:

• Tính toán tiết diện của dây dẫn cho một khu vực cụ thể.
• Xem dòng điện tối đa mà cáp này có thể chịu được là bao nhiêu (có trong bảng).
• Hơn nữa, từ tất cả các mệnh giá của cầu dao, chúng tôi chọn loại nhỏ hơn gần nhất. Xếp hạng của các máy được gắn với dòng tải liên tục cho phép đối với một loại cáp cụ thể - chúng có xếp hạng thấp hơn một chút (có trong bảng). Danh sách xếp hạng có dạng như sau: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. Từ danh sách này, hãy chọn một trong những đúng. Có nhiều mệnh giá và ít hơn, nhưng chúng thực tế không được sử dụng nữa - chúng ta có quá nhiều thiết bị điện và chúng có công suất đáng kể.

Thí dụ

Thuật toán này rất đơn giản, nhưng nó hoạt động hoàn hảo. Để làm rõ hơn, chúng ta hãy xem một ví dụ. Dưới đây là bảng chỉ ra dòng điện tối đa cho phép đối với dây dẫn được sử dụng khi đi dây trong nhà và căn hộ. Ngoài ra còn có các khuyến nghị liên quan đến việc sử dụng máy móc. Chúng được đưa ra trong cột "Dòng định mức của bộ ngắt mạch". Ở đó, chúng tôi đang tìm kiếm mệnh giá - nó hơi ít hơn mức tối đa cho phép, để hệ thống dây điện hoạt động ở chế độ bình thường.

Mặt cắt của dây đồng	Dòng tải liên tục cho phép	Công suất tải tối đa cho mạng một pha 220 V	Dòng định mức của bộ ngắt mạch	Giới hạn hiện tại của bộ ngắt mạch	Tải gần đúng cho mạch một pha
1,5 sq. mm	19 A	4,1 kw	10 A	16 A	ánh sáng và tín hiệu
2,5 sq. mm	27 A	5,9 kw	16 A	25 A	nhóm ổ cắm và điện sưởi ấm dưới sàn
4 mm vuông	38 A	8,3 kw	25 A	32 A	máy điều hòa không khí và máy nước nóng
6 mm vuông	46 A	10,1 kw	32 A	40 A	bếp điện và lò nướng
10 mét vuông. mm	70 A	15,4 kw	50 A	63 A	dòng giới thiệu

Trong bảng, chúng tôi tìm thấy phần dây được chọn cho đường dây này. Giả sử chúng ta cần đặt một sợi cáp có tiết diện 2,5 mm2 (phổ biến nhất khi đặt cho các thiết bị công suất trung bình). Một dây dẫn có tiết diện như vậy có thể chịu được dòng điện 27 A và thông số khuyến nghị của máy điện là 16 A.

Khi đó chuỗi sẽ hoạt động như thế nào? Miễn là dòng điện không vượt quá 25 A, máy không tắt, mọi thứ hoạt động ở chế độ bình thường - dây dẫn nóng lên, nhưng không đến giá trị tới hạn. Khi dòng tải bắt đầu tăng và vượt quá 25 A, máy không tắt trong một thời gian - có lẽ đây là những dòng khởi động và chúng có tuổi thọ ngắn. Nó sẽ tắt nếu dòng điện vượt quá 25 A đến 13% trong một thời gian đủ dài. Trong trường hợp này, nếu nó đạt đến 28,25 A. thì túi điện sẽ hoạt động, làm mất điện cho nhánh, vì dòng điện này đã gây nguy hiểm cho dây dẫn và cách điện của nó.

Tính toán công suất

Có thể chọn máy tự động theo công suất tải không? Nếu chỉ có một thiết bị được kết nối với đường dây điện (thường là thiết bị gia dụng lớn với công suất tiêu thụ lớn) thì cho phép tính toán dựa trên công suất của thiết bị này. Ngoài ra, về nguồn điện, bạn có thể chọn máy giới thiệu, được lắp đặt ở lối vào nhà hoặc căn hộ.

Nếu chúng ta đang tìm kiếm giá trị của máy giới thiệu, thì cần phải cộng thêm sức mạnh của tất cả các thiết bị sẽ được kết nối với mạng gia đình.Sau đó, tổng công suất tìm thấy được thay thế vào công thức, dòng điện hoạt động cho tải này được tìm thấy.

Công thức tính dòng điện từ tổng công suất

Sau khi chúng tôi đã tìm thấy hiện tại, hãy chọn giá trị. Nó có thể nhiều hơn hoặc ít hơn một chút so với giá trị được tìm thấy. Điều chính là dòng điện vấp của nó không vượt quá dòng điện tối đa cho phép đối với hệ thống dây điện này.

Khi nào có thể sử dụng phương pháp này? Nếu hệ thống dây điện được đặt với một biên độ lớn (nhân tiện, điều này không tệ). Sau đó, để tiết kiệm tiền, bạn có thể cài đặt các công tắc tự động tương ứng với tải, và không phải theo tiết diện của dây dẫn

Nhưng một lần nữa chúng ta lưu ý rằng dòng điện cho phép lâu dài đối với tải phải lớn hơn dòng điện giới hạn của máy cắt. Chỉ khi đó lựa chọn bảo vệ tự động mới đúng

Tính toán cường độ dòng điện cho phép bằng cách đốt nóng ruột dẫn

Nếu một dây dẫn có tiết diện phù hợp được chọn, điều này sẽ loại bỏ sự sụt giảm điện áp và quá nhiệt của đường dây. Như vậy, phần xác định phương thức vận hành của mạng điện sẽ tối ưu và tiết kiệm như thế nào. Có vẻ như bạn chỉ cần lấy và lắp đặt một đoạn cáp lớn. Nhưng chi phí của dây dẫn đồng tỷ lệ thuận với tiết diện của chúng, và sự khác biệt khi lắp đặt hệ thống dây điện trong một phòng có thể là vài nghìn rúp.

Do đó, việc tính toán chính xác tiết diện của cáp là rất quan trọng: một mặt đảm bảo an toàn cho hoạt động mạng, mặt khác không tốn thêm tiền để mua một dây dẫn quá “dày”.

Để chọn tiết diện dây, phải tính đến hai tiêu chí quan trọng - độ nóng cho phép và tổn thất điện áp. Sau khi thu được hai giá trị của diện tích mặt cắt ngang của \ u200b \ u200 dây dẫn bằng cách sử dụng các công thức khác nhau, hãy chọn một giá trị lớn hơn bằng cách làm tròn nó đến tiêu chuẩn.Đường dây điện trên không đặc biệt nhạy cảm với tổn thất điện áp.

Đồng thời, đối với các đường dây, cáp điện ngầm đặt trong ống tôn cần phải tính đến độ nóng cho phép. Do đó, tiết diện phải được xác định tùy thuộc vào loại dây

Nhiệt độ nung nóng cho phép của ruột dẫn của cáp

Id - tải trọng cho phép trên cáp (dòng điện làm nóng). Giá trị này ứng với cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn trong thời gian dài. Trong quá trình này, nhiệt độ cho phép dài hạn (Td) được thiết lập sẽ xuất hiện. Cường độ dòng điện được tính toán (Ir) phải tương ứng với cường độ cho phép (Id) và để xác định nó, bạn cần sử dụng công thức:

Ir \ u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

ở đâu:

• Pn - công suất định mức, kW;
• Kz - hệ số tải trọng (0,85-0,9);
• Un - điện áp danh định của thiết bị;
• hd - hiệu suất thiết bị;
• cos j - hệ số công suất thiết bị (0,85-0,92).

Ngay cả khi chúng ta tính đến các giá trị dòng điện giống nhau, nhiệt độ tỏa ra sẽ khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ càng thấp, truyền nhiệt càng hiệu quả.

Hệ số hiệu chỉnh cáp tùy thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh

Nhiệt độ khác nhau tùy thuộc vào khu vực và mùa, do đó, có thể tìm thấy các bảng cho các giá trị cụ thể \ u200b \ u200b trong PUE. Nếu nhiệt độ khác biệt đáng kể so với nhiệt độ đã tính toán, sẽ phải sử dụng các hệ số hiệu chỉnh. Nhiệt độ cơ bản cho trong nhà hoặc ngoài trời là 25 độ C. Nếu cáp được đặt dưới lòng đất, nhiệt độ thay đổi 15 độ C. Tuy nhiên, ngầm là nó vẫn không đổi.

Vôn

230 / 400V - ghi điện áp danh định mà máy này có thể được sử dụng.

Nếu có biểu tượng 230V (không có 400V), các thiết bị này chỉ nên được sử dụng trong mạng một pha. Bạn không thể đặt hai hoặc ba công tắc một pha liên tiếp và cấp 380V cho tải động cơ hoặc máy bơm hoặc quạt ba pha theo cách này.

Đồng thời nghiên cứu kỹ lưỡng các mô hình lưỡng cực. Nếu chúng có ký tự “N” được viết trên một trong các cực (không chỉ difavtomatov), ​​thì ở đây là lõi 0 được kết nối, chứ không phải lõi pha.

Chúng được gọi là hơi khác nhau. Ví dụ VA63 1P + N.

Biểu tượng sóng có nghĩa là - cho hoạt động trong mạng điện áp xoay chiều.

Đối với điện áp và dòng điện trực tiếp, tốt hơn là không nên cài đặt các thiết bị như vậy. Đặc điểm của quá trình tắt máy và kết quả làm việc trong thời gian ngắn mạch sẽ không thể đoán trước được.

Các công tắc cho dòng điện và điện áp một chiều, ngoài biểu tượng ở dạng một đường thẳng, có thể có các dòng chữ đặc trưng “+” (cộng) và “-” (trừ) trên các đầu nối của chúng.

Hơn nữa, kết nối chính xác của các cực là rất quan trọng ở đây. Điều này là do điều kiện dập tắt hồ quang ở dòng điện một chiều có phần khó khăn hơn.

Nếu tại thời điểm ngắt có một cung tắt tự nhiên khi hình sin đi qua điểm không, thì tại một hằng số, không có hình sin như vậy. Để dập tắt hồ quang ổn định, một nam châm được sử dụng trong chúng, được lắp gần máng hồ quang.

Điều này sẽ dẫn đến sự phá hủy không thể tránh khỏi của thân tàu.

Bảo vệ liên kết yếu

Ngoài phần, khi lựa chọn một sản phẩm cáp phù hợp, hãy chú ý đến điều kiện hoạt động thực tế. Các giá trị chuẩn hóa được đưa ra để làm nóng đến nhiệt độ không quá + 60 ° C

Khi lắp đặt đường dây trên địa điểm gần nhà ở nông thôn, cần phải bảo vệ khỏi độ ẩm và các tác động xấu khác từ bên ngoài.

Kiểm tra cẩn thận tất cả các bộ phận của mạng điện. Quy tắc cơ bản là bảo vệ đáng tin cậy, có tính đến hiệu suất của phần có thông số xấu nhất. Cần lưu ý rằng đồng được thiết kế với cùng tiết diện để chịu tải trọng lớn hơn so với nhôm. Độ tinh khiết của kim loại có tầm quan trọng đặc biệt. Khi các tạp chất tăng lên, độ dẫn điện kém đi và tổn thất cho việc đun nóng vô ích và nguy hiểm sẽ tăng lên.

Thiết bị đi dây trong nhà

• máy giới thiệu phải được đặt trước quầy;
• một thiết bị dòng dư thông dụng (RCD) được gắn phía sau thiết bị điều khiển;
• thì các đường dây riêng biệt được trang bị bộ ngắt mạch (AB).

RCD ngăn ngừa các tai nạn gây ra dòng rò rỉ. Ngăn ngừa điện giật trong một số tình huống. Tuy nhiên, các biện pháp bảo vệ phức tạp được thực hiện bằng cách sử dụng bộ ngắt mạch. Đảm bảo sử dụng nối đất hiệu quả.

Theo nguyên tắc, thuận tiện để đặt một số nhóm trong nhà bếp để phân bổ đều các tải. Đặc biệt cẩn thận, nên chọn phân phối của những người tiêu dùng mạnh mẽ:

• bếp;
• lò nướng;
• đun nóng nồi hơi, lò hơi, lò sưởi dòng chảy;
• máy đối lưu điện, súng nhiệt;
• máy điều hoà.

Sơ đồ nối dây có cấu trúc dạng cây. Từ đường trung tâm của "thân cây" làm cho các nhánh cần thiết của các "nhánh" để kết nối ổ cắm và công tắc.

Xếp hạng của các máy tự động cho bảng hiện tại

Để bảo vệ đường dây khỏi quá tải và ngắn mạch, bạn phải lựa chọn cẩn thận và chính xác định mức dòng điện của bộ ngắt mạch.Ở đây, ví dụ, nếu bạn bảo vệ đường dây bằng cáp 2,5 mm vuông. tự động ở 25A và cùng lúc bật một số thiết bị gia dụng mạnh, khi đó dòng điện có thể vượt quá giá trị danh định của máy, nhưng với giá trị nhỏ hơn 1,45, máy có thể hoạt động trong khoảng một giờ.

Nếu dòng điện là 28 A, thì lớp cách điện của cáp sẽ bắt đầu nóng chảy (vì dòng điện cho phép chỉ là 25A), điều này sẽ dẫn đến hỏng hóc, cháy nổ và những hậu quả đáng tiếc khác.

Do đó, bảng ô tô cho công suất và dòng điện như sau:

Xếp hạng của bộ ngắt mạch cho dòng điện

• nêu rõ Đề án kết nối NTD;
• thu thập dữ liệu hộ chiếu của thiết bị, đo điện áp;
• theo sơ đồ đã trình bày, chúng được tính toán riêng biệt, tổng hợp các dòng điện trong các mạch riêng biệt;
• đối với từng nhóm cần chọn máy tự động chịu tải tương ứng;
• xác định sản phẩm cáp có tiết diện ruột dẫn phù hợp.

Quy tắc lựa chọn mệnh danh

Để có kết luận chính xác, cần phải tính đến các tính năng của thiết bị được kết nối. Nếu theo tính toán, tổng dòng điện là 19 ampe thì người dùng thích mua thiết bị 25A hơn. Giải pháp này giả định khả năng áp dụng các tải bổ sung mà không có hạn chế đáng kể.

Tuy nhiên, trong một số tình huống tốt hơn nên chọn cầu dao 20A. Điều này cung cấp thời gian tắt nguồn tương đối ngắn hơn khi dòng điện tăng lên (tăng nhiệt độ) bằng bộ ngắt kết nối lưỡng kim

Biện pháp phòng ngừa như vậy sẽ giúp duy trì tính toàn vẹn của cuộn dây động cơ khi rôto bị chặn bởi ổ đĩa bị kẹt.

Thời gian phản hồi khác nhau rất hữu ích để đảm bảo hoạt động có chọn lọc của thiết bị bảo vệ. Các thiết bị có độ trễ thấp hơn được cài đặt trên các đường dây.Trong trường hợp khẩn cấp, chỉ bộ phận bị hư hỏng mới được ngắt điện. Máy giới thiệu sẽ không có thời gian để tắt. Nguồn từ các mạch khác rất hữu ích để duy trì hệ thống chiếu sáng, báo động và các hệ thống kỹ thuật khác hoạt động theo thứ tự.