Automatinų jungiklių srovės nominalai: kaip teisingai pasirinkti automatinį jungiklį

Elektros išjungimo įrenginiai, apsaugantys nuo perkrovų ir trumpųjų jungimų, įrengiami bet kurio namų tinklo įvade. Būtina teisingai apskaičiuoti automatinių jungiklių nominalus pagal srovę, kitaip jų veikimas bus neefektyvus. Ar sutinkate?

Mes papasakosime, kaip apskaičiuojami automato parametrai, pagal kuriuos parenkamas šis apsauginis įtaisas. Iš mūsų pasiūlyto straipsnio sužinosite, kaip pasirinkti prietaisą, reikalingą elektros tinklui apsaugoti. Atsižvelgdami į mūsų patarimus įsigysite variantą, kuris aiškiai sureaguoja pavojingu laidams momentu.

Automatininių jungiklių parametrai

Norint užtikrinti teisingą išjungimo įrenginių nominalo parinkimą, būtina suprasti jų veikimo principus, išjungimo sąlygas ir laiką.

Automatininių jungiklių darbiniai parametrai yra standartizuoti Rusijos ir tarptautiniuose norminiuose dokumentuose.

Pagrindiniai elementai ir žymėjimas

Jungiklio konstrukciją sudaro du elementai, kurie reaguoja į srovės stiprio viršijimą nustatyto verčių diapazono:

• Bimetalinė plokštelė, veikiama tekančios srovės, įkaista ir, išsilenkdama, spaudžia stūmiklį, kuris atskiria kontaktus. Tai “terminė apsauga” nuo perkrovos.
• Solenoidas, veikiamas stiprios srovės apvijoje, generuoja magnetinį lauką, kuris spaudžia šerdį, o ši veikia stūmiklį. Tai “srovės apsauga” nuo trumpojo jungimo, kuri į tokį įvykį reaguoja daug greičiau nei plokštelė.

Elektros apsaugos įrenginių tipai turi žymėjimą, pagal kurį galima nustatyti jų pagrindinius parametrus.

Ant kiekvieno automatinio jungiklio yra pažymėtos pagrindinės jo charakteristikos. Tai leidžia nesupainioti įrenginių, kai jie sumontuoti skydelyje.

Laiko-srovės charakteristikos tipas priklauso nuo solenoido nustatymo diapazono (srovės stiprio vertės, prie kurios įvyksta išjungimas). Laidams ir prietaisams butuose, namuose ir biuruose apsaugoti naudojami “C” tipo jungikliai arba, žymiai rečiau paplitę, – “B”. Ypatingo skirtumo tarp jų buityje nėra.

“D” tipo automatai naudojami pagalbinėse patalpose arba staliaus dirbtuvėse, kai yra įranga su elektros varikliais, turinčiais didelius paleidimo galios rodiklius.

Yra du išjungimo įtaisų standartai: gyvenamasis (EN 60898-1 arba GOST R 50345) ir griežtesnis pramoninis (EN 60947-2 arba GOST R 50030.2). Jie skiriasi nežymiai, ir abiejų standartų automatai gali būti naudojami gyvenamosiose patalpose.

Pagal vardinę srovę standartinė automatinių jungiklių eilė, skirta naudojimui buityje, apima prietaisus su šiomis vertėmis: 6, 8, 10, 13 (retai pasitaiko), 16, 20, 25, 32, 40, 50 ir 63 A.

Laiko-srovės išjungimo charakteristikos

Norint nustatyti automato atsako greitį esant perkrovai, yra specialios lentelės, rodančios išjungimo laiko priklausomybę nuo vardinės vertės viršijimo koeficiento, kuris lygus esamos srovės ir vardinės srovės santykiui:

K = I / I_n.

Staigus grafiko kritimas žemyn, pasiekus koeficiento vertę intervale nuo 5 iki 10, yra dėl elektromagnetinio atpalaidavimo įtaiso veikimo. “B” tipo jungikliams tai įvyksta esant vertei nuo 3 iki 5, o “D” tipui – nuo 10 iki 20.

Grafikas parodo “C” tipo automatų išjungimo laiko intervalo priklausomybę nuo srovės stiprio ir šiam jungikliui nustatytos vertės santykio.

Kai K = 1,13, automatas garantuotai neatsujungs linijos per 1 valandą, o kai K = 1,45 – garantuotai atsujungs per tą patį laiką. Šios reikšmės patvirtintos GOST R 50345-2010 punkte 8.6.2.

Norint suprasti, per kiek laiko suveiks apsauga, pavyzdžiui, kai K = 2, reikia nubrėžti vertikalią liniją nuo šios vertės. Rezultate gausime, kad pagal pateiktą grafiką, atsijungimas įvyks per 12–100 sekundžių intervalą.

Toks didelis laiko išsibarstymas yra dėl to, kad plokštelės įkaitimas priklauso ne tik nuo per ją tekančios srovės galios, bet ir nuo aplinkos parametrų. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo greičiau suveikia automatas.

Nominalo pasirinkimo taisyklės

Buto ir namo elektros tinklų geometrija yra individuali, todėl nėra tipinių sprendimų montuojant tam tikros vardinės vertės jungiklius. Bendrosios leistinų automato parametrų skaičiavimo taisyklės yra gana sudėtingos ir priklauso nuo daugelio veiksnių. Būtina atsižvelgti į juos visus, kitaip galima sukelti avarinę situaciją.

Buto vidaus instaliacijos įrengimo principas

Vidiniai elektros tinklai turi šakotą struktūrą, panašią į “medį” – grafą be ciklų. Tokios konstrukcijos principo laikymasis vadinamas automatų selektyvumu, pagal kurį apsaugos įtaisais aprūpinamos visų tipų elektros grandinės.

Tai pagerina sistemos stabilumą avarinės situacijos atveju ir supaprastina jos šalinimo darbus. Be to, daug lengviau vyksta apkrovos paskirstymas, energiją imlių prietaisų prijungimas ir laidų konfigūracijos keitimas.

Grafo pagrinde yra įvadinis automatas, o iš karto po išsišakojimo kiekvienai atskirai elektros grandinei įrengiami grupiniai jungikliai. Tai daugelį metų išbandyta standartinė schema.

Įvadinio automato funkcija – bendros perkrovos kontrolė: neleisti srovei viršyti leistinos vertės objektui. Jei taip atsitiktų, kyla išorinės instaliacijos pažeidimo rizika. Be to, tikėtinas apsauginių įtaisų suveikimas už buto ribų, kurie jau priklauso bendrajai namo nuosavybei arba vietiniams elektros tinklams.

Grupinių automatinų jungiklių funkcija – srovės stiprumo kontrolė atskirose linijose. Jie apsaugo nuo perkrovos kabelį paskirtoje atkarpoje ir prie jo prijungtą elektros vartotojų grupę. Jei trumpojo jungimo metu toks įtaisas nesuveikia, jį apdraudžia įvadinis automatas.

Net butuose su nedideliu elektros vartotojų skaičiumi pageidautina įrengti atskirą apšvietimo liniją. Išjungus kitos grandinės automatinį jungiklį, šviesa neužges, o tai leis patogesnėmis sąlygomis pašalinti iškilusią problemą. Beveik kiekviename skydelyje įvadinio automato vardinė vertė yra mažesnė už grupinių sumą.

Bendra elektros prietaisų galia

Maksimali grandinės apkrova atsiranda, kai vienu metu įjungiami visi elektros prietaisai. Todėl paprastai bendra galia apskaičiuojama tiesiog sudedant. Tačiau kai kuriais atvejais šis rodiklis bus mažesnis.

Kai kurioms linijoms vienu metu veikti visiems prie jos prijungtiems elektros prietaisams yra mažai tikėtina, o kartais ir neįmanoma. Namuose kartais specialiai nustatomi galingų įrenginių veikimo apribojimai. Tam reikia nepamiršti, kad jų negalima įjungti vienu metu, arba naudoti ribotą skaičių lizdų.

Tikimybė, kad vienu metu veiks visa biuro technika, apšvietimas ir pagalbinė įranga (virduliai, šaldytuvai, ventiliatoriai, šildytuvai ir kt.), yra labai maža, todėl skaičiuojant maksimalią galią taikomas korekcinis koeficientas.

Elektrizuojant biurų pastatus skaičiavimams dažnai naudojamas empirinis vienalaikiškumo koeficientas, kurio reikšmė imama nuo 0,6 iki 0,8. Maksimali apkrova apskaičiuojama visų elektros prietaisų galių sumą padauginus iš koeficiento.

Skaičiavimuose yra vienas subtilumas – reikia atsižvelgti į skirtumą tarp vardinės (pilnutinės) galios ir suvartojamos (aktyviosios), kurios susietos koeficientu (cos (f)).

Tai reiškia, kad įrenginiui veikti reikalinga srovės galia, lygi suvartojamai galiai, padalytai iš šio koeficiento:

I_p = I / cos (f)

Kur:

• I_p – vardinės srovės stipris, taikomas apkrovos skaičiavimuose;
• I – prietaiso suvartojamos srovės stipris;
• cos (f) <= 1.

Paprastai vardinė srovė nurodoma tiesiogiai arba per cos (f) reikšmę elektrinio prietaiso techniniame pase.

Pavyzdžiui, liuminescencinių šviesos šaltinių koeficiento reikšmė yra 0,9; LED lempų – apie 0,6; paprastų kaitrinių lempų – 1. Jei dokumentacija prarasta, bet žinoma buitinių prietaisų suvartojama galia, garantijai imama cos (f) = 0,75.

Lentelėje nurodytas rekomenduojamas galios koeficiento vertes galima naudoti skaičiuojant elektros apkrovas, kai nėra duomenų apie vardinę srovę.

Apie tai, kaip parinkti automatinį jungiklį pagal apkrovos galią, rašoma kitame straipsnyje, su kurio turiniu rekomenduojame susipažinti.

Gyslų skerspjūvio pasirinkimas

Prieš tiesiant maitinimo kabelį nuo skirstomojo skydo iki vartotojų grupės, būtina apskaičiuoti elektros prietaisų galią, kai jie veikia vienu metu. Bet kurios šakos skerspjūvis parenkamas pagal skaičiavimo lenteles, atsižvelgiant į laidų metalo tipą: varį arba aliuminį.

Vielų gamintojai prie gaminamos produkcijos prideda tokią informacinę medžiagą. Jei jos nėra, orientuojamasi į žinyno “Elektros įrenginių įrengimo taisyklės” duomenis arba atliekamas kabelio skerspjūvio skaičiavimas.

Tačiau dažnai vartotojai persidraudžia ir pasirenka ne minimaliai leistiną skerspjūvį, o vienu žingsniu didesnį. Pavyzdžiui, perkant varinį kabelį 5 kW linijai, pasirenkamas 6 mm² gyslų skerspjūvis, nors pagal lentelę pakanka 4 mm².

PUE pateikta informacinė lentelė leidžia pasirinkti reikiamą skerspjūvį iš standartinės eilės įvairioms varinio kabelio eksploatavimo sąlygoms.

Tai pateisinama dėl šių priežasčių:

• Ilgesnis storo kabelio, kuris retai veikiamas didžiausios leistinos jo skerspjūviui apkrovos, eksploatavimas. Iš naujo tiesti elektros laidus – sudėtingas ir brangus darbas, ypač jei patalpoje atliktas remontas.
• Pralaidumo rezervas leidžia be problemų prijungti prie tinklo šakos naujus elektros prietaisus. Taigi, į virtuvę galima pridėti papildomą šaldiklį arba perkelti ten skalbimo mašiną iš vonios kambario.
• Prietaisų, turinčių elektros variklius, paleidimo metu atsiranda didelės paleidimo srovės. Tokiu atveju stebimas įtampos kritimas, kuris pasireiškia ne tik apšvietimo lempų mirgėjimu, bet ir gali sukelti kompiuterio, oro kondicionieriaus ar skalbimo mašinos elektroninės dalies gedimą. Kuo storesnis kabelis, tuo mažesnis bus įtampos šuolis.

Deja, rinkoje yra daug kabelių, pagamintų ne pagal GOST, o pagal įvairių TU reikalavimus.

Dažnai jų gyslų skerspjūvis neatitinka reikalavimų arba jos pagamintos iš laidžios medžiagos, kurios varža didesnė nei nustatyta. Todėl reali didžiausia galia, kuriai esant kabelis leistinai įkaista, dažnai būna mažesnė nei normatyvinėse lentelėse.

Ši nuotrauka rodo skirtumus tarp kabelių, pagamintų pagal GOST (kairėje) ir pagal TU (dešinėje). Akivaizdus skirtumas gyslų skerspjūvyje ir izoliacinės medžiagos prigludimo tankyje.

Jungiklio nominalo apskaičiavimas kabelio apsaugai

Skirstomajame skyde montuojamas automatinis jungiklis turi užtikrinti linijos išjungimą, kai srovės galia viršija elektros kabeliui leidžiamo diapazono ribas. Todėl jungikliui būtina apskaičiuoti didžiausią leistiną nominalą.

Pagal PUE varinių kabelių, nutiestų dėžėse arba ore (pvz., virš įtempiamų lubų), leistiną ilgalaikę apkrovą imama iš pirmiau pateiktos lentelės. Šios vertės yra skirtos avariniams atvejams, kai atsiranda galios perkrova.

Kai kurių problemų kyla, kai jungiklio vardinė galia derinama su ilgalaike leistina srove, jei tai daroma pagal galiojantį GOST R 50571.4.43-2012.

Pateiktas p. 433.1 fragmentas iš GOST R 50571.4.43-2012. Formulėje “2” yra netikslumas, o norint teisingai suprasti kintamojo In apibrėžimą, būtina atsižvelgti į “1” priedą.

Pirma, klaidina kintamojo I_n aiškinimas kaip vardinė galia, jei nekreipiama dėmesio į šio GOST punkto “1” priedą. Antra, formulėje “2” yra klaida: koeficientas 1,45 įtrauktas neteisingai, ir šį faktą konstatuoja daugelis specialistų.

Pagal p. 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 buitinių jungiklių, kurių nominalas iki 63 A, sąlyginis laikas lygus 1 valandai. Nustatyta atjungimo srovė lygi nominalo vertei, padaugintai iš koeficiento 1,45.

Taigi pagal pirmąją ir pakeistąją antrąją formules jungiklio vardinė srovė turėtų būti apskaičiuojama pagal šią formulę:

I_n <= I_Z / 1,45

Kur:

• I_n – automatinio jungiklio vardinė srovė;
• I_Z – kabelio ilgalaikė leistina srovė.

Atliksime jungiklių nominalų skaičiavimą standartiniams kabelių skerspjūviams, esant vienfaziam prijungimui su dviem varinėmis gyslomis (220 V). Tam padalinsime ilgalaikę leistiną srovę (tiesiant oru) iš atjungimo koeficiento 1,45.

Automatinį jungiklį parinksime taip, kad jo nominalas būtų mažesnis už šią vertę:

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

Automatiniai jungikliai, skirti 13 A, parduodami retai, todėl vietoj jų dažniau naudojami įrenginiai, kurių nominali galia yra 10 A.

Aliumininių gyslų kabeliai šiuo metu retai naudojami montuojant vidinius laidus. Jiems taip pat yra lentelė, leidžianti pasirinkti skerspjūvį pagal apkrovą.

Panašiu būdu aliumininiams kabeliams apskaičiuosime automatų nominalus:

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

Jei maitinimo kabelių gamintojas deklaruoja kitokią leistinos galios priklausomybę nuo skerspjūvio ploto, tuomet reikia perskaičiuoti jungiklių vertę.

Srovės stiprumo priklausomybės nuo galios formulės vienfaziam ir trifaziam tinklui skiriasi. Daugelis žmonių, turinčių prietaisų, skirtų 380 voltų įtampai, šiame etape daro klaidą.

Kaip nustatyti automatinio jungiklio techninius parametrus pagal ženklinimą, išsamiai aprašyta čia. Rekomenduojame susipažinti su informatyvia medžiaga.

Perkrovos prevencija dėl vartotojų veikimo

Kartais ant linijos sumontuojamas automatinis jungiklis, kurio nominali galia yra žymiai mažesnė, nei reikia norint garantuotai išlaikyti elektros kabelio veikimą.

Mažinti jungiklio nominalą tikslinga, jei bendra visų grandinės įrenginių galia yra žymiai mažesnė, nei kabelis gali atlaikyti. Taip atsitinka, jei, vadovaujantis saugumo sumetimais, jau sumontavus laidus, dalis prietaisų buvo pašalinta iš linijos.

Tada automato vardinės galios sumažinimas yra pateisinamas, atsižvelgiant į jo greitesnę reakciją į kylančias perkrovas.

Pavyzdžiui, užstrigus elektros variklio guoliui, srovė apvijoje smarkiai padidėja, tačiau ne iki trumpojo jungimo verčių. Jei automatas sureaguoja greitai, apvija nespės išsilydyti, o tai išgelbės variklį nuo brangaus pervyniojimo.

Taip pat naudojama nominali vertė, mažesnė už apskaičiuotąją, dėl griežtų kiekvienos grandinės apribojimų. Pavyzdžiui, vienfaziame tinkle prie įėjimo į butą su elektrine virykle sumontuotas 32 A jungiklis, kuris duoda 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW leistinos galios. Tarkime, kad atliekant buto instaliaciją buvo suorganizuotos 3 linijos su sumontuotais 25 A grupės automatais.

Jei skirstomajame skyde sumontuotų grupinių automatinų jungiklių yra daug, juos reikia paženklinti ir sunumeruoti. Kitaip galima susipainioti.

Tarkime, kad vienoje iš linijų apkrova lėtai didėja. Kai suvartojama galia pasieks vertę, lygią garantuotam grupinio jungiklio išsijungimui, kitoms dviem atkarpoms liks tik (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Tai labai mažai, palyginti su bendru suvartojimu. Esant tokiai skirstomojo skydelio schemai, įvadinis automatas bus išjungiamas dažniau nei linijų įrenginiai.

Todėl, norint išlaikyti selektyvumo principą, atkarpose reikia įrengti 20 arba 16 amperų nominalo jungiklius. Tokiu atveju, esant tokiam pačiam suvartojamos galios disbalansui, kitoms dviem grandims bendrai teks 3,8 arba 5,1 kW, o tai yra priimtina.

Panagrinėkime galimybę įrengti jungiklį, kurio nominalas 20A, pasitelkdami atskiros, virtuvei skirtos linijos pavyzdį.

Prie jos prijungti ir vienu metu gali būti įjungti šie elektros prietaisai:

• Šaldytuvas, kurio vardinė galia 400 W, o paleidimo srovė – 1,2 kW;
• Du šaldikliai, kurių galia 200 W;
• Orkaitė, kurios galia 3,5 kW;
• Elektrinei orkaitei veikiant, leidžiama papildomai įjungti tik vieną prietaisą, iš kurių galingiausias yra elektrinis virdulys, kuris suvartoja 2,0 kW.

Dvidešimties amperų automatas leidžia daugiau nei valandą praleisti 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW galią. Garantuotas išsijungimas per trumpiau nei valandą įvyks, kai praleidžiama 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW srovė.

Virtuvėje nuolatinis elektros prijungimas turi būti šaldymo įrangai ir viryklei. Jei yra srovės viršijimo rizika, kitų prietaisų vienalaikį darbą galima pašalinti, jiems skiriant tik du kištukinius lizdus.

Vienu metu įjungus orkaitę ir elektrinį virdulį, bendra galia bus 5,5 kW arba 1,25 automato nominalo dalies. Kadangi virdulys veikia trumpai, išjungimas neįvyks. Jei tuo metu įsijungs šaldytuvas ir abi šaldymo kameros, galia jau bus 6,3 kW arba 1,43 nominalo dalies.

Ši vertė jau artima garantuoto atjungimo parametrui. Tačiau tokios situacijos atsiradimo tikimybė yra labai maža, o periodo trukmė bus nežymi, nes variklių ir virdulio veikimo laikas nėra didelis.

Šaldytuvo paleidimo metu atsirandančios pradinės srovės, net ir sumuojant su visais veikiančiais įrenginiais, nepakaks elektromagnetiniam atjungikliui suveikti. Taigi, nurodytomis sąlygomis galima naudoti 20 A automatinį jungiklį.

Vienintelis niuansas yra galimybė padidinti įtampą iki 230 V, ką leidžia norminiai dokumentai. Visų pirma GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) nustato standartinę įtampą lygią 230 V, leidžiant naudoti 220 V.

Dabar daugumoje tinklų elektra tiekiama 220 V įtampa. Jei srovės parametras pritaikytas prie tarptautinio standarto 230 V, galima perskaičiuoti nominalus pagal šią vertę.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Jungiklio įtaisas. Įvadinio automato pasirinkimas pagal prijungiamą galią. Maitinimo paskirstymo taisyklės:

Jungiklio parinkimas pagal kabelio pralaidumą:

Automatinio jungiklio vardinės srovės apskaičiavimas – sudėtinga užduotis, kuriai išspręsti reikia atsižvelgti į daugybę sąlygų. Nuo sumontuoto automato priklauso aptarnavimo patogumas ir vietinio elektros tinklo darbo saugumas.

Atsiradus abejonių dėl galimybės teisingai pasirinkti, būtina kreiptis į patyrusius elektrikus.

Rašykite, prašome, komentarus žemiau esančiame bloke. Papasakokite apie savo patirtį renkantis automatinius jungiklius. Pasidalinkite naudinga informacija ir nuotraukomis straipsnio tema, užduokite klausimus.