Automatinio jungiklio parinkimas: rūšys ir elektrinių automatų charakteristikos

Tikrai daugelis iš mūsų susimąstėme, kodėl automatiniai jungikliai taip greitai išstūmė iš elektros schemų pasenusius lydomuosius saugiklius? Jų įdiegimo aktyvumą pagrindžia keletas labai įtikinamų argumentų, tarp kurių yra galimybė įsigyti šią apsaugos rūšį, idealiai atitinkančią konkrečių elektros įrangos tipų laiko-srovės duomenis.

Abejojate, kokio automato jums reikia ir nežinote, kaip teisingai jį pasirinkti? Mes padėsime rasti teisingą sprendimą – straipsnyje aptarta šių įrenginių klasifikacija. Taip pat svarbios charakteristikos, į kurias reikėtų atkreipti ypatingą dėmesį renkantis automatinį jungiklį.

Kad jums būtų lengviau susigaudyti automatuose, straipsnio medžiaga papildyta vaizdinėmis nuotraukomis ir naudingomis specialistų vaizdo rekomendacijomis.

Automatinų jungiklių klasifikacija

Automatas praktiškai akimirksniu atjungia jam patikėtą liniją, o tai pašalina laidų ir iš tinklo maitinamos įrangos pažeidimus. Atlikus atjungimą, šaką galima iš karto paleisti iš naujo, nekeičiant apsauginio įtaiso.

Paprastai automatiniai jungikliai parenkami pagal keturis pagrindinius parametrus – vardinę išjungimo gebą, polių skaičių, laiko-srovės charakteristiką, vardinę darbinę srovę.

Pagal vardinę išjungimo gebą

Ši charakteristika nurodo leistiną trumpojo jungimo (TJ) srovę, kuriai esant jungiklis suveiks ir, atidaręs grandinę, atjungs laidus ir prie jos prijungtus prietaisus.

Pagal šį parametrą skiriami trys automatų tipai – 4,5 kA, 6 kA, 10 kA.

1. 4,5 kA (4500 A) automatai paprastai naudojami siekiant išvengti privačių gyvenamųjų objektų elektros linijų pažeidimų. Laidų varža nuo pastotės iki TJ vietos yra maždaug 0,05 omo, o tai duoda ribinę srovę apie 500 A.
2. 6 kA (6000 A) įrenginiai naudojami apsaugoti nuo TJ gyvenamajame sektoriuje, viešose vietose, kur linijų varža gali siekti 0,04 omo, o tai padidina tikimybę gauti trumpąjį jungimą iki 5,5 kA.
3. 10 kA (10 000 A) jungikliai naudojami pramoninių elektros įrenginių apsaugai. Srovė iki 10 000 A gali susidaryti trumpoje elektros grandinėje, esančioje arti pastotės.

Prieš pasirenkant optimalią jungiklio modifikaciją, svarbu suprasti, ar galimos trumpojo jungimo srovės, viršijančios 4,5 kA arba 6 kA?

Vardinė išjungimo geba nurodoma jungiklio dokumentacijoje ir ant korpuso kodu – 4500A, 600A, 10000A arba 4,5kA, 6kA, 10kA. Prietaiso priekinėje dalyje yra informacija apie gamintoją, modelį, vardinę įtampą, kurią sudaro laiko-srovės charakteristikos ir darbinė srovė.

Automato išjungimas įvyksta esant nurodytų verčių trumpajam jungimui. Dažniausiai buitiniams poreikiams naudojami 6000 A modifikacijos jungikliai.

4500 A modeliai šiuolaikiniams elektros tinklams apsaugoti praktiškai nenaudojami, o kai kuriose šalyse juos draudžiama eksploatuoti.

Jei jus domina, kaip teisingai konvertuoti amperus į vatus, rekomenduojame susipažinti su medžiaga, pateikta kitoje straipsnyje.

Automatiškai užregistravus trumpąjį jungimą, išjungimą atlieka elektromagnetinė ritė (A situacija). Kai viršijamos vardinės srovės, tinklą atjungia bimetalinė plokštė (B situacija).

Automatinio jungiklio veikimas yra laidų apsauga (o ne įrangos ir naudotojų) nuo trumpojo jungimo ir izoliacijos išlydymo, kai teka srovės, viršijančios vardines vertes.

Pagal polių skaičių

Ši charakteristika nurodo maksimalų galimą laidų skaičių, kuriuos galima prijungti prie automatinio jungiklio tinklo apsaugai.

Jų išjungimas įvyksta avarinės situacijos metu (viršijus leistinas srovės vertes arba laiko-srovės kreivės lygį).

Ši charakteristika nurodo maksimalų galimą laidų skaičių, kuriuos galima prijungti prie automatinio jungiklio tinklo apsaugai. Jų išjungimas įvyksta avarinės situacijos metu (viršijus leistinas srovės vertes arba laiko-srovės kreivės lygį).

Vienpoliai automatiniai jungikliai

Vienpolio tipo jungiklis yra pati paprasčiausia automato modifikacija. Jis skirtas atskiroms grandinėms apsaugoti, taip pat vienfazei, dvifazei, trifazei elektros instaliacijai. Prie jungiklio konstrukcijos galima prijungti 2 laidus – maitinimo laidą ir išeinantį laidą.

Į šios klasės įrenginio funkcijas įeina tik laido apsauga nuo užsidegimo. Pati laidų neutralė dedama ant nulinės šynos, taip apeinant automatinį jungiklį, o įžeminimo laidas prijungiamas atskirai prie įžeminimo šynos.

Vienpolio AV prijungimas atliekamas vienagysliu laidu, tačiau kartais naudojami dvigysliai kabeliai. Maitinimas jungiamas iš automatinio jungiklio viršaus, o saugoma linija – iš apačios, tai supaprastina montavimą. Montavimas atliekamas ant 18 mm DIN bėgelio.

Vienpolis automatinis jungiklis neatlieka įvadinio jungiklio funkcijos, nes jam priverstinai išsijungus nutrūksta fazės linija, o neutralė lieka sujungta su įtampos šaltiniu, o tai neužtikrina 100% apsaugos garantijos.

Dviejų polių automatiniai jungikliai

Kai reikia visiškai atjungti elektros laidų tinklą nuo įtampos, naudojamas dviejų polių automatinis jungiklis.

Jis naudojamas kaip įvadinis jungiklis, kai trumpojo jungimo ar tinklo veikimo sutrikimo metu visa elektros laidų sistema vienu metu atjungiama nuo įtampos. Tai leidžia laiku atlikti remonto ir grandinių modernizavimo darbus visiškai saugiai.

Dviejų polių automatiniai jungikliai naudojami tais atvejais, kai reikalingas atskiras jungiklis vienfaziam elektros prietaisui, pavyzdžiui, vandens šildytuvui, boileriui, staklėms.

Dviejų polių automatinio jungiklio prijungimas atliekamas atsižvelgiant į apsaugos elektros schemą, naudojant 1 arba 2 gyslų laidą (gyslų skaičius priklauso nuo atjungimo schemos). Montavimas atliekamas ant 36 mm DIN bėgelio.

Automatinis jungiklis prie saugomo įrenginio jungiamas naudojant 4 laidus, iš kurių du yra maitinimo laidai (vienas iš jų tiesiogiai jungiamas prie tinklo, o antrasis tiekia maitinimą per trumpiklį), o du – išeinantys laidai, kuriems reikia apsaugos, ir jie gali būti 1, 2 arba 3 gyslų.

Trijų polių automatiniai jungikliai

Trijų fazių 3 ar 4 laidų tinklui apsaugoti naudojami trijų polių automatiniai jungikliai. Jie tinka prijungti pagal žvaigždės tipą (vidurinis laidas paliekamas neapsaugotas, o faziniai laidai jungiami prie polių) arba trikampį (be centrinio laido).

Avarijos metu vienoje iš linijų automatiškai išsijungia kitos dvi.

Trijų polių AV prijungimas atliekamas 1, 2 ar 3 gyslų laidais. Montavimui reikės 54 mm pločio DIN bėgelio.

Trijų polių jungiklis tarnauja kaip įvadinis ir bendras bet kokio tipo trifazėms apkrovoms. Dažnai modifikacija naudojama pramonėje elektros variklių maitinimui.

Prie modelio jungiama iki 6 laidų, 3 iš jų yra trifazės elektros tinklo faziniai laidai. Likę 3 yra saugomi. Jie atstoja tris vienfazes arba vieną trifazę laidų sistemą.

Keturių polių automatiniai jungtuvai

Siekiant apsaugoti trijų ar keturių fazių elektros tinklą, pvz., galingą variklį, prijungtą pagal “žvaigždės su išvestu nuliniu tašku” principą, naudojamas keturių polių automatas. Jis naudojamas kaip įvadinis jungiklis trijų fazių keturių laidų tinkle.

Keturių polių jungtuvo prijungimas atliekamas 1, 2, 3 ar 4 gyslų laidu, schema priklauso nuo prijungimo tipo, korpusas montuojamas ant 73 mm pločio din-bėgelio.

Prie automato korpuso galima prijungti aštuonis laidus, iš kurių trys yra elektros tinklo faziniai laidai (+ vienas nulinis), o keturi yra išeinantys laidai (3 faziniai + 1 neutralus).

Vienfaziai vartotojai maitinami 220 V įtampa, kurią galima gauti paėmus vieną iš fazių ir elektros tinklo nulinį laidininką (neutralę). Taigi šiuo atveju, be trijų elektros tinklo fazių, yra dar vienas laidininkas – nulinis, todėl tokiam elektros tinklui apsaugoti ir perjungimui įrengiami keturių polių automatiniai jungtuvai, kurie atjungia visus keturis laidininkus.

Pagal laiko-srovės charakteristiką

Automatiniai jungtuvai gali turėti tą patį nominalios apkrovos galios rodiklį, tačiau prietaisų elektros energijos vartojimo charakteristikos gali būti skirtingos.

Suvartojama galia gali būti netolygi, kisti priklausomai nuo tipo ir apkrovos, taip pat įjungiant, išjungiant ar nuolat veikiant tam tikram įrenginiui.

Suvartojamos galios svyravimai gali būti gana dideli, o jų kitimo diapazonas – platus. Dėl to automatas išsijungia viršijus vardinę srovę, o tai laikoma klaidingu tinklo atjungimu.

Siekiant atmesti tikimybę, kad saugiklis be reikalo suveiks ne avarinių standartinių pokyčių metu (srovės stiprio padidėjimo, galios pokyčio), naudojami automatai su tam tikromis laiko-srovės charakteristikomis (LSC).

Tai leidžia naudoti jungtuvus su vienodais srovės parametrais esant bet kokioms leistinoms apkrovoms be klaidingų atjungimų.

LSC rodo, per kokį laiką jungtuvas suveiks ir kokie bus srovės stiprio ir automato nuolatinės srovės santykio rodikliai.

Automatinų su B charakteristika ypatybės

Automatas su nurodyta charakteristika išsijungia per 5-20 sekundžių. Srovės rodiklis tuo metu sudaro 3-5 vardinių automato srovių. Šios modifikacijos naudojamos grandinėms, maitinančioms standartinius buitinius prietaisus, apsaugoti.

Dažniausiai modelis naudojamas butų, privačių namų laidų apsaugai.

C charakteristika – veikimo principai

Automatas su nomenklatūriniu žymeniu C išsijungia per 1-10 sekundžių, esant 5-10 vardinių srovių.

Šios grupės jungikliai naudojami visose srityse – buityje, statyboje, pramonėje, tačiau labiausiai jie reikalingi elektros apsaugos srityje butuose, namuose, gyvenamosiose patalpose.

D charakteristikos jungiklių eksploatavimas

D klasės automatai naudojami pramonėje ir yra trijų ir keturių polių modifikacijų. Jie naudojami galingų elektros variklių ir įvairių 3-fazių įrenginių apsaugai.

Automatinio jungiklio veikimo laikas – 1-10 sekundžių, esant srovei, kuri 10-14 kartų viršija vardinę, todėl jį galima efektyviai naudoti įvairių instaliacijų apsaugai.

Grafiko apatinėje dalyje pateiktas vardinės srovės verčių kartotinis, pagal vertikaliąją liniją – išjungimo laikas. B charakteristikos atveju išjungimas įvyksta, kai faktinė srovė 3-5 kartus viršija vardinę, C – 5-10 kartų, D – 10-14 kartų.

Galingi pramoniniai varikliai veikia tik su D charakteristikos automatiniais jungikliais.

Galbūt jums taip pat bus įdomu susipažinti su automatinių jungiklių žymėjimu kitoje mūsų straipsnyje.

Pagal vardinę darbinę srovę

Iš viso yra 12 automatinio jungiklio modifikacijų, kurios skiriasi vardinės darbinės srovės rodikliu – 1A, 2A, 3A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A. Parametras lemia jungiklio veikimo greitį, kai faktinė srovė viršija vardinę.

Lentelėje pavaizduota maksimali kiekvienos automato modifikacijos galia, atsižvelgiant į prijungimo schemą ir tinklo įtampą. Didžiausias jungiklio efektyvumas pasiekiamas, kai apkrova prijungiama pagal trikampio schemą.

Jungiklio pasirinkimas pagal nurodytą charakteristiką atliekamas atsižvelgiant į elektros instaliacijos galią, leistinąją srovę, kurią instaliacija gali atlaikyti įprastu režimu. Jei srovės vertė nežinoma, ji nustatoma naudojant formules, atsižvelgiant į laido skerspjūvio, jo medžiagos ir klojimo būdo duomenis.

1A, 2A, 3A automatai naudojami mažų srovių grandinių apsaugai. Jie tinkami tiekti elektrą nedideliam skaičiui prietaisų, pavyzdžiui, lempai ar sietynui, mažos galios šaldytuvui ir kitiems įrenginiams, kurių bendra galia neviršija automato galimybių.

3A jungiklis efektyviai naudojamas pramonėje, jei jis prijungiamas trifaziu būdu pagal trikampio schemą.

6A, 10A, 16A jungiklius leidžiama naudoti tiekiant elektrą atskiroms elektros grandinėms, mažiems kambariams ar butams.

Šie modeliai naudojami pramonėje, jais tiekiamas maitinimas elektros varikliams, solenoidams, šildytuvams, suvirinimo automatiniams įrenginiams, prijungtiems atskira linija.

Trijų ir keturių polių 16A automatai naudojami kaip įvadiniai, esant trifazei maitinimo schemai. Gamyboje pirmenybė teikiama prietaisams su D kreive.

Automatai 20A, 25A, 32A naudojami šiuolaikinių butų laidų apsaugai, jie gali aprūpinti elektra skalbimo mašinas, šildytuvus, elektrines džiovykles ir kitą didelės galios techniką. Modelis 25A naudojamas kaip įvadinis automatas.

Jungikliai 40A, 50A, 63A priklauso didelės galios prietaisų klasei. Jie naudojami elektros tiekimui didelės galios jėgos įrangai buityje, pramonėje, civilinėje statyboje.

Automatinų jungiklių parinkimas ir skaičiavimas

Žinant AJ charakteristikas, galima nustatyti, koks automatas tiks vienam ar kitam tikslui. Tačiau prieš renkantis optimalų modelį būtina atlikti tam tikrus skaičiavimus, kurių pagalba galima tiksliai nustatyti reikiamo įrenginio parametrus.

Žingsnis #1 – automato galios nustatymas

Renkantis automatą svarbu atsižvelgti į bendrą prijungiamų prietaisų galią.

Pavyzdžiui, reikalingas automatas virtuvės prietaisams prijungti prie elektros maitinimo. Tarkime, prie rozetės bus jungiamas kavos aparatas (1000 W), šaldytuvas (500 W), orkaitė (2000 W), mikrobangų krosnelė (2000 W), elektrinis virdulys (1000 W). Bendra galia bus lygi 1000+500+2000+2000+1000=6500 (W) arba 6,5 kV.

Lentelėje pateikta kai kurių buitinių prietaisų vardinė galia, reikalinga jų darbui. Pagal norminius duomenis parenkamas maitinimo laido skerspjūvis ir automatas laidų apsaugai.

Jei pažvelgtume į automato pajungimo galios lentelę, atsižvelgiant į tai, kad standartinė laidų įtampa buitinėmis sąlygomis yra 220 V, eksploatacijai tinka vienpolinis arba dvipolis automatas 32A, kurio bendra galia yra 7 kW.

Reikėtų atsižvelgti į tai, kad gali prireikti didesnės suvartojamos galios, nes eksploatacijos metu gali tekti prijungti kitus elektros prietaisus, į kuriuos iš pradžių nebuvo atsižvelgta. Kad būtų išvengta tokios situacijos, bendro suvartojimo skaičiavimuose naudojamas didinimo koeficientas.

Tarkime, dėl papildomos elektros įrangos pridėjimo reikėjo padidinti galią 1,5 kW. Tada reikia paimti koeficientą 1,5 ir padauginti jį iš gautos skaičiuotinės galios.

Skaičiavimuose kartais tikslinga naudoti mažinimo koeficientą. Jis taikomas tada, kai vienu metu naudoti kelis prietaisus neįmanoma.

Tarkime, bendra virtuvės laidų galia sudarė 3,1 kW. Tada mažinimo koeficientas lygus 1, nes atsižvelgiama į minimalų vienu metu prijungtų prietaisų skaičių.

Jei vieno iš prietaisų neįmanoma prijungti kartu su kitais, mažinimo koeficientas imamas mažesniu už vienetą.

Žingsnis #2 – automato vardinės galios skaičiavimas

Vardinė galia – tai galia, kuriai esant laidų atjungimas neįvyksta.

Ji apskaičiuojama pagal formulę:

M = N * CT * cos(φ),

Kur

• M – galia (Vatai);
• N – elektros tinklo įtampa (Voltai);
• ST – srovės stiprumas, galintis praeiti per automatinį jungiklį (amperais);
• cos(φ) – kampo kosinuso reikšmė, atitinkanti fazių ir įtampos poslinkio kampą.

Kosinuso reikšmė paprastai lygi 1, kadangi srovės ir įtampos fazių poslinkio praktiškai nėra.

Iš formulės išreiškiame ST:

CT = M/N,

Galia jau nustatyta, o tinklo įtampa paprastai yra 220 voltų.

Jei bendra galia lygi 3,1 kW, tai:

CT = 3100/220 = 14.

Gaunama srovė bus lygi 14 A.

Skaičiuojant trifazę apkrovą, naudojama ta pati formulė, tačiau atsižvelgiama į kampinius poslinkius, kurie gali pasiekti dideles reikšmes. Paprastai jie nurodomi ant prijungiamos įrangos.

Žingsnis #3 – vardinės srovės apskaičiavimas

Vardinę srovę galima apskaičiuoti pagal elektros instaliacijos dokumentaciją, o jei jos nėra, ji nustatoma pagal laidininko ypatybes.

Skaičiavimams reikalingi šie duomenys:

• plotas laidininko skerspjūvio;
• gysloms naudojama medžiaga (varis arba aliuminis);
• klojimo būdas.

Buitinėmis sąlygomis elektros instaliacija paprastai yra sienoje.

Skerspjūvio plotui apskaičiuoti reikės mikrometro arba slankmačio. Matuoti reikia tik laidžiąją gyslą, o ne laidą ir izoliaciją.

Atlikus reikiamus matavimus, apskaičiuojame skerspjūvio plotą:

S = 0,785 * D * D,

Kur

• D – laidininko skersmuo (mm);
• S – laidininko skerspjūvio plotas (mm²).

Toliau naudojame žemiau pateiktą lentelę.

Nustačius, iš kokios medžiagos pagamintos laidininko gyslos, ir apskaičiavus skerspjūvio plotą, galima nustatyti srovės ir galios rodiklius, kuriuos atlaiko elektros tinklo instaliacija. Duomenys pateikti instaliacijai, paslėptai sienoje.

Atsižvelgdami į gautus duomenis, parenkame automatinio jungiklio darbinę srovę ir jo nominalą. Jis turi būti lygus arba mažesnis už darbinę srovę. Kai kuriais atvejais leidžiama naudoti automatinius jungiklius, kurių nominalas viršija esamą instaliacijos srovę.

Žingsnis #4 – laiko-srovės charakteristikos nustatymas

Norint teisingai nustatyti laiko-srovės charakteristiką (LSC), būtina atsižvelgti į prijungiamų apkrovų paleidimo sroves.

Reikiamus duomenis galima sužinoti naudojant žemiau pateiktą lentelę.

Lentelėje pateikti kai kurie elektrinių įrenginių tipai, taip pat paleidimo srovės kartotiniai ir impulsų trukmės sekundėmis.

Pagal lentelės duomenis galima nustatyti srovės stiprumą (amperais) įjungus prietaisą, taip pat periodą, po kurio ribinė srovė vėl atsiras.

Pavyzdžiui, jei imtume elektrinę mėsmalę, kurios galia yra 1,5 kW, iš lentelių apskaičiuotume jos darbinę srovę (tai būtų 6,81 A) ir, atsižvelgiant į paleidimo srovės kartotinumą (iki 7 kartų), gautume srovės vertę 6,81*7=48 (A).

Tokio stiprumo srovė teka 1–3 sekundžių periodiškumu. Atsižvelgiant į B klasės laiko-srovės charakteristikų (VTK) grafikus, matyti, kad perkrovos atveju automatinis jungiklis suveiks pirmomis sekundėmis po mėsmalės paleidimo.

Akivaizdu, kad šio prietaiso paleidimo srovės kartotinumas atitinka C klasę, todėl būtina naudoti automatinį jungiklį su C charakteristika, kad būtų užtikrintas elektrinės mėsmalės darbas.

Buitiniams poreikiams dažniausiai naudojami jungikliai, atitinkantys B ir C charakteristikas. Pramonėje įrangai su dideliais kartotiniais sroviais (varikliai, maitinimo blokai ir kt.) sukuriama srovė iki 10-ies kartų, todėl tikslinga naudoti D modifikacijos įrenginius.

Tačiau reikėtų atsižvelgti į tokių prietaisų galią, taip pat į paleidimo srovės trukmę.

Autonominiai automatizuoti jungikliai skiriasi nuo įprastų tuo, kad jie įrengiami atskiruose skirstomuosiuose skyduose.

Į įrenginio funkcijas įeina grandinės apsauga nuo netikėtų įtampos šuolių, elektros energijos išjungimas visoje ar tam tikroje tinklo dalyje.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Automatinio jungiklio (AB) pasirinkimas pagal srovės charakteristiką ir srovės skaičiavimo pavyzdys aptariamas šiame vaizdo įraše:

Automatinio jungiklio (AB) vardinės srovės apskaičiavimas pademonstruotas šiame vaizdo įraše:

Automatai montuojami namo ar buto įėjime. Jie įrengiami plastikinėse tvirtose dėžėse. Automatinių jungiklių (AB) buvimas namų elektros tinklo schemoje – saugumo garantas. Prietaisai leidžia laiku atjungti elektros liniją, jei tinklo parametrai viršija nustatytą slenkstį.

Atsižvelgdami į pagrindines automatinių jungiklių charakteristikas, taip pat atlikę teisingus skaičiavimus, galite teisingai pasirinkti šį įrenginį ir jį sumontuoti.

Jei turite žinių ar patirties atliekant elektros montavimo darbus, prašome pasidalinti jomis su mūsų skaitytojais. Palikite savo komentarus apie automatinio jungiklio pasirinkimą ir jo montavimo niuansus komentaruose žemiau.