Výpočet automatického stroje pro napájení 380 V: vlastnosti, princip činnosti a výběr třífázového spínače

Moderní systémy pro ochranu elektrických rozvodů před vyhořením a zapálením zahrnují použití jističů a jsou rozděleny podle typu sítě na jednofázové a třífázové. V soukromém sektoru se ve většině případů používají zařízení druhého typu, takže ten správný se stává relevantním. výpočet automatického stroje pro napájení 380 voltů, zajišťující spolehlivost a trvanlivost použití el sítí.

Účel a práce

První automatické zařízení určené k ochraně elektrického obvodu před nadproudy vynalezl americký vědec studující elektromagnetismus Charles Grafton Page v roce 1836. Ale jen o 40 let později podobný design popsal Edison. Moderní typ ochranných zařízení byl patentován v roce 1924. od Brown, Boveri & Cie Corporation ze Švýcarska.

Novinkou designu se stala opětovná použitelnost díky možnosti zapnout modul, když je spuštěn stisknutím jednoho tlačítka. Výhody oproti pojistkám byly nepopiratelné, přičemž přesnost stroje byla mnohem lepší. Při použití zařízení v síti 380 voltů jsou všechny fáze odpojeny najednou. Tento přístup zabraňuje zkreslení úrovní signálu a výskytu přepětí.

Přímým účelem třífázového jističe je odpojit vedení při zkratu v něm nebo při překročení příkonu přístrojů. Ochranné moduly patří do skupiny spínacích zařízení a díky své jednoduché konstrukci jsou pohodlné použití a spolehlivosti jsou široce používány v energetice domácností i průmyslu sítí. Zařízení obvykle přebírá ruční ovládání., ale některé typy jsou vybaveny elektromagnetickým nebo elektromotorickým pohonem, který umožňuje jejich dálkové ovládání.

Někteří uživatelé se mylně domnívají, že stroj chrání zařízení k němu připojená, ale ve skutečnosti tomu tak není. Nijak nereaguje na typy a typy k němu připojených zařízení a jediným důvodem jeho provozu je přetížení a vznik nadproudu. Zároveň, pokud stroj neodpojí vedení, začne se zahřívat elektrické vedení, které jej poškodí nebo dokonce vznítí.

Volba automatického ochranného modulu je spojena se schopností elektrického vedení odolávat proudu o určité velikosti, která přímo souvisí s materiálem kabelu a jeho průřezem. Jinými slovy, při výběru modulu je hlavním parametrem výkon nebo maximální proud, který vede k provozu stroje.

Návrh ochranného modulu

Navzdory širokému spektru produktů nabízených různými výrobci jsou si provedení jističů navzájem podobná. Tělo zařízení je vyrobeno z dielektrika, odolného vůči teplotám a nepodporuje hoření. Na předním panelu je ruční ovládací páka a hlavní technické vlastnosti.

Konstrukčně se tělo skládá ze dvou polovin, které jsou k sobě přišroubovány. Uprostřed jsou následující prvky:

1. Připojovací svorky - navrženy tak, aby poskytovaly spolehlivé připojení k příchozímu a odchozímu elektrickému vedení.
2. Pohyblivý a pevný výkonový výstup - tyto kontakty se používají k sepnutí nebo otevření zátěžového obvodu s výkonovým.
3. Jiskrová zhášecí komora - při náhlém otevření kontaktů se mezi nimi vytvoří oblouk dostatečně vysokého výkonu, který může vést k poškození prvků modulu. K jeho uhašení se proto používá speciální komora sestávající ze svislých desek instalovaných v šachovnicovém vzoru. Jiskra, která jimi prochází, ztratí svou sílu a poté úplně zhasne.
4. Tepelné a elektromagnetické uvolnění - je to jejich reakce na změny parametrů elektrického vedení, která vede k činnosti ochranného zařízení.
5. Pákový spínač - používá se ruční páka a natažení kohoutku uzavírá přívodní a výstupní potrubí.
6. Stavěcí šroub - nastavuje práh modulu. Továrně konfigurovatelné.
7. Kanál pro výstup plynů - při uhašení jiskry se tepelná energie přemění na plyn, který je ze zařízení odváděn speciálně navrženým labyrintem.

Právě konstrukce spouští zajišťují téměř okamžité vypnutí jističe. Elektromechanický kontakt reaguje na výskyt proudu v chráněném obvodu, jehož parametry přesahují jmenovitou hodnotu. Konstrukce spouště obsahuje indukční cívku s jádrem, jejíž poloha je fixována pružinou a již je připojena k pohyblivému silovému kontaktu. Vinutí elektromagnetu jsou zapojena do série se zátěží. Tepelný uzávěr je lisovaný pásek ze dvou kovů s různou tepelnou vodivostí (bimetalová deska).

Princip fungování

Po připojení silových a zátěžových elektrických vedení k třífázovému stroji dojde k jeho zapnutí přesunutím páky do horní polohy. V důsledku toho páka zapadne přes západku se spínacím kontaktem. Tvarované spojení je zajištěno posunutím pohyblivé kontaktní skupiny vzhledem k jejich držáku.

V normální situaci proud prochází kontaktem silového a pohyblivého kontaktu. Poté jde na bimetalovou desku a vinutí elektromagnetu a z ní se již dostává na svorku a zátěž připojenou ke stroji.

Pokud spínačem začne protékat proud s hodnotou přesahující přípustnou hodnotu, začne se bimetalová deska zahřívat. Vlivem různé tepelné roztažnosti kovů se ohýbá, případně přeruší kontakt. Síla proudu, při kterém se spoj přeruší, závisí na tloušťce desky. Termomagnetická spoušť se vyznačuje pomalým chodem, i když dokáže detekovat i malé změny aktuální hodnoty. Jeho nastavení se provádí ve výrobě změnou vzdálenosti mezi destičkou a pohyblivým kontaktem. K tomu se používá seřizovací šroub.

Ale pro proud, který okamžitě zvyšuje svou hodnotu, bude reakční rychlost bimetalové desky extrémně nízká, proto se s ní používá také solenoid. V normálním stavu je jádro vytlačeno pružinou a sepne kontakt stroje. Při abnormální hodnotě signálu v závitech cívky se rychle zvyšuje magnetické pole, jehož toky vtahují jádro dovnitř a překonávají působení pružiny, což vede k přerušení obvodu.

Činnost elektromagnetické spouště probíhá ve zlomku sekundy, přičemž nereaguje na proudy mírně překračující jmenovité hodnoty. Současně s odpojením celého třífázového vedení se spustí i páka, kterou je opět potřeba posunout do horní polohy pro připojení zátěže do sítě.

Vlastnosti zařízení

Správný výběr 3-fázového stroje není pouze ve stanovení podmínek pro jeho provoz, ale také z hlediska výkonu a typu zátěže, která k němu bude připojena. Nesprávně zvolené napájení modulu vede ke zhoršení ochrany elektrického vodiče, přičemž takové zařízení se samo může stát zdrojem mimořádné události.

Ale přesto, ať už je výběr správného výkonu jakkoli důležitý, automatická zařízení se vyznačují i ​​dalšími technickými parametry, které ovlivňují jejich provoz. Mezi hlavní patří:

• provozní napětí - určuje hodnotu, při které jistič pracuje, aniž by došlo ke zhoršení jeho parametrů (obvykle je povolen pokles v rozmezí 15 %);
• jmenovitý proud - parametr přímo související s výkonem, označuje hraniční hodnotu proudu, při které se spouští ochranný modul;
• spotřeba energie - automatická zařízení jsou zařízení s nízkou spotřebou energie;
• trvanlivost - udává počet garantovaných cyklů zapnutí a vypnutí stroje;
• minimální a maximální provozní teplota - rozsah, ve kterém se nemění technické parametry ochranného modulu;
• jmenovitá vypínací schopnost - nejvyšší hodnota zatížení, při které může jistič přerušit vedení při zachování jeho provozuschopnosti;
• doba odezvy - určuje interval, během kterého je zátěž odpojena od elektrického vedení;
• časově-proudová charakteristika - rozdělena do tříd, z nichž každá odpovídá okamžitému vybavovacímu proudu (např. typ C se používá pro proud přesahující jmenovitou hodnotu 5-10krát).

Kromě technických parametrů se automatická zařízení vyznačují také ukazateli kvality. Mezi nejběžnější patří typ pohonu, způsob připojení vnějších vodičů, provedení cut-off a další.

Výběr výkonu

Existují dva způsoby, jak určit požadovaný výkon pro 3fázový jistič. Jedno přitom druhé doplňuje a nevylučuje. První metoda je spojena s nalezením celkové hodnoty spotřebované energie a zatížení a druhá - s průřezem elektroinstalace.

Na základě definice, že stroj nechrání zařízení, ale kabeláž, musíte zvolit výkon se zaměřením na parametry druhého. To je pravda, ale pouze do doby, než bude plánována aktualizace sítě. Například stávající elektroinstalace v domě má 1,5 metru čtvereční. Podle technických specifikací bude měděná kabeláž tohoto průměru schopna odolat dlouhodobému proudu nejvýše 10 ampérů. V souladu s tím by maximální současná spotřeba energie zařízeními připojenými k výkonu stroje neměla překročit 3,8 kW. Tato hodnota se získá z jednoduchého vzorce pro zjištění mocniny - P = U * I, kde:

• P je maximální povolená spotřeba energie, W;
• U - napětí třífázové sítě, 380 voltů;
• I je maximální proud, který kabeláž vydrží, A.

Výsledné číslo udává, že celková zátěž připojená k lince by neměla překročit tuto hodnotu, tzn. když zapneš 2 kW kotel, nic hrozného se nestane. Ale pokud je k tomuto vedení připojena elektrická pec o výkonu 3 kW, pak kabeláž nevydrží a rozsvítí se proto aby nedošlo k havárii, je nutné nainstalovat automat na 10 A, který umožňuje zatížení linky pouze do 2,2 kW.

Výhodou použití třífázového stroje je, že k němu lze připojit tři vedení současně, přičemž hodnota jmenovitého proudu bude určena sečtením výkonů všech fází. Pro stroj na 380 voltů to tedy bude 6,6 kW a v případě připojení zátěže typu "trojúhelník" - 11,4 kW. To znamená, že pro daný příklad, pokud není možné oddělit vedení na různé fázové výstupy ochranného zařízení, budete muset zakoupit 6 A.

Pokud plánujete upgradovat kabeláž nebo použít silný kabel, lze výpočet provést na základě spotřeby energie zátěže. Pokud například zatížení každé fáze nepřesáhne 4 kW, pak se jmenovitý proud vypočítá jako součet výkonů plus 15–20 % zásoby (I = 4 * 3 = 12 A + zásoba = 14 A), takže nejvhodnějším zařízením by v tomto případě byl stroj na 16 A.

Nuance při výpočtu

Pro zjednodušení zjišťování moci je zvykem nepoužívat procenta jako marži, ale násobení faktorem. Toto dodatečné číslo se považuje za rovné 1,52.

V praxi je však zřídka možné zatížit všechny tři fáze stejně, tedy když jedna z linek spotřebovává hodně energie, výpočet jmenovitého výkonu jističe se provádí podle výkonu tuto fázi. V tomto případě se vezme v úvahu největší hodnota spotřebované energie a vynásobí se faktorem 4,55 a pak bude možné obejít se bez použití tabulek.

Při výpočtu výkonu se tedy berou v úvahu především parametry elektrického vedení a poté energie spotřebovaná chráněným automatem elektrického zařízení. Zde je zohledněna správná poznámka z pravidel pro instalaci elektroinstalace (PUE), indikující, že instalovaný jistič musí chránit nejslabší úsek řetězu.