Berechnung der Maschine für Leistung für 380 V: Eigenschaften, Funktionsprinzip und Auswahl eines Drehstromschalters

Moderne Systeme zum Schutz von elektrischen Leitungen vor Durchbrennen und Zündung beinhalten den Einsatz von Leistungsschaltern und werden je nach Netzart in einphasig und dreiphasig unterteilt. Im privaten Bereich werden in den meisten Fällen Geräte des zweiten Typs verwendet, sodass das richtige relevant wird. Berechnung eines Automaten für die Leistung von 380 Volt, um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Verwendung von elektrischen zu gewährleisten Netzwerke.

Zweck und Arbeit

Das erste automatische Gerät zum Schutz eines Stromkreises vor Überströmen wurde 1836 von einem amerikanischen Wissenschaftler, der Elektromagnetismus untersuchte, Charles Grafton Page erfunden. Aber nur 40 Jahre später wurde ein ähnliches Design von Edison. beschrieben. Die moderne Art von Schutzvorrichtungen wurde 1924 patentiert. Corporation Brown, Boveri & Cie aus der Schweiz.

Die Design-Innovation ist die Wiederverwendbarkeit durch die Möglichkeit, das Modul einzuschalten, wenn es durch Drücken einer Taste ausgelöst wird. Die Vorteile gegenüber Sicherungen waren unbestreitbar, während die Genauigkeit der Maschine viel besser war. Beim Einsatz des Gerätes in einem 380-Volt-Netz werden alle Phasen auf einmal getrennt. Dieser Ansatz vermeidet Verzerrungen von Signalpegeln und Überspannung.

Der direkte Zweck eines dreiphasigen Leistungsschalters besteht darin, die Leitung zu trennen, wenn ein Kurzschluss darin auftritt oder die Leistungsaufnahme der Geräte überschritten wird. Schutzmodule gehören zur Gruppe der Schaltgeräte und sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus komfortabel Verwendung und Zuverlässigkeit werden sie sowohl in der Haushalts- als auch in der Industrieenergie eingesetzt Netzwerke. Normalerweise übernimmt das Gerät die manuelle Steuerung., einige Typen sind jedoch mit einem elektromagnetischen oder elektromotorischen Antrieb ausgestattet, der eine Fernsteuerung ermöglicht.

Einige Benutzer gehen fälschlicherweise davon aus, dass die Maschine die daran angeschlossenen Geräte schützt, aber in Wirklichkeit ist dies nicht der Fall. Es reagiert in keiner Weise auf die Typen und Typen der daran angeschlossenen Geräte und der einzige Grund für seinen Betrieb ist Überlastung und das Auftreten eines Überstroms. Wenn die Maschine die Leitung nicht trennt, beginnt sich gleichzeitig die elektrische Verkabelung zu erhitzen, wodurch sie beschädigt oder sogar entzündet wird.

Die Wahl eines automatischen Schutzmoduls hängt mit der Fähigkeit der elektrischen Leitung zusammen, einem Strom einer bestimmten Größe standzuhalten, der direkt mit dem Kabelmaterial und seinem Querschnitt zusammenhängt. Mit anderen Worten, bei der Auswahl eines Moduls ist der Hauptparameter die Leistung oder der maximale Strom, der zum Betrieb der Maschine führt.

Design des Schutzmoduls

Trotz der breiten Produktpalette unterschiedlicher Hersteller ähneln sich die Bauformen der Leistungsschalter. Der Körper des Geräts besteht aus einem temperaturbeständigen Dielektrikum und unterstützt keine Verbrennung. Auf der Vorderseite befindet sich ein manueller Steuerhebel sowie die wichtigsten technischen Merkmale.

Konstruktiv besteht der Körper aus zwei Hälften, die miteinander verschraubt sind. In der Mitte befinden sich folgende Elemente:

1. Anschlussklemmen - entworfen, um eine zuverlässige Verbindung zu den ankommenden und abgehenden elektrischen Leitungen herzustellen.
2. Beweglicher und fester Stromausgang - diese Kontakte werden verwendet, um den Lastkreis mit dem Strom zu schließen oder zu öffnen.
3. Funkenlöschkammer - Wenn die Kontakte plötzlich geöffnet werden, bildet sich zwischen ihnen ein Lichtbogen mit ausreichend hoher Leistung, der zu Schäden an den Elementen des Moduls führen kann. Um es zu löschen, wird daher eine spezielle Kammer verwendet, die aus vertikalen Platten besteht, die in einem Schachbrettmuster installiert sind. Der Funke, der durch sie hindurchgeht, verliert seine Kraft und erlischt dann vollständig.
4. Thermischer und elektromagnetischer Auslöser - ihre Reaktion auf Änderungen der Parameter der elektrischen Leitung führt zum Betrieb der Schutzvorrichtung.
5. Hebelschalter - ein manueller Hebel wird verwendet und schließt im gespannten Zustand die Einlass- und Auslassleitungen.
6. Einstellschraube - stellt den Schwellenwert für das Modul ein. Werkseitig konfigurierbar.
7. Kanal für den Austritt von Gasen - Beim Löschen des Funkens wird die Wärmeenergie in Gas umgewandelt, das durch ein speziell gestaltetes Labyrinth aus dem Gerät entfernt wird.

Es sind die Konstruktionen der Auslöser, die eine nahezu sofortige Auslösung des Leistungsschalters gewährleisten. Ein elektromechanischer Kontakt reagiert auf das Auftreten eines Stroms im geschützten Stromkreis, dessen Parameter den Nennwert überschreiten. Das Design des Auslösers umfasst einen Induktor mit einem Kern, dessen Position durch eine Feder fixiert wird und der bereits mit einem beweglichen Leistungskontakt verbunden ist. Die Spulenwicklungen sind mit der Last in Reihe geschaltet. Der Wärmeauslöser ist ein komprimierter Streifen aus zwei Metallen mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit (Bimetallplatte).

Funktionsprinzip

Nach dem Anschließen der Strom- und Laststromleitungen an die Drehstrommaschine wird diese durch Bewegen des Hebels in die obere Position eingeschaltet. Dadurch durchgreift der Hebel die Klinke mit dem Schließkontakt. Die gebildete Verbindung wird durch Verschieben der beweglichen Kontaktgruppe relativ zu ihrer Halterung gewährleistet.

Im Normalfall fließt der Strom durch den Kontakt des Leistungs- und des beweglichen Kontakts. Dann geht es zur Bimetallplatte und zur Magnetwicklung und von dort bereits zur Klemme und zur an die Maschine angeschlossenen Last.

Fängt ein Strom durch den Schalter mit einem den zulässigen Wert übersteigenden Wert an, beginnt sich die Bimetallplatte zu erwärmen. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung von Metallen verbiegt es sich und unterbricht schließlich den Kontakt. Die Stromstärke, bei der die Verbindung unterbrochen wird, hängt von der Dicke der Platte ab. Der thermomagnetische Auslöser zeichnet sich durch einen langsamen Betrieb aus, kann aber auch kleine Änderungen des Stromwertes erkennen. Die Einstellung erfolgt werkseitig durch Veränderung des Abstandes zwischen Platte und beweglichem Kontakt. Dazu wird eine Einstellschraube verwendet.

Aber für einen Strom, der seinen Wert sofort erhöht, ist die Reaktionsgeschwindigkeit der Bimetallplatte extrem niedrig, daher wird auch ein Elektromagnet verwendet. Im Normalzustand wird der Kern durch die Feder herausgedrückt und schließt den Kontakt der Maschine. Bei einem anormalen Wert des Signals in den Windungen der Spule steigt das Magnetfeld schnell an, dessen Flüsse den Kern nach innen ziehen, die Wirkung der Feder überwinden und dies zu einer Unterbrechung des Stromkreises führen.

Der elektromagnetische Auslöser arbeitet im Bruchteil einer Sekunde und reagiert nicht auf Ströme, die geringfügig über den Nennwerten liegen. Gleichzeitig mit dem Trennen der gesamten Drehstromleitung wird auch der Hebel abgesenkt, der zum Anschluss der Last an das Netz wieder in die obere Position gebracht werden muss.

Geräteeigenschaften

Die richtige Auswahl einer 3-Phasen-Maschine hängt nicht nur von den Bedingungen für ihren Betrieb ab, sondern auch von der Leistung und der Art der daran angeschlossenen Last. Eine falsch gewählte Modulleistung führt zu einer Verschlechterung des Schutzes des elektrischen Kabels, während ein solches Gerät selbst zur Quelle eines Notfalls werden kann.

Aber egal wie wichtig es ist, die richtige Leistung zu wählen, Automaten zeichnen sich auch durch andere technische Parameter aus, die ihren Betrieb beeinflussen. Zu den wichtigsten gehören:

• Betriebsspannung - bestimmt den Wert, bei dem der Leistungsschalter arbeitet, ohne seine Parameter zu verschlechtern (normalerweise ist ein Abfall im Bereich von 15% zulässig);
• Nennstrom - ein Parameter, der sich direkt auf die Leistung bezieht, bezeichnet den Grenzwert des Stroms, bei dem das Schutzmodul ausgelöst wird;
• Stromverbrauch - automatische Geräte sind Geräte mit geringem Stromverbrauch;
• Haltbarkeit - gibt die Anzahl der garantierten Ein- und Ausschaltzyklen der Maschine an;
• minimale und maximale Betriebstemperatur - der Bereich, in dem sich die technischen Parameter des Schutzmoduls nicht ändern;
• Nennausschaltvermögen - der höchste Lastwert, bei dem der Leistungsschalter die Leitung unter Beibehaltung seiner Funktionsfähigkeit unterbrechen kann;
• Reaktionszeit - bestimmt das Intervall, in dem die Last von der Stromleitung getrennt wird;
• Zeit-Strom-Kennlinie - unterteilt in Klassen, von denen jede dem momentanen Auslösestrom entspricht (z. B. Typ C wird für einen Strom verwendet, der den Nennwert 5-10 mal überschreitet).

Neben technischen Parametern zeichnen sich Automaten auch durch Qualitätsindikatoren aus. Zu den gebräuchlichsten gehören die Antriebsart, die Art des Anschlusses der Außenleiter, das Trenndesign und andere.

Leistungsauswahl

Es gibt zwei Möglichkeiten, die erforderliche Leistung für einen 3-Phasen-Leistungsschalter zu bestimmen. Gleichzeitig ergänzt das eine das andere und schließt es nicht aus. Die erste Methode ist mit dem Ermitteln des Gesamtwerts der verbrauchten Energie und Last verbunden und die zweite - mit dem Querschnitt der Verkabelung.

Basierend auf der Definition, dass die Maschine nicht die Ausrüstung, sondern die Verkabelung schützt, müssen Sie die Leistung auswählen und sich dabei auf die Parameter der letzteren konzentrieren. Dies ist wahr, aber nur, bis das Netzwerk-Upgrade geplant ist. Zum Beispiel beträgt die vorhandene Verkabelung in einem Haus 1,5 Quadratmeter. Gemäß den technischen Spezifikationen können Kupferleitungen mit diesem Durchmesser einem Langzeitstrom von nicht mehr als 10 Ampere standhalten. Dementsprechend sollte der maximale gleichzeitige Energieverbrauch der an die Leistung der Maschine angeschlossenen Geräte 3,8 kW nicht überschreiten. Dieser Wert wird aus einer einfachen Formel zum Ermitteln der Leistung erhalten - P = U * I, wobei:

• P ist die maximal zulässige Leistungsaufnahme W;
• U - Spannung eines Drehstromnetzes, 380 Volt;
• I ist der maximale Strom, dem die Verdrahtung standhält, A.

Die resultierende Zahl gibt an, dass die gleichzeitig an die Leitung angeschlossene Gesamtlast diesen Wert nicht überschreiten darf, d.h. Wenn Sie einen 2-kW-Kessel einschalten, passiert nichts Schlimmes. Wenn jedoch ein Elektroofen mit 3 kW an diese Leitung angeschlossen ist, hält die Verkabelung nicht stand und leuchtet daher für Um einen Unfall zu vermeiden, ist es notwendig, einen Automaten für 10 A zu installieren, der eine Belastung der Leitung nur bis 2,2 ermöglicht kW.

Der Vorteil der Verwendung einer Drehstrommaschine besteht darin, dass drei Leitungen gleichzeitig daran angeschlossen werden können, während der Wert des Nennstroms durch Summieren der Leistungen aller Phasen bestimmt wird. Bei einer 380-Volt-Maschine beträgt sie also 6,6 kW und beim Anschließen einer Last vom Typ "Dreieck" 11,4 kW. Das heißt, wenn es für das gegebene Beispiel nicht möglich ist, die Leitung auf verschiedene Phasenausgänge des Schutzgeräts zu trennen, müssen Sie 6 A kaufen.

Wenn Sie planen, die Verkabelung aufzurüsten oder ein dickes Kabel zu verwenden, kann die Berechnung anhand der Leistungsaufnahme der Last erfolgen. Wenn beispielsweise die Belastung jeder Phase 4 kW nicht überschreitet, wird der Nennstrom als Summe der Leistungen plus. berechnet 15–20% des Bestands (I = 4 * 3 = 12 A + Bestand = 14 A), daher wäre das am besten geeignete Gerät in diesem Fall eine Maschine für 16 A.

Nuancen bei der Berechnung

Um die Machtbemessung zu vereinfachen, ist es üblich, nicht einen Prozentsatz als Marge zu verwenden, sondern mit einem Faktor zu multiplizieren. Diese zusätzliche Zahl wird als gleich 1,52 angesehen.

In der Praxis ist es jedoch selten möglich, alle drei Phasen gleichmäßig zu belasten, daher wenn eine der Leitungen verbraucht viel Energie, die Berechnung der Leistung des Leistungsschalters erfolgt nach der Leistung dieser Phase. In diesem Fall wird der größte Wert der verbrauchten Energie berücksichtigt und mit dem Faktor 4,55 multipliziert, woraufhin auf die Verwendung von Tabellen verzichtet werden kann.

Bei der Berechnung der Leistung werden daher zunächst die Parameter der elektrischen Verkabelung und dann die vom geschützten Automaten der elektrischen Ausrüstung verbrauchte Energie berücksichtigt. Dabei wird der richtige Hinweis aus den Regeln für die Installation von Elektroinstallationen (PUE) berücksichtigt, weist darauf hin, dass der installierte Leistungsschalter die Schwächsten schützen muss Abschnitt der Kette.