Wenn Sie einen Schutzschalter für die Schalttafel auswählen müssen, müssen Sie zuerst seine Eigenschaften untersuchen. Es ist wichtig zu wissen, was die Last auf ihm sein wird. Die grundlegendste Eigenschaft, an der sie sich beim Kauf dieses Gerätes orientieren, ist der Nennstrom. Sie ist auf dem Gehäuse des Leistungsschalters in großen Zahlen und Buchstaben angegeben.
Inhalt
- Das Prinzip der Bestimmung des Nominalindikators
- Auswahl einer Schutzeinrichtung
- Leistungsschalter
- Merkmale der Verkabelung
Das Prinzip der Bestimmung des Nominalindikators
Das erklärende Wörterbuch der russischen Sprache des Akademikers Yzhegov erklärt die Bedeutung des Wortes "nominal", wie es bezeichnet, benannt, aber nicht seine Aufgaben erfüllt, Ernennung, dh fiktiv.
Diese Definition erklärt ziemlich genau die elektrischen Begriffe Nennspannung, Strom und Leistung. Sie scheinen da zu sein, zugeordnet und definiert, dienen aber nur als Richtlinie für Elektriker. Tatsächliche numerische Ausdrücke dieser Parameter weichen in der Realität von den zugewiesenen Werten ab.
Wir alle kennen zum Beispiel ein variables Einphasennetz mit einer Spannung von 220 Volt, die als Nennspannung gilt. Tatsächlich kann sein Wert nach GΟST nur die Obergrenze von 252 Volt erreichen. So funktioniert der staatliche Standard.
Das gleiche Bild ist mit dem Nennstrom zu sehen.
Als Grundlage für die Wahl seines Wertes wurde die maximal mögliche thermische Erwärmung elektrischer Leiter (einschließlich ihrer Isolierung) genommen, die unter Last auf unbegrenzte Zeit zuverlässig arbeiten müssen. Bei Nennstrom wird ein thermisches Gleichgewicht eingehalten zwischen:
- Erwärmung von Leitern durch Temperatureinwirkung elektrischer Ladungen, beschrieben durch die Wirkung des Joule-Lenz-Gesetzes;
- Kühlung durch die Abfuhr eines Teils der Wärme an die Umgebung.
In diesem Fall sollte die Wärme Q1 die mechanischen und Festigkeitseigenschaften des Metalls nicht beeinflussen, und Q2 - auf die Änderung der chemischen und dielektrischen Eigenschaften der Isolierschicht.
Auch bei einer geringfügigen Überschreitung des Nennstromwertes ist es nach einer gewissen Zeit erforderlich, die Spannung von der elektrischen Ausrüstung zu entfernen, um das Metall der Stromleitung und Isolierung abzukühlen. Andernfalls werden ihre elektrischen Eigenschaften verletzt und es kommt zu einem Durchschlag der dielektrischen Schicht oder zu einer Verformung des Metalls.
Alle elektrischen Geräte (einschließlich Stromquellen, deren Verbraucher, Anschlussleitungen und -systeme, Schutzeinrichtungen) ist für den Betrieb bei einer bestimmten Nenngröße berechnet, ausgelegt und gefertigt aktuell. Sein Wert ist nicht nur in der technischen Werksdokumentation, sondern auch auf dem Gehäuse oder den Typenschildern elektrischer Geräte angegeben.
Das obige Foto zeigt deutlich die Nennstromwerte von 2,5 und 10 Ampere, die durch Stanzen bei der Herstellung eines elektrischen Steckers hergestellt werden. Um die Ausrüstung zu standardisieren, hat GOST 6827-76 viele Werte von Nennströmen festgelegt, bei denen fast alle elektrischen Installationen betrieben werden sollten.
Auswahl einer Schutzeinrichtung
Da der Bemessungsstrom die Möglichkeit eines dauerhaften schadensfreien Betriebs elektrischer Betriebsmittel bestimmt, sind alle Schutzeinrichtungen für Strom so ausgelegt, dass sie bei dessen Überschuss arbeiten.
In der Praxis treten häufig Situationen auf, in denen aus verschiedenen Gründen kurzzeitig eine Überlastung im Stromversorgungskreis auftritt. In diesem Fall hat die Temperatur des Metalls des Leiters und der Isolierschicht keine Zeit, die Grenze zu erreichen, wenn ihre elektrischen Eigenschaften verletzt werden.
Aus diesen Gründen wird die Überlastzone einem separaten Bereich zugeordnet, der nicht nur durch die Größe, sondern auch durch die Dauer der Aktion begrenzt ist. Bei Erreichen der kritischen Temperaturwerte der Isolationsschicht und des Metalls des Leiters muss die Spannung aus der Elektroinstallation entfernt werden, um sie zu kühlen. Diese Funktionen werden von den sogenannten thermischer Überlastschutz:
- Leistungsschalter;
- thermische Freigaben.
Sie nehmen die Wärmelast wahr und werden zeitverzögert abgeschaltet. Die Einstellung der Schutzvorrichtungen, die eine "sofortige" Abschaltung der Last durchführen, ist etwas höher als der Überlaststrom. Der Begriff "momentan" definiert eigentlich die Aktion in der kürzestmöglichen Zeit. Für den schnellsten Überstromschutz von heute erfolgt die Abschaltung in einer Zeit von etwas weniger als 0,02 Sekunden.
Der Betriebsstrom im normalen Versorgungsmodus ist meistens kleiner als der Nennwert.
Im gegebenen Beispiel wird der Fall für Wechselstromkreise analysiert. In Gleichspannungskreisen besteht kein grundsätzlicher Unterschied im Zusammenhang zwischen Betriebs-, Bemessungsstrom und der Wahl der Einstellungen für den Schutzbetrieb.
Leistungsschalter
Das Hauptmerkmal des Leistungsschalters ist der Nennstrom. Beim Schutz von Industriegeräten und Haushaltsstromnetzen sind sie am weitesten verbreitet. Solche Schalter vereinen in ihrem Design:
- thermische zeitverzögerte Freisetzungen;
- Stromabschaltung, sehr schnelles Abschalten des Notbetriebs.
Gleichzeitig werden automatische Schalter für Nennstrom und -spannung hergestellt. Schutzgeräte werden nach ihrer Größe für den Betrieb unter den spezifischen Bedingungen eines bestimmten Stromkreises ausgewählt.
Dazu definieren die Normen 4 Arten von Zeit-Strom-Kennlinien für unterschiedliche Maschinenausführungen. Sie werden mit den lateinischen Buchstaben A, B, C, D bezeichnet und sollen die Abschaltung von Fehlern mit einer Vielzahl von Bemessungsströmen von 1,3 bis 14 gewährleisten.
Der Leistungsschalter wird nach der Zeit-Strom-Kennlinie unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur für eine bestimmte Lastart ausgewählt. zum Beispiel:
- Halbleiterbauelemente;
- Beleuchtungssysteme;
- Stromkreise mit gemischter Last und moderaten Einschaltströmen;
- Ketten mit hoher Überlastfähigkeit.
Die Zeit-Strom-Kennlinie kann aus drei Wirkzonen bestehen, wie im Bild gezeigt, oder zwei (ohne Mitte).
Die Bezeichnung des Bemessungsstromes finden Sie auf dem Maschinenkörper. Das Bild zeigt einen Schalter, der mit einem Wert von 100 Ampere beschriftet ist.
Dies bedeutet, dass er nicht mit dem Nennstrom (100 A) arbeitet (abschaltet), sondern von dessen Überschuss. Wird zum Beispiel die Abschaltautomatik der Maschine auf eine Vielfachheit von 3,5 eingestellt, dann wird ein Strom von 100x3,5 = 350 Ampere oder mehr ohne Zeitverzögerung von dieser gestoppt.
Wird der thermische Auslöser auf eine Multiplizität von 1,25 eingestellt, dann erfolgt bei Erreichen eines Wertes von 100x1,25 = 125 Ampere die Abschaltung nach einiger Zeit, zB einer Stunde. In diesem Fall arbeitet die Schaltung während dieser Zeit mit Überlast.
Es ist zu beachten, dass andere Faktoren, die mit der Aufrechterhaltung des Temperaturregimes des Schutzes verbunden sind:
- Umweltbedingungen;
- der Füllgrad der Schalttafel mit Ausrüstung;
- die Möglichkeit des Heizens oder Kühlens aus Fremdquellen.
Merkmale der Verkabelung
Um die wichtigsten elektrischen Parameter von Schutzvorrichtungen und Drähten zu bestimmen, muss die auf sie ausgeübte Belastung berücksichtigt werden. Dazu wird sie nach der Nennleistung der an den Betrieb angeschlossenen Geräte unter Berücksichtigung ihres Einsatzkoeffizienten berechnet.
Zum Beispiel Spülmaschine, Multikocher, ein Elektroherd und ein Mikrowellenherd, die im Normalbetrieb eine Gesamtleistung von 5660 Watt verbrauchen (unter Berücksichtigung Häufigkeit der Einschlüsse).
Die Nennspannung des Haushaltsnetzes beträgt 220 Volt. Der Laststrom, der durch die Drähte und Schutzeinrichtungen fließt, sollte durch Teilen der Leistung durch die Spannung bestimmt werden. Ich = 5660/220 = 25,7 A.
Als nächstes müssen Sie sich die Tabelle mit einer Reihe von Nennströmen für elektrische Geräte ansehen. Es hat keinen Schutzschalter für einen solchen Strom. Aber Hersteller produzieren Maschinen für 25 Ampere. Sein Wert kommt unseren Zielen am nächsten. Daher sollte es als Grundlage für eine Schutzeinrichtung zur Verdrahtung von Verbrauchern der Steckdosengruppe verwendet werden.
Danach müssen Sie sich für das Material der Drähte und den Querschnitt entscheiden. Nehmen Sie Kupfer als Basis, da Aluminiumleitungen aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit selbst für den Hausgebrauch nicht mehr beliebt sind.
Elektrikerhandbücher enthalten Tabellen zur Auswahl von Drähten aus unterschiedlichen Materialien für die Strombelastung. Berücksichtigen Sie in diesem Fall die Tatsache, dass die Verkabelung mit einem separaten Kabel mit Polyethylenisolierung erfolgt, das in der Wandnut versteckt ist. Nehmen Sie Temperaturgrenzen entsprechend den Raumbedingungen.
Die Tabelle gibt Auskunft darüber, dass der minimal zulässige Querschnitt eines Standard-Kupferdrahtes für unser Gehäuse 4 mm² beträgt. Sie können nicht weniger nehmen, aber es ist besser, es zu erhöhen.
Manchmal tritt das Problem auf, die Schutzart für eine bereits funktionierende Verkabelung auszuwählen. In diesem Fall ist es durchaus gerechtfertigt, den Laststrom des Verbrauchernetzes mit einem elektrischen Messgerät zu bestimmen und mit dem nach obiger theoretischer Methode berechneten zu vergleichen.
So hilft der Begriff „Nennstrom“ dem Elektriker, sich in den technischen Eigenschaften elektrischer Betriebsmittel zurechtzufinden.
