Nennwerte der Sicherungsautomaten für die richtige Auswahl

Geräte zum Abschalten des Stroms bei Überlast und Kurzschluss sind am Eingang eines beliebigen Heimnetzwerks installiert. Die Nennwerte der Leistungsschalter müssen anhand des Stroms korrekt berechnet werden, da sie sonst ineffizient arbeiten. Stimmst du zu

Wir werden beschreiben, wie die Berechnung der Parameter der Maschine erfolgt, nach denen diese Schutzeinrichtung ausgewählt wird. In dem von uns vorgeschlagenen Artikel erfahren Sie, wie Sie das zum Schutz des Stromnetzes erforderliche Gerät auswählen. Mit unserem Rat erhalten Sie eine Option, die eindeutig in einem gefährlichen Moment für das Posten funktioniert.

Leistungsschalterparameter

Um die richtige Auswahl der Nennleistung der Abschaltvorrichtungen zu gewährleisten, müssen die Funktionsprinzipien, die Bedingungen und die Reaktionszeit bekannt sein.

Die Betriebsparameter der Leistungsschalter sind durch russische und internationale Zulassungsdokumente standardisiert.

Schlüsselelemente und Kennzeichnung

Das Design des Schalters umfasst zwei Elemente, die auf einen Stromüberschuss eines bestimmten Wertebereichs reagieren:

• Die Bimetallplatte erwärmt sich unter dem Einfluss des fließenden Stroms und drückt beim Biegen auf den Drücker, der die Kontakte trennt. Dies ist ein „Wärmeschutz“ gegen Überlastung.
• Der Elektromagnet erzeugt unter dem Einfluss eines starken Stroms in der Wicklung ein Magnetfeld, das auf den Kern drückt, und dieser wirkt bereits auf den Stößel. Dies ist ein „Kurzschlussstromschutz“, der viel schneller als eine Platte auf ein solches Ereignis reagiert.

Die Arten von elektrischen Schutzeinrichtungen haben eine Kennzeichnung, anhand derer ihre Grundparameter bestimmt werden können.

Die Art der Zeit-Strom-Kennlinie hängt vom Einstellbereich (der Größe des Stroms, bei dem die Reaktion auftritt) des Magneten ab. Verwenden Sie zum Schutz der Verkabelung und Geräte in Wohnungen, Privathaushalten und Büros Schalter vom Typ „C“ oder, viel seltener, „B“. Es gibt keinen besonderen Unterschied zwischen ihnen im Hausgebrauch.

Typ "D" wird in Abstellräumen oder Zimmereien verwendet, wenn Geräte mit Elektromotoren vorhanden sind, die große Anlaufleistungsindikatoren aufweisen.

Es gibt zwei Standards für Trennvorrichtungen: für den Wohnbereich (EN 60898-1 oder GOST R 50345) und für den Industriebereich (EN 60947-2 oder GOST R 50030.2). Sie unterscheiden sich geringfügig und Maschinen beider Standards können für Wohnräume verwendet werden.

Entsprechend dem Nennstrom enthält die Standard-Automatenreihe für den Einsatz unter Lebensbedingungen Geräte mit den folgenden Werten: 6, 8, 10, 13 (tritt selten auf), 16, 20, 25, 32, 40, 50 und 63 A.

Zeit-Strom-Ansprechverhalten

Um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der der Automat bei Überlastung reagiert, gibt es spezielle Abhängigkeitstabellen. Ausschaltzeit aus dem Verhältnis der Überbemessung, die gleich dem Verhältnis des vorhandenen Stroms zu ist bewertet:

K = I / I_n.

Ein scharfes Durchbrechen der Tabelle, wenn der Wert des Bereichsfaktors von 5 bis 10 Einheiten erreicht ist, wird durch den Betrieb des elektromagnetischen Auslösers verursacht. Bei Schaltern vom Typ „B“ tritt dies auf, wenn der Wert zwischen 3 und 5 Einheiten liegt, und bei Typ „D“ zwischen 10 und 20 Einheiten.

Mit K = 1,13 wird garantiert, dass die Maschine die Leitung 1 Stunde lang nicht trennt, und mit K = 1,45 wird garantiert, dass sie während derselben Zeit trennt. Diese Werte sind im Absatz genehmigt 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Um zu verstehen, wie lange der Schutz wirksam ist, muss beispielsweise bei K = 2 eine vertikale Linie von diesem Wert gezogen werden. Als Ergebnis erhalten wir, dass gemäß dem obigen Zeitplan die Trennung im Bereich von 12 bis 100 Sekunden erfolgt.

Eine derart große Zeitspanne ist darauf zurückzuführen, dass die Erwärmung der Platte nicht nur von der Leistung des durch sie fließenden Stroms abhängt, sondern auch von den Parametern der äußeren Umgebung. Je höher die Temperatur, desto schneller arbeitet die Automatik.

Nominelle Auswahlregeln

Die Geometrie der hausinternen und hausinternen elektrischen Netze ist individuell, so dass Standardlösungen für den Einbau von Schaltern ab einem bestimmten Nennwert nicht existieren. Die allgemeinen Regeln zur Berechnung der zulässigen Parameter von Automaten sind recht komplex und hängen von vielen Faktoren ab. Sie müssen alle berücksichtigt werden, da sonst ein Notfall ausgelöst werden kann.

Das Prinzip der internen Verkabelung

Interne elektrische Netze haben eine verzweigte Struktur in Form eines „Baums“ - ein Diagramm ohne Zyklen. Die Einhaltung dieses Konstruktionsprinzips heißt Maschinenselektivität, nach denen alle Arten von Stromkreisen mit Schutzeinrichtungen ausgestattet sind.

Dies verbessert die Stabilität des Systems im Notfall und vereinfacht die Arbeit, um es zu beseitigen. Es ist auch viel einfacher, die Last zu verteilen, energieintensive Geräte anzuschließen und die Verdrahtungskonfiguration zu ändern.

Zu den Funktionen des Eingangsautomaten gehört die Überwachung der Gesamtüberlastung, die verhindert, dass die Stromstärke den zulässigen Wert für ein Objekt überschreitet. In diesem Fall besteht die Gefahr einer Beschädigung der externen Verkabelung. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass die Schutzvorrichtungen außerhalb der Wohnung, die bereits zum gemeinsamen Hausvermögen gehören oder zu den lokalen Stromnetzen gehören, aktiviert werden.

Zu den Funktionen von Gruppenautomaten gehört die Steuerung der Stromstärke auf einzelnen Linien. Sie schützen das Kabel im vorgesehenen Bereich und die daran angeschlossene Gruppe von Stromverbrauchern vor Überlastung. Wenn ein solches Gerät während eines Kurzschlusses nicht funktioniert, ist es durch den Einführungsautomaten versichert.

Selbst für Wohnungen mit wenigen elektrischen Verbrauchern ist eine separate Beleuchtungsleitung wünschenswert. Wenn der automatische Schutzschalter eines anderen Stromkreises ausgeschaltet wird, erlischt das Licht nicht, wodurch das Problem behoben werden kann, das unter komfortableren Bedingungen aufgetreten ist. Praktisch in jeder Tafel ist der Wert des Nennwerts der Eingabemaschine kleiner als die Summe der Gruppe.

Die Gesamtleistung von Elektrogeräten

Die maximale Belastung des Stromkreises tritt auf, wenn alle Elektrogeräte gleichzeitig eingeschaltet sind. Daher wird die Gesamtleistung in der Regel durch einfache Addition berechnet. In einigen Fällen ist diese Zahl jedoch geringer.

Bei einigen Leitungen ist der gleichzeitige Betrieb aller angeschlossenen Elektrogeräte unwahrscheinlich und manchmal unmöglich. In Häusern setzen sie manchmal dem Betrieb von Hochleistungsgeräten bestimmte Grenzen. Denken Sie dazu daran, deren gleichzeitige Aufnahme zu verhindern, oder verwenden Sie eine begrenzte Anzahl von Steckdosen.

Bei der Elektrifizierung von Bürogebäuden wird häufig der empirische Gleichzeitigkeitskoeffizient für Berechnungen herangezogen, dessen Wert im Bereich von 0,6 bis 0,8 liegt. Die maximale Last wird berechnet, indem die Summe der Leistung aller Geräte mit einem Faktor multipliziert wird.

Die Berechnungen enthalten eine Feinfühligkeit: Es ist erforderlich, die Differenz zwischen der Nennleistung (Vollleistung) und der verbrauchten Leistung (Wirkleistung) zu berücksichtigen, die durch den Koeffizienten (cos (f)).

Dies bedeutet, dass für den Betrieb des Geräts ein Strom erforderlich ist, der dem durch diesen Faktor dividierten Strom entspricht:

Ich_p = I / cos (f)

Wo

• Ich_p - Nennstromstärke, die bei Lastberechnungen verwendet wird;
• I ist der vom Gerät verbrauchte Strom;
• cos (f) <= 1.

Normalerweise ist der Nennstrom sofort oder durch Angabe des Wertes von cos (f) im technischen Datenblatt des elektrischen Geräts angegeben.

Beispielsweise beträgt der Koeffizientenwert für Lumineszenzlichtquellen 0,9; für LED-Lampen - ca. 0,6; für gewöhnliche Glühlampen - 1. Wenn die Dokumentation verloren geht, aber der Stromverbrauch von Haushaltsgeräten bekannt ist, gilt für eine Garantie cos (f) = 0,75.

Die Auswahl eines Leistungsschalters für die Last wird beschrieben nächster Artikel, deren Inhalt wir Ihnen empfehlen zu lesen.

Die Wahl des Querschnitts gelebt

Vor dem Verlegen des Stromkabels von der Schalttafel zur Verbrauchergruppe muss die Leistung von Elektrogeräten bei gleichzeitigem Betrieb berechnet werden. Der Querschnitt eines Abzweigs wird gemäß den Berechnungstabellen in Abhängigkeit von der Art der Verkabelung ausgewählt: Kupfer oder Aluminium.

Drahthersteller begleiten gefertigte Produkte mit ähnlichen Referenzmaterialien. Fehlen sie, orientieren sie sich an Angaben aus dem Nachschlagewerk „Regeln für die Auslegung elektrischer Betriebsmittel“ oder produzieren Kabelquerschnittsberechnung.

Die Verbraucher sind jedoch häufig rückversichert und wählen nicht den minimal zulässigen Querschnitt, sondern eine größere Stufe. Wenn Sie beispielsweise ein Kupferkabel für eine 5-kW-Leitung kaufen, wählen Sie einen Querschnitt von 6 mm²wenn laut tabelle 4 mm ausreichen².

Dies ist aus folgenden Gründen gerechtfertigt:

• Längerer Betrieb des dicken Kabels, das selten der für seinen Querschnitt maximal zulässigen Belastung ausgesetzt ist. Das Verlegen der Verkabelung ist keine leichte und kostspielige Aufgabe, insbesondere wenn Reparaturen im Raum durchgeführt wurden.
• Reserve-Bandbreite ermöglicht es Ihnen, neue elektrische Geräte nahtlos an die Netzwerkbranche anzuschließen. So können Sie in der Küche ein zusätzliches Gefrierfach hinzufügen oder die Waschmaschine aus dem Badezimmer entfernen.
• Erste Schritte Geräte, die Elektromotoren enthalten, ergeben starke Anlaufströme. In diesem Fall tritt ein Spannungsabfall auf, der sich nicht nur im Blinken der Beleuchtungslampen äußert, sondern auch zu einem Ausfall des elektronischen Teils des Computers, der Klimaanlage oder der Waschmaschine führen kann. Je dicker das Kabel ist, desto geringer ist der Stromstoß.

Leider gibt es auf dem Markt viele Kabel, die nicht nach GOST hergestellt werden, sondern den Anforderungen verschiedener technischer Spezifikationen entsprechen.

Oft entspricht der Querschnitt ihrer Adern nicht den Anforderungen oder sie bestehen aus leitfähigem Material mit einem höheren Widerstand als erwartet. Daher ist die tatsächliche maximale Leistung, bei der die zulässige Erwärmung des Kabels auftritt, geringer als in den normativen Tabellen.

Berechnen Sie die Schaltleistung, um das Kabel zu schützen

Der im Schaltschrank installierte Automat sollte sicherstellen, dass die Leitung getrennt wird, wenn die Stromabgabe außerhalb des für das Elektrokabel zulässigen Bereichs liegt. Daher muss für den Switch die maximal zulässige Bewertung berechnet werden.

Die zulässige Dauerbelastung von Kupferkabeln, die in Kanälen oder auf dem Luftweg (z. B. über einer Spanndecke) verlegt werden, ergibt sich nach PUE aus der obigen Tabelle. Diese Werte sind für Notsituationen bei Stromüberlastung vorgesehen.

Einige Probleme treten auf, wenn die Nennleistung des Schalters mit dem langfristig zulässigen Strom in Beziehung gesetzt wird, wenn dies gemäß dem aktuellen GOST R 50571.4.43-2012 erfolgt.

Erstens ist die Dekodierung der Variablen I irreführend._nals Nennleistung, wenn Sie den Anhang „1“ zu diesem Punkt des GOST nicht beachten. Zweitens gibt es in der Formel „2“ einen Tippfehler: Der Koeffizient von 1,45 wird falsch addiert und diese Tatsache wird von vielen Experten festgestellt.

Nach Absatz 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 für Haushaltsschalter mit Nennwerten bis 63 A beträgt die bedingte Zeit 1 Stunde. Der eingestellte Auslösestrom entspricht dem Nennwert multipliziert mit dem Faktor 1,45.

Daher sollte sowohl nach der ersten als auch nach der modifizierten zweiten Formel der Nennstrom des Schalters nach folgender Formel berechnet werden:

Ich_n <= Ich_Z / 1,45

Wo

• Ich_n - Nennstrom der Maschine;
• Ich_Z - langer zulässiger Kabelstrom.

Wir führen die Berechnung der Nennwerte von Schaltern für Standardkabelabschnitte mit einphasigem Anschluss mit zwei Kupferleitern (220 V) durch. Dazu dividieren wir den langzeitlich zulässigen Strom (beim Durchlegen der Luft) durch einen Auslösefaktor von 1,45.

Wählen Sie einen Automaten so, dass sein Nennwert unter diesem Wert liegt:

• 1,5 mm Querschnitt²: 19 / 1,45 = 13,1. Leistung: 13 A;
• 2,5 mm Querschnitt²: 27 / 1,45 = 18,6. Leistung: 16 A;
• Abschnitt 4.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Leistung: 25 A;
• Abschnitt 6.0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Leistung: 32 A;
• Abschnitt 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Leistung: 40 A;
• Abschnitt 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Leistung: 50 A;
• Abschnitt 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Bewertung: 63 A.

13-A-Leistungsschalter sind im Handel selten erhältlich, daher werden häufiger Geräte mit einer Nennleistung von 10 A verwendet.

In ähnlicher Weise berechnen wir für Aluminiumkabel die Werte der Automaten:

• 2,5 mm Querschnitt²: 21 / 1,45 = 14,5. Leistung: 10 oder 13 A;
• Abschnitt 4.0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Leistung: 16 oder 20 A;
• Abschnitt 6.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Leistung: 25 A;
• Abschnitt 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Leistung: 32 A;
• Abschnitt 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Leistung: 40 A;
• Abschnitt 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Stückelung: 50 A.
• Abschnitt 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Bewertung: 63 A.

Wenn der Hersteller von Leistungskabeln eine andere Abhängigkeit der zulässigen Leistung von der Querschnittsfläche angibt, muss der Wert für die Schalter neu berechnet werden.

Wie man die technischen Parameter des Leistungsschalters durch Markieren im Detail ermittelt hier aufbrechen. Wir empfehlen, sich mit dem Informationsmaterial vertraut zu machen.

Überlastungsschutz durch Verbraucherarbeit

Manchmal wird ein Automat mit einer Nennleistung installiert, die viel niedriger als erforderlich ist, um die Effizienz des elektrischen Kabels zu gewährleisten.

Es ist ratsam, die Leistung des Leistungsschalters zu verringern, wenn die Gesamtleistung aller Geräte im Stromkreis erheblich geringer ist, als das Kabel aushalten kann. Dies geschieht aus Sicherheitsgründen, wenn einige der Geräte nach der Verkabelung aus der Leitung entfernt wurden.

Dann ist eine Verringerung der Nennleistung der Maschine unter dem Gesichtspunkt des schnelleren Ansprechens auf die auftretende Überlastung gerechtfertigt.

Wenn beispielsweise das Motorlager blockiert ist, steigt der Strom in der Wicklung stark an, jedoch nicht auf die Kurzschlusswerte. Wenn die Maschine schnell reagiert, hat die Wicklung keine Zeit zum Abschmelzen, wodurch der Motor vor einem teuren Zurückspulen bewahrt wird.

Auch die Verwendung des Nominalwertes ist aus Gründen der schwerwiegenden Einschränkungen für jede Kette geringer als der errechnete. Für ein einphasiges Netz wird beispielsweise ein 32-A-Schalter am Eingang einer Wohnung mit einem Elektroherd installiert, der eine zulässige Leistung von 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW ergibt. Nehmen wir an, dass während der Aufteilung der Wohnung 3 Linien mit der Installation des Gruppenautomaten von 25 A eingerichtet wurden.

Angenommen, in einer der Leitungen steigt die Last langsam an. Wenn die Leistungsaufnahme einen Wert erreicht, der der garantierten Auslösung des Gruppenschalters entspricht, haben nur die verbleibenden zwei Abschnitte (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Dies ist im Verhältnis zum Gesamtverbrauch sehr gering. In diesem Schema wird der Eingabeautomat der Verteilertafel häufiger getrennt als die Geräte in den Leitungen.

Um das Selektivitätsprinzip zu erhalten, ist es daher erforderlich, Schalter mit Nennwerten von 20 oder 16 Ampere in Abschnitte zu unterteilen. Bei gleichem Ungleichgewicht des Stromverbrauchs ergeben die beiden anderen Verbindungen dann insgesamt 3,8 oder 5,1 kW, was akzeptabel ist.

Betrachten Sie die Gelegenheit Schalterinstallation mit einer Nennleistung von 20A am Beispiel einer Standleitung für die Küche.

Folgende Elektrogeräte sind daran angeschlossen und können gleichzeitig eingeschaltet werden:

• Kühlschrank mit einer Nennleistung von 400 W und einem Anlaufstrom von 1,2 kW;
• Zwei Gefriergeräte, 200 W;
• Ofen, Leistung 3,5 kW;
• Beim Betrieb eines Elektrobackofens darf zusätzlich nur ein Gerät eingeschaltet werden, von denen das leistungsstärkste ein Wasserkocher ist, der 2,0 kW verbraucht.

Eine 20-A-Maschine lässt über eine Stunde Strom mit einer Leistung von 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW durch. Eine garantierte Abschaltung in weniger als einer Stunde erfolgt, wenn der Strom in 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW geleitet wird.

Bei gleichzeitigem Einschalten von Backofen und Wasserkocher beträgt die Gesamtleistung 5,5 kW oder 1,25 Teile der Nennleistung der Maschine. Da der Wasserkocher nicht lange hält, schaltet er sich nicht aus. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Kühlschrank und beide Gefriergeräte in Betrieb gehen, beträgt die Leistung 6,3 kW oder 1,43 Teile der Nennleistung.

Dieser Wert liegt bereits in der Nähe des garantierten Auslöseparameters. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen Situation ist jedoch äußerst gering und die Dauer des Zeitraums wird unbedeutend sein, da die Betriebszeit der Motoren und des Kessels gering ist.

Der beim Start des Kühlschranks entstehende Anlaufstrom reicht auch in Summe bei allen Arbeitsgeräten nicht aus, um die elektromagnetische Auslösung auszulösen. Somit ist es unter den gegebenen Bedingungen möglich, einen Automaten auf 20 A zu verwenden.

Die einzige Einschränkung ist die Möglichkeit, die Spannung auf 230 V zu erhöhen, was durch behördliche Dokumente erlaubt ist. Insbesondere definiert GOST 29322-2014 (IEC 60038: 2009) eine Standardspannung von 230 V mit der Möglichkeit, 220 V zu verwenden.

Mittlerweile liefern die meisten Netze Strom mit 220 V. Wenn der Stromparameter auf den internationalen Standard von 230 V reduziert wird, können die Nennwerte entsprechend diesem Wert neu berechnet werden.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Gerät wechseln. Auswahl des Eingangsautomaten in Abhängigkeit von der angeschlossenen Leistung. Stromverteilungsregeln:

Auswahl eines Switches für die Kabelbandbreite:

Die Berechnung des Nennstroms des Leistungsschalters ist eine komplexe Aufgabe, für deren Lösung viele Bedingungen berücksichtigt werden müssen. Der Wartungskomfort und die Sicherheit des örtlichen Stromnetzes hängen von der installierten Maschine ab.

Bei Zweifeln an der richtigen Auswahl wenden Sie sich an einen erfahrenen Elektriker.

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