מערכות מודרניות להגנה על חיווט חשמלי מפני שחיקה והצתה כוללות שימוש במפסקים ומחולקות לפי סוג הרשת לחד פאזי ותלת פאזי. במגזר הפרטי, ברוב המקרים, משתמשים במכשירים מהסוג השני, כך שהנכון הופך לרלוונטי. חישוב של מכונה אוטומטית להספק עבור 380 וולט, הבטחת האמינות והעמידות של השימוש בחשמל רשתות.
תוֹכֶן
- מטרה ועבודה
- עיצוב מודול הגנה
- עקרון הפעולה
- מאפייני המכשיר
- בחירת כוח
- ניואנסים בעת חישוב
מטרה ועבודה
המכשיר האוטומטי הראשון שנועד להגן על מעגל חשמלי מפני זרמי יתר הומצא על ידי מדען אמריקאי שחקר אלקטרומגנטיות, צ'ארלס גרפטון פייג', בשנת 1836. אבל רק 40 שנה מאוחר יותר, עיצוב דומה תואר על ידי אדיסון. הסוג המודרני של מכשירי מיגון קיבל פטנט בשנת 1924. תאגיד Brown, Boveri & Cie משוויץ.
החידוש בעיצוב הפך לשימוש חוזר בשל היכולת להפעיל את המודול כשהוא מופעל על ידי לחיצה על כפתור אחד. היתרונות בהשוואה לנתיכים היו בלתי ניתנים להכחשה, בעוד שהדיוק של המכונה היה הרבה יותר טוב. בעת שימוש במכשיר ברשת 380 וולט, כל השלבים מנותקים בבת אחת. גישה זו מונעת הטיית רמות האות ומתח יתר.
המטרה הישירה של מפסק תלת פאזי היא לנתק את הקו כאשר מתרחש בו קצר חשמלי או כאשר צריכת החשמל חורגת מהמכשירים. מודולי הגנה שייכים לקבוצת ציוד המיתוג ובשל העיצוב הפשוט שלהם, הנוחות שימוש ואמינות, הם נמצאים בשימוש נרחב הן באנרגיה ביתית ותעשייתית רשתות.
חלק מהמשתמשים מניחים בטעות שהמכונה מגינה על המכשירים המחוברים אליה, אך במציאות זה לא המקרה. הוא אינו מגיב בשום צורה לסוגי וסוגי המכשירים המחוברים אליו, והסיבה היחידה לפעולתו היא עומס יתר והופעת זרם יתר. יחד עם זאת, אם המכונה לא תנתק את הקו, החיווט החשמלי יתחיל להתחמם, מה שיפגע בו או אפילו יתלקח.
הבחירה במודול הגנה אוטומטי קשורה ליכולת של הקו החשמלי לעמוד בזרם בסדר גודל מסוים, הקשור ישירות לחומר הכבל ולחתך הרוחב שלו. במילים אחרות, בעת בחירת מודול, הפרמטר העיקרי הוא הכוח או הזרם המרבי, מה שמוביל לפעולת המכונה.
עיצוב מודול הגנה
למרות מגוון המוצרים הרחב המוצעים על ידי יצרנים שונים, העיצובים של המפסקים דומים זה לזה. גוף המכשיר עשוי דיאלקטרי, עמיד לטמפרטורות ואינו תומך בעירה. בלוח הקדמי יש ידית שליטה ידנית, כמו גם המאפיינים הטכניים העיקריים.
מבחינה מבנית, הגוף מורכב משני חצאים, מוברגים יחד. באמצעו נמצאים האלמנטים הבאים:
-
מסופי חיבור - מיועדים לספק חיבור אמין לקווי החשמל הנכנסים והיוצאים. - פלט כוח נע וקבוע - מגעים אלה משמשים לסגירה או פתיחה של מעגל העומס עם הכוח.
- תא כיבוי ניצוץ - כאשר המגעים נפתחים לפתע, נוצרת ביניהם קשת בעלת הספק גבוה מספיק, מה שעלול להוביל לנזק לאלמנטים של המודול. לכן, כדי לכבות אותו, נעשה שימוש בתא מיוחד המורכב מלוחות אנכיים המותקנים בתבנית דמקה. הניצוץ, העובר דרכם, מאבד את כוחו, ואז נכבה לחלוטין.
- שחרור תרמי ואלקטרומגנטי - התגובה שלהם לשינויים בפרמטרים של הקו החשמלי היא שמובילה לפעולת התקן ההגנה.
- מתג מנוף - נעשה שימוש במנוף ידני והנעה סוגרת את קווי הכניסה והיציאה.
- בורג כוונון - קובע את הסף למודול. ניתן להגדרה במפעל.
- תעלה ליציאת גזים - בעת כיבוי הניצוץ, האנרגיה התרמית מומרת לגז, אשר מוסר מהמכשיר דרך מבוך שתוכנן במיוחד.
העיצובים של המשחררים הם שמבטיחים ניתוק כמעט מיידי של המפסק. מגע אלקטרומכני מגיב להתרחשות של זרם במעגל המוגן, שהפרמטרים שלו עולים על הערך הנומינלי. העיצוב של השחרור כולל משרן עם ליבה, מיקומו קבוע על ידי קפיץ, והוא כבר מחובר למגע כוח נע. פיתולי הסולנואיד מחוברים בסדרה עם העומס. השחרור התרמי הוא רצועה דחוסה של שתי מתכות בעלות מוליכות תרמית שונה (צלחת דו מתכתית).
עקרון הפעולה
לאחר חיבור קווי החשמל והעומס למכונה התלת פאזית, היא מופעלת על ידי הזזת הידית למצב העליון. כתוצאה מכך, הידית משתלבת דרך התפס עם מגע היצירת. החיבור שנוצר מובטח על ידי עקירה של קבוצת המגעים הנעים ביחס למחזיק שלהם.
במצב רגיל, הזרם עובר דרך מגע הכוח והמגע הנייד. אחר כך הוא עובר לצלחת הדו-מתכתית ולפיתול הסולנואיד, וממנו הוא כבר מגיע למסוף ולעומס המחובר למכונה.
אם מתחיל לזרום זרם דרך המתג עם ערך העולה על הערך המותר, הצלחת הדו-מתכתית מתחילה להתחמם. בשל ההתפשטות התרמית השונה של מתכות, הוא מתכופף, ובסופו של דבר שובר את המגע. עוצמת הזרם שבו החיבור נשבר תלוי בעובי הצלחת. השחרור התרמומגנטי מאופיין בפעולה איטית, אם כי הוא יכול לזהות אפילו שינויים קטנים בערך הנוכחי. ההתאמה שלו מתבצעת במפעל על ידי שינוי המרחק בין הצלחת למגע הנע. לשם כך, נעשה שימוש בבורג כוונון.
אבל עבור זרם שמגדיל באופן מיידי את ערכו, קצב התגובה של הלוח הדו-מתכתי יהיה נמוך במיוחד, ולכן, נעשה איתו שימוש גם בסולנואיד. במצב רגיל, הליבה נדחפת החוצה על ידי הקפיץ וסוגרת את המגע של המכונה. עם ערך לא תקין של האות בסיבובי הסליל, השדה המגנטי גדל במהירות, השטפים שלו מושכים את הליבה פנימה, מתגברים על פעולת הקפיץ, וזה מוביל להפסקת מעגל.
השחרור האלקטרומגנטי מופעל תוך שבריר שנייה, בעוד הוא אינו מגיב לזרמים העולים במעט על הזרמים המדורגים. במקביל לניתוק כל הקו התלת-פאזי, מורידים גם הידית, ששוב צריך להזיז אותה למצב העליון כדי לחבר את העומס לרשת.
מאפייני המכשיר
הבחירה הנכונה של מכונה תלת פאזית היא לא רק בקביעת התנאים לפעולתה, אלא גם מבחינת הספק וסוג העומס שיחובר אליה. כוח המודול שנבחר בצורה שגויה מוביל להידרדרות בהגנה על החוט החשמלי, בעוד שמכשיר כזה עצמו יכול להפוך למקור למצב חירום.
אבל עדיין, לא משנה כמה חשוב לבחור את הכוח הנכון, מכשירים אוטומטיים מאופיינים גם בפרמטרים טכניים אחרים המשפיעים על פעולתם. העיקריים שבהם כוללים:
-
מתח הפעלה - קובע את הערך שבו פועל המפסק מבלי לפגוע בפרמטרים שלו (בדרך כלל מותרת ירידה בטווח של 15%); - זרם מדורג - פרמטר הקשור ישירות להספק, מציין את ערך הגבול של הזרם שבו מופעל מודול ההגנה;
- צריכת חשמל - מכשירים אוטומטיים הם מכשירים עם צריכת חשמל נמוכה;
- עמידות - מציין את מספר מחזורי ההדלקה והכיבוי המובטחים של המכונה;
- טמפרטורת הפעלה מינימלית ומקסימלית - הטווח שבו הפרמטרים הטכניים של מודול המגן אינם משתנים;
- כושר שבירה מדורג - ערך העומס הגבוה ביותר שבו יכול המפסק לשבור את הקו תוך שמירה על יכולת הפעולה שלו;
- זמן תגובה - קובע את המרווח שבמהלכו מנותק העומס מקו החשמל;
- מאפיין זרם זמן - מחולק למחלקות, שכל אחת מהן מתאימה לזרם הטריפה המיידי (לדוגמה, סוג C משמש לזרם העולה על הערך המדורג פי 5-10).
בנוסף לפרמטרים טכניים, מכשירים אוטומטיים מאופיינים גם באינדיקטורים לאיכות. הנפוצים ביותר כוללים את סוג הכונן, שיטת החיבור של מוליכים חיצוניים, עיצוב הניתוק ועוד.
בחירת כוח
ישנן שתי דרכים לקבוע את ההספק הנדרש עבור מפסק תלת פאזי. יחד עם זאת, אחד משלים את השני, ואינו מוציא אותו. השיטה הראשונה קשורה למציאת הערך הכולל של האנרגיה והעומס הנצרך, והשנייה - עם חתך החיווט.
בהתבסס על ההגדרה שהמכונה אינה מגנה על הציוד, אלא על החיווט, אתה צריך לבחור את הכוח, תוך התמקדות בפרמטרים של האחרון. זה נכון, אבל רק עד שמתוכנן שדרוג הרשת. לדוגמה, החיווט הקיים בבית הוא 1.5 מ"ר. על פי המפרט הטכני, חיווט נחושת בקוטר זה יוכל לעמוד בזרם ארוך טווח של לא יותר מ-10 אמפר. בהתאם לכך, צריכת האנרגיה המקסימלית בו זמנית של מכשירים המחוברים לתפוקת המכונה לא תעלה על 3.8 קילוואט. ערך זה מתקבל מנוסחה פשוטה למציאת החזקה - P = U * I, כאשר:
- P היא צריכת החשמל המרבית המותרת, W;
- U - מתח של רשת תלת פאזית, 380 וולט;
- I הוא הזרם המקסימלי שעומד בפני החיווט, A.
המספר המתקבל מציין שהעומס הכולל המחובר לקו בו-זמנית לא יעלה על ערך זה, כלומר. כאשר אתה מפעיל דוד 2 קילוואט, שום דבר נורא לא יקרה. אבל אם קו זה מחובר תנור חשמלי של 3 קילוואט, אז החיווט לא יעמוד ויאיר, לכן, עבור כדי למנוע תאונה, יש צורך להתקין מכונה אוטומטית עבור 10 A, המאפשרת העמסת הקו רק עד 2.2 קילוואט.
היתרון בשימוש במכונה תלת פאזית הוא שניתן לחבר אליה שלושה קווים בו זמנית, כאשר ערך הזרם הנקוב ייקבע על ידי סיכום ההספקים של כל הפאזות. כך, עבור מכונת 380 וולט, זה יהיה 6.6 קילוואט, ובמקרה של חיבור עומס מסוג "משולש" - 11.4 קילוואט. כלומר, עבור הדוגמה הנתונה, אם לא ניתן להפריד את הקו ליציאות פאזה שונות של התקן ההגנה, תצטרך לרכוש 6 A.
אם אתה מתכנן לשדרג את החיווט או להשתמש בכבל עבה, ניתן לבצע את החישוב על סמך צריכת החשמל של העומס. לדוגמה, אם העומס של כל שלב אינו עולה על 4 קילוואט, הזרם המדורג מחושב כסכום ההספקים פלוס 15-20% מהמלאי (I = 4 * 3 = 12 A + מלאי = 14 A), לכן המכשיר המתאים ביותר במקרה זה יהיה מכונה ל-16 א.
ניואנסים בעת חישוב
כדי לפשט את מציאת הכוח, נהוג להשתמש לא באחוזים כמרווח, אלא בכפל בגורם. מספר נוסף זה נחשב כשווה ל-1.52.
אולם בפועל, לעתים נדירות ניתן לטעון את כל שלושת השלבים באופן שווה, לכן, כאשר אחד מהקווים צורכת הרבה אנרגיה, חישוב הדירוג של מפסק החשמל מתבצע בהתאם להספק השלב הזה. במקרה זה, הערך הגדול ביותר של האנרגיה הנצרכת נלקח בחשבון ומכפיל אותו בפקטור של 4.55, ואז ניתן יהיה להסתדר ללא שימוש בטבלאות.
לפיכך, בעת חישוב הכוח, קודם כל, נלקחים בחשבון הפרמטרים של החיווט החשמלי, ולאחר מכן האנרגיה הנצרכת על ידי המכונה האוטומטית המוגנת של ציוד חשמלי. כאן נלקחת בחשבון ההערה הנכונה מהכללים להתקנת מתקני חשמל (PUE), המציין שהמפסק המותקן חייב להגן על החלשים ביותר חלק בשרשרת.
