Classificações de disjuntores automáticos para seleção adequada

Dispositivos para desligar a eletricidade durante sobrecargas e curto-circuitos são instalados na entrada de qualquer rede doméstica. É necessário calcular corretamente as classificações dos disjuntores por corrente, caso contrário, sua operação será ineficiente. Você concorda?

Descreveremos como é feito o cálculo dos parâmetros da máquina, de acordo com o qual este dispositivo de proteção é selecionado. A partir do artigo proposto por nós, você aprenderá como escolher o dispositivo necessário para proteger a rede elétrica. Com o nosso conselho, você terá uma opção que funciona claramente em um momento perigoso para postar.

Parâmetros do disjuntor

Para garantir a seleção correta da classificação dos dispositivos de desligamento, é necessário entender os princípios de sua operação, as condições e o tempo de resposta.

Os parâmetros operacionais dos disjuntores são padronizados por documentos regulatórios russos e internacionais.

Elementos-chave e rotulagem

O design do switch inclui dois elementos que respondem ao excesso de uma corrente de um intervalo de valores especificado:

• A placa bimetálica sob a influência da corrente de passagem aquece e, dobrando, pressiona o empurrador, que separa os contatos. Isso é "proteção térmica" contra sobrecarga.
• O solenóide sob a influência de uma corrente forte no enrolamento gera um campo magnético que pressiona o núcleo, e este último já atua no pistão. Esta é uma “proteção contra corrente de curto-circuito” que reage a um evento como esse muito mais rápido que uma placa.

Os tipos de dispositivos de proteção elétrica têm uma marcação pela qual seus parâmetros básicos podem ser determinados.

O tipo de característica de tempo-corrente depende da faixa de ajuste (a magnitude da corrente na qual a resposta ocorre) do solenóide. Para proteger a fiação e os aparelhos em apartamentos, residências e escritórios, use interruptores do tipo “C” ou, muito menos comuns, “B”. Não existe uma diferença particular entre eles no uso doméstico.

O tipo “D” é utilizado em salas de utilidade ou carpintaria, na presença de equipamentos com motores elétricos, que possuem grandes indicadores de potência de partida.

Existem dois padrões para dispositivos de desconexão: residencial (EN 60898-1 ou GOST R 50345) e industrial mais rigoroso (EN 60947-2 ou GOST R 50030.2). Eles diferem ligeiramente e as máquinas de ambos os padrões podem ser usadas para instalações residenciais.

De acordo com a corrente nominal, a série padrão de autômatos para uso em condições de vida contém dispositivos com os seguintes valores: 6, 8, 10, 13 (raramente ocorre), 16, 20, 25, 32, 40, 50 e 63 A.

Características de resposta tempo-corrente

Para determinar a velocidade com que o autômato responde quando sobrecarregado, existem tabelas especiais de dependência. tempo fora do rácio do excesso de classificação, que é igual à razão entre a corrente existente avaliado:

K = I / I_n.

Uma quebra acentuada do gráfico quando o valor do fator de alcance de 5 a 10 unidades é atingido é causado pela operação da liberação eletromagnética. Para comutadores do tipo “B” isso ocorre quando o valor é de 3 a 5 unidades, e para o tipo “D” é de 10 a 20.

Com K = 1.13, a máquina tem a garantia de não desconectar a linha por 1 hora, e com K = 1.45 - é garantida a desconexão durante o mesmo tempo. Estes valores são aprovados no parágrafo 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Para entender por quanto tempo a proteção funcionará, por exemplo, quando K = 2, é necessário desenhar uma linha vertical a partir desse valor. Como resultado, obtemos isso de acordo com o cronograma acima, a desconexão ocorrerá no intervalo de 12 a 100 segundos.

Um tal grande intervalo de tempo deve-se ao facto de o aquecimento da placa depender não apenas da potência da corrente que passa através dela, mas também dos parâmetros do ambiente externo. Quanto maior a temperatura, mais rápido o automático funciona.

Regras de seleção nominal

A geometria das redes elétricas internas e domésticas é individual, portanto, soluções padrão para a instalação de chaves de um determinado valor nominal não existem. As regras gerais para calcular os parâmetros admissíveis dos autômatos são bastante complexas e dependem de muitos fatores. É necessário levar em conta todos eles, caso contrário, é possível criar uma emergência.

O princípio da fiação interna

As redes elétricas internas têm uma estrutura ramificada na forma de uma “árvore” - um gráfico sem ciclos. A adesão a este princípio de construção é chamada seletividade da máquina, segundo a qual todos os tipos de circuitos elétricos são equipados com dispositivos de proteção.

Isso melhora a estabilidade do sistema no caso de uma emergência e simplifica o trabalho para eliminá-lo. Também é muito mais fácil distribuir a carga, conectar dispositivos que consomem muita energia e alterar a configuração da fiação.

As funções do autômato de entrada incluem monitoramento total de sobrecarga - impedindo que a amperagem exceda o valor permitido para um objeto. Se isso acontecer, existe o risco de danificar a fiação externa. Além disso, é provável que os dispositivos de proteção fora do apartamento, que já pertencem à propriedade comum ou pertençam às redes de energia locais, sejam ativados.

As funções das máquinas de grupo incluem o controle da intensidade da corrente em linhas individuais. Eles protegem contra sobrecarga do cabo na área designada e o grupo de consumidores de eletricidade conectados a ele. Se, durante um curto-circuito, esse dispositivo não funcionar, ele é segurado pelo computador de bordo introdutório.

Mesmo para apartamentos com um pequeno número de consumidores elétricos, é desejável ter uma linha separada para iluminação. Quando o disjuntor automático de outro circuito é desligado, a luz não se apaga, o que permitirá eliminar o problema que surgiu em condições mais confortáveis. Praticamente em cada painel, o valor do valor nominal da máquina de entrada é menor que a soma do grupo.

O poder total de aparelhos elétricos

A carga máxima no circuito ocorre quando todos os aparelhos elétricos são ligados ao mesmo tempo. Portanto, geralmente, a potência total é calculada pela adição simples. No entanto, em alguns casos, esse valor será menor.

Para algumas linhas, a operação simultânea de todos os aparelhos elétricos conectados a ela é improvável e às vezes impossível. Nas casas, às vezes eles estabelecem especificamente limites no funcionamento de dispositivos de alta potência. Para fazer isso, lembre-se de impedir sua inclusão simultânea ou usar um número limitado de pontos de venda.

Na eletrificação de edifícios de escritórios, o coeficiente empírico de simultaneidade é freqüentemente usado para cálculos, cujo valor é obtido na faixa de 0,6 a 0,8. A carga máxima é calculada multiplicando a soma do poder de todos os aparelhos por um fator.

Há uma sutileza nos cálculos - é necessário levar em conta a diferença entre a potência nominal (total) e a consumida (ativa), que são relacionados pelo coeficiente (cos (f)).

Isto significa que para o funcionamento do dispositivo é necessária uma corrente de potência igual à consumida dividida por este fator:

Eu_p = I / cos (f)

Onde

• Eu_p - força de corrente nominal, que é usada em cálculos de carga;
• Eu sou a corrente consumida pelo dispositivo;
• cos (f) <= 1.

Normalmente, a corrente nominal imediatamente ou através de uma indicação do valor de cos (f) é indicada na folha de dados técnicos do dispositivo elétrico.

Por exemplo, o valor do coeficiente para fontes de luz luminescentes é de 0,9; para lâmpadas LED - cerca de 0,6; para lâmpadas incandescentes comuns - 1. Se a documentação é perdida, mas o consumo de energia de eletrodomésticos é conhecido, então para uma garantia eles tomam cos (f) = 0.75.

Como escolher um disjuntor para a carga de energia é escrito em próximo artigo, o conteúdo do qual nós aconselhamos você a ler.

A escolha do corte transversal vivido

Antes de colocar o cabo de alimentação do quadro de distribuição no grupo de consumidores, é necessário calcular o poder dos aparelhos elétricos quando eles estão trabalhando simultaneamente. A seção transversal de qualquer ramal é escolhida de acordo com as tabelas de cálculo, dependendo do tipo de metal da fiação: cobre ou alumínio.

Os fabricantes de fios acompanham produtos fabricados com materiais de referência semelhantes. Se estiverem ausentes, eles são orientados por dados do livro de referência “Regras para projeto de equipamentos elétricos” ou produzem cálculo de seção de cabo.

No entanto, os consumidores são frequentemente ressegurados e não escolhem a seção transversal mínima permitida, mas um passo maior. Por exemplo, ao comprar um cabo de cobre para uma linha de 5 kW, escolha uma seção transversal de 6 mm²quando de acordo com a tabela 4 mm é suficiente².

Isto é justificado pelas seguintes razões:

• Operação mais longa do cabo grosso, que raramente é submetido ao máximo permitido pela sua carga de seção transversal. Re-colocar a fiação não é um trabalho fácil e caro, especialmente se os reparos foram feitos na sala.
• Largura de banda de reserva permite que você se conecte perfeitamente à rede de novos aparelhos elétricos. Então, na cozinha, você pode adicionar um freezer adicional ou mover a máquina de lavar roupa do banheiro.
• Dispositivos de introdução que contêm motores elétricos fornecem fortes correntes de partida. Neste caso, existe uma queda de tensão, que é expressa não apenas no piscar das lâmpadas de iluminação, mas também pode levar a uma avaria da parte eletrónica do computador, do ar condicionado ou da máquina de lavar roupa. Quanto mais espesso o cabo, menos o aumento de energia.

Infelizmente, existem muitos cabos no mercado que não são feitos de acordo com o GOST, mas de acordo com os requisitos de várias especificações técnicas.

Muitas vezes a seção transversal de suas veias não atende aos requisitos ou são feitas de material condutor com maior resistência do que o esperado. Portanto, a potência máxima real na qual ocorre o aquecimento permissível do cabo é menor do que nas tabelas normativas.

Calcule a classificação do interruptor para proteger o cabo

O automat instalado no painel deve garantir que a linha seja desconectada quando a saída de energia da corrente estiver fora do intervalo permitido para o cabo elétrico. Portanto, para o switch, é necessário calcular a classificação máxima permitida.

De acordo com a PUE, a carga contínua permissível de cabos de cobre colocados em dutos ou por ar (por exemplo, acima de um teto esticado) é retirada da tabela acima. Esses valores são destinados a situações de emergência quando há sobrecarga de energia.

Alguns problemas começam quando se correlaciona a potência nominal do comutador à corrente permissível de longo prazo, se isso for feito de acordo com o atual GOST R 50571.4.43-2012.

Primeiro, a decodificação da variável I é enganosa._n, como a potência nominal, se você não prestar atenção ao Anexo “1” a este item do GOST. Em segundo lugar, na fórmula "2" há um erro de digitação: o coeficiente de 1,45 é adicionado incorretamente e esse fato é verificado por muitos especialistas.

De acordo com o parágrafo 8.6.2.1. GOST R 50345-2010 para interruptores domésticos com valores nominais até 63 A, o tempo condicional é de 1 hora. A corrente de disparo ajustada é igual ao valor nominal multiplicado por um fator de 1,45.

Assim, de acordo com a primeira e segunda fórmulas modificadas, a corrente nominal da chave deve ser calculada usando a seguinte fórmula:

Eu_n <= Eu_Z / 1,45

Onde

• Eu_n - corrente nominal da máquina;
• Eu_Z - corrente de cabo longa admissível.

Realizaremos o cálculo das classificações de chaves para seções de cabos padrão com conexão monofásica com dois condutores de cobre (220 V). Para fazer isso, dividimos a corrente permissível de longo prazo (ao passar pelo ar) por um fator de disparo de 1,45.

Escolha um autômato para que seu valor nominal seja menor que esse valor:

• Secção transversal de 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Avaliação: 13 A;
• Secção transversal de 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Classificação: 16 A;
• Seção 4.0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Avaliação: 25 A;
• Seção 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Avaliação: 32 A;
• Seção 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Classificação: 40 A;
• Seção 16.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Classificação: 50 A;
• Seção 25.0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Classificação: 63 A.

Os disjuntores de 13 A raramente estão disponíveis comercialmente, portanto, os dispositivos com uma capacidade nominal de 10 A são usados ​​com maior frequência.

De maneira semelhante para cabos de alumínio, calculamos os valores dos autômatos:

• Secção transversal de 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Classificação: 10 ou 13 A;
• Seção 4.0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Classificação: 16 ou 20 A;
• Seção 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Avaliação: 25 A;
• Seção 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Avaliação: 32 A;
• Seção 16.0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Classificação: 40 A;
• Seção 25.0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Denominação: 50 A.
• Seção 35.0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Classificação: 63 A.

Se o fabricante de cabos de potência declarar uma dependência diferente da potência permissível na área da seção transversal, será necessário recalcular o valor dos interruptores.

Como determinar os parâmetros técnicos do disjuntor marcando, em detalhes partiu aqui. Recomendamos que você conheça o material informativo.

Prevenção de sobrecarga do trabalho do consumidor

Às vezes, um automat com uma potência nominal muito menor do que o necessário é instalado na linha, a fim de garantir a preservação da eficiência do cabo elétrico.

É aconselhável diminuir a classificação do disjuntor se a potência total de todos os dispositivos no circuito for significativamente menor do que o cabo pode suportar. Isso acontece se, por motivos de segurança, alguns dos dispositivos foram removidos da linha após a fiação.

Em seguida, a redução da potência nominal da máquina é justificada do ponto de vista de sua resposta mais rápida à sobrecarga ocorrente.

Por exemplo, quando o rolamento do motor está congestionado, a corrente no enrolamento aumenta acentuadamente, mas não para os valores de curto-circuito. Se a máquina responder rapidamente, o enrolamento não terá tempo para derreter, o que salvará o motor de um processo caro de rebobinagem.

Também use o nominal é menor que o calculado por razões de restrições severas em cada cadeia. Por exemplo, para uma rede monofásica, um interruptor de 32 A é instalado na entrada de um apartamento com um fogão elétrico, que fornece 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW de energia permitida. Suponha que durante o layout do apartamento 3 linhas foram configuradas com a instalação do grupo automatizado de 25 A.

Suponha que em uma das linhas haja um aumento lento na carga. Quando o consumo de energia atingir um valor igual ao trip garantido do comutador de grupo, somente as duas seções restantes terão (32 - 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

Isso é muito pequeno em relação ao consumo total. Neste esquema, o autômato de entrada do painel de distribuição será mais desconectado do que os dispositivos nas linhas.

Portanto, a fim de preservar o princípio da seletividade, é necessário colocar interruptores com valores nominais de 20 ou 16 amperes nas parcelas. Então, com o mesmo desequilíbrio do consumo de energia, os outros dois links serão responsáveis ​​por um total de 3,8 ou 5,1 kW, o que é aceitável.

Considere a oportunidade instalação do interruptor com um nominal de 20A no exemplo de uma linha dedicada para a cozinha.

Os seguintes dispositivos elétricos são conectados a ele e podem ser ativados simultaneamente:

• Refrigerador com potência nominal de 400 W e corrente de partida de 1,2 kW;
• Dois congeladores, 200 W;
• Forno, potência 3,5 kW;
• Ao operar um forno elétrico, é permitido ligar adicionalmente apenas um aparelho, o mais poderoso dos quais é uma chaleira elétrica que consome 2.0 kW.

Uma máquina de vinte ampères permite que mais de uma hora passe uma corrente com uma potência de 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. O desligamento garantido em menos de uma hora ocorrerá quando a corrente for passada em 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Ao mesmo tempo, ligar o forno e a chaleira elétrica, a potência total será de 5,5 kW ou 1,25 partes da nominal da máquina. Como a chaleira não dura muito tempo, ela não desliga. Se neste momento o refrigerador e os dois freezers entrarem em operação, a potência será de 6,3 kW ou 1,43 partes da nominal.

Este valor já está próximo do parâmetro de trip garantido. No entanto, a probabilidade de tal situação é extremamente pequena e a duração do período será insignificante, uma vez que o tempo de operação dos motores e da chaleira é pequeno.

A corrente de partida que surge no início do refrigerador, mesmo em soma com todos os dispositivos de trabalho, não será suficiente para disparar a liberação eletromagnética. Assim, nas condições dadas, é possível usar um autômato em 20 A.

A única ressalva é a possibilidade de aumentar a tensão para 230 V, o que é permitido por documentos normativos. Em particular, GOST 29322-2014 (IEC 60038: 2009) define uma tensão padrão de 230 V com a possibilidade de usar 220 V.

Agora, a maioria das redes fornece eletricidade a 220 V. Se o parâmetro atual for reduzido para o padrão internacional de 230 V, as classificações podem ser recalculadas de acordo com este valor.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

O interruptor do dispositivo. Seleção de autômato de entrada dependendo da potência conectada. Regras de Distribuição de Energia:

Selecionando um comutador para largura de banda de cabo:

O cálculo da corrente nominal do disjuntor é uma tarefa complexa, para a solução da qual é necessário levar em conta muitas condições. A conveniência de serviço e segurança da rede elétrica local depende da máquina instalada.

Em caso de dúvida na capacidade de fazer a escolha certa, você deve contatar um eletricista experiente.

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