Výpočet automatického stroja na napájanie 380 V: charakteristiky, princíp činnosti a výber trojfázového spínača

Moderné systémy na ochranu elektrického vedenia pred vyhorením a zapálením zahŕňajú použitie ističov a sú rozdelené podľa typu siete na jednofázové a trojfázové. V súkromnom sektore sa vo väčšine prípadov používajú zariadenia druhého typu, takže ten správny sa stáva relevantným. výpočet automatického stroja na napájanie 380 voltov, ktorý zabezpečuje spoľahlivosť a trvanlivosť používania el siete.

Účel a práca

Prvé automatické zariadenie určené na ochranu elektrického obvodu pred nadprúdmi vynašiel americký vedec študujúci elektromagnetizmus Charles Grafton Page v roku 1836. Ale len o 40 rokov neskôr podobný dizajn opísal Edison. Moderný typ ochranných zariadení bol patentovaný v roku 1924. Corporation Brown, Boveri & Cie zo Švajčiarska.

Inováciou dizajnu sa stala opätovná použiteľnosť vďaka možnosti zapnúť modul, keď je spustený stlačením jedného tlačidla. Výhody v porovnaní s poistkami boli nepopierateľné, pričom presnosť stroja bola oveľa lepšia. Pri použití zariadenia v 380 voltovej sieti sú všetky fázy odpojené naraz. Tento prístup zabraňuje skresleniu úrovní signálu a prepätiu.

Priamym účelom trojfázového ističa je odpojiť vedenie pri skrate v ňom alebo pri prekročení odberu prúdu prístrojmi. Ochranné moduly patria do skupiny spínacích zariadení a vďaka svojej jednoduchej konštrukcii sú pohodlné použitie a spoľahlivosť, sú široko používané v domácnostiach aj v priemysle siete. Zariadenie zvyčajne preberá manuálne ovládanie., ale niektoré typy sú vybavené elektromagnetickým alebo elektromotorickým pohonom, ktorý umožňuje ich ovládanie na diaľku.

Niektorí používatelia sa mylne domnievajú, že stroj chráni zariadenia, ktoré sú k nemu pripojené, ale v skutočnosti to tak nie je. Nereaguje žiadnym spôsobom na typy a typy zariadení, ktoré sú k nemu pripojené, a jediným dôvodom jeho činnosti je preťaženie a výskyt nadprúdu. Zároveň, ak stroj neodpojí vedenie, začne sa zahrievať elektrické vedenie, ktoré ho poškodí alebo dokonca vznieti.

Výber automatického ochranného modulu je spojený so schopnosťou elektrického vedenia odolávať prúdu určitej veľkosti, ktorý priamo súvisí s materiálom kábla a jeho prierezom. Inými slovami, pri výbere modulu je hlavným parametrom výkon alebo maximálny prúd, ktorý vedie k prevádzke stroja.

Dizajn ochranného modulu

Napriek širokej škále produktov ponúkaných rôznymi výrobcami sú konštrukcie ističov navzájom podobné. Telo zariadenia je vyrobené z dielektrika, odolného voči teplotám a nepodporuje horenie. Na prednom paneli je ručná ovládacia páka, ako aj hlavné technické vlastnosti.

Konštrukčne sa telo skladá z dvoch polovíc, ktoré sú k sebe priskrutkované. V jeho strede sú tieto prvky:

1. Pripojovacie svorky - navrhnuté tak, aby poskytovali spoľahlivé pripojenie k prichádzajúcim a odchádzajúcim elektrickým vedeniam.
2. Pohyblivý a pevný výkonový výstup - tieto kontakty sa používajú na uzavretie alebo otvorenie záťažového obvodu s výkonovým.
3. Zhášacia komora - pri náhlom otvorení kontaktov sa medzi nimi vytvorí oblúk dostatočne vysokého výkonu, čo môže viesť k poškodeniu prvkov modulu. Preto sa na jeho uhasenie používa špeciálna komora pozostávajúca zo zvislých dosiek inštalovaných v šachovnicovom vzore. Iskra, ktorá nimi prechádza, stráca svoju silu a potom úplne zhasne.
4. Tepelné a elektromagnetické uvoľnenie - je to ich reakcia na zmeny parametrov elektrického vedenia, ktorá vedie k činnosti ochranného zariadenia.
5. Pákový spínač - používa sa ručná páka a natiahnutím kohútika sa uzatvára prívodné a výstupné potrubie.
6. Nastavovacia skrutka - nastavuje prah pre modul. Továrensky konfigurovateľné.
7. Kanál pre výstup plynov - pri uhasení iskry sa tepelná energia premení na plyn, ktorý je zo zariadenia odvádzaný cez špeciálne navrhnutý labyrint.

Sú to konštrukcie spúští, ktoré zabezpečujú takmer okamžité vypnutie ističa. Elektromechanický kontakt reaguje na výskyt prúdu v chránenom obvode, ktorého parametre presahujú menovitú hodnotu. Konštrukcia spúšte obsahuje tlmivku s jadrom, ktorej poloha je fixovaná pružinou a je už spojená s pohyblivým silovým kontaktom. Vinutia solenoidu sú zapojené do série so záťažou. Tepelné uvoľnenie je stlačený pás z dvoch kovov s rôznou tepelnou vodivosťou (bimetalová platňa).

Princíp fungovania

Po pripojení napájacieho a záťažového elektrického vedenia k trojfázovému stroju sa zapína posunutím páky do hornej polohy. V dôsledku toho páka zapadne cez západku s kontaktom. Vytvarované spojenie je zabezpečené posunutím pohyblivej kontaktnej skupiny voči ich držiaku.

V normálnej situácii prúd prechádza kontaktom napájacieho a pohyblivého kontaktu. Potom ide na bimetalovú dosku a vinutie solenoidu a z nej sa už dostane na svorku a záťaž pripojenú k stroju.

Ak cez spínač začne prechádzať prúd s hodnotou presahujúcou prípustnú hodnotu, potom sa bimetalová doska začne zahrievať. V dôsledku rozdielnej tepelnej rozťažnosti kovov sa ohýba, prípadne preruší kontakt. Sila prúdu, pri ktorom sa spojenie preruší, závisí od hrúbky dosky. Termomagnetická spúšť sa vyznačuje pomalým chodom, aj keď dokáže rozpoznať aj malé zmeny aktuálnej hodnoty. Jeho nastavenie sa vykonáva vo výrobe zmenou vzdialenosti medzi doskou a pohyblivým kontaktom. Na tento účel sa používa nastavovacia skrutka.

Ale pre prúd, ktorý okamžite zvyšuje svoju hodnotu, bude reakčná rýchlosť bimetalovej dosky extrémne nízka, preto sa s ňou používa aj solenoid. V normálnom stave je jadro vytlačené pružinou a uzatvára kontakt stroja. Pri abnormálnej hodnote signálu v závitoch cievky sa magnetické pole rýchlo zvyšuje, ktorého toky ťahajú jadro dovnútra, čím prekonávajú pôsobenie pružiny, čo vedie k prerušeniu obvodu.

Elektromagnetická spúšť sa spustí v zlomku sekundy, pričom nereaguje na prúdy mierne presahujúce menovité hodnoty. Súčasne s odpojením celého trojfázového vedenia sa spustí aj páka, ktorú je opäť potrebné posunúť do hornej polohy pre pripojenie záťaže do siete.

Charakteristiky zariadenia

Správny výber 3-fázového stroja nie je len v určení podmienok pre jeho prevádzku, ale aj z hľadiska výkonu a typu záťaže, ktorá bude k nemu pripojená. Nesprávne zvolený výkon modulu vedie k zhoršeniu ochrany elektrického vodiča, pričom samotné takéto zariadenie sa môže stať zdrojom núdze.

Ale napriek tomu, bez ohľadu na to, aké dôležité je vybrať správny výkon, automatické zariadenia sa vyznačujú aj ďalšími technickými parametrami, ktoré ovplyvňujú ich prevádzku. Medzi hlavné patria:

• prevádzkové napätie - určuje hodnotu, pri ktorej istič pracuje bez zhoršenia jeho parametrov (spravidla je povolený pokles v rozmedzí 15%);
• menovitý prúd - parameter priamo súvisiaci s výkonom, označuje hraničnú hodnotu prúdu, pri ktorej sa spúšťa ochranný modul;
• spotreba energie - automatické zariadenia sú zariadenia s nízkou spotrebou energie;
• trvanlivosť - udáva počet garantovaných cyklov zapnutia a vypnutia stroja;
• minimálna a maximálna prevádzková teplota - rozsah, v ktorom sa technické parametre ochranného modulu nemenia;
• menovitá vypínacia schopnosť - najvyššia hodnota zaťaženia, pri ktorej môže istič prerušiť vedenie pri zachovaní jeho prevádzkyschopnosti;
• doba odozvy - určuje interval, počas ktorého je záťaž odpojená od elektrického vedenia;
• časovo-prúdová charakteristika - rozdelená do tried, z ktorých každá zodpovedá okamžitému vypínaciemu prúdu (napríklad typ C sa používa pre prúd presahujúci menovitú hodnotu 5-10 krát).

Okrem technických parametrov sa automatické zariadenia vyznačujú aj ukazovateľmi kvality. Medzi najbežnejšie patrí typ pohonu, spôsob pripojenia vonkajších vodičov, vyhotovenie rezu a iné.

Výber výkonu

Existujú dva spôsoby, ako určiť požadovaný výkon pre 3-fázový istič. Jedno zároveň dopĺňa druhé a nevylučuje ho. Prvá metóda je spojená s nájdením celkovej hodnoty spotrebovanej energie a zaťaženia a druhá - s prierezom elektroinštalácie.

Na základe definície, že stroj nechráni zariadenie, ale kabeláž, musíte zvoliť výkon so zameraním na parametre druhého. To je síce pravda, ale len dovtedy, kým sa neplánuje upgrade siete. Napríklad existujúca elektroinštalácia v dome má 1,5 metra štvorcového. Podľa technických špecifikácií bude medené vedenie tohto priemeru schopné vydržať dlhodobý prúd nie viac ako 10 ampérov. V súlade s tým by maximálna súčasná spotreba energie zariadeniami pripojenými na výstup stroja nemala presiahnuť 3,8 kW. Táto hodnota sa získa z jednoduchého vzorca na zistenie výkonu - P = U * I, kde:

• P je maximálna povolená spotreba energie, W;
• U - napätie trojfázovej siete, 380 voltov;
• I je maximálny prúd, ktorý odolá kabeláži, A.

Výsledné číslo udáva, že celková záťaž pripojená k linke súčasne by nemala prekročiť túto hodnotu, t.j. ked zapnes 2 kW kotol, nic strasne sa nestane. Ak je však k tomuto vedeniu pripojená elektrická pec s výkonom 3 kW, potom vedenie nevydrží a rozsvieti sa preto napr. aby sa predišlo nehode, je potrebné nainštalovať automat na 10 A, ktorý umožňuje zaťaženie linky len do 2,2 kW.

Výhodou použitia trojfázového stroja je, že k nemu môžu byť pripojené tri vedenia súčasne, pričom hodnotu menovitého prúdu určíme súčtom výkonov všetkých fáz. Pre 380 voltový stroj to teda bude 6,6 kW a v prípade pripojenia záťaže typu "trojuholník" - 11,4 kW. To znamená, že pre daný príklad, ak nie je možné oddeliť vedenie na rôzne fázové výstupy ochranného zariadenia, budete musieť zakúpiť 6 A.

Ak plánujete modernizáciu elektroinštalácie alebo použitie hrubého kábla, výpočet možno vykonať na základe spotreby energie záťaže. Napríklad, ak zaťaženie každej fázy nepresiahne 4 kW, menovitý prúd sa vypočíta ako súčet výkonov plus 15–20 % zásoby (I = 4 * 3 = 12 A + zásoba = 14 A), takže najvhodnejším zariadením by v tomto prípade bol stroj na 16 A.

Nuansy pri výpočte

Pre zjednodušenie zisťovania sily je zvykom používať nie percento ako maržu, ale násobenie faktorom. Toto dodatočné číslo sa považuje za rovné 1,52.

V praxi je však zriedka možné zaťažiť všetky tri fázy rovnako, teda keď je jedna z liniek spotrebuje veľa energie, výpočet menovitého výkonu ističa sa vykonáva podľa výkonu túto fázu. V tomto prípade sa berie do úvahy najväčšia hodnota spotrebovanej energie a vynásobí sa faktorom 4,55 a potom bude možné urobiť bez použitia tabuliek.

Pri výpočte výkonu sa teda berú do úvahy predovšetkým parametre elektrického vedenia a potom energia spotrebovaná chráneným automatickým elektrickým zariadením. Tu sa berie do úvahy správna poznámka z pravidiel pre inštaláciu elektrických inštalácií (PUE), čo naznačuje, že inštalovaný istič musí chrániť najslabšie časť reťaze.