Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловой расчет автоматического выключателя

Как правильно выбрать автоматические выключатели?

Автоматический выключатель является серьезным оборудованием, к выбору которого следует отнестись с большой ответственностью. Это связано с тем, что короткое замыкание или сильный скачок напряжения приводит к возгоранию, выходу из строя бытовых и других приборов. Кроме этого, возгорание проводки – причина возникновения пожара в доме.

  • Как выбрать? ↓
  • Виды ↓
  • Критерии выбора ↓
  • Маркировка выключателей ↓
  • Обзор моделей ↓
  • ВА 47-63 ↓
  • ВМ40 С 16 ↓
  • А 3124 ↓

Рабочий механизм, как правило, срыт в пластмассовом корпусе. Данный материал для создания корпуса был выбран по причине хороших диэлектрических свойств. Внутренний механизм в открытом состоянии несет с собой опасность, так как через него проходит электричество.

Автоматический выключатель предназначен для выполнения следующих функций:

  1. Для обесточивания сети при помощи ручного нажатия на выключатель.
  2. Для автоматического обесточивания помещения при коротком замыкании или скачке напряжения.

Стоит отметить, что подобное приспособление имеет достаточно простую конструкцию, и оно не проводит фильтрацию подаваемого напряжения для выявления неправильной частоты или низкого показателя напряжения. Срабатывание происходит только при КЗ и скачке в большую сторону напряжения.

Как выбрать?

Определив важные показатели, можно провести обоснованный выбор автоматических выключателей.

Выбор можно провести по нижеприведенным показателям:

  1. По сечению провода. Определенное сечение провода определяет возможные показатели нагрузки и силы тока. В данном случае, следует выбирать автомат, который проводит выключение сети при возникновении силы тока, который не превышает показателя максимального силы тока в проводе. Примером можно назвать провод, сечение которого составляет 1 кв. мм. Величина нагрузки может составлять 10 кВт. Если максимальный показатель силы, который пройдет через провод, будет составлять 10 А, то автомат должен быть рассчитан на выключение при возникновении тока около 9,5 А. Если не провести выбор с учетом подобной информации, автомат сработает только при коротком замыкании. Однако, значение тока, при КЗ значительно превышает допустимого показателя при повышении нагрузки. Увеличение нагрузки приведет к возгоранию проводки.
  2. По току короткого замыкания. Даже профессионалы в данной области не всегда проводят выбор автоматического выключателя по номинальному значению тока короткого замыкания. Как правило, подобное значение указывается в технической документации или на маркировке в виде цифры. Предельный ток КЗ – максимальное значение, при котором будет проведен автоматический разрыв цепи. Важно отметить, что по этому показателю зачастую проводят выбор при установке в промышленных помещениях, так как КЗ может возникать в непосредственной близости с подстанцией. В жилых домах, значение тока КЗ относительно небольшое, что значительно облегчает выбор.
  3. Выбор по показателю мощности. Для того, чтобы провести выбор по мощности, следует воспользоваться специальными таблицами. Подобный таблицы позволяют провести выбор на основании следующих данных: величина напряжения и количество фаз, количество полюсов, мощность нагрузки. По пересечению вышеуказанных показателей можно найти значение , который должен обрывать автоматический выключатель. Как и ранее было отмечено, суммарная мощность может быть рассчитана путем учета потребительской мощности всех подключенных электроприборов.

Вся информация об автоматических выключателях содержится в спецификации или маркировке.

Автоматические выключатели позволяют защитить как оборудование, так и проводку конечного потребителя от короткого замыкания и высоких показателей напряжения.

Основная классификация заключается в предназначении рассматриваемого оборудования:

  1. Класс «В» часто используется в бытовых условиях. Этот вариант исполнения не предназначен для сильных токов, при возникновении минимального короткого замыкания происходит размыкание цепи. Большая чувствительность определяет то, что модели класса «В» не используются в промышленности, где скачок напряжения может возникнуть вследствие включения или выключения оборудования большой мощности. Большая чувствительность позволяет защитить бытовые приборы и электронику, к примеру, компьютеры от перегорания.
  2. Класс «С» считается общепромышленным вариантом исполнения, применяется в сетях, где также нужно контролировать напряжение в сети в пределах небольшого диапазона.
  3. Класс «D» используется в сети, к которой происходит подключение электродвигателя с большим показателем пусковой мощности. Этот класс используется также в промышленности и имеет небольшой диапазон возможного отклонения от нормального значения.
Читайте так же:
Тепловые генераторы переменного тока

По виду подаваемого тока можно выделить три категории рассматриваемого выключателя:

  1. Для сети переменного тока.
  2. Для сети постоянного тока.
  3. Универсальный вариант исполнения.

По числу полюсов можно выделить:

  • однополюсный;
  • двухполюсный;
  • трехполюсный;
  • четырехполюсный;

Также, классификация проводится по типу расцепителя:

  1. Максимальное расцепление.
  2. Независимое расцепление.
  3. Минимальное или нулевое расцепление.

По этому показателю можно провести следующую классификацию:

  1. Без выдержки.
  2. С выдержкой в независимости от показателей подаваемого напряжения.
  3. С выдержкой, которая является обратным значением подаваемого электричества.

Вышеуказанные виды автоматических выключателей повсеместно используются в быту и промышленности, но при этом есть несколько нюансов, которые стоит учитывать при их выборе.

Кроме этого, следует обратить внимание на тип установленного размыкателя. Он является основным рабочим органом, проводит размыкание цепи при определенных значениях.

Данный элемент конструкции различается по спецификации действия и диапазону тока, можно провести нижеприведенную классификацию:

  1. Электромагнитный тип пользуется большой популярностью, так как в считанные доли секунд проводит разъединение цепи. В конструкцию входит катушка и сердечник, также пружина. Сердечник при определенных условиях втягивается, и пружина воздействует на расцепляющее устройство.
  2. Биметаллический тепловой вариант исполнения – зачастую устанавливается для автоматов, которые реагируют на ток, величина которого может привести к разрушению кабеля. На короткое замыкание он также реагирует. Однако, точность работы подобного размыкателя небольшая. Примером можно назвать случай, когда по кабелю, который имеет сечение для 16 А, проходит ток величиной 20 А – выключение произойдет через несколько десятков минут. Если величина тока будет 35 А, то выключение произойдет мгновенно.
  3. Полупроводниковый используется крайне редко при изготовлении бытовых выключателей. Расцепление происходит при работе специального блока полупроводниковых реле.

Стоит отметить, что при маркировке редко происходит указание того, какой тип размыкателя использовался при производстве. Для этого следует ввести номер модели и изучить спецификацию.

Критерии выбора

Как ранее уже было отмечено, важно провести правильный выбор выключателя. Это связано с тем, что при неправильном выборе он может либо не сработать в нужный момент, или постоянно срабатывать от перегрузки.

Также, есть вероятность его выхода из строя.

Провести выбор автоматического выключателя можно по следующим показателям:

  1. Количество полюсов. Важным показателем можно назвать то, сколько есть полюсов. Их количество зависит от того, к какому типу сети проводится подключение. Одно- и двухполюсные варианты исполнения применяются исключительно в однофазной сети. Трех- и четырехполюсные нужно использовать в трехфазной сети. Част,о проводится их подключение к системе с заземлением нейтрали. Для бытового использования подойдут и автоматы с 1 или 2 полюсами.
  2. Номинальное напряжениеавтомата. Он определяет то, на какое напряжение рассчитано рассматриваемое оборудование. В независимости от того, в каком месте установлен автомат и для каких задач его устанавливают, следует учитывать, что минимальное напряжение автомата должно быть равным или больше напряжения сети.
  3. Максимальный рабочий ток. Еще важным показателем, который стоит учитывать, можно назвать максимальный ток. Выбор по нему проводится с учетом следующего нюанса: номинальный показатель должен быть больше максимальному значению силы тока, который может проходить по одному из защищенных участков сети на протяжении длительного или короткого промежутка времени. Для того, чтобы определить величину максимального тока, который может возникнуть в сети, следует провести расчет максимальной мощности. Для этого, проводится суммирование всех показателей мощности приборов, которые подключаются к участку. Согласно принятым расчетам, при сети 220 В, нагрузка 1 кВт определяет максимальную силу тока 5 А. В трехфазной сети с напряжением 380 В при той же нагрузке, мощность составляет 3 А. С помощью этих данных можно провести приблизительный расчет того, какой максимальный ток может возникнуть в цепи.
  4. Отключающая способность – еще один параметр, по которому проводится выбор. Для того, чтобы провести выбор по данному показателю, стоит провести расчет номинального тока. Автомат должен быть способен отключить подачу электроэнергии, значение силы которой превысит показатель силы короткого замыкания в точке установленного прибора.
Читайте так же:
Какое сопротивление провода для теплого пола

Вышеприведенные критерии выбора касаются бытовых вариантов исполнения.

Для промышленных дополнительно проводят расчет нижеприведенных данных:

  1. Термическую стойкость.
  2. Электродинамическую стойкость.

Маркировка выключателей

В независимости от того, кто является производителем, на корпусе проводится нанесение определенной маркировки.

Подобная маркировка заключается в следующем:

  1. С 16. Стандарт, по которой проводится установка. Буква означает кратность максимального тока. Цифровое значение в данном случае означает номинальное значение тока, единица измерения Ампер. В этом случае, 16 Ампер может проходить через прибор в рабочем режиме.
  2. Цифра «3» означает класс по скорости срабатывания. Чем выше показатель, тем лучше.
  3. «4500» – цифра, которая должна обязательно быть в маркировке. Данный показатель измеряется в Амперах, указывает максимальное значение тока, при котором срабатывает автоматический выключатель.
  4. Наносится серия модуля для того, чтобы можно было узнать все особенности прибора.
  5. Указывается номинальное напряжение.
  6. Наносится условное обозначение, которое используется при создании схемы.

Все модели должны иметь подобное обозначение, которое наносят на корпус. Зачастую, производитель наносит также свой бренд.

Обзор моделей

Существует огромное количество вариантов исполнения автоматических выключателей. Каждый из них имеет свои особенности.

Среди всех моделей отметим следующие:

ВА 47-63

Дешевый вариант исполнения, который имеет рабочий ток 10 А. Стоимость рассматриваемой модели составляет 100 рублей.

ВМ40 С 16

Распространенный вариант исполнения, который имеет рабочий ток 16 А. Его стоимость около 240 рублей. Может использоваться также для ручного включения или автоматического обрывания сети.

А 3124

Вариант исполнения для трехфазной сети. Имеет номинальный рабочий ток 160 А. Работает в сети 380 В. При этом, стоимость рассматриваемой модели составляет 1200 рублей.

Огромное количество моделей можно встретить в продаже в интернет-магазине. При выборе, кроме технических характеристик также следует учитывать популярность фирмы-производителя. Хорошая продукция никогда не будет стоить дешево. Провести быстрый поиск можно по указанным параметрам в поле поиска.

Выбор автоматического выключателя — по току, мощности и сечению кабеля

Предназначение автоматического выключателя (далее АВ) – это защита электропроводки, электрооборудования от короткого замыкания (далее КЗ) и перегруза. Если не использовать такие АВ в сети, то со временем может произойти авария, то есть замыкание электропроводки, электроприборов или электроинструментов. Если не замыкание, то перегрузка в работе электрооборудования.

В первом и втором случаи, произойдет нагрев провода или кабеля, а значит изоляция расплавится. Провода замкнутся, произойдет КЗ, а значит огонь, искры и в итоге пожар.

Чтобы этого не произошло и применяют АВ, как защиту от возможных не приятных последствий.

Как же АВ защищает электропроводку и электрические приборы, инструменты? Если, попросту говоря, внутри этого выключателя есть специальное устройство, которое обеспечивает моментальное отключение подачи напряжения если есть проблема КЗ или перегруза.

Классификация автоматических выключателей

  • однополюсные, к нему подключается только одна фаза, применяется там, где потребитель электроэнергии на 220 В;
  • двухполюсные, к нему подключаются две разноименные фазы или фаза и нуль. Как только на одной из фаз возникает какая-нибудь проблема (превышение значения по току), отключаются сразу два автомата. В быту они не используются;
  • трехполюсные, применяются там, где есть трехфазная система электропередачи. Например, при вводе в коттедж, многоквартирных домах;
  • четырехполюсные, применяются в распределительных устройствах (РУ), для разрыва 3-х фаз и нуля, в быту не применяются.
Читайте так же:
Примеры тепловых действий тока в физике 8 класс

Выбор автоматического выключателя по току

По номинальному току АВ

Промышленность изготавливает большое разнообразие автоматов по номинальному току: 0,5А; 1А; 1,6А; 2А; 3,15А; 4А; 5А; 6А; 10А; 16А; 20А; 25А; 32А; 40А; 50А; 63А. В быту используется в основном от 6А до 40А.

При покупке АВ нужно выбирать такой номинал, чтобы он срабатывал до того момента, когда ток не превышал бы возможности электропроводки.

Поэтому нужно знать, какого сечения нужно прокладывать провод (кабель) до потребителя или группы потребителей и их мощности. От этого будет зависеть номинал АВ.

Номинальный ток автоматического выключателя, АНагрузка электрической цепи, 220 В
10Освещение, сигнализация
16Розетки общего назначения
25Кондиционеры, водонагреватели
32Электрические плиты, духовые шкафы
40; 50Общий ввод

Выбор АВ по току короткого замыкания

Вы можете приобрести АВ с номиналом короткого замыкания: 3 000, 4 500, 6 000, 10 000 Ампер. Выбор АВ с нужным номиналом зависит от длины кабельной или воздушной линии от ТП (Трансформаторной подстанции) до вашего дома, квартиры или коттеджа.

Если ТП располагается рядом, то токи КЗ очень велики, поэтому нужно приобретать автомат с отсечкой 10 000 А. В частном секторе домовладений большая протяженность воздушных линий электропередач, поэтому нужно использовать автомат с током КЗ – 4 500 А. В других случаях усредненную величину – 6 000 А.

Электромагнитный расцепитель

Электромагнитный расцепитель – это такая деталь внутри АВ, которая при коротком замыкании (КЗ) размыкает электрическую цепь. Расцепители делятся на категории. Мы рассмотрим те категории, которые используются чаще всего:

В – происходит размыкание цепи, когда номинальный ток превышается в 3 – 5 раз;

С – превышается в 5 – 10 раз;

D – превышается в 10 – 20 раз.

Выбор автоматического выключателя по мощности: таблица

Чтобы выбрать АВ по мощности (Р) нужно рассчитать по формуле ток нагрузки, затем по полученным данным выбрать автомат большего значения.

Пример выбора АВ

Для начала нужно подсчитать сумму всех мощностей для которой нужно подобрать АВ. К автомату в квартирном щитке подключен провод, который идет на кухню, где через розетки подключаются чайник мощностью 2,2 кВт, микроволновая печь – 700 Вт, хлебопечь – 720 Вт. Суммарная мощность потребителей электроэнергии 3 620 Вт = 3,62 кВт. Расчет тока будем производить по формуле:

I – потребляемый ток;

P – общая мощность потребителей;

U – напряжение в сети.

I = 3 620/220 = 16,4А

Как видите потребляемый ток нагрузки равен 16,4 А. И сходя из этого можно подобрать АВ. Автомат на 16 А можно взять, но он будет работать на самом пределе. Любой автомат устроен так, что указанный номинальный ток загрублен на 13 % и при перегрузке он какое-то время будет работать. Зачем брать АВ, который будет работать на пределе. Нужно брать с запасом. Следующий номинал АВ – 20 А.

Чтобы определить более точную нагрузку, нужно заглянуть в паспорт или взять данные с шильдика, который есть на всех электроприборах.

Посмотрите таблицу мощностей для выбора АВ по номиналу.

Тип подключенияОднофазное 220 В,Трехфазное (треугольник), 380 ВТрехфазное (звезда), 220 В
Номинал автомата, А
1200 Вт1 100 Вт700 Вт
2400 Вт2 300 Вт1 300 Вт
3700 Вт3 400 Вт2 000 Вт
61 300 Вт6 800 Вт4 000Вт
102 200 Вт11 400 Вт6 600 Вт
163 500 Вт18 200 Вт10 600 Вт
204 400 Вт22 800 Вт13 200 Вт
255 500 Вт28 500 Вт16 500 Вт
327 000 Вт36 500 Вт21 100 Вт
408 800 Вт45 600 Вт26 400 Вт
5011 000 Вт57 000 Вт33 000 Вт
6313 900 Вт71 800 Вт41 600 Вт
Читайте так же:
Преобразователи тепловой энергии в электрический ток

Выбор автомата по сечению кабеля — таблица

Промышленность изготавливает определенные сечения провода или кабеля. Каждое сечение проводника имеет определенную нагрузку по току. С помощью него, так же можно подобрать автоматический выключатель (АВ) по номиналу. Если вы не уверены в определенный провод или кабель, то это дело можно вычислить с помощью формулы .

Легче всего использовать таблицу, где вы сразу определите, какой АВ вам нужен. В таблице данные без учета длины провода (кабеля).

Ток автомата, АСечение провода, мм²Мощность, кВт
МедьАлюминий220 В380 В (cos φ = 0,8)
512,51,12,6
612,51,33,2
101,52,52,25,3
161,52,53,58,4
202,544,410,5
25465,513,2
32610716,8
4010168,821,1
5010161126,3
63162513,933,2

Главное в подборе АВ и сечение провода, чтобы ток автомата был меньше, чем допустимый проводника.

Не забудьте, что прежде чем выбирать провод (кабель), нужно знать суммарную мощность потребителя электроэнергии и только в последнюю очередь АВ.

Как правильно выбирать АВ вы узнали из этой статьи. Перед покупкой автоматов вы уже должны знать, какие производители изготавливают качественный товар. Выбирайте только проверенные фирмы.

Задание 3. Расчет и выбор автоматического выключателя.

Рассчитать и выбрать выключатель в цепи питания двигателя напряжением 380В

вариантТип двигателяУсловия установки выключателя
14АА50А4У3Закрытое
24А80В4У3Открытое
34А100S4У3Открытое
44A315S4У3Закрытое
54A280S4У3Закрытое
64A180S4У3Открытое
74А160S4У3Закрытое
84А100S4У3Открытое
94А71В4У3Открытое
104A315S4У3Закрытое
114А112М4У3Закрытое
124А160S4У3Открытое
134А180М4У3Открытое
144А225М4У3Закрытое
154А71А4У3Закрытое
164А225М4У3Открытое
174A280S4У3Закрытое
184А315М4У3Открытое
194АА50А4У3Открытое
204А80В4У3Закрытое

Автоматический выключатель (АВ) выбирают по номинальному току Iн.вык выключателя и номинальному току Iн.расц расцепителя.

1. Определить номинальный ток двигателя по паспортным данным двигателя (из таблицы) Iн=Рн/(Uн·√3·ηн·cosφ), Iдл=Iн. где Рн — мощность двигателя, кВт;
Uн – номинальное напряжение электродвигателя, кВ;
ηн – КПД двигателя (без процентов),
cosφ – коэффициент мощности двигателя.

2. Определить ток расцепителя Iрасц=Iдлт, Iдл=Iн, Кт – тепловой коэффициент, учитывающий условия установки АВ.
Кт=1 — для установки в открытом исполнении;
Кт=0,85 – для установки в закрытых шкафах.

3. По таблицам выбрать автоматический выключатель в зависимости от номинального тока двигателя и тока расцепителя. Iн.а > Iн, Iн.расц> Iрасц

4. Проверить выключатель по току срабатывания Iмгн.ср ≥ KIкр, К – коэффициент, учитывающий неточность определения Iкр в линии.
К = 1,25 – для АВ с Iн > 100А;
К = 1,4 – для АВ с Iн ≤ 100А Iкр = Iпуск = Кi Iн,. Iкр – максимальный кратковременный ток в цепи, Кi кратность пускового момента Кi = Iпуск/Iн. Значения Кi берутся из таблиц с характеристиками двигателя.

Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока это определение

Ток мгновенного срабатывания Iмгн.ср =Iср. уставки, определяется по кратности уставки электромагнитного расцепителя Ку(эмр) из таблицы с характеристиками выключателя.

5. Проверить по отключающей способности выключателя

6. Если условие выполняется, значит выключатель выбран верно, если не выполняется, то выбирается с большим значением тока расцепителя.

Синхронная частота вращения 1500 об/мин

Технические данные автоматических выключателей серии ВА

6.9 Пример расчета и выбора автоматических выключателей

Произвести расчет и выбрать автоматический выключатель для защиты асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором.

− напряжение сети 380/220 В;

− технические характеристики электрического двигателя:

P = 14 кВт, Kп = 5, cos = 0,85, = 0,87, условия пуска тяжелые.

1 Определяем номинальный ток электрического двигателя по формуле (6.6):

.

2 Определяем пусковой ток электродвигателя по формуле (6.12):

.

3 По табл. 6.2 выбираем автоматический выключатель А3110 с номинальным током IА = 30 А.

4 Проверяем выполнение условия (6.5):

.

Условие (6.5) выполняется.

В заключение следует отметить, что автоматы, несмотря на их более высокую стоимость и сложность конструкции, имеют ряд преимуществ перед плавкими предохранителями. Они более удобны в эксплуатации, надежны и безопасны для обслуживающего персонала. Автоматы всегда готовы к быстрому повторному включению, обладают многократностью действия, обеспечивают одновременное отключение всех фаз поврежденной цепи, не допуская неполнофазных отключений, приводящих к ненормальному режиму работы электроустановок на двух фазах. Наличие в автоматах различных типов расцепителей позволяет производить селективную защиту электроустановок при коротких замыканиях и токовых перегрузках, не допуская при этом ложных отключений.

7 Расчет искусственного освещения помещений

7.1 Требования, предъявляемые к искусственному освещению помещений

Искусственное освещение должно быть достаточным, равномерным, экономичным. Осветительные установки должны обеспечивать постоянство освещенности во времени, электро-, пожаро- и взрывобезопасность, эстетичность, удобство обслуживания.

Для удовлетворения указанных требований при проектировании осветительных установок необходимо выбрать:

световой прибор (светильник);

количество и схему размещения светильников;

нормированное значение освещенности;

7.2 Выбор источника света

В качестве источников света могут использоваться лампы накаливания (ЛН), разрядные лампы низкого давления – люминесцентные лампы (ЛЛ) и разрядные лампы высокого давления – дуговые ртутно-люминесцентные (ДРЛ), дуговые ртутные с излучающими добавками (ДРИ) и другие лампы. Выбор источников света осуществляется на основании сравнения их достоинств и недостатков.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» [13] и Ост32.120-98 «Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта» [14] общее освещение производственных помещений следует осуществлять светильниками с разрядными источниками света (лампы ДРЛ, ДРИ и люминесцентные лампы).

Лампы накаливания допускается использовать:

для общего освещения только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп;

для освещения помещений с временным пребыванием людей;

во взрыво- и пожароопасных помещениях и помещениях с тяжелыми условиями среды (сырых, пыльных, с химически активной средой), если применение разрядных ламп по техническим причинам невозможно.

При выборе источников света необходимо учитывать следующее: в низких помещениях (не выше 6…8 м) наиболее экономичны осветительные установки (ОУ) с ЛЛ; в помещениях средней высоты (8…15 м) и очень высоких (свыше 20 м) наиболее выгодны ОУ с лампами ДРИ, в высоких помещениях (от 8…10 до 20 м) наименьшие затраты имеют место для ОУ с лампами ДРЛ, хотя энергетически они менее выгодны, так как установленная мощность в ОУ с лампами ДРЛ больше, чем в ОУ с лампами ДРИ [15].

Для освещения помещений высотой до 5 м в общественных зданиях следует, как правило, применять ЛЛ.

Технические данные источников света приведены в табл. 7.1 − 7.3 [15].

Технические данные ламп накаливания общего назначения

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector