Как подобрать автомат по мощности нагрузки
Автоматизированный выключатель предназначается для защиты электрической проводки у вас в квартире, к которой подключаются потребители в виде электрических приборов (телевизоры, чайники и др.). При этом общаяя мощность потребителей не должна быть больше мощность самого автомата. По этому следует правильно проводить выбор автомата по мощности нагрузки, чтобы не было перегрузки проводки, что может привести к её перегреву и дальнейшему возгоранию.
Провода должны подходить нагрузке
Нередко бывает, что в не новом доме ставится новый электросчётчик, автоматы, Устройство защитного отключения, но проводка остаётся старой. Приобретается много техники для дома, суммируется мощность и под неё выбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электрических приборов.
Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм?, с максимально возможным пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электрических приборов, составляющих общую нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет примерно 22,7А, ему отвечает автомат 25А.
Кабель будет нагреваться, но данный автомат останется включённым все время, пока не случится расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разжигаться полным ходом.
Расчет используемой мощности
В бытовых условиях часто доводится встречаться с вычислением используемой мощности, к примеру, для контроля допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, накопительного водонагревателя, варочной поверхности и т.д.).
Также в таком расчете существует необходимость при подборе защитных автоматов для распредщита, через который делается подключение квартиры к электроснабжению.
В данных случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно.
-
Не связываясь с расчетами, выяснить эту величину для любого устройства можно тремя способами:
При расчетах необходимо учесть, что пусковая мощность отдельных электрических приборов может значительно различаться от номинальной.
Для домашних устройств такой параметр фактически никогда не указывается в техдокументации, по этому нужно обратиться к подобающей таблице, где содержатся средние значения показателей стартовой мощности для разных приборов (неплохо бы подбирать самую большую величину).
| Электрический прибор | Мощность потребления, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Машина для стирки | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная варочная поверхность | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| Микроволновка | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Машина для мойки посуды | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электрическим приводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрический чайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Световые приборы | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Выбор сечения жил
Перед тем как укладывать кабель силовой от электрического щитка к группе потребителей, нужно определить мощность электрических приборов при их одновременной работе. Сечение любой ветки подбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.
Но очень часто потребители перестраховываются и подбирают не по минимуму возможное сечение, а на шаг большее. Так, к примеру, при приобретении кабеля сделанного из меди для линии 5 кВт, подбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2.
Это бывает резонно по следующим причинам: Более долговременная работа толстого кабеля, который нечасто подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. По новому исполнять прокладку электрической проводки – сложная и дорогая работа, тем более если в помещении выполнен ремонт.
В данном случае встречается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к неисправности электронной части компьютера, кондиционера или машины для стирки. Чем потолще провод, тем меньше будет скачок напряжения.
К несчастью, на рынке много кабелей, сделанных не по ГОСТу, а в соответствие с требованиями самых разных ТУ. Часто сечение их жил не отвечает требованиям или они выполнены из материала который проводит ток с большим сопротивлением, чем положено. По этому настоящая максимальная мощность, при которой происходит возможный нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах. Будем это иметь в виду при подборе автомата по сечению кабеля.
Как обезопасить самое слабое звено электрической проводки
По этому, перед тем как совершить выбор автомата исходя из этого защищаемой нагрузке, необходимо убедиться, что проводка данную нагрузку удержит.
Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен оберегать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с минимальным током, соответствующим токам подключаемых электрических установок, что снова же предполагает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.
При игнорировании данного правила не стоит нарекать на неверно высчитанный автомат и клясть его изготовителя, если слабое звено электрической проводки вызовет пожар.
Устройство внутриквартирной разводки
Принцип устройства внутриквартирной разводки
Внутренние электросети имеют разветвленную структуру в виде «дерева» – графа без циклов. Это делает лучше стойкость системы при появлении опасной ситуации и облегчает работы по ее устранению. Также намного легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение формы проводки.
В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение увеличения силой тока позволенного значения для объекта. Если это случится, то есть опасность повреждения наружной проводки.
Они оберегают от перегрузки провод на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электрической энергии. Если при коротком замыкании данное устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат. Даже для квартир с маленьким количеством электропотребителей неплохо бы выполнить отдельную линию на освещение.
При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что даст возможность в намного комфортабельных условиях удалить возникшую проблематику. Фактически в любом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.
Рабочий принцип автоматизированного выключателя
Автоматизированный выключатель при коротком замыкании срабатывает фактически очень быстро благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение после какого, которое можно выяснить из графика время токовой характеристики.
Данное предохранительное устройство оберегает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для этого сечения провода, которые могут подогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и загорания изоляции.
Чтобы этого не случилось, необходимо не только правильно выбрать защитный выключатель, подходящий мощности подключаемых устройств, но и проверить, удержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.
Виды устройств
Есть несколько типов устройств, которые могут проверять работу проводки и, если понадобится, отключать электроэнергию.
-
Автоматы электрические разновидности:
Очень маленькие устройства рассчитаны на работу в сетях с маленькой нагрузкой, в основном, у них нет функции добавочной регулировки. Этот модельный ассортимент представляют автоматы с отключающей способностью, рассчитанной на ток осечки от 4,5 до 15А.
По этому их применяют очень часто в бытовой проводке, т. к. для мощностей производства нужна довольно высокая сила тока.
Если нужны устройства с очень высоким номиналом, скажем, для контроля работы электро сетей, к которым подключаются мощные потребители, подбираются автовыключатели воздушного типа. Их номинал тока отсечки намного больше, чем у маленьких моделей.
В основном, они производятся в трехполюсном исполнении, однако сейчас большинство компаний, также и ИЭК, делают четырехполюсные модели.
Монтаж автовыключателей выполняться в специализированном шкафу, где установлены DIN-рейки для их крепления. Распределительные шкафы с соответствующим классом защиты (не менее IP55) разрешается размещать на пространстве открытого типа (столбы, уличные щитовые и т.д.).
Защищенный от влаги корпус, сделанный из тугоплавких материалов, обеспечивает должный параметр безопасности.
Модельная линия данных автовыключателей позволяет небольшое отклонение (до 10 %) от оговоренных параметров. Наибольшим плюсом данных автоматов перед очень маленькими считается возможность настройки параметров работы устройства.
Чтобы это сделать применяются специализированные вставки, с помощью которых можно контролировать силу тока на контактах. Говоря иначе, во время установки на энергичный контакт калиброванной вставки возникает возможность скорректировать параметры выключателя, что в определенных условиях дает возможность сделать шире номинальные характеристики.
независимо от диапазона действия и номиналов, автовыключатели имеют один и тот же размер всего ряда моделей, единственным изменяющимся габаритом считается ширина (модульность). Она подчиняется от численности полюсов (их может быть 2 и более).
Преимуществом подобного рода устройств считается наличие дополнительных контактов и соединений, что существенно расширяет сфера применения и возможности монтажа.
Закрытые автовыключатели сделаны в литом корпусе, выполненом из тугоплавкого материала. Из-за этого они считаются полностью герметичными и подойдут для применения в сложных условиях.
Примерно, модельный ассортимент подобных автоматов применяется при токе до 200 Ампер и напряжении до 750 Вольт.
-
По принципу действия они разделяют на следующие типы:
В зависимости от потребностей, необходимо подобрать хороший рабочий принцип приборов. Самыми точными считаются устройства электромагнитного типа, т. к. они формируют среднеквадратичное значение активных токов и срабатывают при коротком замыкании. Это дает возможность заблаговременно предупредить все плохие последствия.
Любой из указанных типов устройств может быть сделан в одном из четырех типовых типоразмерах, с током отсечки в диапазоне от 25 до 150 А. Исполнение может быть 2-ух, трех и четырех полюсным, что дает возможность их применять при подсоединении к электросети как жилых, так и помещений для производственных нужд.
Минимальный ток срабатывания отмечен на корпусе устройства. Устройство защитного отключения нельзя считать самостоятельными устройствами для защиты сетей от перенапряжения. Их лучше всего применять либо в паре с автоматами, либо сразу приобретать выключатель, оборудованного добавочным устройством защиты (автоматические выключатели дифференциального тока).
При этом, при монтаже проводки Устройство защитного отключения ставится перед автоматами, а не наоборот. В другом случае, прибор может просто сгореть при высоких импульсах тока короткого замыкания.
Параметры автовыключателей
Для обеспечения оптимального выбора номинала устройств выключения нужно осознание принципов их работы, условий и времени срабатывания.
Параметры работы автовыключателей стандартизированы российскими и международными нормами.
Важные элементы и маркировка
-
В конструкцию выключателя входят два элемента, реагирующих на превышение силой тока поставленного диапазона значений:
Типы устройств электрической защиты обладают маркировкой, по которой можно определить их важные параметры.
Вид «D» применяют в подсобках или столярках если есть наличие оборудования с электрическими двигателями, которые имеют высокие показатели пусковой мощности. Есть два стандарта для устройств выключения: жилой (EN 60898-1 или ГОСТ Р 50345) и более строгий заводской (EN 60947-2 или ГОСТ Р 50030.2).
Они выделяются несущественно и автоматы двоих параметров можно использовать для помещений жилого фонда. По минимальному току типовый ряд автоматов для применения в домашних условиях имеет приборы с такими значениями: 6, 8, 10, 13 (реже встречается), 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.
Номиналы автовыключателей по току
Чтобы подобрать правильные номиналы для бытовых и производственных автовыключателей, применяется специализированная таблица:
| Номинал автоматизированного выключателя по току (А) | Мощность в 1-фазной сети (кВт) | Мощность в 3-фазной сети (кВт) | Допустимое сечение провода (мм 2 ) | |
|---|---|---|---|---|
| медь | алюминий | |||
| 1 | 0,2 | 0,5 | 1 | 2,5 |
| 2 | 0,4 | 1,1 | 1 | 2,5 |
| 3 | 0,7 | 1,6 | 1 | 2,5 |
| 4 | 0,9 | 2,1 | 1 | 2,5 |
| 5 | 1,1 | 2,6 | 1 | 2,5 |
| 6 | 1,3 | 3,2 | 1 | 2,5 |
| 8 | 1,7 | 5,1 | 1,5 | 2,5 |
| 10 | 2,2 | 5,3 | 1,5 | 2,5 |
| 16 | 3,5 | 8,4 | 1,5 | 2,5 |
| 20 | 4,4 | 10,5 | 2,5 | 4 |
| 25 | 5,5 | 13,2 | 4 | 6 |
| 32 | 7 | 16,8 | 6 | 10 |
| 40 | 8,8 | 21,1 | 10 | 16 |
| 50 | 11 | 26,3 | 10 | 16 |
| 63 | 13,9 | 33,2 | 16 | 25 |
| 80 | 17,6 | 52,5 | 25 | 35 |
| 100 | 22 | 65,7 | 35 | 50 |
Высчитать номиналы автовыключателей также достаточно легко. Необходимо выделить группу приборов, например, это будет чайник, лампа, холодильник, после этого необходимо узнать их мощность для определения номинальной силы тока.
-
Воспользуемся законом Ома: I=P/U, где:
Например, чайник у нас мощностью 1,5кВт (1500Вт), лампа – 100Вт, холодильник – 300Вт; в итоге общее значение будет равно 1,9кВт (1900Вт), высчитываем минимальный ток: I=1900/220 = 8,6. Ближний автомат по току срабатывания – 10А. Естественно, в работе данный показатель будет побольше, современная проводка должна быть которая рассчитана на ток нагрузки не менее 16А.
К примеру, рассмотрим автомат 16 ампер сколько киловатт выдержит. По таблице выше, видим, что мощность в однофазной сети составляет 3,5 кВт. Автоматы с подобными номиналами устанавливают на некоторые группы розеток, которые выдержат современный масляный обогревательный прибор (Max 2,5 кВт) или электрический чайник (Max 2,0 кВт), однако не оба эти электрического прибора одновременно.
Маленькое завышение показателей ущерба не принесёт, а от занижения может случиться замыкание и пожар. Эксперты советуют при большом количестве ампер применять не один мощный автомат, а несколько со средним номиналом – так обеспечивается высокая надежность работы.
Правила выбора номинала
Геометрия внутриквартирных и домовых электро сетей индивидуальна, по этому стандартных решений по установке выключателей конкретного номинала нет.
Единые правила расчета возможных показателей автоматов довольно сложны и зависят от большого количества самых разных факторов. Следует предусмотреть их все, иначе может быть создание опасной ситуации.
Выбор автомата по мощности
Тут же обмолвимся, что вармантов несколько. Довольно обычный — расчёт автомата по мощности при помощи одного из онлайн-калькуляторов. Но какой бы вы не подобрали, первым делом требуется определить общую нагрузку в сети. Как высчитать данный показатель? Для этого нужно будет разобраться со всеми приборами для домашнего применения, которые ставятся на участок питающей сети.
Удобнее рассчитывать автомат по мощности, а не делать выбор автомата по току. Чтобы не быть голословным, приведем пример подобной сети, в которую в большинстве случаев подсоединяется очень много техники для дома. Это кухня.
-
Итак, в кухонной комнате в большинстве случаев размещается:
Это фактически типовый набор, который вероятно будет немножко побольше, или немного поменьше. Складывая все данные показатели, приобретаем общую мощность участка, которая равна 3,1 кВт. А вот теперь способы определения нагрузки и сам выбор автомата.
Устройство защитного отключения своевременно среагирует на утечку тока и отключит нагрузку. Для оптимального выбора автомата важно взять во внимание три ключевых параметра; — минимальный ток, коммутационную способность выключения тока короткого замыкания и класс автоматов.
Расчетный минимальный ток автомата — это самый большой ток, который рассчитывается на долгую работу автомата. При токе выше номинального, происходит выключение контактов автомата. Класс автоматов значит непродолжительную величину пускового тока, когда автомат еще не срабатывает.
Пусковой ток неоднократно превосходит номинальное значение тока. Все классы автоматов имеют разнообразные увеличения пускового тока.
-
Всего есть 3 класса для автоматов самых разных марок:
В домах, квартирах применяют класс С. Коммутационная способность определяет величину электрического тока короткого замыкания при мгновенном отключении автомата. У нас применяются автоматы с коммутационной способностью 4500 ампер, заграничные автоматы имеет ток к. з. 6000 ампер. Можно применять два этих типа автоматов, российские и заграничные.
Табличный способ
Как выбрать автомат по мощности таблица. Это упрощенный вариант для оптимального выбора автоматизированного выключателя. Вам для этого потребуется таблица, в которой по суммарному критерию можно выбрать автомат (одно- или трехфазный).
| Вид подсоединения | Однофазное | Однофазное вводный | Трехфазное треугольником | Трехфазное звездой |
|---|---|---|---|---|
| Полюсность автомата | Однополюсный автомат | Двухполюсный автомат | Трехполюсный автомат | Четырехполюсный автомат |
| Напряжение питания | 220 Вольт | 220 Вольт | 380 Вольт | 220 Вольт |
| Автомат 1А | 0.2 кВт | 0.2 кВт | 1.1 кВт | 0.7 кВт |
| Автомат 2А | 0.4 кВт | 0.4 кВт | 2.3 кВт | 1.3 кВт |
| Автомат 3А | 0.7 кВт | 0.7 кВт | 3.4 кВт | 2.0 кВт |
| Автомат 6А | 1.3 кВт | 1.3 кВт | 6.8 кВт | 4.0 кВт |
| Автомат 10А | 2.2 кВт | 2.2 кВт | 11.4 кВт | 6.6 кВт |
| Автомат 16А | 3.5 кВт | 3.5 кВт | 18.2 кВт | 10.6 кВт |
| Автомат 20А | 4.4 кВт | 4.4 кВт | 22.8 кВт | 13.2 кВт |
| Автомат 25А | 5.5 кВт | 5.5 кВт | 28.5 кВт | 16.5 кВт |
| Автомат 32А | 7.0 кВт | 7.0 кВт | 36.5 кВт | 21.1 кВт |
| Автомат 40А | 8.8 кВт | 8.8 кВт | 45.6 кВт | 26.4 кВт |
| Автомат 50А | 11 кВт | 11 кВт | 57 кВт | 33 кВт |
| Автомат 63А | 13.9 кВт | 13.9 кВт | 71.8 кВт | 41.6 кВт |
Тут все очень просто. Очень важное, нужно понимать, что расчетная общаяя мощность оказаться может не той, что в таблице. По этому придется расчетный критерий наращивать до табличного.
По нашему примеру видно, что мощность потребления участка равна 3,1 квт. Такого критерия в таблице нет, по этому берем ближний больший. А это 3,5 кВт, которому отвечает автомат на 16 ампер.
Как можно заметить из таблицы, расчет автомата по мощности 380 выделяется от расчет автомата по мощности 220.
Графический способ
Это фактически то же самое, что и табличный. Исключительно в качестве таблицы тут применяется график. Они тоже находятся в свободном доступе в сети интернет. Например приводим один из таких.
На графике в горизонтальном положении размещены автовыключатели с критерием токовой нагрузки, в вертикальном положении мощность потребления участка сети.
Чтобы узнать мощность выключателя, нужно в первую очередь на вертикальной оси отыскать получившуюся расчетным путем используемую мощность, после этого от него провести горизонтальную линию до зеленого столбика, определяющего минимальный ток автомата.
Вы можете лично сделать это с нашим примером, который показывает, что наш расчет и выбор был выполнен правильно. Другими словами, такой мощности отвечает автомат с нагрузкой 16А.
Тонкости выбора
Сегодня очень важно понимать тот момент, что кол-во удобной техники для дома расчет, и любой человек пытается обзавестись новыми устройствами, таким образом облегчая собственный обиход.
Вернемся к нашему примеру. Только представьте, что квартировладелец приобрел кофе-машину на 1,5 кВт. Исходя из этого суммарный мощностной критерий будет равным 4,6 кВт. Разумеется, это больше мощности подобранного нами автоматизированного выключателя (16А). И если одновременно все аппараты будут включены (плюс и кофе-машина), то автомат здесь же сбросит и разъединит цепь.
Можно сосчитать все критерии, приобрести новый автомат и сделать переустановку. Как правило, это все нетрудно. Но приемлемо будет, если заблаговременно предугадать эту ситуацию, тем более она типовая сейчас.
Точно предугадать, какая техника для дома дополнительно может быть поставлена, тяжело. По этому упрощенный вариант – расширить суммарный расчетный критерий на 50%. Другими словами, применять повышающий показатель 1,5. Снова возвращаемся к нашему примеру, где будет вот такой итоговый результат:
Для отдельных случаев можно применять понижающий показатель. Например, маленькое количество розеток, чтобы одновременно работали сразу все приборы. Это может быть одна розетка для электрического чайника и кофе-машины. Другими словами, одновременно эти два прибора включить нет возможности.
Когда касается дело увеличения токовой нагрузки на сетевом участке, следует менять не только автомат, но и проверить, удержит ли нагрузку электрическая проводка, для чего рассматривается сечение уложенных проводов. Если сечение не отвечает нормативам, то проводку лучше заменить.
Расчет автомата по сечению электрической проводки
Чтобы подобрать автомат воспользуйтесь таблицей. Подобранный по сечению электрической проводки ток, делают меньше до нижней величины электрического тока автомата, для уменьшения нагрузки электрической проводки.
| Сечение кабеля, кв.мм | Минимальный ток автомата, А | Мощность 1-фазной нагрузки при 220В, кВт | Мощность 3-фазной нагрузки при 380В, кВт | |
|---|---|---|---|---|
| Медь | Алюминий | |||
| 1 | 2.5 | 6 | 1.3 | 3.2 |
| 1.5 | 2.5 | 10 | 2.2 | 5.3 |
| 1.5 | 2.5 | 16 | 3.5 | 8.4 |
| 2.5 | 4 | 20 | 4.4 | 10.5 |
| 4 | 6 | 25 | 5.5 | 13.2 |
| 6 | 10 | 32 | 7 | 16.8 |
| 10 | 16 | 40 | 8.8 | 21.1 |
| 10 | 16 | 50 | 11 | 26.3 |
| 16 | 25 | 63 | 13.9 | 33.2 |
Для розеток автоматы берут на ток 16 ампер, так как розетки рассчитаны на ток 16 ампер, для освещения подходящий вариант автомата 10 ампер. Если Вы вдруг не вкурсе сечение электрической проводки, тогда его легко высчитать по формуле:
Метод расчета автоматизированного выключателя по сечению является одним из лучших, так как он оберегает электросхему в помещении.
Формула расчета мощности по току и напряжению
Как высчитать мощность по току? В цепях электрического тока расчет мощности проводится с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. Поэтому введено понятие полной мощности (S), которая в себя включает две составляющие: реактивную (Q) и энергичную (P). Графическое описание данных величин можно создать через треугольник мощностей.
Под энергичной составляющей (Р) имеется в виду мощность полезной нагрузки (бесповоротное переустройство электрической энергии в тепло, свет и т.д.). Меряется эта величина в ваттах (Вт), на домашнем уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в сфере производства – мегаваттах (мВт).
Реактивная составная часть (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи электрического тока, мерная единица данной величины Вар.
В согласии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с использованием простых тригонометрических тождеств, что позволяет применять следующие формулы:
Эти расчеты применимы для однофазной сети (к примеру, бытовой 220 В), для вычисления мощности трёхфазной системе электроснабжения (380 В) в формулы нужно добавить множитель – v3 (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).
Для лучшего понимания процесса влияния составляющих полной мощности необходимо рассмотреть «чистое» проявление нагрузки в энергичном, индуктивном и емкостном виде.
Энергичная нагрузка
Возьмём гипотетическую схему, в которой применяется «чистое» активное сопротивление и подходящий источник переменного напряжения. Графическое описание работы такой цепи показано на рисунке 2, где отображаются важные параметры для конкретного временного диапазона (t).
Мы можем увидеть, что напряжение и ток синхронизированы как по фазе, так и частоте, мощность же имеет удвоенную частоту. Необходимо обратить свое внимание, что направление данной величины положительное, и она регулярно увеличивается.
Емкостная нагрузка
Как видно на рисунке 3, график параметров емкостной нагрузки немного выделяется от энергичной.
Частота колебаний емкостной мощности вдвое превосходит частоту синусоиды колебания напряжения. Что же касается суммарного значения данного параметра, в течение одного периода гармоники оно равно нулю.
При этом увеличения энергии (?W) также не встречается. Подобный результат указывает, что ее перемещение происходит в двоих направлениях цепи. Другими словами, когда возрастает напряжение, происходит накопление заряда в емкости. При наступлении негативного полупериода собранный заряд разряжается в контур цепи.
В процессе накопления энергии в емкости нагрузки и будущего разряда не выполняется полезной работы.
Неблагоприятное воздействие реактивной нагрузки
В вышеприведенных примерах рассматривались варианты, где есть «чистая» реактивная нагрузка. Фактор влияния энергичного сопротивления в расчет не принимался. В подобных условиях реактивное влияние равно нулю, а это означает, можно не принимать его к сведению. Как вы понимаете, в настоящих условиях такое невозможно.
Реактивная составная часть может возникать в виде нагрева активных элементов цепи, к примеру, мотора, блока питания, соединительных проводов, питающего кабеля и т.д. На это тратится некоторое количество энергии, что приводит к уменьшению ключевых параметров.
-
Реактивная мощность действует на цепь так:
Собственно поэтому, производя необходимые вычисления для электроцепи, не нужно исключать фактор воздействия индуктивной и емкостной нагрузки и, если нужно, учитывать применение технических систем для ее компенсации.
По каким токам делают расчет автоматов
Функция автоматизированного выключателя состоит в защите электрической проводки, подключенной после него. Главным параметром, по которому делают расчет автоматов, считается минимальный ток. Но минимальный ток чего, нагрузки или провода?
Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автовыключателей, которые служат для защиты некоторых участков сети, подбираются если есть возможность меньше расчетных токов данных участков или по минимальному току приемника.
Расчет автомата по мощности (по минимальному току электроприемника) делают, если провода по всей длине на всех участках электрической проводки рассчитаны на подобную нагрузку. Другими словами возможный ток электрической проводки больше номинала автомата.
Также принимается во внимание время токовая характеристика автомата, но про нее мы побеседуем позднее.
Кабель начнет греться и плавиться, потому как он рассчитывается на минимальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат выключится только тогда, когда случится короткое замыкание. В результате может поломаться проводка и даже случиться пожар.
По этому определяющей величиной для выбора минимального тока автомата считается сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки принимается во внимание только после выбора сечения провода. Минимальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше самого большого тока, возможного для провода данного сечения.
Аналогичным образом, выбор автомата делают по очень маленькому сечению провода, который применяется в проводке.
Если подобрать автомат со значением 25 ампер, то проводка нагреется, так как кабель данного сечения не предназначается для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматизированного выключателя, нужно, первым делом, иметь в виду сечение провода.
Расчет автомата по току Подсчитываем полную мощность нагрузок на автомат. Плюсуем мощности всех потребителей электричества, и по следующей формуле: I = P/U приобретаем расчетный ток автомата. P- общаяя мощность всех потребителей электричества U – напряжение сети Округляем расчетную величину полученного тока в большую сторону.
Когда можно уменьшить номинальную мощность автомата
Порой на линию устанавливают автомат с номинальной мощностью намного более низкой, чем нужно для гарантированого сохранения работоспособности электрокабеля. Уменьшать номинал выключателя имеет смысл, если общаяя мощность всех устройств в цепи намного меньше, чем выдерживает провод.
Это происходит, если исходя из соображений безопасности, когда уже после того как провели монтажные работы проводки часть приборов была удалена с линии. Тогда уменьшение номинальной мощности автомата резонно с позиции его достаточно быстрого реагирования на появляющиеся перегрузки.
К примеру, при заклинивании подшипника электрического двигателя, ток в обмотке резко возрастает, однако не до значений короткого замыкания. Если автомат среагирует быстро, то обмотка не успеет оплавиться, что спасет мотор от дорогой процедуры перемотки.
Также применяют номинал меньше расчетного по причинам жёстких ограничений на каждую цепь. К примеру, для однофазной сети при входе в жилую площадь с электрической плитой поставлен выключатель 32 A, что даёт 32 * 1,13 * 220 = 8,0 кВт допустимой мощности. Пускай при выполнении разводки по квартире были организованы 3 линии с установкой групповых автоматов номинала 25 A.
При подобной схеме электрического щитка входной автомат будет чаще отключаться, чем устройства на линиях. Таким образом, чтобы сберечь принцип селективности, необходимо поставить на участки выключатели номиналом в 20 или 16 ампер. Тогда при подобном же перекосе используемой мощности на прочие два звена будет приходиться суммарно 3,8 или 5,1 кВт, что допустимо.
Рассмотрим вероятность установки выключателя с номиналом 20A на примере отмеченной для кухонной комнаты индивидуальной линии.
-
К ней подсоединены и могут быть одновременно включены следующие электрические приборы:
Во время работы электрической духовки не запрещается дополнительно включить лишь один прибор, самые мощный из которых – электрический чайник, потребляющий 2,0 кВт.
Двадцатиамперный автомат дает возможность более часа пропускать ток с мощностью 20 * 220 * 1,13 = 5,0 кВт. Гарантированное выключение меньше чем за один час случится при пропуске тока в 20 * 220 * 1,45 = 6,4 кВт.
При включении сразу духовки и электрического чайника общаяя мощность будет составлять 5,5 кВт или 1,25 части от номинала автомата. Так как чайник работает непродолжительное время, то выключения не случится. Если в данный момент включатся в работу холодильник и две морозилки, то мощность будет составлять уже 6,3 кВт или 1,43 части номинала.
Возникающего при запуске холодильника стартового тока, даже в сумме со всеми работающими устройствами, будет мало для срабатывания электромагнитного расцепителя. Аналогичным образом, в заданных условиях можно применять автомат на 20 A.
