Sicuramente molti di noi si sono chiesti perché gli interruttori automatici hanno sostituito così rapidamente i fusibili obsoleti dei circuiti elettrici? L'attività della loro implementazione è giustificata da una serie di argomenti molto convincenti, inclusa la possibilità di acquistare questo tipo di protezione, che corrisponde idealmente ai dati tempo-corrente di tipi specifici di apparecchiature elettriche.
Hai dubbi sulla macchina di cui hai bisogno e non sai come sceglierla correttamente? Ti aiuteremo a trovare la soluzione giusta: l'articolo discute la classificazione di questi dispositivi. Oltre a caratteristiche importanti a cui dovresti prestare molta attenzione quando scegli un interruttore automatico.
Per facilitare la comprensione delle macchine, il materiale dell'articolo è integrato con foto visive e utili consigli video da parte di esperti.
La macchina disconnette quasi istantaneamente la linea ad essa affidata, eliminando i danni al cablaggio e alle apparecchiature alimentate dalla rete. Una volta terminato lo spegnimento, il ramo può essere riavviato immediatamente senza sostituire il dispositivo di sicurezza.
Se hai conoscenza o esperienza nell'esecuzione di lavori elettrici, condividila con i nostri lettori. Lascia i tuoi commenti sulla scelta di un interruttore automatico e sulle sfumature della sua installazione nei commenti qui sotto.
Quando si progetta la rete elettrica di una nuova casa, per collegare nuovi potenti dispositivi, nel processo di ammodernamento del quadro elettrico, è necessario selezionare un interruttore automatico per una sicurezza elettrica affidabile.
Alcuni utenti non prestano attenzione a questo compito e possono collegare senza esitazione qualsiasi macchina disponibile, purché funzioni, oppure nella scelta si lasciano guidare dai seguenti criteri: più economica, in modo che non costi troppo, o più potente , in modo che non rompa nuovamente la banca.
Molto spesso, tale negligenza e ignoranza delle regole di base per la scelta della classificazione di un dispositivo di sicurezza porta a conseguenze fatali. Questo articolo ti introdurrà ai criteri di base per proteggere i cavi elettrici da sovraccarico e cortocircuito, per poter selezionare correttamente un interruttore in base al consumo di energia elettrica.
Brevemente il principio di funzionamento e lo scopo degli interruttori automatici
In caso di cortocircuito, l'interruttore funziona quasi istantaneamente grazie allo sganciatore elettromagnetico. Ad un certo superamento del valore di corrente nominale, la piastra bimetallica riscaldante spegnerà la tensione dopo un certo tempo, come si può scoprire dal grafico temporale della caratteristica di corrente.
Questo dispositivo di sicurezza protegge il cablaggio da cortocircuiti e sovracorrenti superiori al valore calcolato per una determinata sezione del filo, che possono riscaldare i conduttori fino al punto di fusione e provocare l'accensione dell'isolamento. Per evitare che ciò accada, è necessario non solo scegliere l'interruttore di protezione adatto alla potenza dei dispositivi collegati, ma anche verificare se la rete esistente può sopportare tali carichi.
Aspetto di un interruttore automatico tripolare I cavi devono corrispondere al carico
Accade spesso che in una vecchia casa siano installati un nuovo contatore elettrico, macchine automatiche e interruttori differenziali, ma il cablaggio rimane vecchio. Vengono acquistati molti elettrodomestici, viene sommata la potenza e viene selezionata una macchina automatica, che mantiene regolarmente il carico di tutti gli apparecchi elettrici accesi.
Tutto sembra essere corretto, ma all'improvviso l'isolamento del filo inizia a emettere un odore e fumo caratteristici, appare una fiamma e la protezione non funziona. Ciò può accadere se i parametri di cablaggio non sono progettati per tale corrente.
Supponiamo che la sezione trasversale del vecchio nucleo del cavo sia 1,5 mm², con un limite di corrente massimo consentito di 19 A. Supponiamo che ad esso siano stati collegati più apparecchi elettrici contemporaneamente, per un carico totale di 5 kW, che in corrente equivalente è di circa 22,7 A corrisponde ad un interruttore automatico da 25 A;
Il filo si scalderà, ma questa macchina rimarrà sempre accesa finché l'isolamento non si scioglierà, il che porterà a un cortocircuito e il fuoco potrebbe già divampare a pieno ritmo.
Proteggi l'anello più debole del cablaggio elettrico
Pertanto, prima di scegliere una macchina in base al carico da proteggere, è necessario assicurarsi che il cablaggio resista a questo carico.
Secondo PUE 3.1.4, la macchina deve proteggere la sezione più debole del circuito elettrico dai sovraccarichi, oppure essere selezionata con una corrente nominale corrispondente alle correnti degli impianti elettrici collegati, il che implica ancora una volta il loro collegamento con conduttori con la trasversale richiesta sezione.
Se ignori questa regola, non dovresti incolpare una macchina progettata in modo errato e maledire il suo produttore se un anello debole nel cablaggio elettrico provoca un incendio.
Isolamento del filo fuso Calcolo del valore nominale della macchina
Partiamo dal presupposto che il cablaggio sia nuovo, affidabile, calcolato correttamente e soddisfi tutti i requisiti. In questo caso, la scelta di un interruttore si riduce alla determinazione di un valore nominale adeguato da un tipico intervallo di valori, in base alla corrente di carico calcolata, che viene calcolata con la formula:
dove P è la potenza totale degli elettrodomestici.
Ciò significa carico attivo (illuminazione, resistenze elettriche, elettrodomestici). Questo calcolo è completamente adatto per una rete elettrica domestica in un appartamento.
Diciamo che viene effettuato il calcolo della potenza: P = 7,2 kW. I=P/U=7200/220=32,72 A. Selezionare una macchina 32A adatta da un intervallo di valori: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.
Questa valutazione è leggermente inferiore al valore calcolato, ma è praticamente impossibile che tutti gli apparecchi elettrici dell'appartamento siano accesi contemporaneamente. È inoltre opportuno considerare che in pratica il funzionamento della macchina inizia con un valore 1,13 volte maggiore del valore nominale, per le sue caratteristiche tempo-corrente, ovvero 32 * 1,13 = 36,16 A.
Per semplificare la scelta di un interruttore, esiste una tabella in cui i valori degli interruttori corrispondono alla potenza dei carichi monofase e trifase:
Tabella di selezione degli interruttori automatici di corrente La denominazione trovata utilizzando la formula nell'esempio sopra è la più vicina in termini di valore di potenza, indicato nella cella evidenziata in rosso. Inoltre, se vuoi calcolare la corrente per una rete trifase quando scegli una macchina, leggi l'articolo a riguardo
La selezione degli interruttori automatici per impianti elettrici (motori elettrici, trasformatori) con carichi reattivi, di norma, non viene effettuata in base alla potenza. La valutazione e il tipo di caratteristiche attuali dell'interruttore sono selezionati in base alla corrente operativa e di avviamento specificata nel passaporto di questo dispositivo.
Calcolo della sezione trasversale dei nuclei di cavi e fili
I possibili problemi sono più facili da comprendere con un esempio concreto. Dati iniziali:
- alimentatore standard con tensione alternata U=220 V;
- l'appartamento presenta vecchi cablaggi in alluminio (sezione 2,5 mm quadrati);
- amperaggio della macchina – 30 A;
- collegare 6 termoconvettori da 750 W e un ferro da stiro da 850 W.
- potenza totale (P) dei consumatori – 5.350 W;
- corrente (I) nel circuito è calcolata con la formula I = P/U = 5.350 / 220 = 24,32 A).
La macchina non funzionerà in tale situazione (30(amp)gt;24.32A). Tale corrente riscalderà notevolmente il filo di alluminio e scioglierà l'isolamento. Dovrà essere ripristinato un circuito distrutto da un cortocircuito, cosa difficile quando si installano reti all'interno di strutture edilizie. Nella peggiore delle ipotesi, importanti beni materiali verranno distrutti da un incendio.
Tabella di selezione della macchina per potenza
Le singole operazioni lavorative vengono semplificate utilizzando calcolatori specializzati. Tali programmi forniscono informazioni gratuite e siti di aiuto. Ma la scelta della macchina in base alla potenza dovrà essere effettuata sulla base dell'attrezzatura reale.
Algoritmo tipico:
- chiarire i dati iniziali di consumo dei singoli dispositivi;
- distribuire in gruppi, chiarire i valori totali;
- I risultati ottenuti vengono utilizzati per selezionare i dispositivi di protezione.
Questo parametro indica la conservazione della funzionalità quando i carichi correnti vengono superati più volte (volte):
- B (3-5);
- C (5-10);
- D (40-50).
Metodo tabulare
I materiali di riferimento indicano quanta potenza di carico può essere utilizzata se le macchine sono installate in reti elettriche diverse. Esempio per modello 2 A (valori in kW):
- 220 V, 1 (2) poli, collegamento monofase – 0,4;
- 380 V, 3 poli, “triangolo” – 2,3;
- 380 V, 4 poli, stella – 1,3.
Per garantire l'affidabilità, il risultato deve essere aumentato al valore più vicino nell'intervallo del modello.
Metodo grafico
Questa tecnica utilizza principi simili. Ma i parametri del test sono presentati in una forma grafica chiara.
Sfumature a scelta
In ogni caso la scelta dell'interruttore in base alla corrente (potenza) viene fatta con una riserva. Gli esperti consigliano di utilizzare un fattore moltiplicativo di 1,4-1,6. Allo stesso tempo, viene verificata la capacità del cablaggio di sopportare il carico massimo.
Per calcolare questi parametri vengono utilizzate le definizioni di potenza totale (S), attiva (P) e reattiva (Q). Le seguenti formule sono adatte per il calcolo delle reti monofase 220 V:
- S = U*I;
- P = U * I * cos ϕ;
- Q = U * I * peccato ϕ.
I dati iniziali per il calcolo possono essere presi dai libri di consultazione. Vengono utilizzati anche i risultati delle misurazioni.
Le lampade a incandescenza e i riscaldatori non sono reattivi. Tali carichi non spostano le fasi di correnti e tensioni. L'energia viene consumata completamente al doppio della frequenza.
Carico capacitivo
Quando un condensatore è collegato a una rete CA, l'energia viene scambiata in entrambe le direzioni. Questo processo non è accompagnato da un lavoro utile.
Rapporto energetico
Le spiegazioni presentate considerano una situazione ideale. Tuttavia, in realtà, ogni elemento reattivo ha una certa resistenza elettrica. Non bisogna dimenticare le corrispondenti perdite nei cavi di collegamento e in altri componenti del circuito.
Con valori significativi del componente capacitivo (induttivo), è necessario tenere conto dei problemi rilevati. In alcuni schemi, oltre ad aumentare la capacità di carico delle macchine, vengono utilizzati componenti di compensazione aggiuntivi.
La potenza del dispositivo di protezione viene selezionata in base alla corrente di cablaggio (valore calcolato o tabulato) tenendo conto del consumo del carico collegato. La valutazione della macchina viene scelta in modo inferiore per mantenere l'integrità della linea elettrica durante il funzionamento. In diverse sezioni della rete vengono installati conduttori della sezione trasversale appropriata, guidati dai principi di una struttura ad albero.
È possibile acquistare AV con valori di cortocircuito: 3.000, 4.500, 6.000, 10.000 Ampere. La scelta dell'AV con la potenza richiesta dipende dalla lunghezza del cavo o della linea aerea dalla sottostazione di trasformazione (TS) alla vostra casa, appartamento o cottage.
Se la sottostazione del trasformatore si trova nelle vicinanze, le correnti di cortocircuito sono molto elevate, quindi è necessario acquistare un interruttore automatico con un'interruzione di 10.000 A. Nel settore privato delle famiglie, le linee elettriche aeree sono molto lunghe, quindi è necessario utilizzare un interruttore con una corrente di cortocircuito di 4.500 A. Negli altri casi il valore medio è - 6.000 A.
Rilascio elettromagnetico
B – il circuito si apre quando la corrente nominale viene superata di 3–5 volte;
C – superato di 5-10 volte;
D – superato di 10-20 volte.
Per selezionare un interruttore automatico in base alla potenza (P), è necessario calcolare la corrente di carico utilizzando la formula, quindi, in base ai dati ottenuti, selezionare un interruttore automatico di valore maggiore.
Esempio di selezione di un interruttore automatico
I – consumo corrente;
P – potere totale dei consumatori;
U – tensione di rete.
I = 3.620/220 = 16,4 A
Come puoi vedere, la corrente di carico consumata è 16,4 A. E in base a ciò, puoi selezionare AB. Puoi prendere una macchina automatica da 16 A, ma funzionerà al limite. Qualsiasi macchina è progettata in modo tale che la corrente nominale specificata venga aumentata del 13% e, se sovraccaricata, funzionerà per un po' di tempo. Perché prendere un AB che funzionerà al limite. Devi prenderlo con una riserva. La successiva classificazione AB è 20 A.
Guarda la tabella delle potenze per selezionare un AB in base al rating.
Tavolo 2.
| Tipo di connessione | Monofase 220 V, | Trifase (triangolo), 380 V | Trifase (stella), 220 V |
| Valutazione della macchina, A | |||
| 1 | 200 W | 1.100 W | 700 W |
| 2 | 400 W | 2.300 W | 1.300 W |
| 3 | 700 W | 3.400 W | 2.000 W |
| 6 | 1.300 W | 6.800 W | 4.000 W |
| 10 | 2.200 W | 11.400 W | 6.600 W |
| 16 | 3.500 W | 18.200 W | 10.600 W |
| 20 | 4.400 W | 22.800 W | 13.200 W |
| 25 | 5.500 W | 28.500 W | 16.500 W |
| 32 | 7.000 W | 36.500 W | 21.100 W |
| 40 | 8.800 W | 45.600 W | 26.400 W |
| 50 | 11.000 W | 57.000 W | 33.000 W |
| 63 | 13.900 W | 71.800 W | 41.600 W |
L'industria produce sezioni specifiche di fili o cavi. Ogni sezione del conduttore ha un determinato carico di corrente. Utilizzando una determinata sezione è anche possibile selezionare un interruttore automatico (AB) in base al suo valore nominale. Se non sei sicuro della sezione trasversale di un particolare filo o cavo, questa questione può essere calcolata utilizzando una formula.
Il modo più semplice è utilizzare una tabella in cui puoi determinare immediatamente quale AB ti serve. La tabella contiene i dati senza tenere conto della lunghezza del filo (cavo).
Tabella 3.
| Corrente dell'interruttore automatico, A | Sezione del filo, mm² | potenza, kWt | ||
| Rame | Alluminio | 220 V | 380 V (cosφ = 0,8) | |
| 5 | 1 | 2,5 | 1,1 | 2,6 |
| 6 | 1 | 2,5 | 1,3 | 3,2 |
| 10 | 1,5 | 2,5 | 2,2 | 5,3 |
| 16 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 8,4 |
| 20 | 2,5 | 4 | 4,4 | 10,5 |
| 25 | 4 | 6 | 5,5 | 13,2 |
| 32 | 6 | 10 | 7 | 16,8 |
| 40 | 10 | 16 | 8,8 | 21,1 |
| 50 | 10 | 16 | 11 | 26,3 |
| 63 | 16 | 25 | 13,9 | 33,2 |
La cosa principale nella scelta dell'AV e della sezione trasversale del filo (cavo) è che la corrente dell'interruttore automatico sia inferiore alla corrente consentita del conduttore.
Conclusione
Hai imparato come scegliere l'AB giusto da questo articolo. Prima di acquistare gli interruttori automatici, dovresti già sapere quali produttori producono prodotti di qualità. Scegli solo aziende fidate.
La scelta degli interruttori automatici si basa innanzitutto sulla potenza che la rete elettrica domestica deve sopportare.
Perché è importante scegliere una macchina in base alla potenza del carico:
- In caso di discrepanza Questo indicatore riscalda gradualmente il cablaggio.
- Riscaldamento costante fa sì che lo strato isolante si sciolga. Ciò crea due problemi contemporaneamente: fumo tossico e rischio di incendio.
- Sullo sfondo dell'isolamento che si scioglie appare un cortocircuito. L'AV finalmente funziona (cosa che prima non accadeva perché il dispositivo era stato selezionato in modo errato), ma il fuoco, e ancor di più il fumo, potrebbero già essersi propagati nell'appartamento.
La prima opzione è la più accessibile. È necessario tenere conto della potenza totale della rete, ovvero della potenza totale degli apparecchi elettrici accesi contemporaneamente. Vengono prese in considerazione anche le piccole lampadine, il riscaldamento a pavimento se presente, gli elettrodomestici da cucina e gli apparecchi elettrici per l'intrattenimento. Il valore risultante dovrebbe essere espresso in kW.
Un esempio di come calcolare la potenza:
- lavatrice – 700 W;
- stufa elettrica – 2,5 kW;
- Microonde – 1,8 kW;
- 5 lampadine – 600 W;
- frigorifero – 400 W;
- televisore – 200 W;
- PC – 550 W;
- aspirapolvere – 1 kW.
A cosa servono gli interruttori automatici e come funzionano?
Interruttori automatici di diversi produttori
I dispositivi di questa categoria sono in grado di rilevare un consumo eccessivo di energia elettrica. Ciò si verifica quando c'è un cortocircuito o quando sono collegati carichi potenti o reattivi. In tali situazioni, l'interruttore spegne la fonte di alimentazione da 220 (380) V senza l'intervento dell'utente.
Per eseguire le funzioni indicate, nella progettazione standard vengono utilizzate due tecnologie. Con un rapido aumento della corrente al di sopra di un livello calcolato, il solenoide crea un campo magnetico che muove l'asta. Attraverso un azionamento meccanico, questa unità apre il gruppo di contatti. I parametri del nodo vengono calcolati tenendo conto dei carichi iniziali per eliminare i falsi allarmi.
La seconda protezione è organizzata utilizzando un fenomeno ben noto: il riscaldamento del conduttore mediante passaggio di corrente. La sezione corrispondente della catena è ricavata da una piastra bimetallica. All'aumentare della temperatura cambia forma fino alla rottura del contatto. Alcuni modelli di macchine dispongono di regolazioni speciali per regolare il livello di sensibilità.
La funzione principale degli interruttori automatici è quella di proteggere l'isolamento dei fili e dei cavi di alimentazione dalla distruzione sotto l'influenza delle correnti di cortocircuito. Questi dispositivi non sono in grado di proteggere le persone dalle scosse elettriche; proteggono solo la rete e le apparecchiature. Il funzionamento degli interruttori automatici garantisce il normale funzionamento del cablaggio, eliminando completamente il rischio di incendio.
Quando si sceglie una macchina, è necessario tenere conto del fatto che le caratteristiche sopravvalutate del dispositivo faciliteranno il passaggio di correnti critiche per il cablaggio. In questo caso, l'area protetta non verrà disconnessa, il che comporterà lo scioglimento o l'incendio dell'isolamento. Se si sottovalutano le caratteristiche della macchina, la linea si romperà costantemente all'avvio di apparecchiature potenti. Le macchine automatiche si guastano molto rapidamente a causa dell'incollamento dei contatti sotto l'influenza di correnti troppo elevate.
I principali elementi operativi delle macchine sono sganciatori che interrompono direttamente il circuito in situazioni critiche. Si dividono nelle seguenti tipologie:
- Rilasci elettromagnetici. Reagiscono quasi istantaneamente alle correnti di cortocircuito e tagliano l'area desiderata entro 0,01 o 001 secondi. Il design comprende una bobina con una molla e un nucleo che si ritrae sotto l'influenza di correnti elevate. Durante la retrazione, il nucleo aziona una molla associata ad un dispositivo di sgancio.
- Rilasci bimetallici termici. Fornire protezione da sovraccarico della rete. Garantiscono l'interruzione del circuito quando passa una corrente che non corrisponde ai parametri massimi di funzionamento del cavo. Sotto l'influenza di una corrente elevata, la striscia bimetallica si piega e fa scattare lo sganciatore.
La maggior parte delle macchine utilizzate nella vita di tutti i giorni utilizzano un rilascio elettromagnetico e termico. Una combinazione ben coordinata di questi due elementi garantisce un funzionamento affidabile dei dispositivi di protezione.
Quali tipi di interruttori automatici esistono?
Ogni singola linea deve avere il proprio interruttore automatico
Nella scelta dei cavi adatti, oltre alla sezione trasversale, prestare attenzione alle effettive condizioni operative. I valori standardizzati sono forniti per il riscaldamento ad una temperatura non superiore a 60°C. Quando si installa la linea in un sito vicino a una casa di campagna, è necessario fornire protezione dall'umidità e da altri influssi esterni avversi.
Controllare attentamente tutte le parti della rete elettrica. La regola di base è una protezione affidabile, tenendo conto delle prestazioni dell'area con i parametri peggiori. Va tenuto presente che il rame è progettato con la stessa sezione trasversale per carichi maggiori rispetto all'alluminio. La purezza del metallo è di una certa importanza. All'aumentare delle impurità si deteriora la conduttività e aumentano le perdite dovute ad inutili e pericolosi riscaldamenti.
In tali oggetti immobiliari, vengono utilizzate le seguenti soluzioni standard per creare un sistema di alimentazione di alta qualità:
- la macchinetta di presentazione deve essere posizionata davanti al bancone;
- dietro il dispositivo di comando è installato un dispositivo differenziale generale (RCD);
- Successivamente, le linee separate sono dotate di interruttori automatici (AB).
L'RCD previene gli incidenti che provocano correnti di dispersione. In alcune situazioni, previene la scossa elettrica. Tuttavia, le misure di protezione complesse vengono eseguite utilizzando interruttori automatici. È necessario utilizzare una messa a terra efficace.
Valutazioni delle macchine per il cablaggio della cucina
Di norma è conveniente installare più gruppi in cucina per distribuire uniformemente i carichi. Si consiglia di selezionare con particolare attenzione la distribuzione dei consumatori potenti:
- piani cottura;
- forni;
- caldaie per riscaldamento, caldaie, scaldabagni;
- termoconvettori elettrici, pistole termiche;
- condizionatori.
Lasciate che vi faccia un esempio:
- Fornello elettrico domestico per 220 volt. Consumo energetico 5000 watt (5 kWatt).
- La corrente di carico può essere calcolata utilizzando la legge di Ohm.
- Icarico = 5000 W ÷ 220 volt = 22,7 Ampere.
Conclusione: Per questa stufa elettrica è necessario installare un interruttore automatico da almeno 23 A sulla linea di alimentazione. Non esistono macchine di questo tipo in vendita, quindi scegliamo una macchina con il valore più vicino a 25 Ampere.
Per calcolare il carico attuale di un gruppo di consumatori, viene introdotto il cosiddetto coefficiente di domanda. Il coefficiente di domanda (Kc) determina la probabilità di inclusione simultanea di tutti i consumatori nel gruppo per un lungo periodo di tempo. Ks=1 corrisponde al funzionamento contemporaneo di tutti gli apparecchi elettrici del gruppo.
È chiaro che praticamente non avviene mai l'accensione e il funzionamento di tutti gli apparecchi elettrici in un appartamento. Esistono interi sistemi per il calcolo del coefficiente di domanda per case e ingressi. Per ogni appartamento, il coefficiente di domanda differisce per le singole stanze, i singoli consumatori e anche per i diversi stili di vita dei residenti. Ad esempio, il coefficiente di domanda per un televisore è solitamente 1 e il coefficiente di domanda per un aspirapolvere è 0,1.
Pertanto, per calcolare il carico di corrente e selezionare un interruttore automatico in un gruppo di cablaggio, il fattore di domanda influenza il risultato. La potenza stimata del gruppo di cavi elettrici viene calcolata utilizzando la formula:
- P(calcolato)=K(domanda)×P(potenza installata).
- I (corrente di carico) = P (potenza calcolata) ÷ 220 volt.
- La potenza stimata nella rete viene calcolata come segue:
- 480×0,7 75 160 150 380 1000 400 700×0,3=2711,L
- K(domanda) appartamenti=2711÷3345=0,8
- Corrente di carico:
- 3345÷220×0,8=12Amp.
- Di conseguenza, selezioniamo un interruttore automatico un gradino più in alto: 16 Ampere.
Per proteggere i conduttori di una rete monofase 220 V, esistono dispositivi di disconnessione unipolari e bipolari. Ai cavi unipolari è collegato un solo conduttore: fase, ai cavi bipolari sia fase che neutro. Gli interruttori automatici unipolari sono installati su circuiti di illuminazione interna a 220 V, su gruppi di prese in ambienti con condizioni operative normali. Vengono installati anche su alcuni tipi di carico nelle reti trifase, collegando una delle fasi.
Per le reti trifase (380 V) ci sono tre e quattro poli. Questi interruttori automatici (il nome corretto è interruttore automatico) sono installati su un carico trifase (forni, piani cottura e altre apparecchiature che funzionano su una rete a 380 V).
In ambienti con elevata umidità (bagno, stabilimento balneare, piscina, ecc.) sono installati interruttori automatici bipolari. Sono consigliati anche per l'installazione su elettrodomestici potenti: lavatrici, lavastoviglie, caldaie, forni, ecc.
È solo che in situazioni di emergenza - in caso di cortocircuito o guasto dell'isolamento - la tensione di fase può raggiungere il filo neutro. Se sulla linea elettrica è installato un dispositivo unipolare, scollegherà il filo di fase e lo zero con tensione pericolosa rimarrà collegato. Ciò significa che esiste ancora la possibilità di scossa elettrica quando viene toccato.
Per una rete trifase sono presenti interruttori automatici tripolari. Tale macchina è installata all'ingresso e presso i consumatori, a cui vengono fornite tutte e tre le fasi: una stufa elettrica, un piano cottura trifase, un forno, ecc. Le restanti utenze sono dotate di interruttori automatici bipolari. Devono scollegare sia la fase che il neutro.
La scelta del calibro dell'interruttore non dipende dal numero di fili ad esso collegati.
Selezione del calibro dell'interruttore in base alla sezione del cavo
La funzione principale dell'AB è proteggere il cablaggio elettrico. Per questo motivo accertarsi innanzitutto del rispetto della potenza nominale dell'interruttore in ampere, della sezione trasversale e del materiale (rame, alluminio) dei conduttori del cavo.
La quantità di elettricità necessaria per il funzionamento di lampade e altri prodotti è indicata nella documentazione di accompagnamento. La potenza è indicata sull'alloggiamento. Questi dati possono essere ottenuti dal sito ufficiale del produttore. Tuttavia, la semplice somma dei kilowatt non è sufficiente.
cos(f) – parametro con cui è possibile determinare la potenza totale (nominale) della potenza attiva (consumata)
Il semplice algoritmo di calcolo mostrato nell'esempio descrive la situazione con un carico resistivo. È questo componente (potenza attiva - P) che è indicato nella scheda tecnica del prodotto corrispondente. È determinato dal contatore per i pagamenti regolari dell'energia consumata.
Tuttavia, quando si collega una macchina o un'altra attrezzatura elettrica, è necessario tenere conto della componente induttiva. Agiscono in modo simile se nel circuito è presente un condensatore.
Formule e spiegazioni:
- P = S * cosϕ;
- Q = S * peccato ϕ;
- S = P/cosϕ;
- ϕ – angolo tra i vettori P e S (sfasamento).
La componente reattiva (Q) denota lo scambio ciclico di energia tra la fonte di alimentazione e il carico. La somma dei vettori P e Q aiuterà a determinare la potenza apparente finale (S).
L'accensione di una pompa potente (un altro carico reattivo) è accompagnata da uno spunto di corrente e da un successivo processo oscillatorio con il passaggio alla modalità operativa normale. La durata dell'impulso, di norma, non supera 1,5-2 secondi. Questa durata non è sufficiente per riscaldare la piastra bimetallica. Ma questo potrebbe essere sufficiente per spostare l'asta del solenoide.
L'elenco mostra i tipici livelli sovradimensionati che attivano lo sgancio della bobina del solenoide. I ritardi di tempo prima che la piastra bimetallica interrompa il circuito (secondi) sono indicati tra parentesi:
- A – 30% (20-30);
- B – 200% (4-5);
- C – 5 volte (1,5);
- D – 10 volte (0,4).
Le modalità corrispondenti sono state prese in considerazione durante la creazione degli standard di profilo. Per evitare arresti errati, è necessario scegliere il tipo di macchina appropriato.
Questo fattore di correzione (Ks) viene utilizzato per tenere conto dei carichi in condizioni operative reali: Design = S * Ks. Il suo valore (intervallo da 0 a 1) indica il numero di consumatori collegati. Questo metodo è conveniente da utilizzare quando si creano progetti per ufficio e industriali, che comportano l'uso dello stesso tipo di attrezzatura: macchine, computer, ecc.
Misurazione della tensione con un multimetro
Le formule fornite con sfasamento vengono utilizzate per correggere carichi induttivi e capacitivi. Quelli resistivi vengono presi in considerazione in base ai dati del passaporto senza ricalcolo. Il valore cos ϕ è ricavato dalla documentazione allegata.
La corrente può essere calcolata come segue:
- P/U – alimentatori costanti, carichi resistivi;
- P/ (U * cos ϕ) = P/ (220 * cos ϕ) – una fase, ~220 V, caratteristiche reattive del consumatore;
- P/ (U * √3 * cos ϕ) = P/ (380 * 1,7321 * cos ϕ) – rete trifase ~380 V, parametri tecnici induttivi (capacitivi).
Puoi misurare le tensioni reali usando un multimetro. La metodologia per l’esecuzione delle operazioni di lavoro è riportata nelle istruzioni ufficiali del produttore.
Selezione della sezione trasversale del nucleo
Le informazioni necessarie sulle capacità di carico sono contenute nella documentazione ufficiale dei produttori di cavi. Si consiglia di selezionare una sezione trasversale più grande dalla gamma di serie per evitare surriscaldamenti e danni durante il funzionamento. Secondo le norme attuali, per locali residenziali sono adatti conduttori con un'area pari o superiore a 1,5 mm.
Il valore limite del valore nominale è determinato dalla formula Ir ≤ Ipr/1,45, dove Ipr è la corrente consentita in modalità a lungo termine per un determinato cablaggio. Se si prevede di installare una rete, procedere come segue:
- chiarire lo schema di collegamento del consumatore;
- raccogliere i dati del passaporto delle apparecchiature, misurare la tensione;
- secondo lo schema presentato, vengono calcolati separatamente, le correnti nei singoli circuiti vengono riassunte;
- per ciascun gruppo è necessario selezionare una macchina in grado di sopportare il carico appropriato;
- determinare i prodotti via cavo con una sezione trasversale del conduttore adeguata.
Se le reti vengono installate in scanalature e ricoperte di intonaco, lo smontaggio risulta troppo difficoltoso. In questo caso selezionare la macchina in base alla sezione del cavo. Si inizia valutando la capacità di carico delle linee esistenti. Il risultato ottenuto viene utilizzato per valutare modelli idonei di dispositivi di protezione. Successivamente, i consumatori vengono distribuiti in gruppi tenendo conto della potenza totale (uso condiviso).
Un esempio di scelta del valore nominale della macchina per ogni linea
Per conclusioni corrette, è necessario tenere conto delle caratteristiche delle apparecchiature collegate. Se si calcola che la corrente totale sia di 19 A, gli utenti preferiscono acquistare un dispositivo da 25 A. Questa soluzione presuppone la possibilità di applicare carichi aggiuntivi senza restrizioni significative.
Tuttavia, in alcune situazioni è meglio scegliere un interruttore da 20 A. Ciò garantisce un tempo relativamente più breve per le interruzioni di corrente quando la corrente aumenta (la temperatura aumenta) con un sezionatore bimetallico. Questa precauzione aiuterà a mantenere l'integrità degli avvolgimenti del motore elettrico quando la rotazione del rotore è bloccata da una trasmissione bloccata.
Tempi di risposta diversi sono utili per garantire il funzionamento selettivo dei dispositivi di protezione. Sulle linee vengono installati dispositivi con latenza inferiore. In caso di emergenza, solo la parte danneggiata viene scollegata dall'elettricità. La macchina di input non avrà il tempo di spegnersi. L'alimentazione tramite altri circuiti è utile per mantenere in ordine l'illuminazione, gli allarmi e altri sistemi tecnici.
In realtà, dalle funzioni dell'interruttore segue la regola per determinare la potenza dell'interruttore: deve funzionare fino a quando la corrente non supera le capacità del cablaggio. Ciò significa che la corrente nominale della macchina deve essere inferiore alla corrente massima che il cablaggio può sopportare.
Sulla base di ciò, l'algoritmo per la selezione di un interruttore è semplice:
- Calcolare la sezione del filo per un'area specifica.
- Scopri quale corrente massima può sopportare questo cavo (vedi tabella).
- Successivamente, tra tutti i valori nominali degli interruttori automatici, selezioniamo quello più piccolo più vicino. I valori nominali delle macchine sono legati alle correnti di carico a lungo termine consentite per un particolare cavo: hanno un valore leggermente inferiore (vedere la tabella). L'elenco delle denominazioni è simile a questo: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. Da questo elenco scegli quello appropriato. Ci sono valori più piccoli, ma praticamente non vengono più utilizzati: abbiamo troppi elettrodomestici e hanno una potenza considerevole.
Esempio
L'algoritmo è molto semplice, ma funziona perfettamente. Per renderlo più chiaro, diamo un'occhiata a un esempio. Di seguito è riportata una tabella che mostra la corrente massima consentita per i conduttori utilizzati durante la posa dei cavi in una casa e in un appartamento. Qui vengono fornite anche raccomandazioni riguardanti l'uso delle macchine.
| Sezione trasversale dei fili di rame | Corrente di carico continuativa consentita | Potenza massima di carico per rete monofase 220 V | Corrente nominale dell'interruttore | Limite di corrente dell'interruttore | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,5 mq. mm | 19A | 4,1 kW | 10A | 16A | illuminazione e allarme |
| 2,5 mq. mm | 27A | 5,9 kW | 16A | 25A | gruppi prese e pavimento riscaldato elettrico |
| 4 mmq | 38A | 8,3 kW | 25A | 32A | condizionatori e scaldabagni |
| 6 mmq | 46A | 10,1 kW | 32A | 40A | stufe e forni elettrici |
| 10 mq. mm | 70A | 15,4 kW | 50A | 63A | linee di apertura |
Nella tabella troviamo la sezione del filo selezionata per questa linea. Supponiamo di dover posare un cavo con una sezione di 2,5 mm2 (il più comune quando si posa su dispositivi di media potenza). Un conduttore con questa sezione può sopportare una corrente di 27 A e la potenza nominale consigliata della macchina è di 16 A.
Come funzionerà allora il circuito? Finché la corrente non supera i 25 A, la macchina non si spegne, tutto funziona normalmente: il conduttore si riscalda, ma non a valori critici. Quando la corrente di carico inizia ad aumentare e supera i 25 A, la macchina non si spegne per un po ', forse si tratta di correnti di avviamento e di breve durata.
Calcolo della potenza
È possibile scegliere una macchina in base alla potenza del carico? Se alla linea elettrica è collegato un solo dispositivo (solitamente grandi elettrodomestici con elevato consumo energetico), è consentito effettuare un calcolo in base alla potenza di questa apparecchiatura. Puoi anche scegliere una macchina introduttiva in base alla potenza, che viene installata all'ingresso di una casa o di un appartamento.
Se cerchiamo la potenza dell'interruttore automatico di ingresso, dobbiamo sommare la potenza di tutti i dispositivi che verranno collegati alla rete domestica. Quindi la potenza totale trovata viene sostituita nella formula e viene trovata la corrente operativa per questo carico.
Dopo aver trovato la corrente, selezionare il valore nominale. Potrebbe essere leggermente superiore o leggermente inferiore al valore trovato. La cosa principale è che la sua corrente di spegnimento non supera la corrente massima consentita per questo cablaggio.
Quando puoi utilizzare questo metodo? Se il cablaggio viene posato con un ampio margine (a proposito, questo non è male). Quindi, per risparmiare denaro, è possibile installare automaticamente gli interruttori che corrispondono al carico e non alla sezione trasversale dei conduttori. Ma ancora una volta attiriamo la vostra attenzione sul fatto che la corrente ammissibile a lungo termine per il carico deve essere maggiore della corrente massima dell'interruttore. Solo allora la scelta dell'interruttore sarà corretta.
1000 W / (220 V x 0,95) = 4,78 A
Esempio di scelta dell'interruttore
Un appartamento moderno utilizza tutti i dispositivi di cui sopra (con una potenza totale di 7,75 kW) e inoltre i seguenti elementi (gli indicatori sono indicati in kW).
- bollitore – 1,2;
- forno – 1,2;
- riscaldatore – 1.4.
Il carico totale sulla rete elettrica è di 11,55 kW. Come scegliere AB in questo caso:
- Calcola la denominazione utilizzando la formula di Ohm. 11500/220 = 52,5 A.
- Selezionare un conduttore che corrisponda a 52,5 A o superiore. A seconda del produttore, il DDT con questa classificazione può resistere a un nucleo di alluminio di 10 mm o 16 mm.
- Poiché la rete elettrica è per uso domestico, viene selezionato il tipo AB C.
Selezione di un interruttore automatico
Per aumentare la sicurezza, il cablaggio elettrico nell'appartamento dovrebbe essere diviso in più linee. Si tratta di macchine separate per l'illuminazione, le prese della cucina e altre prese. Gli elettrodomestici ad alta potenza con maggiore pericolo (scaldabagni elettrici, lavatrici, stufe elettriche) devono essere accesi tramite un RCD.
Comoda installazione delle macchine nel quadro
L'RCD risponderà in tempo a una perdita di corrente e spegnerà il carico. Per scegliere la macchina giusta è importante considerare tre parametri principali; - corrente nominale, potere di interruzione della corrente di cortocircuito e classe degli interruttori automatici.
La corrente nominale calcolata della macchina è la corrente massima progettata per il funzionamento a lungo termine della macchina. Quando la corrente è superiore a quella nominale i contatti della macchina vengono scollegati. La classe delle macchine indica un valore a breve termine della corrente di avviamento quando la macchina non si è ancora attivata.
La corrente di avviamento è molte volte maggiore del valore della corrente nominale. Tutte le classi di macchine hanno diversi livelli di corrente iniziale. Esistono 3 classi in totale per macchine di varie marche:
- classe B, dove la corrente di spunto può essere da 3 a 5 volte maggiore della corrente nominale;
— la classe C ha una corrente superiore di 5 - 10 volte alla corrente nominale;
- classe D con possibile sovracorrente del valore nominale da 10 a 50 volte.
Marcatura dell'interruttore automatico
Nelle case e negli appartamenti viene utilizzata la classe C. La capacità di commutazione determina l'entità della corrente di cortocircuito quando la macchina viene immediatamente spenta. Utilizziamo interruttori automatici con una capacità di commutazione di 4500 ampere. Gli interruttori automatici stranieri hanno una corrente di cortocircuito. 6000 ampere Puoi utilizzare entrambi i tipi di macchine, russe e straniere.
Calcolo dell'interruttore automatico
È possibile selezionare le macchine in base alla corrente di carico o alla sezione del cablaggio elettrico.
Calcolo della macchina attuale
Calcoliamo la potenza totale dei carichi sulla macchina. Aggiungiamo la potenza di tutti i consumatori di elettricità e secondo la seguente formula:
otteniamo la corrente calcolata della macchina.
P è la potenza totale di tutti i consumatori di elettricità
U – tensione di rete
Arrotondiamo il valore calcolato della corrente risultante.
Calcolo della macchina in base alla sezione del cablaggio elettrico
Per selezionare una macchina, è possibile utilizzare la Tabella 1. La corrente selezionata in base alla sezione del cablaggio elettrico viene ridotta al valore inferiore della corrente della macchina per ridurre il carico sul cablaggio elettrico.
Selezione della corrente nominale in base alla sezione del cavo. Tabella n. 1
Per le prese, le macchine prendono una corrente di 16 ampere, poiché le prese sono progettate per una corrente di 16 ampere, per l'illuminazione la versione ottimale della macchina è di 10 ampere; Se non conosci la sezione del cablaggio elettrico, è facile calcolarla utilizzando la formula.
Nella precedente serie di articoli abbiamo studiato in dettaglio lo scopo, il design e il principio di funzionamento di un interruttore, analizzato le sue caratteristiche principali e gli schemi di collegamento, ora, utilizzando queste conoscenze, arriveremo alla questione della scelta degli interruttori automatici. In questo post vedremo, come calcolare la corrente nominale di un interruttore.
Questo articolo continua la serie di pubblicazioni. Nelle seguenti pubblicazioni intendo analizzare in dettaglio come scegliere la sezione del cavo, considerare il calcolo del cablaggio elettrico di un appartamento utilizzando un esempio specifico con il calcolo della sezione del cavo, la scelta delle taglie e delle tipologie di macchine e la suddivisione dei cablaggi in gruppi. Al termine della serie di articoli sugli interruttori automatici sarà presente un algoritmo dettagliato e completo passo dopo passo per la loro selezione.
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Quindi iniziamo.
Il cablaggio elettrico in un appartamento o in una casa è solitamente diviso in diversi gruppi.
La linea di gruppo alimenta più utenze dello stesso tipo ed è dotata di un dispositivo di protezione comune. In altre parole, si tratta di più utenze collegate in parallelo a un cavo di alimentazione e per queste utenze è installato un interruttore automatico comune.
Il cablaggio di ciascun gruppo viene effettuato con un cavo elettrico di una certa sezione ed è protetto da un interruttore automatico separato.
Per calcolare la corrente nominale della macchina, è necessario conoscere la corrente operativa massima della linea, consentita per il suo funzionamento normale e sicuro.
La corrente massima che un cavo può sopportare senza surriscaldarsi dipende dalla sezione trasversale e dal materiale del conduttore del cavo (rame o alluminio), nonché dal metodo di cablaggio (aperto o nascosto).
È inoltre necessario ricordare che l'interruttore automatico serve a proteggere i cavi elettrici, e non gli apparecchi elettrici, dalle sovracorrenti. Cioè, la macchina protegge il cavo che è posato nel muro dalla macchina nel quadro elettrico alla presa, e non la TV, la stufa elettrica, il ferro o la lavatrice collegati a questa presa.
Pertanto, la corrente nominale dell'interruttore viene scelta innanzitutto in base alla sezione del cavo utilizzato, quindi viene preso in considerazione il carico elettrico collegato. La corrente nominale della macchina deve essere inferiore alla corrente massima consentita per un cavo di una determinata sezione e materiale.
Il calcolo per un gruppo di consumatori differisce dal calcolo di una singola rete di consumatori.
Cominciamo con il calcolo per un singolo consumatore.
1.A. Calcolo del carico corrente per un singolo consumatore
Nel passaporto del dispositivo (o sulla targhetta sulla custodia) esaminiamo il suo consumo energetico e determiniamo la corrente calcolata:
Esistono due diversi tipi di resistenza in un circuito CA: attiva e reattiva. Pertanto la potenza del carico è caratterizzata da due parametri: potenza attiva e potenza reattiva.
Fattore di potenza cosφ caratterizza la quantità di energia reattiva consumata dal dispositivo. La maggior parte delle apparecchiature domestiche e da ufficio hanno un carico attivo (hanno poca o nessuna reattanza), per cui cos φ = 1.
Frigoriferi, condizionatori d'aria, motori elettrici (ad esempio una pompa sommergibile), lampade fluorescenti, ecc., Insieme al componente attivo, hanno anche un componente reattivo, quindi per loro è necessario tenere conto del cos φ.
1.B. Calcolo del carico corrente per un gruppo di consumatori
La potenza di carico totale di una linea di gruppo viene determinata come la somma delle potenze di tutte le utenze di un dato gruppo.
Cioè, per calcolare la potenza di una linea di gruppo, è necessario sommare le potenze di tutti i dispositivi in questo gruppo (tutti i dispositivi che intendi accendere in questo gruppo).
Prendiamo un foglio di carta e annotiamo tutti i dispositivi che intendiamo collegare a questo gruppo (cioè a questo filo): ferro da stiro, asciugacapelli, TV, lettore DVD, lampada da tavolo, ecc.):
Quando si calcola un gruppo di consumatori, il cosiddetto fattore di domanda KS, che determina la probabilità di accensione simultanea di tutti i consumatori in un gruppo per un lungo periodo di tempo. Se tutti gli apparecchi elettrici di un gruppo funzionano contemporaneamente, allora Kc = 1.
In pratica, solitamente non tutti i dispositivi si accendono contemporaneamente. Nei calcoli generali per i locali residenziali, il coefficiente di domanda viene preso in base al numero di consumatori dalla tabella mostrata in figura.
La potenza dei consumatori è indicata sulle targhe degli elettrodomestici, nei loro passaporti, in assenza di dati, è possibile prenderla secondo la tabella (RM-2696-01, Appendice 7.2), oppure guardare consumatori simili su Internet; :
In base alla potenza calcolata, determiniamo la potenza calcolata totale: Determiniamo la corrente di carico calcolata per un gruppo di consumatori:
La corrente calcolata utilizzando le formule sopra riportate si ottiene in ampere.
2. Selezionare la taglia dell'interruttore.
Per l'alimentazione interna di appartamenti e case residenziali vengono utilizzati principalmente interruttori automatici modulari.
Selezioniamo la corrente nominale della macchina uguale alla corrente di progetto o quella più vicina maggiore dalla gamma standard:
6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.
Se si sceglie un interruttore più piccolo, l'interruttore potrebbe scattare a pieno carico sulla linea.
Se la corrente nominale selezionata della macchina è maggiore della corrente massima possibile della macchina per una determinata sezione del cavo, è necessario selezionare un cavo con una sezione maggiore, cosa che non è sempre possibile, o un cavo simile la linea deve essere divisa in due (se necessario, più) parti ed eseguire prima l'intero calcolo di cui sopra.
Va ricordato che per il circuito di illuminazione del cablaggio domestico vengono utilizzati cavi 3 × 1,5 mm 2 e per il circuito della presa - con una sezione trasversale di 3 × 2,5 mm 2. Ciò significa automaticamente limitare il consumo di energia per il carico fornito attraverso tali cavi.
Ne consegue anche che gli interruttori automatici con una corrente nominale superiore a 10 A non possono essere utilizzati per le linee di illuminazione e per le linee di prese - più di 16 A. Vengono prodotti gli interruttori dell'illuminazione per una corrente massima di 10A, e le prese per una corrente massima di 16A.
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