Как рассчитать автоматы для дома: Страница не найдена

Содержание

Как подобрать автоматический выключатель в дом или квартиру

← Модульные переключатели ввода резерва I-O-II до 125А от Hager || Обеспечение непрерывного электроснабжения коттеджей – ручной и автоматический ввод резервного питания на оборудовании HAGER →

Как подобрать автоматический выключатель в дом или квартиру

Автоматический выключатель или, как часто говорят, автомат – приборы, необходимые для защиты от короткого замыкания или перегрузки любой сети, и конечно же в быту.

Так что самое главное в защите электричества вашего дома, это автоматы. Задача автоматов выключить подачу электрического тока в квартиру при кротком замыкании и перегрузке электросети (см. рис.1). Если такое происходит, необходимо открыть дверь электрощитка, где установлены автоматы и найти тот, у которого рычажок смотрит вниз, как на рисунке, и взвести его вверх. Если автоматический выключатель вновь отключится, можно попробовать достать из розеток вилки тех бытовых приборов (например, электроплита, стиральная или моющая машина, утюг и т.

д.), которые защищены этим автоматом. Затем вновь взвести рычажок автомата, и, если он не отключится, пробовать по очереди включать в розетки приборы, чтобы установить возможную причину — неисправность бытовой техники, которая инициирует выключение автомата. Если и здесь вы потерпите неудачу, в любом случае вызывайте специалиста.

Рис.1 Вводной двухполюсный автоматический выключатель производства Hager на 63А.

Наиболее часто встречающиеся неисправности: серьезная поломка бытовой техники, плохой контакт или короткое замыкание в проводах и выход из строя самого автоматического выключателя. Ремонт – задача профессионалов, однако последнюю причину вы можете избегнуть изначально установив автоматический выключатель хорошего производителя. Затраты будут не на много больше, зато на много больше будет уверенности в завтрашнем дне.

Автоматические выключатели делятся по мощности срабатывания в амперах. Бывают основные и часто используемые в квартирах по шкале номинальных токов: 10 А, 16 А, 25 А, 32 А, 40А, а в последнее время 50А и 63 А. Но есть одно НО. Для того чтобы автоматические выключатели работали эффективно, необходимо правильно подобрать их мощность для соответствующей линии. Лучше всего проконсультироваться со специалистами, но если под рукой их нет, сделаем это сами.

Посчитаем потребляемую мощность электроприборов в квартире.
Пример: у вас стоит электроплита с потребляемой мощностью по паспорту 5 кВт (5000 ватт), микроволновка 1 кВт, электрочайник 1.5 кВт. То есть общая мощность, максимально составит суммарно 7.5 кВт. Теперь давайте переведем полученную мощность в амперы, для этого нам нужна знать сколько в одном киловатте ампер.

1 кВ = 4.5 А

Значит если максимальная мощность 7.5 кВ умножаем на 4.5 А и получаем 33.75 А. Берем шкалу номинальных токов автоматов (см. выше): выше 33.75А ближайший номинал 40А. То есть, если нам необходимо поставить защиту на это электрооборудование, требуется автомат на 40 А.

Рис.2 Автоматический выключатель однополюсный 20А.

Но также необходимо принимать во внимание, что этот расчет мы привели из тех условий, что наше оборудование работает постоянно на полную мощность. В жилых помещениях, простых домах и квартирах полная загрузка сети происходит очень редко, ведь вы не пользуетесь той же электроплитой всегда на полную её мощность и одновременно включаете печь, утюг и электрочайник. Так что постарайтесь решить, какие и сколько приборов обычно бывает включено одновременно, в основном это чайник, электробойлер, пылесос, утюг, несколько конфорок на электроплите, телевизор, компьютер.

Современное электрооборудование требует повышенных затрат электроэнергии, Поэтому розетки, свет, прямое подключение разделяют на несколько линий (проводов). Это называется – разделить сеть по нагрузкам. Каждую линию будет контролировать свой автомат, а их всех их уже главный автомат – вводной двухполюсный. См. рис.1 Можно, например, кухню подключить на отдельные автоматы: розетки – 2 линии, посудомоечная машина – 1 линия, электроплита – 1 линия, свет – 1 линия. И т.д. В итоге, получим электро обеспечение со щитком, похожим на этот. См. рис.3. Он сложнее, зато, если правильно будут подписаны автоматы, легко найти «испорченную» линию, а вся остальная квартира останется со светом…

Рис.3 Так выглядит электрический шкаф уже в сборе с автоматическими выключателями.

Как рассчитать вводной автомат для дома

Внутренняя электропроводка включает в себя различные элементы, каждый из которых решает свою задачу. Одним из самых важных является вводной автомат – аппарат коммутации, устанавливаемый перед счетчиком, который позволяет автоматически обесточить линию при аварийной ситуации, а также при необходимости ремонта проводки. В соответствии с требованиями ПУЭ, установка этого прибора является обязательной, и эксплуатация проводки, не оснащенной им, не допускается. В этой статье мы расскажем о том, что такое вводной автоматический выключатель, как выбрать это устройство и как производится расчет вводных автоматов для частного дома или квартиры.

Вводной защитный автомат: типы устройств и особенности выбора

Как было сказано выше, вводные автоматы позволяют отключить питание электропроводки, если ее необходимо отремонтировать или произвести модернизацию. Вводной автомат обычно не устанавливают в квартиру, его монтаж производится чаще всего производится на лестничной площадке. В одноэтажных зданиях их устанавливают снаружи дома, на улице. Внешне входной автомат практически неотличим от защитных устройств, смонтированных внутри распределительных щитов, но при этом величина номинального тока, на которую он рассчитан, гораздо выше.

Защитные устройства, устанавливаемые на ввод, могут иметь от двух до четырех полюсов. Количество их у выбранного автомата зависит от механизма энергоснабжения, монтаж которого произведен на объекте.

Иногда перед электросчетчиком на ввод ставят простой защитный размыкатель с большим номиналом тока. Монтаж этого прибора не обеспечивает надежной защиты проводки, поскольку при обесточивании происходит разрыв фазной линии, но при этом нулевой проводник по-прежнему контактирует с устройством подачи электричества.

Что такое автоматический выключатель и их разновидности – на следующем видео:

Какой автомат по номиналу поставить на квартиру или частный дом, можно решить, посчитав суммарный ток проводника и линий электропитания. Расчеты нужно делать, исходя из того, что все приборы включены, а значит, линия находится под максимальной нагрузкой.

Выбирать следует аппарат, срабатывание которого в случае короткого замыкания рассчитано на превышение номинального тока приблизительно на 1000 А.

Подбирая вводное устройство, следует учитывать мощность, которая потребляется объектом, а также фазность энергопитания. В однофазных сетях перед электросчетчиком нужно устанавливать ВА на два полюса, для трехфазных цепей – на три или на четыре.

Напряжение к аппарату подводится посредством воздушной или подземной линии.

Двухполюсные вводные автоматы

Монтаж вводных устройств с двумя полюсами распространен в типовых современных квартирах. В однофазных сетях перед электросчетчиком чаще всего устанавливаются приборы с номиналом тока 25, 32 или 50 Ампер. Автомат на 50 А способен выдерживать наибольшую нагрузку, но это не значит, что он лучше других – величина тока, которую способен выдержать ВА, должна соответствовать расчетной.

Конструктивно устройство ввода на два полюса представляет собой пару совмещенных однополюсников с общей блокировкой, а также с единым рычагом управления. Это обусловлено тем, что требованиями ПУЭ запрещено разрывать нейтральный контур.

Монтаж двухполюсных автоматов осуществляется одновременно на фазную и нулевую жилу. При срабатывании ВА электропитание цепи полностью прекращается.

При ответе на часто задаваемый вопрос: можно ли устанавливать не двухполюсный автомат ввода, а два однополюсных – вновь обращаемся к Правилам устройства электроустановок. Требованиями этого документа такая процедура запрещается.

Монтаж защитных аппаратов с двумя полюсами производится как в старых жилых домах, в проводке которых заземление, как правило, не предусмотрено, так и в новых. Это обусловлено тем, что если подключение вводного автомата производится человеком, не имеющим квалификации, или неопытным электриком, то имеется риск неверного подсоединения. Если перепутать кабели, то при отключении прибора защиты может получиться так, что будет обесточена не вся проводка в квартире, а лишь одна из ее ветвей, что может привести к поражению электричеством во время работы.

При подключении вводного двухполюсника к нему подсоединяется фаза, идущая затем на счетчик, а после него – на УЗО. Затем происходит распределение ее на пакетники. Нулевой кабель подсоединяется ко второму полюсу, от него – на электросчетчик, а затем – на устройство защитного отключения каждой из веток проводки. Заземляющий кабель, минуя двухполюсник, подключается к шине РЕ, от которой идет к устройствам, установленным в помещении. Если ВА подключен таким образом, то его срабатывание будет происходить как на вводной линии, так и на отдельной ветви, если автоматический выключатель, ответственный за защиту последней, пришел в негодность.

Установка вводного устройства в трехфазных сетях

Сеть на три фазы наиболее распространена в домах, где приготовление пищи производится не на газовых, а на электрических плитах. Для ее защиты используются вводные автоматы с тремя или четырьмя полюсами. Трехполюсный прибор при перегрузке или КЗ позволяет одновременно выключить все три фазы цепи. К каждой из его клемм подсоединяется отдельный фазный провод. На вопрос, подключается вводный автомат в трехфазной цепи до или после счетчика, отвечаем – подсоединение ВА производится так же, как и в однофазной сети, перед электросчетчиком. Чтобы исключить поражение людей током в результате утечки, в линию рекомендуется включить УЗО.

Какие бывают вводные автоматы по полюсам и как они используются – на следующем видео:

Четырехполюсные ВА используется в трехфазных электросетях значительно реже устройств с тремя полюсами. Устанавливают их, как правило, в четырехпроводных цепях. Основное отличие при его подключении от вышеописанного трехполюсника в том, что к четвертому полюсу подключается нейтральный провод. В остальном кабели распределяются так же, как и при подключении трехполюсного ВА. Гораздо чаще аппарат на 4 полюса используется для четырехфазного подсоединения, так как при аварийной ситуации на любой из веток он отключит подачу тока ко всем четырем.

Подключение счетчика в этом случае, как всегда, производится после вводного автомата.

Рассчитывая устройство ввода для сети на 3 фазы, следует суммировать все нагрузки, которые приходятся на каждый из токоведущих проводников.

Рабочий ток вычисляется следующим образом:

Считаем, сколько киловатт приходится на каждую из фаз, складывая мощность подключенных приборов (в кВт).
Полученную сумму умножаем на 1,52 (для сети с показателем рабочего напряжения 380 В) или на 4,55 (220 В).
Результат покажет, сколько Ампер составляет рабочий ток. Номинальное значение должно быть выше, поэтому нужно подбирать автомат по ближайшему показателю.

Так выбирается ВА в случае, когда на каждую фазу приходится равная нагрузка. Если же она неодинакова, высчитывать величину тока следует по наибольшему значению.

По каким параметрам выбирается вводное устройство?

Выбор вводного автомата производится с учетом ряда характеристик. Их необходимо знать, чтобы правильно подобрать ВА для конкретной электросети:

Максимальный ток КЗ. Если вы подбираете аппарат для дачи или сельского дома, в большинстве случаев будет достаточно отключающей способности 4,5 МА. Для обычной городской квартиры подойдет устройство на 6 МА. Если же неподалеку от вашего автомата расположена подстанция, следует устанавливать автомат на 10 МА.

Рабочий ток. Как его рассчитать – мы рассказали выше. С учетом полученного значения выбирается номинальный ток ВА.
Времятоковая характеристика. Наиболее распространены приборы класса B, C и D. Автоматы типа B устанавливают, если в цепь не включены устройства высокой мощности. Если в сеть периодически включаются среднемощные приборы (например, сварочный аппарат), на ввод устанавливается устройство класса C. Если используется оборудование высокой мощности, вводный прибор должен относиться к типу D.

Заключение

В этом материале мы разобрались, нужно ли ставить автомат ввода в электрическую сеть, какова его функция, а также определились, как включать вводный автомат в цепь – до или после счетчика. Напоследок скажем, что, прежде чем подключать вводное устройство, необходимо проверить качество электропроводки. Неисправные кабели нужно заменить.

Чем отличается автоматический защитный выключатель от вводного автомата? С технической точки зрения ничем. Это устройство, предназначенное для автоматического отключения электросетей в случае перегрузки и короткого замыкания. Разница лишь в назначении, и схеме подключения. Если обычный (групповой) автомат работает в рамках одной или нескольких линий, то вводное устройство отвечает за подключение (отключение) всего объекта, будь то промышленное предприятие или квартира (частный дом).

Внешне вводной защитный автомат выглядит как обычный выключатель.

Он может быть 1, 2, 3 или даже 4 полюсным, в зависимости от схемы электропитания вашего объекта.

Устройство и принцип работы

В компактном корпусе находится механизм включения: два контакта, подвижный и неподвижный. При переводе рукоятки взвода в рабочее положение, контакты замыкаются и механически фиксируются во включенном состоянии.

Цепь, по которой протекает электроток, последовательно включает в себя два защитных устройства. Одно срабатывает при превышении установленного порога по температуре и току (биметаллическая пластина), второе размыкает контакты при коротком замыкании, а точнее при значительном превышении значения тока (электромагнитный расцепитель).

Если сила тока постепенно превышает допустимую величину (указана на маркировке автомата), пластина нагревается и механически размыкает контакты. При возникновении короткого замыкания, ток возрастает лавинообразно, и приводит в действие электромагнитный расцепитель. Для многополюсных автоматов достаточно превышения параметров хотя бы по одной линии. Отключится весь пакет контактов.

Во всех случаях срабатывания защиты, после исчезновения опасности автоматический выключатель не возвращается в исходное состояние. Для включения требуется человек.

Как выбрать автомат по величине силы тока

Мы уже знаем, что через этот выключатель будет протекать весь электроток для питания объекта. По закону Ома ясно, что нагрузка должна суммироваться исходя из всех потребителей в доме (квартире). Вычислить это значение довольно просто.

Совет: не обязательно рассчитывать потребление энергии, суммируя мощность всех электроприборов.

Конечно, вы можете одновременно включить бойлер, электродуховку, кондиционер и утюг. Но для такого «праздника жизни» потребуется мощная электропроводка. Да и технические условия под такую входную мощность обойдутся существенно дороже. У энергоснабжающих организаций, тарифы за согласование подключения растут в линейной зависимости от количества киловатт.

Для типовой квартиры можно предположить одновременную работу холодильника, телевизора, компьютера, кондиционера. В дополнение к ним допустимо включить один из мощных приборов: бойлер, духовку или утюг. То есть, суммарная мощность электроприборов не превысит 3 кВт. Освещение в расчет не берем, сегодня в каждом жилище установлены экономные лампы.

Это интересно: если вернуться на 20–30 лет назад, когда в каждой люстре были только лампы накаливания, двухкомнатная квартира при полном освещении могла расходовать 500–700 Вт только на свет.

Обычно, для запаса по мощности (возможны форс-мажорные обстоятельства), к расчетам добавляют 20–30%. Если вы забудете выключить бойлер, и начнете пользоваться утюгом при работающем кондиционере, не придется бежать к электрощитку для восстановления энергоснабжения. Получается: 4 кВт делим на 220 В (по закону Ома), потребляемый ток 18 А. Ближайший защитный автомат номиналом 20 А.

Для справки: большинство производителей электротехнических изделий, выпускают защитные автоматы следующих номиналов по току срабатывания:

2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А …

Маркировка есть в паспорте изделия, и обязательно на корпусе.

При более точном подборе устройства, особенно при использовании совместно с нестандартной нагрузкой (двигатели или другая нагрузка со значительными пусковыми токами) необходимо делать выбор не только по номинальному току, но и времятоковой характеристике.

Например, вводной автомат, приведенный ниже на картинке имеет номинальный ток 16А и характеристику типа «C» (разновидность «C» хорошо подходит для обычной стандартной нагрузки — наших квартир).

Подробнее о времятоковой характеристике расскажем далее.

Более высокие токи нас не интересуют, это превышает мощность 15 кВт. Такое подключение в квартиру вам никто не согласует. Обычно квартирный ввод ограничен автоматами с оком срабатывания порядка 32 А.

Для частного дома показатели могут быть выше. В расчет идет увеличенная жилая площадь, наличие хозяйственных построек с энергоснабжением, гараж, мастерская, мощные электроинструменты. Вводный автомат для подачи питания в частный дом обычно имеет ток срабатывания 50 А или 63 А.

Какие еще параметры важны при выборе

Количество полюсов

Для простоты восприятия, вынесем за скобки трехфазные выключатели. Выбираем между 1 и 2 полюсными конструкциями. С точки зрения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), разницы нет. Но те же правила подразумевают качественную организацию заземления или зануления. А если возникнет проблема с появлением фазы на нуле (к сожалению, в старом жилом фонде это реально), то лучше будет полностью отключить вашу квартиру от линий электропередач. Поэтому, если вы можете выбрать какой вводной автомат устанавливать — возьмите двухполюсный.

Важно: такое подключение целесообразно для системы заземления TN-S. Если у вас в доме организована схема TN-C, можно устанавливать однополюсный автомат.

Время — токовая характеристика

Существуют разные типы кривых времятоковых характеристик, обозначаются они латинскими буквами: A, B, C, D… Начиная с A и далее происходит постепенное загрубление чувствительности устройства. Например, тип «B» означает срабатывание электромагнитного расцепителя при 3–4 кратном превышении тока, тип «C» при 5–7 кратном, «D» при 10-ти кратном. Тепловой расцепитель будет срабатывать одинаковым образом у разных типов времятоковых характеристик.

Более точные данные всегда необходимо получать из документации производителя на каждое конкретное изделие, например, для вводных автоматов BA47-29 характеристики срабатывания следующие:

Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей. Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.

Также, использование типов с уменьшенной чувствительностью срабатывания имеет смысл для увеличения вероятности срабатывания нижестоящих групп автоматических выключателей.

Номинальный ток

Основная характеристика, по которой и происходит, в основном, выбор устройства. Тем не менее, как мы убедились в предыдущем разделе, необходимо учитывать и времятоковую характеристику, так как реальный ток срабатывания зависит одновременно как от номинального тока, так и от типа характеристики. В ранее приведенных таблицах номинальный ток обозначен как In. Теоретически, при отсутствии пусковых токов, нагрузка, потребляющая ток, равный номинальному не должна приводить к срабатыванию (отключению) устройства.

Способ крепления

На сегодняшний день, альтернативы нет. Это выключатели, которые устанавливаются на DIN рейку. Никакого прямого прикручивания на стену или корпус щитка. Только монтаж на DIN фиксаторы. Однако, при использовании специальных аксессуаров возможны и другие типы крепления.

Прибор может быть в отдельном корпусе, или установлен в общий щит — это неважно. Главное, обеспечить свободный доступ для владельца. Важный момент: опломбировка вводного автомата. Есть множество способов ограничить доступ к контактам (для исключения несанкционированного подключения). Можно установить заглушки на отверстия для затяжки винтов на контактах.Или просто поставить пломбы на крышки, закрывающие контактные группы.Главное, чтобы после опломбирования можно было беспрепятственно включать и выключать энергоснабжения.

Что по этому поводу думает энергосбыт

Допустим, вы организовали образцовую электропроводку в доме, рассчитали с точностью до ампера каждого потребителя, и хотите получить на входе определенную нагрузку по току. А при обращении к энергетикам, вы получили отказ. Следует знать, что компанию энергосбыта не интересует, какой вводной автомат выбираете вы. У них есть лимиты на подводящую электрическую линию, или ближайшую трансформаторную подстанцию. И превысить эти нормативы никто не имеет права: иначе не будет возможности подключать следующих желающих, или вся линия будет работать в режиме постоянных перегрузок.

Поэтому перед тем, как планировать схему энергоснабжения своего жилища, посетите организацию, которая будет поставлять вам электричество.

Вы хотите изменить параметры вводного выключателя (если его выбивает)

Одна из причин — у вас постоянно выбивает вводной автомат одновременно с внутренним, в распределительном щитке. Причем раньше этого не было. Почему так происходит? На домашнем щитке есть выключатели с аналогичным значением по максимальной силе тока. Например, у вас в подъезде стоял керамический предохранитель на 25 А (дома старой постройки). После ремонта его заменили на современный автомат 20 А. И распределительные выключатели в квартире имеют такой же номинал. Казалось бы, проще заменить автомат на входе, и все встанет на свои места. Однако это чревато штрафом от энергоснабжающей компании.

Придется переделывать домашний щиток, и устанавливать групповые автоматы с меньшим значением.

Схема включения вводного автомата

Помимо основной задачи (обеспечение электробезопасности), входной выключатель предназначен для отключения потребителя от энергоснабжения для проведения работ. Например, обслуживание прибора учета. Поэтому, в большинстве случаев автомат устанавливается перед электросчетчиком.

Это зона ответственности электриков, сюда хозяин квартиры (домовладения) не имеет права вмешиваться. Для многоквартирных домов — это подъездный щит, для частного дома — столб, забор, или наружная стена домовладения. Такая схема применяется на 90% объектов жилого фонда. Между опломбированным вводным автоматом, и прибором учета (на котором также стоят пломбы), доступа для несанкционированного подключения нет. Это сделано для предотвращения незаконного отбора электроэнергии. Многие домовладельцы устанавливают дублирующий вводной автомат, для удобства обслуживания и ремонта распределительного щитка. Он подключается между счетчиком энергии и групповыми автоматами, и монтируется внутри щитка квартиры (домовладения).

Как правильно подобрать автомат дублер?

Оптимальное решение — сила тока защиты должна быть меньше, чем на вводном устройстве, и больше, чем в групповых выключателях. Например, на входе установлен автомат на 32 А, а групповые автоматы на 20 А. Значит дублер должен срабатывать при токе нагрузки 25 А. Если такого соотношения невозможно добиться, токовая отсечка дублера должна соответствовать вводному автомату. В этом случае он просто выполняет роль размыкающего устройства (для проведения работ). А при аварийной ситуации — он будет срабатывать одновременно с входным устройством.

Видео по теме

Вступление

Здравствуйте. Вводной автомат это обязательное устройство электропроводки квартиры предназначенное для защиты всей электропроводки от перегрева и токов короткого замыкания, а также общего отключения электропитания квартиры. О выборе, расчете вводного автомата пойдет речь в этой статье.

Назначение вводного автомата

Вводной автомат должен обеспечить защиту проводов и кабелей от перегрева, способного вызвать их разрушение или пожар. Причинами перегрева могут быть длительные перегрузки или значительные токи короткого замыкания.

Для предотвращения перегрева проводов используют хорошо испытанное решение : вводной автоматический выключатель (автомат защиты), содержит тепловой и электромагнитный расцепитель. Вводной автомат также обеспечивает выполнение функций отключения всей электросети квартиры и разделение питающей линии от групповых электрических цепей квартиры.

Выбор вводного автомата для электропроводки квартиры

Выбор вводного автомата зависит от следующих условий и величин:

Величины линейного напряжения;
Режима нейтрали;
Частоты тока;
Характеристик токов короткого замыкания;
Установленной мощности;

Величина линейного напряжения

Для нашей электросети значение фазного и линейного напряжения для квартиры величины постоянные. Это 220 Вольт или 380 Вольт соответственно.

Частота тока

Частоты тока величина тоже постоянная. Это 50 Герц (Гц).

Режим нейтрали

Режим нейтрали это тип заземления, используемый в вашем доме. В подавляющем большинстве это система TN ,система с глухозаземленной нейтралью c различными ее вариациями (TN-C; TN-C-S; TN-S).

Характеристики токов короткого замыкания

Короткое замыкание это несанкционированное соединение двух фазных проводников или фазного и нулевого рабочего проводников или фазного проводника с системой заземления. Самое опасное короткое замыкание (КЗ), которое учитывается в расчетах электросхем, это замыкание трех фазных проводников находящихся под напряжением.

Ток короткого замыкания это важная характеристика для выбора автомата защиты. Для выбора вводного автомата рассчитывается ожидаемый ток короткого замыкания.

Расчет ожидаемого тока короткого замыкания для трехфазной сети, короткое замыкание (КЗ) между фазами:

I-ожидаемый ток короткого замыкания, A.
U-Линейное напряжение,
p-Удельное сопротивление жилы кабеля, для меди 0, 018, для алюминия 0,027;
L-Длина защищаемого провода;
S-Площадь сечения жилы кабеля, мм2;

Расчет ожидаемого тока короткого замыкания (КЗ) между фазой и нейтралью

Uo-Напряжение между фазой и нейтралью;
m-Отношение сопротивления нейтрального провода и сопротивлением фазного проводи или площадью сечения фазного и нейтральных проводов, если они изготовлены из одного материала.
P-Удельное сопротивление жилы кабеля, для меди 0, 018, для алюминия 0,027

Режим нейтрали для выбора вводного автомата

Для различных режимов нейтрали применяются следующие вводные автоматы

Выбор вводного автомата для системы TN-S:

Вводной автомат для системы TN-S должен быть

Однополюсной с нулем или двухполюсной,
Трехполюсной с нейтралью или четырехполюсной.

Выбор вводного автомата для системы TN-C:

Для системы питания TN-C вводной автомат защиты устанавливается однополюсной (при электропитании 220 В) или трехполюсной (при питании 380В). Устанавливаются они на фазные рабочие проводники.

Расчет вводного автомата для электросети квартиры

Расчет вводного автомата для электросети квартиры 380 Вольт

Для выбора вводного автомата рассчитываем ток нагрузки:

Uн-Напряжение сети;
Pp-Расчетная мощность;
Cosф-(Косинус фи)Коэффициент мощности;
Для отстойки от ложного срабатывания номинальный ток теплового расцепителя вводного автомата выбираем на 10% больше:
Iт. р.=Iр×1,1

Расчет вводного автомата для электросети квартиры 220 Вольт

Iр=Pр/Uф×cosф
Uф –фазное напряжение;
Iт.р.=Iр×1,1

Примечание: Cosф (Косинус фи) Коэффициент мощности: Безразмерная величина характеризирующая наличие в нагрузке реактивной мощности. По сути отношение активной к реактивной мощности.

На сколько ампер ставить автомат в дом, рассчитать автоматический выключатель по мощности

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

По каким токам производят расчет автоматов

Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В (U=220 В).

Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.

Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.

Автоматические выключатели

Каждому, кто сталкивался с электропроводкой, приходилось слышать об автоматических выключателях или автоматах. В первую очередь грамотный электрик всегда посоветует отнестись к выбору столь важной части электросети с особой щепетильностью. Так как впоследствии именно этот нехитрый прибор может избавить от многих неприятностей.

Совершенно неважно, какого рода проводятся электромонтажные работы — ложится ли новая проводка в только что построенном доме, заменяется старая, модернизируется щиток или прокладывается отдельная ветка для слишком энергоёмких приборов — в любом случае особое внимание необходимо уделить подбору автомата по мощности и прочим параметрам.

Предназначение устройства

Любой современный автомат имеет две степени защиты. Это означает, что помочь он сможет в двух, наиболее распространённых ситуациях.

Первая, подразумевает перегрев проводки в результате прохождения по ней токов, больше номинальных. К чему это может привести, догадаться несложно: перегорание кабеля, а в итоге короткое замыкание или вообще возгорание.
Вторая ситуация, предотвратить которую способен автоматический выключатель, это короткое замыкание, вследствие которого сила тока в цепи может увеличиваться на огромные значения, а это чревато в лучшем случае выходом из строя всего электрооборудования. В худшем — возгоранием электротехники, а от неё и всего помещения. Говорить же о целостности проводки и вовсе не приходится.

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров. А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

Что же касается защиты человека от поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, то здесь предпочтительнее использовать УЗО.

Принцип работы

Основной задачей защитного выключателя является отсечение подачи электрического тока от подающего кабеля в сеть потребителя. Происходит это благодаря расцепителям, находящимся в теле автомата. Причём существуют два вида таких частей:

Электромагнитные, представляющие собой катушку, пружину и сердечник, который при превышении номинальных токов втягивается и через пружину разъединяет контакты. Происходит это практически мгновенно — от 0,01 до 0,001 секунды, что способно обеспечить надёжную защиту.
Биметаллические тепловые — срабатывают при прохождении токов, превышающих предельные значения. При этом биметаллическая пластина, являющаяся основой такого расцепителя, изгибается и происходит разрыв контактов.

Для более надёжного отключения в большинстве современных моделей автоматов стараются применять оба вида расцепителей.

Виды АВ и их особенности

Учитывая разнообразие электросетей и определённых ситуаций, автоматы могут быть разных видов. Принцип их работы ничем существенным не отличается — срабатывают всё те же расцепители, но в зависимости от ситуации и ряда других нюансов используют разные их вариации.

Так, для стандартной однофазной сети напряжением 220 вольт выпускаются однополюсные и двухполюсные АВ. Первые способны разрывать лишь один провод — фазу. Вторые могут работать и с фазой, и с нулём. Безусловно, предпочтительнее использовать второй вариант. Особенно, если дело касается помещений с повышенной влажностью. Конечно, и однополюсный автомат вполне справится со своей задачей, но могут возникнуть ситуации, когда перегоревшие провода замкнут между собой. В таком случае, естественно, фаза будет отсечена, но вот нулевой провод окажется под напряжением, что может быть крайне опасно.

Для трёхфазных сетей напряжением 380 вольт используются трёх- или четерёхполюсные автоматы. Устанавливать их необходимо и на входе, и непосредственно перед потребителем. Как понятно, такие автоматы отсекают все три фазы, подключённые к ним. В редких случаях возможно использование одно- или двухполюсных защитных устройства для отсекания, соответственно, одной или двух фаз.

Выбор защитного устройства

Конечно, любой автомат превосходно справится с возложенными на него задачами — это не вызывает сомнения, если он исправен. Но дело в том, что подбирать АВ необходимо с учётом нескольких параметров.

Если выбранный автомат слишком «слабый», то будут происходить постоянные ложные срабатывания. И наоборот, слишком «сильная» модель, будет иметь довольно сомнительную полезность.

Мощность нагрузки

Одной из возможностей подобрать защитное устройство является выбор автомата по мощности нагрузки. Для этого необходимо узнать значение тока нагрузки. И уже из этих данных выбирать соответствующий номинал. Проще всего (да и точнее) это сделать с помощью закона Ома по формуле:

I=P/U,

где P — мощность потребителя (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина и т. п. ), а U — напряжение сети.

Для примера потребитель будет взят 1,5 кВт, а напряжение сети обычное 220 В. Имея эти данные, подставив их в формулу, получится:

I = 1500/220 = 6,8 А.

В случае с трёхфазной сетью 380 вольт, напряжение будет 380 В.

Опираясь на закон Ома, можно без труда посчитать мощность нагрузки, из которой подбирать требуемый номинал автомата. Однако не стоит забывать, что, выбирая таким образом АВ, необходимо сложить нагрузку всех потребителей.

Существует и ещё одна формула для выбора автоматического выключателя по току, но она немного сложнее, но и конечный результат будет куда более точен. На практике это не принципиально, но в ознакомительных целях всё же стоит её привести:

I=P/U*cos φ.

Значения I, P, U будут теми же, что и в законе Ома, а вот cos φ — это коэффициент мощности, который учитывает в нагрузке реактивную составляющую. Это значение помогает определить таблица 6.12 нормативного документа СП 31−110−2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для примера данные будут использованы те же, т. е. потребитель 1,5 кВт, а напряжение всё те же 220 В. Согласно таблице, cos φ будет равен 0,65, как для вычислительных машин. Следовательно:

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

Выбирать автомат лишь по мощности нагрузки будет непростительной ошибкой, которая может дорого стоить. Ведь если не учесть при этом сечение кабеля, то теряется всякий смысл в подборе автомата. Однако полученные значения нагрузки и номинал АВ смогут помочь в подборе необходимого кабеля.

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

Чтобы выбрать автоматический выключатель по мощности хотя и понадобились некоторые расчёты, но они были крайне просты. Этого совсем нельзя сказать о расчётах при выборе автомата по токам короткого замыкания.

Но при подборе номинала АВ для дома, коттеджа, квартиры или офиса, подобные расчёты будут излишни, так как основной показатель, особенно влияющий на данные, это длинна проводника. Но в подобных ситуациях она крайне мала, чтобы существенно повлиять на результат. Поэтому такие расчёты проводят лишь при проектировании подстанций и других подобных сооружений, где длина кабелей значительная.

Поэтому при выборе автоматического выключателя обычно приобретают модели с обозначением «С», где учитываются значения пусковых токов.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Подбор автоматического выключателя по мощности

Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.

Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.

Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.

Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.

Защита слабого звена электроцепи

Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.

Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.

Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

В представленном материале мы рассказали о том, для чего нужны и как работают устройства защиты электрической цепи. Кроме того, учитывая изложенную информацию и приведенные табличные данные, у вас не вызовет затруднения вопрос, как выбрать автоматический выключатель.

Расчет УЗО по мощности и току для дома, какое время отключения должно быть

Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные. Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека. Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.

Ток утечки

Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.

Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах.

Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.

Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L

Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.

Соответственно, номинальный отключающий ток равен:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где

IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,

L – длина фазного провода в метрах.

Выбор для квартиры

Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.

Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки.

Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.

В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.

Рабочий ток для стиральной машинки равен:

Iр=Р/U=1600/220=7,3 А.

Длина фазного провода до нее составляет 20 м.

Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.

Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.

Несколько групп

Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.

Произведем расчеты по группам.

Расчет для первой осветительной:

Ip=P/U=300/220=1,4 A,

P – мощность осветительных приборов,

U – напряжение сети.

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х1,4+0,01х50)=3,18 mA.

Расчет для второй осветительной:

Ip=P/U=600/220=2,8 A,

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.

Расчет для первой розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.

Расчет для второй розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.

Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.

По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:

IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.

Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.

Номинальный ток

УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.

Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится.

Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.

Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер.

Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.

Дополнительные характеристики

Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:

АС означает, что он переменный;
А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
В – IΔn переменный и постоянный;
S – селективный, отключается с задержкой.

УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.

Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.

Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.

Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.

Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.

При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.

Как рассчитать нагрузку на автомат

Действие коротких замыканий пагубно влияет на электрическую проводку, приводит к ее разрушениям и служит частой причиной возгораний. С целью предупреждения подобных ситуаций устанавливаются различные средства защиты. В настоящее время широко используются автоматические выключатели, заменившие фарфоровые пробки с плавкими вставками. Эти приборы являются более надежными и совершенными. В связи с этим нередко возникает вопрос, как правильно выбрать автомат по мощности и нагрузки.

Принцип работы защитного автомата

Основной функцией автоматических выключателей является защита изоляции проводов и силовых кабелей от разрушений под действием токов коротких замыканий. Эти приборы не способны защитить людей от поражения электротоком, они оберегают только сеть и оборудование. Действие автоматических выключателей обеспечивает нормальный режим функционирования проводки, полностью устраняя угрозу возгорания.

При выборе автомата нужно обязательно учитывать, что завышенные характеристики прибора будут способствовать пропуску токов, критических для проводки. В этом случае не произойдет отключения защищаемого участка, что приведет к оплавлению или возгоранию изоляции. В случае заниженных характеристик автомата линия будет постоянно разрываться при запуске мощной техники. Автоматы очень быстро выходят из строя вследствие залипания контактов под воздействием слишком высоких токов.

Основными рабочими элементами автоматов являются расцепители, непосредственно разрывающие цепь в критических ситуациях. Они разделяются на следующие виды:

Электромагнитные расцепители. Они практически мгновенно реагируют на токи короткого замыкания и отсекают нужный участок в течение 0,01 или 001 секунды. Конструкция включает в себя катушку с пружиной и сердечник, втягивающийся под воздействием высоких токов. Во время втягивания сердечник приводит в действие пружину, связанную с расцепляющим устройством.
Тепловые биметаллические расцепители. Обеспечивают защиту сетей от перегрузок. Они обеспечивают разрыв цепи при прохождении тока, не соответствующего предельным рабочим параметрам кабеля. Под действием высокого тока биметаллическая пластина изгибается и вызывает срабатывание расцепителя.

В большинстве автоматов, используемых в быту, используется электромагнитный и тепловой расцепитель. Слаженная комбинация этих двух элементов обеспечивает надежную работу защитной аппаратуры.

Номиналы автоматов по току таблица

Необходимость выбора автоматических выключателей возникает во время проектирования электрических сетей в новых домах, а также при подключении приборов и оборудования с более высокой мощностью. Таким образом, в процессе дальнейшей эксплуатации обеспечивается надежная электрическая безопасность объектов.

Халатное отношение к выбору устройства с необходимыми параметрами приводит к серьезным негативным последствиям. Поэтому перед выбором автоматического защитного устройства нужно обязательно убедиться, что установленная проводка выдержит запланированную нагрузку. В соответствии с ПУЭ автоматический выключатель должен обеспечивать защиту от перегрузки наиболее слабого участка цепи. Его номинальный ток должен соответствовать току подключаемого устройства. Соответственно и проводники выбираются с требуемым сечением.

Чтобы рассчитать мощность автомата по току, необходимо воспользоваться формулой: I=P/U, где Р является суммарной мощностью всех электрических приборов, имеющихся в квартире. Вычислив необходимый ток, можно выбрать наиболее подходящий автомат. Существенно упрощает проведение расчетов таблица, с помощью которой можно выбрать автоматический выключатель в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Расчет автомата по мощности тока осуществляется в основном для электроустановок – электродвигателей, трансформаторов и других устройств, имеющих реактивную нагрузку.

Таблица зависимости мощности автомата от сечения провода

В каждой электрической проводке происходит разделение на определенные группы. Соответственно каждая группа использует электрический провод или кабель с определенным сечением, а защита обеспечивается автоматом с наиболее подходящим номиналом.

Таблица поможет выбрать автоматический выключатель и сечение кабеля в зависимости от предполагаемой нагрузки электрической сети, рассчитанной заранее. Таблица помогает сделать правильный выбор автомата по мощности нагрузки. При расчете токовых нагрузок следует помнить, что расчеты нагрузки одного потребителя и группы бытовых приборов различаются между собой. При расчетах необходимо учитывать и разницу между однофазным и трехфазным питанием.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Защита слабого звена электроцепи

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

При выборе автоматов постоянно допускается одна и та же ошибка — не учитывается температура окружающей среды.Номинальный ток автомата назначается по ПУЭ при температуре в + 30 градусов Цельсия,а номинальный ток кабеля или провода назначается по ПУЭ при температуре в + 25 ,а эксплуатироваться автомат и кабель будут при комнатной температуре,допустим в + 18 градусов Цельсия.Если номинальный ток двухжильного или трехжильного, с защитным проводником, кабель — провода сечением 2.5 миллиметра квадратного по меди в однофазной сети равно 25 ампер ( 27 ампер это для кабелей с дополнительной изоляцией в виде ПЭТ ленты или композитного стекломиканита или стеклоленты,заполнением пространства под общей оболочкой мелованной резиной и т. д.),то при + 18 градусов Цельсия это уже номинальный ток в 27 ампер,а номинальный ток автомата на 16 ампер уже фактически равен 18.3 ампера,если учесть что при токах в 1.13 номинального тока автомат не отключается гарантированного в течении более одного часа,то реальный предельный рабочий ток провода уже 20.7 амер,то есть автомат на 16 ампер превращается уже в автомат на 20 ампер,при этом ,согласно DIN стандарту на модульные автоматы ,изготовленные по этому стандарту,номинальный ток кабеля или провода должен быть в полтора раза больше номинального тока автомата или 20.7 * 1.5 = 31 ампер,а номинальный ток кабеля 27 ампер,значит автомат на 16 ампер не годится и нужен автомат на 13 ампер. 2.

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества.

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводов	Допустимый длительный ток нагрузки	Максимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 В	Номинальный ток защитного автомата	Предельный ток защитного автомата	Примерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм	19 А	4,1 кВт	10 А	16 А	освещение и сигнализация
2,5 кв. мм	27 А	5,9 кВт	16 А	25 А	розеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм	38 А	8,3 кВт	25 А	32 А	кондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм	46 А	10,1 кВт	32 А	40 А	электрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм	70 А	15,4 кВт	50 А	63 А	вводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм 2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А. Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами. Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой. Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
C — если он превышен в 5-10 раз;
D — если больше в 10-20 раз.

Класс автомата или тока отсечки

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Как правильно рассчитать автомат и кабель по потребляемой мощности?

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U – I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ – I=P/U*cos φ.

Коэффициент мощности
это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 “Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий”

Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Тип электроприемника	cos φ
Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт:
до 1	0,65
от 1 до 4	0,75
свыше 4	0,85
Лифты и другое подъемное оборудование	0,65
Вычислительные машины (без технологического кондиционирования воздуха)	0,65
Коэффициенты мощности для расчета сетей освещения следует принимать с лампами:
люминесцентными	0,92
накаливания	1,0
ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА	0,85
то же, с некомпенсированными ПРА	0,3-0,5
газосветных рекламных установок	0,35-0,4

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника – взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.

Автоматические выключатели EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

ВАЖНО!
Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.

Расчет сечения жил кабеля и провода

Напряжение 220В.
– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

Автоматический выключатель «автомат»
это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

Короткое замыкание (КЗ)
э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

Ток перегрузки
– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

Длительно допустимый ток кабеля или провода
– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.

Кабели ВВГнг с медными жилами

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Сечение токо- проводящей жилы, мм	Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с медными жилами.	Длительно допустимый ток, А, для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами.
1,5	19	–
2,5	25	19
4	35	27
6	42	32
10	55	42
16	75	60
25	95	75
35	120	90
50	145	110

Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ

Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.

Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.

Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.

Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.

Провода ПУГНП и ШВВП

Пример выбора автоматического выключателя

Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.

Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.

Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.

Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.

Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.

Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов – 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.

Номинальный ток автоматического выключателя, А.	Мощность, кВт.	Ток,1 фаза, 220В.	Сечение жил кабеля, мм2.
16	0-2,8	0-15,0	1,5
25	2,9-4,5	15,5-24,1	2,5
32	4,6-5,8	24,6-31,0	4
40	5,9-7,3	31,6-39,0	6
50	7,4-9,1	39,6-48,7	10
63	9,2-11,4	49,2-61,0	16
80	11,5-14,6	61,5-78,1	25
100	14,7-18,0	78,6-96,3	35
125	18,1-22,5	96,8-120,3	50
160	22,6-28,5	120,9-152,4	70
200	28,6-35,1	152,9-187,7	95
250	36,1-45,1	193,0-241,2	120
315	46,1-55,1	246,5-294,7	185

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.

Номинальный ток автоматического выключателя, А.	Мощность, кВт.	Ток, 1 фаза 220В.	Сечение жил кабеля, мм2.
16	0-7,9	0-15	1,5
25	8,3-12,7	15,8-24,1	2,5
32	13,1-16,3	24,9-31,0	4
40	16,7-20,3	31,8-38,6	6
50	20,7-25,5	39,4-48,5	10
63	25,9-32,3	49,2-61,4	16
80	32,7-40,3	62,2-76,6	25
100	40,7-50,3	77,4-95,6	35
125	50,7-64,7	96,4-123,0	50
160	65,1-81,1	123,8-124,2	70
200	81,5-102,7	155,0-195,3	95
250	103,1-127,9	196,0-243,2	120
315	128,3-163,1	244,0-310,1	185
400	163,5-207,1	310,9-393,8	2х95*
500	207,5-259,1	394,5-492,7	2х120*
630	260,1-327,1	494,6-622,0	2х185*
800	328,1-416,1	623,9-791,2	3х150*

* – сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120

Итоги

При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.

Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»

Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Защита слабого звена электроцепи

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

При проектировании электросети нового дома, для подключения новых мощных приборов, в процессе модернизации электрощита приходится осуществлять выбор автоматического выключателя для надёжной электрической безопасности.

Некоторые пользователи небрежно относятся к данной задаче, и могут не задумываясь подключить любой имеющийся автомат, лишь бы работало, или при выборе ориентируются по таким критериям: подешевле, чтоб не сильно по карману било, или по мощней, чтобы лишний раз не выбивало.

Очень часто такая халатность и незнание элементарных правил выбора номинала предохранительного устройства приводит к фатальным последствиям. Данная статья ознакомит с основными критериями защиты электропроводки от перегрузки и короткого замыкания, для возможности правильного выбора защитного автомата соответственно мощности потребления электроэнергии.

Коротко принцип работы и предназначение защитных автоматов

Автоматический выключатель при коротком замыкании срабатывает практически моментально благодаря электромагнитному расцепителю. При определённом превышении номинального значения тока нагревающаяся биметаллическая пластина отключит напряжение спустя некоторое время, которое можно узнать из графика время токовой характеристики.

Данное предохранительное устройство защищает проводку от КЗ и сверх токов, превышающих расчётное значение для данного сечения провода, которые могут разогреть токопроводящие жилы до температуры плавления и возгорания изоляции. Чтобы этого не произошло, нужно не только правильно подобрать защитный выключатель, соответствующий мощности подключаемых устройств, но и проверить, выдержит ли имеющаяся сеть такие нагрузки.

Внешний вид трех полюсного автоматического выключателя

Провода должны соответствовать нагрузке

Очень часто бывает, что в старом доме устанавливается новый электросчётчик, автоматы, УЗО, но проводка остаётся старой. Покупается много бытовой техники, суммируется мощность и под неё подбирается автомат, который исправно держит нагрузку всех включённых электроприборов.

Вроде всё правильно, но вдруг изоляция проводов начинает выделять характерный запах и дым, появляется пламя, а защита не срабатывает. Это может случиться, если параметры электропроводки не рассчитаны на такой ток.

Допустим, поперечное сечение жилы старого кабеля — 1,5мм², с максимально допустимым пределом по току в 19А. Принимаем, что одновременно к нему подключили несколько электроприборов, составляющих суммарную нагрузку 5кВт, что в токовом эквиваленте составляет приблизительно 22,7А, ему соответствует автомат 25А.

Провод будет разогреваться, но данный автомат будет оставаться включённым все время, пока не произойдёт расплавление изоляции, что повлечёт короткое замыкание, а пожар уже может разгораться полным ходом.

кабель силовой NYM

Защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

Согласно ПУЭ 3.1.4 автомат должен защищать от перегрузок самый слабый участок электрической цепи, или выбираться с номинальным током, соответствующим токам подключаемых электроустановок, что опять же подразумевает их подключение проводниками с требуемым поперечным сечением.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Расплавленная изоляция проводов

Расчет номинала автомата

Допускаем, что проводка новая, надёжная, правильно рассчитанная, и соответствует всем требованиям. В этом случае выбор автоматического выключателя сводится к определению подходящего номинала из типичного ряда значений, исходя из расчетного тока нагрузки, который вычисляется по формуле:

I=P/U,

где Р – суммарная мощность электроприборов.

Подразумевается активная нагрузка (освещение, электронагревательные элементы, бытовая техника). Такой расчет полностью подходит для домашней электросети в квартире.

Допустим расчет мощности произведён: Р=7,2 кВт. I=P/U=7200/220=32,72 А. Выбираем подходящий автомат на 32А из ряда значений: 1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100.

Данный номинал немного меньше расчётного, но ведь практически не бывает одновременного включения всех электроприборов в квартире. Также стоит учитывать, что на практике срабатывание автомата начинается со значения в 1,13 раза больше от номинального, из-за его времятоковой характеристики, то есть 32*1,13=36,16А.

Для упрощения выбора защитного автомата существует таблица, где номиналы автоматов соответствуют мощности однофазной и трёхфазной нагрузки:

Таблица выбора автомата по току

Найденный по формуле в вышеприведённом примере номинал наиболее близок по значению мощности, которое указано в выделенной красном ячейке. Также, если вы хотите рассчитать ток для трехфазной сети, при выборе автомата, ознакомьтесь со статьей про расчет и выбор сечения провода

Подбор защитных автоматов для электрических установок (электродвигателей, трансформаторов) с реактивной нагрузкой, как правило, не производится по мощности. Номинал и тип время токовой характеристики автоматического выключателя подбирается соответственно рабочему и пусковому току, указанному в паспорте данного устройства.

Электрические автоматы — как выбрать: однофазные и трехфазные, как рассчитать необходимую мощность, фото и видео обзор

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 651 Опубликовано 09.10.2015

Еще на заре появления электричества инженеры стали задумываться над тем, как обезопасить электрические сети и приборы от токов высокой силы. Было изобретено много приборов, которые долго служили верой и правдой. Последние из них – это электрические автоматы. Что они собой представляют?

Это коммутационное устройство, которое пропускает через себя ток номинальной силы и при необходимости отключает цепь при нестандартных ситуациях (короткое замыкание или повышение потребляемой мощности). В настоящее время производители предлагают два основных вида автоматов. Это:

Однофазный.
Трехфазный.

Трехфазные автоматы в электрощите

Отличаются они друг от друга количеством разъединяющих элементов. В первом он один, во втором их три. По сути, трехфазный автомат, это три однофазных в одном корпусе.

Главным параметром электрического автомата является все же номинальный ток, который он пропускает. По сути, это сила тока, которая требуется для нормальной работы бытовых электроприборов. В частном домостроении и в городских квартирах чаще всего устанавливаются автоматы от 6 до 63 А. Специалисты рекомендуют разбивать электрическую сеть дома на несколько контуров и устанавливать на каждый из них свой отдельный автоматический выключатель.

Расчетная мощность

С коротким замыканием все понятно. Это соединение фазы и ноль, при котором резко поднимается сила тока. Тут автомат срабатывает быстро, то есть, в действие приводится электромагнитный расцепитель. А чтобы не развился пожар, внутри прибора устраивается дугогасительная камера.

С перегрузкой все по-другому. Во-первых, необходимо решить вопрос, как рассчитать мощность автомата, которая бы соответствовала суммарной мощности электрических приборов, запитанных на сеть, где установлен сам автомат. По сути, ток, выдерживающий автомат, должен быть меньше, чем сила тока в контуре. Существуют определенные показатели, которые зависят друг от друга.

Расчет необходимой мощности автомата

В контуре освещения обычно используется медный кабель сечением 1,5 мм² и монтируется автомат 16 А.
На розетки выводится кабель сечением 2,5 мм² и устанавливается автоматический выключатель 25 А.
Если оба кабеля прокладываются по воздуху, то есть проводится открытая разводка, то для них соответственно устанавливаются автоматы 19 А и 27 А.

Во-вторых, перегрузка может действовать длительное время. Она может расти медленно, поэтому в данных автоматах срабатывает тепловой расцепитель. По сути, это биметаллическая пластина, которая под действием температуры выгибается, тем самым разрывая цепь. В этом случае автомат срабатывает лишь в том случае, если сила тока превышает номинальный минимум в три раза.

Чтобы избежать перегрузки, необходимо подсчитать мощность всех используемых бытовых приборов, к примеру, на кухне. У каждого из них она указана на бирке или в техдокументации. Поэтому сложить все и узнать потребляемую мощность будет несложно. Далее расчет ведется по известному со школьной скамьи закону Ома. Он гласит, что сила тока равна мощности, деленной на напряжение в сети. К примеру, суммарная мощность всех агрегатов равна 5 кВт, напряжение 220 В. В итоге получается, что сила тока должна быть 5000/220=22,7 А. Значит, вам необходим автомат 25 А.

Маркировка

Маркировка автоматов достаточно разнообразна. В ней присутствуют как буквенная маркировка, так и цифровая. Что они обозначают?

Серия А – используется в цепях, где перегрузки возникнуть не могут или их отклонения от номинала составляет 30%.
В – устанавливаются в сетях, где номинальный ток может быть ниже фактического в три раза. При таких ситуациях электромагнитный выключатель отключается за 0,015 секунд, а тепловой за 4-5 секунд.
С – это самый распространенный тип. Он может выдерживать перегруз более пяти номинальных показателей. При этом тепловой расцепитель отключается через 1,5 секунд.

Есть серии «D», «К» и «Z». В жилом секторе они не устанавливаются.

Важно! В жилых и офисных помещениях лучше всего использовать автоматы серии «В» или «С». «А» – устаревшая конструкция, которая постепенно выводится из производства.

Теперь что касается буквенной маркировки. Для этого придется разобрать пример. Маркировка «С32». Что это обозначает?

«С» – это кратность тока, который кратковременно проходит через прибор. По сути, это и есть серия.
32 – это номинальная сила тока, обозначается в амперах. Это долговременный показатель.

Полезные советы

Серию автоматов «В» лучше использовать во вторичном фонде, то есть, в старых постройках. «С» лучше устанавливать в новостройках.
В российских условиях эксплуатации, имеются в виду бытовые сети, расчет ведется по току срабатывания 4500 А. Специалисты рекомендуют приобретать автоматы 6000 А.
Класс токоограничения «3» работает быстрее, чем «2».

Обратите внимание, что быстрота срабатывания электро автомата указывается двумя позициями: как быстро срабатывает электромагнитный расцепитель или тепловой. Последний отключает медленнее. Почему?

Все дело в том, что ток перегрузки может действовать определенное время (часами) и при этом никаких последствий электрической цепи не принести. Поэтому его нет необходимости отключать тут же, как он только возник. Вот почему производители устанавливают пределы от номинала в три, в пять или в десять раз. То есть, перегрузка не несет осложнений, как короткое замыкание.

Но ситуация отягощается тем, что каждый электрический контур имеет свой предел перегрузки. И нередко на одном контуре может возникнуть повышение силы тока и в три раза, и в десять. Есть и так называемые ложные перегрузки, о которых нельзя забывать. И, тем более, если это ложная тревога, то сеть отключать нет никакого смысла.

Получается так, что устанавливаемый на контур автомат, необходимо точно выбирать под фактическую нагрузку. Вот почему так важен грамотно проведенный расчет потребляемой мощности на каждом контуре. Но не забывайте, что приобретаемый в магазине прибор надо проверить на нагрузки, хотя на заводе он проходит многоступенчатый контроль.

Итак, основная цель любого потребителя – это правильно выбрать электрический автомат по номинальному току.

9.3 Простые машины | Texas Gateway

Простые машины

Простые машины облегчают работу, но не уменьшают объем работы, которую вы должны выполнять. Почему простые машины не могут изменить объем выполняемой вами работы? Напомним, что в закрытых системах сохраняется общее количество энергии. Машина не может увеличить количество энергии, которую вы в нее вкладываете. Итак, чем полезна простая машина? Хотя он не может изменить объем выполняемой вами работы, простой механизм может изменить количество силы, которую вы должны приложить к объекту, и расстояние, на котором вы прикладываете силу.В большинстве случаев используется простая машина, чтобы уменьшить силу, которую вы должны приложить для выполнения работы. Обратной стороной является то, что вы должны приложить силу на большем расстоянии, потому что произведение силы и расстояния, f d , (что равняется работе), не меняется.

Давайте посмотрим, как это работает на практике. На рис. 9.8 (а) рабочий использует рычаг для приложения небольшой силы на большом расстоянии, в то время как монтировка тянет гвоздь с большой силой на небольшом расстоянии.На рис. 9.8 (b) показано, как работает рычаг математически. Сила усилия, приложенная при F _e , поднимает нагрузку (силу сопротивления), которая толкает вниз при F _r. Треугольный шарнир называется точкой опоры; часть рычага между точкой опоры и F _e является рычагом усилия, L _e ; а часть слева — рычаг сопротивления, L _r . Механическое преимущество — это число, которое говорит нам, во сколько раз простая машина умножает силу усилия.Идеальное механическое преимущество IMA — это механическое преимущество совершенной машины без потери полезной работы, вызванной трением между движущимися частями. Уравнение для IMA показано на Рисунке 9.8 (b).

Рисунок 9.8 (a) Монтировка — это разновидность рычага. (b) Идеальное механическое преимущество равно длине плеча усилия, деленному на длину плеча сопротивления рычага.

В общем случае IMA = сила сопротивления, F _r, деленная на силу усилия, F _e. IMA также равно расстоянию, на котором прилагается усилие, d _e , деленному на расстояние, на которое перемещается груз, d _r .

IMA = FrFe = dedrIMA = FrFe = dedr

Возвращаясь к экономии энергии, для любой простой машины работа, вложенная в машину, W _i , равна работе, которую выполняет машина, W _o . Объединив это с информацией в параграфах выше, мы можем написать

Wi = WoFede = Frdr Если FeFr, то de> dr.Wi = WoFede = Frdr Если FeFr, то de> dr.

Уравнения показывают, как простая машина может производить такое же количество работы, уменьшая при этом величину силы усилия за счет увеличения расстояния, на котором прилагается сила усилия.

Watch Physics

Введение в Mechanical Advantage

В этом видео показано, как рассчитать IMA рычага тремя различными методами: (1) исходя из силы усилия и силы сопротивления; (2) от длины плеч рычага, и; (3) от расстояния, на которое прикладывается сила, и расстояния, на которое перемещается груз.

Проверка захвата

Двое детей разного веса катаются на качелях. Как они позиционируют себя относительно точки поворота (точки опоры), чтобы быть уравновешенными?

Более тяжелый ребенок сидит ближе к точке опоры.
Более тяжелый ребенок сидит дальше от точки опоры.
Оба ребенка сидят на равном расстоянии от точки опоры.
Поскольку оба имеют разный вес, они никогда не будут уравновешены.

Некоторые рычаги оказывают большое усилие на плечо с коротким усилием. Это приводит к меньшей силе, действующей на большем расстоянии на конце рычага сопротивления. Примерами рычага этого типа являются бейсбольные биты, молотки и клюшки для гольфа. В рычаге другого типа точка опоры находится на конце рычага, а нагрузка — посередине, как в конструкции тачки.

Простая машина, показанная на рис. 9.9, называется колесно-осевой . На самом деле это рычаг.Разница в том, что рычаг усилия может вращаться по полной окружности вокруг точки опоры, которая является центром оси. Сила, приложенная к внешней стороне колеса, вызывает большее усилие, прилагаемое к веревке, намотанной вокруг оси. Как показано на рисунке, идеальное механическое преимущество рассчитывается путем деления радиуса колеса на радиус оси. Любое кривошипно-шатунное устройство — это пример колеса и оси.

Рисунок 9.9 Сила, приложенная к колесу, действует на его ось.

Наклонная плоскость и клин — две формы одной и той же простой машины. Клин — это просто две наклонные плоскости вплотную друг к другу. На рис. 9.10 показаны простые формулы для расчета IMA для этих машин. Все наклонные, мощеные поверхности для прогулок или езды являются наклонными плоскостями. Ножи и головки топоров являются примерами клиньев.

Рисунок 9.10 Слева показана наклонная плоскость, а справа — клин.

Винт, показанный на рисунке 9.11 фактически представляет собой рычаг, прикрепленный к круглой наклонной плоскости. Саморезы по дереву (конечно) также являются примерами шурупов. Рычажная часть этих винтов представляет собой отвертку. В формуле для IMA расстояние между резьбой винта называется шагом и обозначается символом P .

Рисунок 9.11 Показанный здесь винт используется для подъема очень тяжелых предметов, например, угла автомобиля или дома на небольшое расстояние.

На рис. 9.12 показаны три разные системы шкивов.Из всех простых машин механическое преимущество легче всего рассчитать для шкивов. Просто посчитайте количество веревок, поддерживающих груз. Это IMA . И снова мы должны приложить силу на большем расстоянии, чтобы увеличить силу. Чтобы поднять груз на 1 метр с помощью шкивной системы, вам нужно протянуть N метров веревки. Шкивные системы часто используются для подъема флажков и оконных жалюзи и являются частью механизма строительных кранов.

Рисунок 9.12 Здесь показаны три системы шкивов.

Watch Physics

Механическое преимущество наклонных плоскостей и шкивов

В первой части этого видео показано, как рассчитать IMA для систем шкивов. В последней части показано, как рассчитать IMA наклонной плоскости.

Проверка захвата

Как можно использовать шкив для подъема легкого груза на большую высоту?

Уменьшите радиус шкива.
Увеличьте количество шкивов.
Уменьшите количество веревок, поддерживающих груз.
Увеличьте количество веревок, поддерживающих груз.

Сложная машина — это комбинация двух или более простых машин. Кусачки на рис. 9.13 объединяют в себе два рычага и два клина. Велосипеды включают колеса и оси, рычаги, винты и шкивы. Автомобили и другие транспортные средства представляют собой комбинации многих машин.

Рисунок 9.13 Кусачки — обычная сложная машина.

3. РАСЧЕТ МАШИНЫ

3.1 Введение
3.2 Классификация затрат
3.3 Определения
3.4 Постоянные затраты
3.5 Эксплуатационные расходы
3.6 Затраты на рабочую силу
3.7 Переменные циклы усилий
3.8 Ставки для животных
3.9 Примеры

Себестоимость единицы лесозаготовок или дорожного строительства в основном определяется путем деления затрат на производство.В простейшем случае, если вы арендовали трактор с оператором за 60 долларов в час, включая все топливо и другие расходы, и выкапывали 100 кубометров в час, ваши удельные затраты на земляные работы составили бы 0,60 доллара за кубический метр. Почасовая стоимость трактора с оператором называется машинной ставкой. В тех случаях, когда машина и элементы производства не сдаются в аренду, необходимо рассчитать стоимость владения и эксплуатационные расходы, чтобы получить ставку машины. Цель разработки машинной ставки должна состоять в том, чтобы получить цифру, которая, насколько это возможно, отражает стоимость работы, выполненной в существующих рабочих условиях и используемой системе учета.Большинство производителей оборудования предоставляют данные о стоимости владения и эксплуатации своего оборудования, которые будут служить основой для ставок на машины. Однако такие данные обычно требуют модификации для соответствия конкретным условиям эксплуатации, и многие владельцы оборудования предпочитают составлять свои собственные расценки.

Ставка машины обычно, но не всегда, делится на постоянные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на рабочую силу. Для некоторых анализов денежных потоков включаются только те статьи, которые представляют собой денежные потоки.Некоторые фиксированные затраты, включая амортизацию и иногда процентные платежи, не включаются, если они не представляют собой денежный платеж. В это руководство включены все фиксированные затраты, описанные ниже. Для некоторых анализов затраты на рабочую силу не включены в стоимость станка. Вместо этого рассчитываются постоянные и эксплуатационные расходы. Затраты на рабочую силу затем добавляются отдельно. Иногда это делается в ситуациях, когда рабочий, связанный с оборудованием, работает на разное количество часов по сравнению с оборудованием. В этой статье труд включен в расчет машинной ставки.

3.2.1 Фиксированные затраты

Постоянные затраты — это те, которые могут быть заранее определены как накапливающиеся с течением времени, а не со скоростью работы (рис. 3.1). Они не прекращаются, когда работа прекращается, и должны распределяться на часы работы в течение года. Обычно в постоянные затраты включаются амортизация оборудования, проценты по инвестициям, налоги, хранение и страхование.

3.2.2 Операционные расходы

Операционные расходы напрямую зависят от скорости работы (Рисунок 3.1). Эти расходы включают в себя расходы на топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Рисунок 3.1 Модель затрат на оборудование.

3.2.3 Затраты на рабочую силу

Затраты на рабочую силу — это затраты, связанные с наймом рабочей силы, включая прямую заработную плату, отчисления на питание, транспорт и социальные расходы, включая выплаты на здоровье и пенсию. Стоимость надзора также может быть разделена на затраты на рабочую силу.

Машинная ставка — это сумма фиксированных плюс эксплуатационные плюс затраты на оплату труда.Разделение затрат в этих классификациях произвольно, хотя правила бухгалтерского учета предполагают жесткую классификацию. Ключевым моментом является разделение затрат таким образом, чтобы было наиболее разумно объяснить стоимость эксплуатации людей и оборудования. Например, если основным фактором, определяющим стоимость оборудования при утилизации, является скорость его морального износа, как, например, в компьютерной индустрии, амортизационные расходы в значительной степени зависят от времени, а не количества отработанных часов. Для грузовика, трактора или пилы основным фактором может быть фактическое время использования оборудования.Жизнь трактора можно рассматривать как песок в песочных часах, который может течь только в часы работы оборудования.

3.3.1 Закупочная цена (P)

Это фактическая стоимость приобретения оборудования, включая стандартные и дополнительные насадки, налоги с продаж и стоимость доставки. Цены обычно указываются на заводе или доставляются на месте. Заводская цена применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование на заводе и несет ответственность за отгрузку.С другой стороны, цена с доставкой применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование после его доставки. Цена с доставкой обычно включает фрахт, упаковку и страховку. Другие затраты, например, на установку, должны быть включены в первоначальные инвестиционные затраты. Специальное навесное оборудование иногда может иметь отдельную машинную ставку, если срок их службы отличается от срока службы основного оборудования и составляет важную часть стоимости оборудования.

3.3.2 Экономическая жизнь (N)

Это период, в течение которого оборудование может работать с приемлемыми эксплуатационными затратами и производительностью.Экономический срок службы обычно измеряется годами, часами или, в случае грузовиков и прицепов, километрами. Это зависит от множества факторов, включая физический износ, технологическое устаревание или изменение экономических условий. Физическое повреждение может быть вызвано такими факторами, как коррозия, химическое разложение или износ в результате истирания, ударов и ударов. Это может быть следствием нормального и надлежащего использования, неправильного и неправильного использования, возраста, несоответствующего или недостаточного обслуживания или суровых условий окружающей среды.Изменяющиеся экономические условия, такие как цены на топливо, налоговые инвестиционные стимулы и процентная ставка, также могут повлиять на экономический срок службы оборудования. Примеры сроков владения некоторыми видами трелевочной и дорожно-строительной техники в зависимости от области применения и условий эксплуатации приведены в таблице 3.1. Поскольку срок службы выражается в часах работы, срок службы в годах получается путем обратной работы путем определения количества рабочих дней в году и расчетного количества рабочих часов в день.Для оборудования, которое работает очень мало часов в день, расчетный срок службы оборудования может быть очень большим, и необходимо проверить местные условия на предмет обоснованности оценки.

3.3.3 Остаточная стоимость (S)

Это определяется как цена, по которой оборудование может быть продано на момент его выбытия. Тарифы на бывшее в употреблении оборудование сильно различаются во всем мире. Однако на любом конкретном рынке подержанного оборудования факторами, которые имеют наибольшее влияние на стоимость при перепродаже или обмене, являются количество часов наработки машины во время перепродажи или обмена, тип работы и условия эксплуатации, в которых она работал, и физическое состояние машины.Какими бы ни были переменные, снижение стоимости больше в первый год, чем во второй, больше во второй год, чем в третий и т. Д. Чем короче срок службы машины, тем выше процент потери стоимости за год. Например, в сельскохозяйственных тракторах, как правило, от 40 до 50 процентов стоимости машины теряется в первой четверти срока службы машины, а к середине срока службы теряется от 70 до 75 процентов стоимости. . Стоимость утилизации часто оценивается от 10 до 20 процентов от первоначальной покупной цены.

3.4.1 Амортизация

Целью амортизационных отчислений является признание снижения стоимости машины, когда она работает над определенной задачей. Он может отличаться от графика амортизации бухгалтера, который выбран для максимизации прибыли за счет преимуществ различных типов налогового законодательства и соответствует правилам бухгалтерского учета. Типичный пример такой разницы наблюдается, когда оборудование все еще работает много лет после «списания» или имеет нулевую «балансовую стоимость».

Графики амортизации варьируются от простейшего подхода, который представляет собой прямолинейное снижение стоимости, до более сложных методов, которые распознают изменяющуюся скорость потери стоимости с течением времени. Формула для годовых амортизационных отчислений с использованием предположения о прямолинейном снижении стоимости:

D = (P ‘- S) / N

, где P ‘- начальная закупочная цена за вычетом стоимости шин, троса или других деталей, которые подвергаются наибольшему износу и могут быть легко заменены без влияния на общее механическое состояние машины.

Таблица 3.1.a — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

	ЗОНА A	ЗОНА B	ЗОНА C
ГУСЕНИЧНЫЕ ТРАКТОРЫ	Тяговые скребки, большинство сельскохозяйственных тяг, складские, угольные и свалочные работы.Без влияния. Прерывистая работа на полном газу.	Рабочий бульдозер в глинах, песках, гравии. Скребки с толкающей загрузкой, рыхление карьеров, большинство операций по расчистке земли и трелевке. Условия средней ударной нагрузки.	Рыхление тяжелых горных пород. Тандемное копирование. Погрузка и дремание в тяжелых породах. Работайте на каменных поверхностях. Условия продолжительного сильного удара.
Малый	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов
Большой	22 000 часов	18 000 часов	15000 часов
МОТОГРАДЕРЫ	Ремонт легковых дорог.Отделка. Заводские и дорожные работы. Легкая снегоуборочная обработка. Большое количество путешествий.	Ремонт подъездных дорог. Строительство дорог, рытье. Распространение рыхлой насыпи. Озеленение, планировка земель. Летнее обслуживание дорог со средней и сильной уборкой снега зимой. Повышение использования грейдера.	Содержание дорог с твердым покрытием и каменной наброской. Распространение плотной насыпи. Рыхление-рыхление асфальта или бетона. Постоянно высокий коэффициент загрузки. Ударопрочный.
	20 000 часов	15 000 часов	12 000 часов
ЭКСКАВАТОРЫ	Подземное сооружение на небольшой глубине, при котором экскаватор устанавливает трубу и копает грунт всего за 3 или 4 часа в смену.Свободнотекучий материал с низкой плотностью и незначительный удар или его отсутствие. Большинство механизмов обработки металлолома.	Массовые выемки или рытье траншей, при которых машина постоянно копает в естественных глинистых почвах. Немного путешествий и стабильной работы на полном газу. Большинство приложений для загрузки журналов.	Непрерывное рытье траншей или погрузка самосвалом в скальные или рыхлые грунты. Большое количество путешествий по пересеченной местности. Машина непрерывно работает на каменном полу с постоянной высокой нагрузкой и высокой ударной нагрузкой.
	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.b — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

	ЗОНА A	ЗОНА B	ЗОНА C
КОЛЕСНЫЕ БКИДЕРЫ	Прерывистый занос на короткие дистанции, без настила.Хорошие грунтовые условия: ровная местность, сухой пол, мало пней, если они есть.	Непрерывный поворот, устойчивое трелевание на средние расстояния с умеренным настилом. Хорошее покрытие под ногами: сухой пол с небольшим количеством пней и постепенно перекатывающейся поверхностью.	Непрерывный поворот, стабильная трелевка на большие расстояния с частой укладкой настила. Плохие напольные покрытия: мокрый пол, крутые склоны и многочисленные пни.
	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов
СКРЕБОКИ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ	Ровные или благоприятные пути на хороших подъездных дорогах.Без влияния. Легко загружаемые материалы.	Различные условия погрузки и транспортировки. Дальние и короткие перевозки. Неблагоприятные и благоприятные оценки. Некоторое влияние. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.	Условия сильных ударов, например, погрузка рваной породы. Перегрузка. Условия постоянного высокого общего сопротивления. Подъездные дороги тяжелого типа.
Малый	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов
Большой	16 000 часов	12 000 часов	8000 часов
АВТОМОБИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТРАКТОРЫ	Использование в шахтах и карьерах с правильно подобранным погрузочным оборудованием.Подъездные дороги в хорошем состоянии. Также строительное использование при вышеуказанных условиях.	Различные условия погрузки и транспортировки. Типичное использование в дорожном строительстве для выполнения различных работ.	Постоянно плохие дорожные условия для перевозки грузов. Сильная перегрузка. Негабаритная погрузочная техника.
	25 000 часов	20 000 часов	15000 часов
КОЛЕСНЫЕ ТРАКТОРЫ И КОМПАКТОРЫ	Легкие коммунальные работы.Складские работы. Компакторы тянущие. Дремлющая рыхлая насыпь. Без влияния.	Производственный бульдозер, погрузка глин, песков, илов, рыхлого щебня. Уборка лопатой. Использование уплотнителя.	Производство бульдозеров в горных породах. Толчок в каменистых карьерах для боулдеринга. Условия сильного удара.
	15 000 часов	12 000 часов	8000 часов

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.c — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

	ЗОНА A	ЗОНА B	ЗОНА C
КОЛЕСНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ	Прерывистая загрузка грузовиков со склада, загрузка бункера на твердые, гладкие поверхности.Сыпучие материалы с низкой плотностью. Коммунальные работы в государственных и промышленных приложениях. Легкая снегоуборочная обработка. Загружайте и переносите по хорошей поверхности на короткие расстояния без уклонов.	Непрерывная загрузка грузовиков со склада. Материалы от низкой до средней плотности в ведре подходящего размера. Загрузка бункера с низким и средним сопротивлением качению. Погрузка из банка в хорошем копании. Загружайте и переносите по плохим поверхностям и небольшим уклонам.	Погрузочно-разгрузочная порода (крупногабаритные погрузчики).Обработка материалов высокой плотности с помощью машины с противовесом. Стабильная загрузка с очень плотных берегов. Непрерывная работа на шероховатых или очень мягких поверхностях. Загружать и переносить в тяжелых условиях копания; путешествовать на большие расстояния по плохим поверхностям с плохими уклонами.
Малый	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов
Большой	15 000 часов	12 000 часов	10 000 часов
ГУСЕНИЧНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ	Периодическая загрузка грузовиков со склада.Минимальные путевые, поворотные. Сыпучие материалы с низкой плотностью со стандартным ковшом. Без влияния.	Выемка берегов, прерывистая рыхление, рытье фундамента из естественных глин, песков, илов, гравия. Некоторое путешествие. Стабильная работа на полном газу.	Погрузка дробленой породы, булыжника, ледникового тилла, калиши. Работа сталелитейного завода. Материалы высокой плотности в стандартном ковше. Непрерывная работа на каменных поверхностях. Большой объем рыхления плотных каменистых материалов.Состояние сильного удара.
	12 000 часов	10 000 часов	8000 часов

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

3.4.2 Проценты

Проценты — это стоимость использования денежных средств в течение определенного периода времени. Инвестиционные фонды могут быть заимствованы или взяты из сбережений или капитала. В случае займа процентная ставка устанавливается кредитором и варьируется в зависимости от местности и кредитного учреждения.Если деньги поступают от сбережений, то в качестве процентной ставки используются альтернативные издержки или ставка, которую эти деньги заработали бы, если бы их вложили в другое место. В практике бухгалтерского учета частных фирм могут игнорироваться проценты по оборудованию на том основании, что проценты являются частью прибыли и, следовательно, не являются надлежащим начислением с действующего оборудования. Хотя это разумно с точки зрения бизнеса в целом, исключение таких сборов может привести к развитию нереалистичных сравнительных показателей между машинами с низкой и высокой начальной стоимостью.Это может привести к ошибочным решениям при выборе оборудования.

Проценты можно рассчитать одним из двух методов. Первый способ — умножить процентную ставку на фактическую стоимость оставшегося срока службы оборудования. Второй более простой метод — умножить процентную ставку на среднегодовые инвестиции.

Для линейной амортизации среднегодовые инвестиции AAI рассчитываются как

AAI = (P — S) (N + 1) / (2N) + S

Иногда коэффициент 0.6-кратная стоимость доставки используется как приблизительное значение среднегодовых инвестиций.

3.4.3 Налоги

Многие владельцы оборудования должны платить налоги на имущество или некоторые виды налога на использование оборудования. Налоги, как и проценты, могут быть рассчитаны либо путем умножения расчетной ставки налога на фактическую стоимость оборудования, либо путем умножения ставки налога на среднегодовые инвестиции.

3.4.4 Страхование

Большинство владельцев частного оборудования имеют один или несколько страховых полисов от повреждений, пожаров и других разрушительных событий.Государственные собственники и некоторые крупные собственники могут быть застрахованы самостоятельно. Можно утверждать, что стоимость страхования — это реальная стоимость, отражающая риск для всех владельцев, и что следует допускать некоторую поправку на разрушительные события. Непредвидение риска разрушительных событий аналогично непризнанию риска пожара или повреждения насекомыми при планировании отдачи от управления лесом. Страховые расчеты производятся так же, как проценты и налоги.

3.4.5 Хранение и защита

Затраты на хранение оборудования и защиту в нерабочее время являются фиксированными расходами, в значительной степени не зависящими от часов использования.Затраты на хранение и защиту должны распределяться на общее количество часов использования оборудования.

Эксплуатационные расходы, в отличие от постоянных затрат, меняются пропорционально часам работы или использования. Они зависят от множества факторов, многие из которых в некоторой степени находятся под контролем оператора или владельца оборудования.

3.5.1 Техническое обслуживание и ремонт

Эта категория включает в себя все: от простого обслуживания до периодического ремонта двигателя, трансмиссии, сцепления, тормозов и других компонентов основного оборудования, износ которых в основном происходит пропорционально использованию.Использование оператором оборудования или злоупотребление им, суровые условия работы, политика технического обслуживания и ремонта, а также основной дизайн и качество оборудования — все это влияет на затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Стоимость периодического ремонта основных компонентов может быть оценена из руководства пользователя и местных затрат на детали и труд, или путем консультации с производителем. Ценный источник — опыт другого владельца с аналогичным оборудованием и учет затрат в типичных условиях работы.Если опытные владельцы или записи о расходах недоступны, почасовые затраты на техническое обслуживание и ремонт можно оценить как процент от почасовой амортизации (Таблица 3.2).

ТАБЛИЦА 3.2. Ставки технического обслуживания и ремонта в процентах от почасовой амортизации выбранного оборудования.

Станок	Процентная ставка
Трактор гусеничный	100
Сельскохозяйственный трактор	100
Трелевочный трактор с резиновыми колесами и фиксаторами троса	50
Трелевочный трактор на резиновой ходовой части с захватом	60
Погрузчик с тросовым захватом	30
Погрузчик с гидравлическим грейфером	50
Электропила	100
Валочно-пакетирующая машина	50

3.5.2 Топливо

Норма расхода топлива для единицы оборудования зависит от объема двигателя, коэффициента нагрузки, состояния оборудования, привычек оператора, условий окружающей среды и базовой конструкции оборудования.

Для определения почасовой стоимости топлива общая стоимость топлива делится на время работы оборудования. Если записи о расходе топлива недоступны, можно использовать следующую формулу для оценки литров топлива, израсходованного на машинный час:

где LMPH — литры, израсходованные на машинный час, K — килограмм топлива, израсходованный на тормоз, л.с. / час, GHP — полная мощность двигателя при регулируемых оборотах двигателя, LF — коэффициент нагрузки в процентах, а KPL — вес топлива в кг / литр.Типичные значения приведены в таблице 3.3. Коэффициент нагрузки — это отношение средней используемой мощности к полной мощности на маховике.

ТАБЛИЦА 3.3. Вес, нормы расхода топлива и коэффициенты нагрузки для дизельных и бензиновых двигателей.

Двигатель	Вес (KPL) кг / литр	Расход топлива (K) кг / тормоз л.с.-час	Коэффициент нагрузки (LF)
Двигатель	Вес (KPL) кг / литр	Расход топлива (K) кг / тормоз л.с.-час	Низкий	Средний	Высокая
Бензин	0.72	0,21	0,38	0,54	0,70
Дизель	0,84	0,17	0.38	0,54	0,70

3.5.3 Смазочные материалы

К ним относятся моторное масло, трансмиссионное масло, масло главной передачи, консистентная смазка и фильтры. Норма расхода зависит от типа оборудования, рабочих условий (температуры), конструкции оборудования и уровня обслуживания. При отсутствии местных данных расход смазочного материала в литрах в час для трелевочных тракторов, тракторов и фронтальных погрузчиков можно оценить как

Q =.0006 × GHP (картерное масло)
Q = .0003 × GHP (трансмиссионное масло)
Q = .0002 × GHP (бортовые передачи)
Q = .0001 × GHP (гидравлическое управление)

Эти формулы включают нормальную замену масла и отсутствие утечек. Их следует увеличивать на 25 процентов при работе в сильной пыли, глубокой грязи или воде. В машинах со сложной гидравлической системой высокого давления, такой как форвардеры, переработчики и харвестеры, расход гидравлических жидкостей может быть намного больше. Еще одно практическое правило: смазочные материалы и консистентная смазка стоят от 5 до 10 процентов стоимости топлива.

3.5.4 Шины

Из-за более короткого срока службы шины считаются эксплуатационными расходами. На стоимость шин влияют привычки оператора, скорость транспортного средства, состояние поверхности, положение колес, нагрузки, относительное время, затрачиваемое на повороты, и уклоны. Для внедорожного оборудования, если местный опыт недоступен, следующие категории срока службы шин, основанные на режиме отказа шины, могут быть использованы в качестве рекомендаций со сроком службы шин, указанным в таблице 3.4.

В зоне А почти все шины изнашиваются до протектора от истирания до выхода из строя.В зоне B изнашивается большинство шин, но некоторые из них выходят из строя преждевременно из-за порезов, разрывов и не подлежащих ремонту проколов. В зоне C очень немногие шины изнашиваются по протектору до выхода из строя из-за порезов.

ТАБЛИЦА 3.4. Указания по ресурсу шин внедорожной техники

Оборудование	Срок службы шин, часов
Оборудование	Зона A	Зона B	Зона C
Автогрейдеры	8000	4500	2500
Скребки колесные	4000	2250	1000
Колесные погрузчики	4500	2000	750
Скиддеры	5000	3000	1500
Грузовики	5000	3000	1500

Затраты на рабочую силу включают прямые и косвенные платежи, такие как налоги, страховые выплаты, питание, жилищные субсидии и т. Д.При расчете расценок на машины необходимо тщательно учитывать затраты на рабочую силу, поскольку часы, в течение которых они работают, часто отличаются от часов работы соответствующего оборудования. Важно, чтобы пользователь определил свое соглашение, а затем использовал его последовательно. Например, при валке леса пила редко работает более 4 часов в день, даже если резак может работать 6 и более часов, а оплата за 8 часов, включая дорогу, может быть оплачена. Если производительность валки основана на шестичасовом рабочем дне с двухчасовым перемещением, то при расчете производительности машины для оператора с электропилой следует учитывать 4 часа использования механической пилы и восемь часов рабочего времени для шестичасового производства.

Концепция, согласно которой люди или оборудование работают с постоянной скоростью, является абстракцией, которая облегчает измерения, ведение записей, оплату и анализ. Однако есть некоторые рабочие циклы, которые требуют таких переменных усилий, что более полезно построить машинные скорости для частей цикла. Одним из важных случаев является расчет машинной нормы для грузовика. Когда лесовоз ожидает загрузки, загружается и выгружается, расход топлива, износ шин и другие эксплуатационные расходы не возникают.Или, если эти расходы понесены, они будут значительно снижены. Для стоячего грузовика часто строится другая ставка машины с использованием только фиксированных затрат и затрат на рабочую силу для этой части цикла. Амортизация грузовика может быть включена частично или полностью.

Если для оценки стоимости единицы грузового транспорта использовалась одна машинная ставка, и это значение было преобразовано в стоимость тонно-км или $ / м ³-км стоимости без удаления «фиксированных» затрат на погрузку и разгрузку, тогда «переменная» стоимость транспорта была бы завышена.Это может привести к ошибочным результатам при выборе между дорожными стандартами или маршрутами перевозки.

Расчет нормы содержания животных аналогичен машинной норме, но виды затрат различаются и заслуживают дополнительного обсуждения.

3.8.1 Фиксированная стоимость

Фиксированная стоимость включает в себя инвестиционные затраты на животное или упряжку, упряжь, ярмо, тележку, лесозаготовительные цепи и любые другие инвестиции со сроком службы более одного года. Другие постоянные расходы включают содержание животных.

Закупочная цена животного может включать запасных животных, если условия работы требуют, чтобы животное отдыхало дольше ночи, например, через день. Чтобы учесть возможность необратимой травмы, покупная цена животного может быть увеличена, чтобы включить дополнительных животных. В остальных случаях несчастные случаи могут быть учтены в страховой премии. Стоимость утилизации животного имеет то же определение, что и машинная ставка, но в случае животного стоимость утилизации часто определяется его продажной стоимостью мяса.Среднегодовые инвестиции, проценты по инвестициям и любые налоги или лицензии рассматриваются так же, как и для оборудования. Чтобы найти общие постоянные затраты на животных, постоянные затраты на животное, тележку, шлейку и прочие инвестиции можно рассчитать отдельно, поскольку они обычно имеют разную продолжительность жизни и почасовые затраты складываются.

Расходы на содержание животных, которые не зависят напрямую от отработанного времени, включают аренду пастбищ, пищевые добавки, лекарства, вакцинацию, ветеринарные услуги, обувь, услуги переправы и любой уход в нерабочее время, такой как кормление, стирка или охрана.Можно утверждать, что потребности в питании и уходе связаны с отработанными часами, и некоторая часть этих затрат может быть включена в операционные расходы. Площадь пастбищ (га / животное) можно оценить, разделив норму потребления животных (кг / животное / месяц) на норму производства кормов (кг / га / месяц). Пищевые добавки, лекарства, вакцинацию и расписание ветеринаров можно получить из местных источников, таких как агенты по распространению сельскохозяйственных знаний.

3.8.2 Операционные расходы

Эксплуатационные расходы включают затраты на ремонт и техническое обслуживание подвесных систем, тележек и прочего оборудования.

3.8.3 Затраты на оплату труда

Стоимость рабочей силы в ставке для животных указана для погонщика животных (и любых помощников). Для полных лет работы он рассчитывается как годовые затраты на рабочую силу, включая социальные расходы, деленные на среднее количество рабочих дней или часов для водителя (и любых помощников).

Примеры расценок на мотопилу, трактор, упряжку волов и грузовик приведены в следующих таблицах. Хотя показатели машин в таблицах с 3.5 по 3.8 используют один и тот же общий формат, существует возможность гибкого представления затрат, зависящих от типа машины, особенно при расчете эксплуатационных затрат. Для мотопилы (Таблица 3.5) основные эксплуатационные расходы связаны с цепью, шиной и звездочкой, поэтому они были разбиты отдельно. Для волов (таблица 3.7) постоянные затраты были разделены на основные компоненты затрат, относящиеся к содержанию животных, в дополнение к амортизации. Для грузовика (таблица 3.8) затраты были разделены на затраты на стояние и путевые расходы, чтобы различать затраты, когда грузовик стоит, загружается или выгружается, по сравнению с путевыми расходами.

ТАБЛИЦА 3.5 Расчет мощности станка для пилы ¹

Машина:	Описание — Электропила McCulloch Pro Mac 650
	Двигатель куб.см	60	Стоимость доставки	400
	Срок службы в часах	1000	часов в год	1000
Топливо:	Тип	Газ	Цена за литр	0.56
Оператор:	Ставка за сутки	5,50	Социальные расходы	43,2%

Составляющая затрат			Стоимость / час
(а)	Амортизация		0.36
(б)	Процентная ставка (@ 10%)		0,03
(в)	Страхование (при 3%)		0,01
(г)	Налоги		–
(д)	Трудовые отношения		1.89 ²
	где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде
	ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО		2,29
(ж)	Топливо	= 0,86 л / час × 0,95 × CL +0,86 л / час × 0,05 × CO)	0,51
	где CL = стоимость газа, CO = стоимость нефти
(г)	Смазочное масло для шины и цепи = Расход топлива / 2.5 × CO		0,45
(в)	Сервисное обслуживание и ремонт = 1,0 × амортизация		0,36
(я)	Цепь, шина и звездочка		0,67
(к)	Прочее		0,22
	ИТОГО		4.50 ³

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Работа из расчета 240 дней в году.
³ Добавьте 0,04, если приобретена резервная пила.

ТАБЛИЦА 3.6 Расчет нормы машины для трактора ¹

Машина:	Описание — CAT D-6D PS
	Полная мощность	140	Стоимость доставки	142,000 ²
	Срок службы в часах	10 000	часов в год	1,000
Топливо:	Тип	Дизель	Цена за литр	.44
Оператор:	Ставка за сутки	12,00	Социальные расходы	43,2%
Справка:	Ставка за сутки	5,00	Социальные расходы	43,2%

Составляющая затрат			Стоимость / час
(а)	Амортизация		12.78
(б)	Процентная ставка (@ 10%)		8,52
(в)	Страхование (при 3%)		2,56
(г)	Налоги (@ 2%)		1.70
(д)	Трудовые отношения		5,84 ³
	где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде
	ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО		31,40
(ж)	Топливо	=.20 × GHP × LF × CL	6,65
	где	GHP = полная мощность двигателя CL = стоимость литра топлива LF = коэффициент нагрузки (0,54)
(г)	Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива		0,67
(в)	Сервисное обслуживание и ремонт = 1.0 × амортизация		12,78
(я)	Другое (кабель, разное)		5,00
	ИТОГО		56,50

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² С отвалом, конструкция ROPS, лебедка, встроенная дуга.
³ Работа из расчета 240 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.7 Расчет скорости машины для бригады волов ¹

Описание	— Пара волов для трелевки
	Полная мощность	–	Стоимость доставки	2,000
	Срок службы в годах	5	дней в году	125
Трудовые отношения	Ставка за сутки	7.00	Социальные расходы	43,2%

Составляющая затрат		Стоимость в сутки
(а)	Амортизация	2,08 ²
(б)	Процентная ставка (@ 10%)	0.96
(в)	Налоги	–
(г)	Пастбище	1,10
(д)	Пищевые добавки	1,36
(ж)	Медицина и ветеринария	0.27
(г)	Драйвер	10,02 ³
	где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде
(в)	Кормление и уход в нерабочее время	2,62
(я)	Прочее (жгуты и цепи)	1.00
	ИТОГО	19,41

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Быки проданы на мясо через 5 лет.
³ Погонщик работает с двумя парами волов, 250 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.8 Расчет производительности машины для грузовика ¹

Машина:	Описание — Ford 8000 LTN
	Полная мощность, л.с.		200		Стоимость доставки		55 000
	Срок службы в часах		15 000		часов в год		1,500
Топливо:	Тип		Дизель		Цена за литр		.26
Шины:	Размер	10 × 22		Тип Радиальный		Номер 10
Трудовые отношения	Ставка за сутки		12,00		Социальные расходы		43,2%

Составляющая затрат				Стоимость / час
(а)	Амортизация			3.12
(б)	Проценты (@ 10%)			2,20
(в)	Страхование (при 3%)			0,66
(г)	Налоги (@ 2%)			0.44
(д)	Трудовые отношения			3,30 ²
	где f = общественные затраты на рабочую силу в десятичном виде
	Постоянная стоимость		ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИТОГО	9,72
(ж)	Топливо	=.12 × GHP × CL		6,24
	где CL = стоимость литра топлива
(г)	Масло и смазка = 0,10 × стоимость топлива			0,62
(в)	Сервисное обслуживание и ремонт = 1,5 × амортизация			4,68
(я)	Шины =			2.40
(к)	Другое (цепи, натяжители)			0,20
	Путевые расходы		ИТОГО	23,86

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Срок трудозатрат 240 дней плюс 20% сверхурочных

Как рассчитать AMA и IMA простых машин

Обновлено 6 декабря 2020 г.

Крис Дезил

Хотя вы можете думать о машине как о сложной системе зубчатых колес, приводных ремней и двигателя, физики используют много определений. проще.Машина — это просто устройство, которое действительно работает, а простых машин всего шесть различных типов. К ним относятся рычаг, шкив, колесо и ось, винт, клин и наклонная плоскость. Способность машины выполнять работу зависит от двух характеристик: ее механического преимущества и ее эффективности. Есть два типа механических преимуществ. Идеальное механическое преимущество предполагает идеальный КПД без учета трения, в то время как реальное механическое преимущество учитывается.

TL; DR (слишком долго; не читал)

AMA простой машины — это отношение выходных и входных сил. IMA — это отношение входного расстояния к выходному расстоянию.

Фактическое механическое преимущество

Любой тип машины передает механическую энергию, и мерой ее полезности является отношение выходной силы (F _O) к входной силе (F _I). Это соотношение является фактическим механическим преимуществом:

AMA = \ frac {F_O} {F_I}

Если это соотношение равно единице, механическая машина на самом деле не облегчает выполнение работы, но может передавать энергию в другое направление.Червячная передача — пример такой машины. У большинства машин AMA больше единицы.

Идеальное механическое преимущество

Поскольку для преодоления трения требуется определенная входная сила, а эта величина неизвестна, может быть трудно измерить фактическое механическое преимущество. С другой стороны, идеальное механическое преимущество — это просто отношение входного расстояния D _I к выходному расстоянию D _O .

IMA = \ frac {D_I} {D_O}

Для облегчения работы пользователя входное расстояние должно быть больше, чем выходное расстояние, поэтому это отношение обычно больше единицы. Он также больше, чем AMA, потому что не учитывает силы трения, препятствующие движению.

IMA шести типов машин

Все настоящие машины представляют собой комбинацию шести простых машин, и метод расчета IMA варьируется для каждого.

Рычаг : Расположение точки опоры определяет IMA для рычага.В первоклассном рычаге точка опоры находится под рычагом на расстоянии D _I и D _O от входного и выходного концов соответственно. Таким образом, идеальное механическое преимущество:

IMA = \ frac {D_I} {D_O}

Колесо и ось : с двумя концентрическими колесами, используемыми вместе, вы получаете механическое преимущество, прикладывая силу к больший и подключив нагрузку к меньшему. IMA для этой компоновки — это отношение радиуса большего колеса R к радиусу меньшего r :

IMA = \ frac {R} {r}

Наклонная плоскость : Механическое преимущество наклонной плоскости увеличивается по мере уменьшения наклона, но даже если для ее толкания требуется меньшая сила, расстояние, на которое ее нужно толкать, увеличивается.Сдвиньте груз на расстояние L вдоль склона, чтобы поднять его на высоту h , и идеальное механическое преимущество составит:

IMA = \ frac {L} {h}

Клин : Как и в случае наклонной плоскости, сила, необходимая для того, чтобы толкать ее под нагрузкой, увеличивается с наклоном, но расстояние, на которое клин должен пройти L , чтобы разделить поверхности, расстояние т увеличивается:

IMA = \ frac {L} {t}

Винт : Винт — это просто круглая наклонная плоскость.С каждым поворотом винта вы поворачиваете его на расстояние, равное длине окружности, чтобы переместить его на расстояние P в поверхность, через которую он проникает. Если диаметр винтового вала составляет d, , механическое преимущество составляет:

IMA = \ frac {2 \ pi d} {P}

Шкив : механическое преимущество системы шкивов зависит от только по количеству веревок. Если это число N , то

IMA = N

Как рассчитать эксплуатационные расходы на оборудование

При покупке нового оборудования ценник — это лишь первые расходы, понесенные вашим бизнесом на протяжении всего срока его службы.Прежде чем покупать дорогостоящий товар — даже если оборудование рассчитано на годы, — подумайте о дополнительных расходах, которые потребуются после покупки.

Некоторые из этих основных факторов стоимости могут включать:

Техническое обслуживание и сервис
Ремонт
Ежегодные проверки безопасности или отраслевые проверки
Затраты, связанные с непредвиденным простоем оборудования
Улучшения и обновления

Как рассчитать работу оборудования Затраты

Расчет точных цифр операционных затрат и стоимости владения может защитить денежный поток и прибыльность бизнеса.При оценке потребности в конкретном оборудовании учитывайте каждую из этих конкретных областей затрат.

Годовые и почасовые затраты

Годовые эксплуатационные расходы состоят из постоянных и переменных затрат. Годовые постоянные затраты включают:

Годовая амортизация
Страхование
Налоговые расходы

Годовые переменные затраты включают:

Часовое потребление энергии
Расходные материалы, потерянные во время использования
Затраты на техническое обслуживание
Затраты на ремонт

Если вы умножите переменные затраты, которые обычно рассчитываются по часам, на часы работы в год и прибавите эти затраты к постоянным годовым затратам, вы сможете рассчитать общие годовые затраты на владение оборудованием.

И наоборот, вы можете рассчитать общие почасовые эксплуатационные расходы, разделив годовые фиксированные затраты на количество рабочих часов в год и прибавив его к переменным почасовым затратам.

Переналадка

Еще одна скрытая стоимость владения оборудованием — переналадка. Если в оборудовании используется несколько различных деталей или приспособлений, учитывайте стоимость простоя производства при переключении на другие функции. Автоматизированные системы, такие как настраиваемые приложения и интеллектуальные инструменты, могут сократить время и связанные с этим расходы.

Надежность

Когда оборудование выходит из строя, ваше предприятие не может производить товары или выдерживать сроки поставки. Подсчитайте стоимость ремонта, запасных частей и возможные потери бизнеса (или штрафы за опоздание) в общую стоимость владения. Может быть более рентабельным приобретение более дорогого, но более надежного оборудования, чем изначально более дешевое оборудование с более высоким риском отказа.

Электроэнергия и затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию для вашего предприятия будут зависеть от типа источника энергии, вашего местоположения и пикового потребления электроэнергии.Проанализируйте прошлые затраты на электроэнергию на вашем предприятии в качестве отправной точки для определения потенциальных будущих затрат.

Затраты на рабочую силу

Вообще говоря, оборудование не может работать само по себе. Хотя производственное оборудование и инструменты становятся все более интеллектуальными и автоматизированными, большинство из них по-прежнему требует определенного контроля со стороны человека. Рассчитайте связанные с оборудованием человеческие затраты на рабочую силу в час, включая затраты на:

Руководители
Техники
Специализированная рабочая сила
Инспекторы

Эти затраты включают не только заработную плату.Кроме того, рассчитайте общую стоимость страхования, льгот, налогов и административных расходов на заработную плату для любых операторов в своем общем расчете.

Как снизить затраты в производстве

К счастью, есть способы компенсировать эти затраты. Эти меры включают следующие шаги:

1. Отслеживание незапланированных простоев

Незапланированные простои имеют наибольший потенциал для подрыва репутации и прибыли вашего бизнеса. Ведите подробный учет каждого инцидента, включая причину, решение, продолжительность и затронутых клиентов.Эта информация может помочь вам быстрее реагировать и налаживать отношения с вашими клиентами.

2. Используйте профилактическое обслуживание

Профилактическое обслуживание — один из лучших способов снизить риск сбоев и остановок. Улучшите процесс, используя профилактическое обслуживание, активные системы мониторинга и регулярные проверки, чтобы предотвратить простои перед его запуском. Комплексный план обслуживания будет включать все эти факторы.

3. Повышение квалификации персонала

Избыточный график, плохо откалиброванное оборудование и другие виды отходов могут привести к увеличению затрат.Обучите своих сотрудников лучшим операционным процедурам. Это может повысить производительность в час и сократить отходы, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Доступная автоматизация от Big Sky Manufacturing

Big Sky Manufacturing предлагает экономичные решения автоматизации, отвечающие меняющимся потребностям упаковочного сектора. Мы работаем с каждым клиентом, начиная с разработки и продажи, заканчивая установкой и запуском, чтобы гарантировать, что приобретаемое оборудование подходит для их уникального применения.Мы производим и программируем все наши собственные системы управления и электрические панели, используя собственный парк оборудования и собственный сварочный цех.

Для получения дополнительной информации о решениях по автоматизации от Big Sky Manufacturing, пожалуйста, свяжитесь с нами или запросите ценовое предложение.

Расчет мощности машины — умный и экономичный

Здравствуйте, друзья,

Вы бы слышали не только о машине, но и о ее мощности. Итак, теперь давайте объединим эти два слова, мощность машины, и подробно разберемся, как это происходит.

Машина:

Машина — это устройство, которое выполняет заданное действие с вмешательством человека или без него.

Вместимость:

Вместимость — это максимальная сумма, которую что-то / кто-то может содержать или производить.

Вместимость машины:

Без сомнения, я твердо уверен, что теперь вы сможете определить, какова мощность Машины.

Это максимальная мера (выходная мощность), которую машина может произвести, выполнив намеченное действие.

Чтобы достичь этой максимальной меры, необходимо учитывать определенные факторы. Главный из них — знать скорость, с которой машина производит, и она отличается от машины к машине.

Давайте посмотрим на них ниже:

Определяющие факторы:

1. время цикла:

Для независимого и эксклюзивного станка с ЧПУ производительность можно измерить через время цикла

Например, если время цикла продукта, производимого на станке, составляет 75 секунд, тогда

Производительность / час = (60 * 60) / 75 = 48 чисел (№)

2. скорость линии:

Для конвейерной машины производительность может быть измерена через линейную скорость. Это могут быть метры в минуту или метры в секунду.

Например, скорость производства на экструдере определяется как 25 миль в минуту.

Производительность / час = 60 * 25 = 1500 метров

3. эквивалентное время цикла:

Концепции, изложенные в пунктах 1 и 2, просты. Теперь переходим на следующий уровень.

Есть несколько процессов, для которых результат может быть получен через несколько партий.

Например, A «B« C «D

В приведенном выше примере сначала продукт A преобразуется в B, затем в C и затем в D. Таким образом, D будет конечным продуктом из машины. (Все 4 продукта производятся на одной машине с разными спецификациями на каждом этапе)

Таким образом, время, необходимое для производства D от начала A, будет эквивалентным временем цикла.

4. Гибкость:

По мере того, как бизнес компании расширяется и растет, становится очевидным наличие широкого разнообразия продуктов, отвечающих потребностям, ожиданиям и доступности клиентов.

А вот и гибкость. Таким образом, чтобы удовлетворить этот спрос, цех должен быть достаточно гибким, чтобы вместить все разновидности продукции.

5. Средневзвешенное время цикла:

Средневзвешенное значение определяется как среднее значение, полученное в результате умножения каждого компонента на коэффициент, отражающий его важность.

Из приведенного выше, для облегчения понимания средневзвешенного времени цикла, компонент заменяется разновидностями (единицами учета запасов) продуктов, а фактор — производственным заказом / планом.

Просмотрите следующий пример:

Пример: средневзвешенное время цикла

6. Средневзвешенная скорость линии:

Вы также можете использовать приведенный выше пример для средневзвешенной скорости линии.
Замените время цикла на линейную скорость и Сред. суточная потребность в номерах по метрам.

Примечание:

Во многих случаях скорость линии или время цикла, указанные производителем машины, зависят от времени цикла или скорости линии в соответствии со спецификацией продукта при подаче на машину.

Таким образом, всегда лучше проверять время цикла или скорость линии в соответствии со спецификацией производителя, производя продукцию с вашей спецификацией, загруженной в машину.

Рекомендуется перед серийным выпуском застраховать.

7.Управления:

Надбавка определяется как сумма чего-либо, что разрешено в рамках набора правил или для определенной цели.

При расчете мощности Машины в нее должны быть включены припуски, так как каждый раз машина не может производить 100% выходную мощность.

Пример:

Предположим, у фабрики по производству печенья 8 часов в смену.
Взвешенное значение Среднее время цикла готовности одного пакета печенья составляет 211,6 секунды. (как указано выше)

Таким образом, мощность машины за одну смену может быть получена как:
Общее время доступности за смену 8 часов = 8 x 60 x 60
= 28800 секунд

Время цикла на пакет печенья = 211,6 с
Производительность машины при 100% = 28800 / 211,6
= 136,106

Это означает, что 136 пакетов печенья могут быть произведены за одну смену на этой одной указанной машине.

В каждую смену производство 136 пакетов печенья при 100% мощности Машины — сложная задача.

Какие факторы могут повлиять на 100% -ную пропускную способность?

а. Отказ и поломка: Машина может быть остановлена из-за механической или электрической поломки. Чтобы устранить эту проблему и вернуться в исходное состояние, может потребоваться некоторое время.

г. Изменение настройки: Чтобы приспособить различные виды продукции в производстве (гибкость), необходимо изменить настройку машины.Это может быть изменение материала, изменение настроек машины или изменение технических характеристик машины. Это также может занять некоторое время.

Помимо этих двух основных факторов, можно также рассмотреть другие факторы, связанные с типом отрасли.

В целом, эти факторы соответствуют лучшим отраслевым стандартам.

Пример: мощность машины

Пример: расчет мощности машины

Таким образом, достигается мощность машины для производства печенья.

В этом случае, поскольку в смену работает 1 машина, она станет равной производительности смены в этой конкретной области.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Как рассчитать потребность в машине для швейных операций на сборочном конвейере?

Часто может потребоваться сметный расчет потребности в машине. В этом посте я обсудил шаги, чтобы оценить, сколько машин и какие типы машин вам нужно, чтобы сделать вашу одежду на сборочной линии.Основная информация, необходимая для расчета количества машин —

A. Суточная производственная цель — это означает, сколько штук вы хотите сшить в день.

B. Количество часов в смену — Сколько часов вы планируете работать каждый день

C. SMV каждой операции — Стандартные минуты для каждой операции

D. Текущая эффективность предприятия (в случае, если вы этого не сделаете. учитывая текущую заводскую эффективность, используйте 50% -ную эффективность). Эффективность требуется, потому что производство будет зависеть от того, насколько эффективно рабочие могут выполнять свою работу.

Шаг 1: Операционная разбивка
Выберите одежду, для которой вы хотите рассчитать потребность в машине. Проанализируйте операции, необходимые для шитья одежды, и перечислите операции в таблице в последовательности. Например, см. Разделение работы футболки с круглым вырезом в следующей таблице.

Шаг 2: Определите тип машины
Обратите внимание, какой класс стежка использовался в операциях, и в соответствии с ними выберите машины для каждой операции.

Шаг 3: SMV каждой операции
Запишите SMV или стандартные минуты в правом столбце типа машины. SMV — самая важная часть для расчета требований к машине. Вы можете использовать SAM для каждой операции из вашей базы данных. Если у вас нет базы данных для стандартных минут, рассчитайте ее. Прочтите статью, как рассчитать SAM предмета одежды.

Шаг 4: Расчет теоретической потребности в станке
Установите производственный план на день (8-часовая смена).Пример — 400 штук в строке. Используйте нынешний уровень эффективности завода. А теперь рассчитайте потребность в машине по следующей формуле. Он называется расчетным номером машины. Потому что формула дает вам долю машины, но на самом деле вы не можете использовать долю машины.

= (Целевое количество в штуках * SMV отдельной операции) / (8 часов * 60 минут * желаемая эффективность)
= (A * C) / (B * 60 * D)

Шаг 5: Требования к физическому оборудованию
Теперь просто округлите номер машины.Или вы можете объединить предприятия, использующие машины аналогичного класса. Для выполнения операции «Серж маржа» требуется полумашина, а для операции «прошить боковой шов с этикеткой» требуется 1,4 машины. Таким образом, можно использовать первую машину 4TOL для выполнения второй работы. Таким образом, вы можете уменьшить количество машин и увеличить их использование.

Пример: Операционный бюллетень для футболки (с круглым вырезом)



	Сделать ребро шеи и стежок





	прошить боковой шов этикетками

Требования к машинам Сводка:

Одноигольный фиксирующий стежок (SNLS): 2 шт.

Четырехниточный оверлок (4TOL): 4 №

Трехниточная машина Flatlock (3TFL): 3 №

Связанные темы:

Как рассчитать общую эффективность оборудования: практическое руководство

Обзор OEE и эффективность в сравнении с эффективностью

Существует много путаницы в отношении OEE (эффективности рабочего оборудования) и в отношении слов «эффективность» и «эффективность». Давайте посмотрим на эти вещи объективно и ясно.

Является ли OEE просто приятным занятием? Нет, это простая, но действенная дорожная карта, которая помогает людям и руководству производственных цехов визуализировать и устранять потери и отходы оборудования.

OEE — это не прихоть. Прежде всего, OEE существует уже несколько десятилетий в своей элементарной форме. Слова «эффективность» и «действенность» существуют дольше, но в последнее десятилетие или около того они использовались нечетко. Для начала мы должны провести четкое различие между эффективностью и эффективностью , прежде чем мы сможем обсуждать OEE.

Эффективность — это соотношение между тем, что теоретически могло быть произведено в конце процесса, и тем, что фактически получилось или было произведено в конце процесса.

Если ваша машина или система способна производить 100 качественных продуктов в час, а она производит только 70, то это 70% , но мы не знаем, насколько было эффективным, потому что ничего не говорится о том, что мы пришлось вложить (сколько операторов, энергии, материалов и т. д.), чтобы получить 70% эффективности.

Таким образом, если машина или система работают с 50% эффективностью с 1 оператором и становятся эффективными на 65% с 2 операторами, эффективность возрастает на 30% (да, 65 на 30% больше, чем 50…), но ее эффективность упала до 50%, по труду!

То же самое касается yield или более широко известного как quality (в основном товарный продукт). Если вы разливаете напиток в бутылки, все бутылки с наполнением, этикетками и крышками теоретически могут быть идеальными, поэтому качество будет 100%. Но если вы выбросите половину заполненных бутылок из-за дефектов упаковки или материала, ваш выход или качество составит всего 50%.В этом примере вы будете эффективны на 100%, но эффективны только на 50%.

Простой пример

По сути, OEE — это (как следует из названия) эффективность: это соотношение между тем, что машина теоретически может производить, и тем, что она действительно делала. Таким образом, самый быстрый способ вычисления прост: если вы возьмете теоретическую максимальную скорость (например, 60 продуктов в минуту), вы знаете, что в конце 480-минутной смены должно получиться 28 800 единиц.

1 смена = 8 часов = 480 минут

Максимальная скорость производства = 60 продуктов в минуту

480 x 60 = 28 800 единиц

Затем нам нужно подсчитать, что мы произвели в конечной точке производственного процесса, например, что находится на поддоне, идущем на склад.Если на поддоне всего 14400 хороших товаров, эффективность будет 50%, верно?

Пока не ракетостроение.

A-P-Qs OEE

Почему формула OEE на рисунке 1 включает доступность (A), производительность (P) и качество (Q)? Что означают эти слова и какую ценность они несут? Они помогут нам найти, куда пропали те другие 14 400 товаров, которые должны были быть на поддоне.

OEE поднял планку и отодвинул нас от традиционного расчета эффективности как показателя производительности производственной линии, которым легко манипулировать, чтобы показать посредственные линии, работающие с эффективностью до 150%.

Вот сила OEE. OEE, если разбить его на три основных компонента, отследит, где мы его потеряли. Каждый день, когда мы используем 50% OEE, мы можем терять единицы по-разному, и каждая потеря имеет свою собственную структуру затрат.

Если мы потеряем 14 400 продуктов из-за того, что машина работала безупречно, без потери качества, но на половине максимальной скорости, это полностью отличается от производства 28 800 продуктов на полной скорости, а затем выброса 14 400 нестандартных продуктов на свалку.

Эффективность:

Делаем то, что нужно — нужный продукт или артикул с нужной скоростью (производительность)

Правильный путь — без переделок, без дефектов, без отходов (качество)

Делаем в нужное время — Производство в соответствии с планом, поддержание машины в рабочем состоянии, минимизация потерь времени (доступность)

Итак, как нам узнать, что мы потеряли и где? И как предотвратить это в будущем?

Наличие

Возвращаясь к примеру с бутылкой, давайте проследим обычный день.Стандартная смена занимает 480 минут. Наши операторы берут перерывы на 10 + 30 + 10 минут, а также выполняют 2 переналадки по 35 минут каждая и теряют 60 минут простоя машин во время смены. Все остальное время машина находится в рабочем режиме.

Перерывы = 10 минут утром + 30 минут в обед + 10 минут после обеда = 50 минут

Переналадки = 2 x 35 минут = 70 минут

Время простоя станка = 60 минут в смену

Итого = 180 минут потерянного времени

Это означает, что мы потеряли 180 минут, и осталось только 300 минут, чтобы действовать.Даже если в остальное время мы будем работать на полной скорости без потерь качества, мы никогда не сможем достичь эффективности более 62,5% в течение этой смены. Это соотношение мы называем «доступностью» или тем, как используется время.

480 минут — 180 минут = 300 минут

300 ÷ 480 = 62,5% Готовность

Давайте посмотрим, как мы потратили 62,5% доступного времени…

Производительность

Давайте также предположим, что наша упаковочная система имеет идеальное время цикла или время такта, равное 1 секунде на бутылку, что составляет 60 бутылок в минуту.(Время такта, производное от немецкого слова Taktzeit, которое переводится как время цикла, задает темп для промышленных производственных линий.)

Это означает, что за оставшиеся 300 минут машина или система может произвести 300 x 60 бутылок = 18 000. Таким образом, если в конце этой смены машина произвела бы 18 000 бутылок за время работы, она работала со 100% скоростью. Если бы производство было на более медленной скорости, допустим, время цикла было бы 1,5 секунды, это снизило бы максимальную скорость на 2/3, и, таким образом, его производительность стала бы 66.7%. Фактический объем производства при производительности 66,7% составляет 12 000 бутылок.

300 минут @ 1 секунда на бутылку = 300 x 60 бутылок = 18000 единиц

1,5 секунды на бутылку = 1 ÷ 1,5 = 2/3 = 66,7% Производительность

66,7% x 18 000 бутылок = 12 000 единиц

Работа с производительностью 66,7% в этом случае приравнивается к потере еще 300 x 33,3% = 100 минут или линия работает в среднем 2/3 x 60 = 40 бутылок в минуту.

Если на этом этапе вся продукция будет соответствовать спецификации или продаваться, какова будет эффективность?

Из 480 минут мы потеряли 180 минут из-за «бездействия» и 100 минут из-за «слишком большого времени цикла»; поэтому (480- (180 + 100)) / 480 = 41.7% пока.

(480 минут — (180 минут + 100 минут)) ÷ 480 — 41,7% КПД

Качество

Фактическая эффективность зависит от того, сколько бутылок соответствует спецификации. Если из 12000 бутылок было 3000, не соответствующих спецификации, то показатель качества этих бутылок был (12000-3000) / 12000 = 75%, или при пересчете в минуты было бы 3000 бутылок / 60 бутылок в минуту = 50 минут, потерянных из-за качество.

(12000 — 3000 дефектов) ÷ 12000 = 75% качества

3000 бутылок ÷ 60 бутылок в минуту = потеря 50 минут Качество

Другими словами, мы потеряли 180 минут из-за того, что не бегали; из оставшихся 300 минут мы потеряли 100 минут из-за медленного бега; из оставшихся 200 минут мы потеряли 50 минут на лом.В результате линия проработала 150 минут безупречной работы с высоким качеством и скоростью.

Теоретически мы могли бы сделать 480 х 60 = 28 800 бутылок. В итоге было продано 9000 бутылок, поэтому общая эффективность оборудования составила 31,25%.

9000 ÷ 28800 = 31,25% OEE

Доступность (62,5%) x производительность (66,7%) x качество (75%) = 31,25%

Время равняется деньгам

OEE основывается исключительно на времени (преобразовано во время), но поскольку 1 время такта равно 1 бутылке, OEE может быть рассчитано в бутылках для простоты использования.Большинство операторов не скажут: «Сегодня я запускал время такта 1,5 секунды, а вместо этого« сегодня я запускал 40 продуктов в минуту », что одно и то же. Точно так же «Я остановился на 5 минут» — это то же самое, что «Я потерял 200 потенциальных бутылок, которые должен был сделать».

OEE помогает создать такую осведомленность; с операторами, инженерами, логистическими отделами и всеми, кто участвует в процессе создания добавленной стоимости. Это дает общий язык всем, кто участвует в производстве, и ведет к эффективным и действенным улучшениям.

Простой подход к OEE

OEE и его базовый подход уже несколько десятилетий используются в других отраслях промышленности и недавно перешли в область упаковки. Хотя концепции довольно просты, их определения и применение значительно различаются, что не позволяет использовать их в качестве эталонов и инструментов производительности внутри и между заводами, не говоря уже о компаниях. Идея состоит в том, чтобы представить общее определение и простой формат электронной таблицы, чтобы обеспечить ясный общий подход.

Практическое определение OEE

OEE — это общая эффективность оборудования определенного производственного процесса в течение определенного рабочего периода или режима, в котором все действия, связанные с производством, персоналом и затратами, учитываются во время всех производственных или зависимых действий в течение определенного запланированного времени или времени рабочего режима. Определенный производственный процесс — это начальная и конечная граница, на которой проводится анализ, например депалетизация на паллетирование или прохождение до складирования.

OEE определяется как продукт, функция затрат или взаимодействие всей доступности или времени безотказной работы рабочего режима, умноженные на производительность или фактическую результирующую скорость производства (от фактической скорости набора и скорости линейного изменения), разделенные на скорость нормального или устойчивого состояния, а затем умноженные на качество или выпуск качественной продукции, деленное на вход критического компонента или совокупность всех входов (компоненты, потребленные, утерянные, переработанные, уничтоженные или неучтенные в процессе производства).Чтобы увидеть схему, вернитесь к Рис. 1, стр. 30.

Качество — это доля, равная 1 минус отходы (отходы и переработка). Доработка обычно рассматривается как качество, но ее труднее всего отделить. Качество обычно не относится к дефектным компонентам, не поставленным на производственную линию, но, когда они поставлены на производственную линию, их необходимо учитывать. Это исключает предварительные проверки, потому что, как только они попадают на производственную линию, есть время и влияние на текущий производственный процесс, такие как удаление и замена поэтапно дефектных продуктов, материалов и расходных материалов.

Объем анализа

Несмотря на то, что OEE может проводиться на основе машины за машиной, продукта за продуктом или посменно, это обычно объединение производства за одну неделю или за один месяц заданного размера и продукта (на машине или на линии). ), потому что просмотр меньших срезов может не дать статистически значимых данных для принятия решений. Можно проводить тенденции или конкретные сравнения, а также анализировать месячный объем производства одного и того же продукта, семейства продуктов или крайних размеров продуктов и составов.

Время работы менее 10 080 минут (одна неделя) само по себе не имеет значения для принятия решений, но может быть адекватным для тенденций и проверок ранее принятого решения для обеспечения положительных направлений или обеспечения ожидаемых результатов. достигнуто.

Причина этого определения рабочего режима состоит в том, чтобы охватить все действия, необходимые для обеспечения возможности выполнения производственного процесса. Некоторые компании в прошлом скрывали свое переключение, PM, отпуск, обучение и уборку, выполняя это в так называемое внеплановое производственное время или сбрасывая его в определенное время отдыха, но на самом деле это является частью природы производственного процесса.

Плановое время производства — это период времени, в течение которого должны быть произведены определенные продукты, но зависящие от процесса действия или ситуации должны быть выполнены или рассмотрены заранее (например, праздники), чтобы обеспечить соблюдение графика или его разумность.

Календарные часы или календарное время представляют собой сумму действий в рабочем режиме и действий в потенциальном режиме, которые составляют неделю (10 080 минут) или месяц (в среднем 43 800 минут) или определенный период, в течение которого актив как функционирующий производственный элемент существует на предприятии. .

Если какой-либо актив удаляется из процесса таким образом, что процесс для данного продукта становится нежизнеспособным, то ожидаемое число OEE считается нулевым.

Это также относится к отозванному с рынка продукту, который подвергается переработке или списанию. В действительности полный отзыв дает ноль OEE за период, когда был произведен отозванный продукт. Частичный отзыв будет иметь дело только с потерей определенной партии или партии в пределах общей суммы, но значительно снизит OEE на этот период.

Любые вопросы планирования и трудозатрат считаются интегрированными в OEE. Можно выйти за пределы OEE с помощью других соотношений, таких как возможность расписания, в котором оцениваются трудозатраты и время планирования, и их взаимодействие рассчитывается как отношения или затраты к операциям, но OEE сохраняет вид выручки, который подходит для подавляющего большинства отраслей и условий простым, но действенным способом.

Высокие показатели OEE указывают на точное выполнение графика и оптимизированный труд.Выполнение графика и оптимизация труда — побочные продукты оптимизированного процесса. OEE — это дорожная карта для понимания, направления и проверки всех других действий, таких как непрерывное совершенствование, бережливое производство, шесть сигм и учетная информация верхнего уровня. Это дает правильное окно при просмотре стоимости качества.

OEE и стоимость качества

«Стоимость качества» — это не цена создания качественного продукта или услуги. Это цена отсутствия качественного продукта или услуги (подробности можно узнать на сайте ASQ — Американского общества качества).

Каждый раз, когда работа тратится впустую, возникает убыток, который приводит к возрастанию «стоимости качества». Говоря об отходах, мы можем дать определение или рассмотреть множество определений, вариаций или типов потерь, таких как: отходы ожидания, перепроизводства, запасов или незавершенного производства, транспортировка, движение, входные дефекты, производство дефектных продуктов, ненужные этапы процесса, с задержкой

При рассмотрении операций OEE просто дает четкое и мощное графическое представление о способности поддерживать качественное производство или о том, как взаимодействуют доступность (время), качество (хороший продукт) и производительность (скорость).Часть потерь — это часть времени, которая теряется из-за неспособности производственного процесса быть последовательным и контролируемым. Эти потери связаны с простоями или простоями, потерями производительности в процессе, а также с браком и переделками, возникающими в рабочем режиме.

Оперативный режим — это не только запланированное плановое время производства, но и то время, которое охватывает характер производственного процесса и поддерживающие его действия, которые связаны, зависят или требуются для обеспечения своевременного производства запланированного продукта.Это означает, что пропорциональное профилактическое обслуживание, переналадка, очистка и / или дезинфекция включены.

Понятие простоя в понимании доступности

Для простоты и порядка, простои любой машины или системы можно разделить на две части — запланированных простоя событий и незапланированных простоев событий.

Запланированные события могут быть определены как те события, при которых не выводятся результаты коммерческой продукции, и руководство которых контролирует сроки и масштабы деятельности; предписывает их или правила страны определяют их часть или все.

Праздники — это всегда обязательные мероприятия, продиктованные руководством, правительством или обоими. Кто-то может возразить, что праздники следует исключить, но это неверно, поскольку руководство принимает решение не использовать это время в нормальном рабочем режиме, и неправильно переводить его в потенциальный режим.

Планируемые мероприятия можно разбить на любое количество категорий. Остерегайтесь, когда в анализ включены праздники, некоторые дни, недели или месяцы будут показывать заниженные числа и должны быть выделены.Из-за этого существует тенденция не включать их. Но нужно включать их по мере их появления.

незапланированных событий можно разбить на любое количество категорий, но наиболее распространенными из них являются операции подразделений или машины. Операции блока могут быть далее подразделены на первичные и вторичные машины, зоны, неисправности и т. Д.

Первичные машины (PM) — это единичные операции, которые представляют собой основное оборудование, которое принимает непосредственное участие в сборке упаковки, например устройства для расшифровки, ополаскиватели, наполнители, укупорочные машины, этикетировщики, картонажные машины, упаковщики в коробки, паллетайзеры и т. Д.

Вторичные машины (SM) — это второстепенные подразделения, которые передают, манипулируют, сопоставляют, проверяют, кодируют или маркируют упаковку, такие как конвейеры, комбайнеры, делители (когда они отделены от основного устройства), кодеры (лазерные, струйные, слепочные и т. д.), контрольные весы, рентген, гамма-контроль, независимое заполнение, обнаружение крышки или этикеток, блоки отбраковки (независимо от основной единицы работы и т. д.

Большинству компаний, особенно компаниям, не способным или не способным выявлять незапланированные простои или убытки, следует использовать макроанализ OEE и использовать сосредоточенные или агрегированные оценочные числа до тех пор, пока улучшенный сбор данных не достигнет оценочного числа.Все время следует указывать в минутах, а не в часах, с точностью до десятых десятичных долей, чтобы получить более детальное представление о проблеме.

Можно также рассматривать единичные операции как VE (создание ценности), VA (создание ценности или добавленная стоимость) и NVA (без добавленной стоимости, например конвейер, которому просто нужно доставить продукт из точки A в точку B, не влияя на качество. дефекты).

Проверенная технология производства доходит до упаковки

Обычно OEE ограничивается производством или упаковкой, но это не обязательно.Производство, распространение и т. Д. Можно включать или рассматривать отдельно, но границы должны быть четко определены, а подход стандартизирован для всех линий и заводов. Соблюдайте осторожность при использовании и / или сравнении значений OEE внутри компании, потому что они могут оказаться бесполезными, если границы другие.

Фактически, OEE была принята обрабатывающей промышленностью, от автомобилестроения до электроники, задолго до того, как она перешла в упаковку. Это проверенный метод с обширными ресурсами, доступными на рынке, и полезной методологией, которая может быть применена к самым мелким операциям с ручным сбором данных в крупнейшей организации со сложными программными инструментами OEE и автоматизированными системами сбора данных.И OEE — одно из основных приложений, оправдывающих вложения во внедрение PackML (глава 5).

Дом