Таблица выбора автоматов по мощности

Выбор номинала автомата защиты

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 двухполюсныве. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации.

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.

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.

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.

 

Выбор автоматического выключателя по мощности

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 расщепителю. 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:

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.

 

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.

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.

Заключение

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.

 

Как правильно провести выбор автомата по мощности нагрузки

Автоматический выключатель предназначается для защиты электрической сети, к которой подключены потребители. При этом суммарная мощность потребителей не должна превышать мощность самого автомата. Поэтому необходимо правильно проводить выбор автомата по мощности нагрузки. Как это можно сделать, существует ли один способ выбора или их несколько?

Способы выбора

Сразу же оговоримся, что способов несколько. Но какой бы вы не выбрали, в первую очередь необходимо определить суммарную нагрузку в сети. Как рассчитать этот показатель? Для этого придется разобраться со всеми бытовыми приборами, которые устанавливаются на участок питающей сети. Чтобы не быть голословным, приведем пример такой сети, в которую обычно подключается большое количество бытовой техники. Это кухня.

Итак, на кухне обычно располагается:

Холодильник с потребляемой мощностью 500 Вт.

Микроволновая печь – 1 кВт.

Электрический чайник – 1,5 кВт.

Вытяжка – 100 Вт.

Это практически стандартный набор, который может быть чуть больше, или чуть меньше. Складывая все эти показатели, получаем суммарную мощность участка, которая равна 3,1 кВт. А вот теперь способы определения нагрузки и сам выбор автомата.

Табличный способ

Это самый простой вариант правильно выбрать автоматический выключатель. Для этого вам потребуется таблица, в которой по суммарной показателю можно подобрать автомата (одно- или трехфазный). Вот эта таблица выбора внизу:

Здесь все достаточно просто. Самое важное, необходимо понимать, что расчетная суммарная мощность может оказаться не той, что в таблице. Поэтому придется расчетный показатель увеличивать до табличного. По нашему примеру видно, что потребляемая мощность участка равна 3,1 квт. Такого показателя в таблице нет, поэтому берем ближайший больший. А это 3,5 кВт, которому соответствует автомат на 16 ампер.

Графический способ

Это практически то же самое, что и табличный. Только вместо таблицы здесь используется график. Они также находятся в свободном доступе в интернете. Для примера приводим один из таковых.

На графике по горизонтали расположены автоматические выключатели с показателем токовой нагрузки, по вертикали потребляемая мощность участка сети. Чтобы определить мощность выключателя, необходимо сначала на вертикальной оси найти полученную расчетным путем потребляемую мощность, после чего от него провести горизонтальную линию до зеленого столбика, определяющего номинальный ток автомата. Вы можете самостоятельно проделать это с нашим примером, который показывает, что наш расчет и подбор был сделан правильно. То есть, такой мощности соответствует автомат с нагрузкой 16А.

Нюансы выбора

Сегодня необходимо учитывать тот факт, что количество удобной бытовой техники расчет, и каждый человек старается обзавестись новыми приборами, тем самым облегчая свой быт. А это значит, что увеличивая количество техники, мы увеличиваем и нагрузку на сеть. Поэтому специалисты рекомендуют при проведении расчета мощности автомата использовать повышающий коэффициент.

Вернемся к нашему примеру. Представьте себе, что хозяин квартиры приобрел кофе-машину на 1,5 кВт. Соответственно суммарный мощностной показатель будет равен 4,6 кВт. Конечно, это больше мощности выбранного нами автоматического выключателя (16А). И если одновременно все аппараты будут включены (плюс и кофе-машина), то автомат тут же сбросит и разъединит цепь.

Можно пересчитать все показатели, купить новый автомат и сделать переустановку. В принципе, это все несложно. Но оптимально будет, если заранее предвидеть эту ситуацию, тем более она стандартная в наши дни. Точно предвидеть, какая бытовая техника дополнительно может быть установлена, сложно. Поэтому самый простой вариант – увеличить суммарный расчетный показатель на 50%. То есть, использовать повышающий коэффициент 1,5. Опять возвращаемся к нашему примеру, где будет вот такой конечный результат:

3,1х1,5=4,65 кВт. Возвращаемся к одному из способов определения токовой нагрузки, в котором будет показано, что для такого показателя потребуется автомат 25 ампер.

Для некоторых случаев можно использовать понижающий коэффициент. К примеру, недостаточное количество розеток, чтобы одновременно работали сразу все приборы. Это может быть одна розетка для электрочайника и кофе-машины. То есть, одновременно эти два прибора включить нет возможности.

Внимание! Когда дело касается повышения токовой нагрузки на сетевом участке, необходимо менять не только автомат, но и проверить, выдержит ли нагрузку электропроводка, для чего рассматривается сечение уложенных проводов. Если сечение не соответствует нормам, то проводку лучше поменять.

Выбор трехфазного автомата

Обойти стороной в этой статье трехфазные автоматы, предназначенные для сети напряжением 380 вольт, нельзя. Тем более в таблицах они указаны. Здесь немного другой подход к выбору, в основе которого лежит предварительный расчет токовой нагрузки. Вот его упрощенный вариант.

Сначала определяется суммарная мощность всех приборов и источников освещения, которые подключены к автомату.

Полученный результат умножается на коэффициент 1,52. Это и есть ток нагрузки.

Далее, выбираем автоматический выключатель по таблице.

Но учтите, что номинальная сила тока должна быть больше расчетной минимум на 15%. Это первое. Второе – данный расчет можно использовать только в том случае, если на трех фазах сети потребления будет одинаковая нагрузка или приближенная к одному показателю. Если на одной из фаз нагрузка больше, чем на двух других, то автомат выбирается именно по этой высокой нагрузке. Но учитывайте тот момент, что для расчета нагрузки в данном случае используется коэффициент 4,55, так как учитывается одна фаза.

 

Выбор и расчет автомата по мощности и нагрузки

1. Принцип работы защитного автомата
2. Номиналы автоматов по току таблица
3. Таблица зависимости мощности автомата от сечения провода

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.

 

Похожие публикации

Выбор автомата по мощности нагрузки: расчет автоматического выключателя | ENARGYS.RU

Подбор автоматического выключателя – это очень важный параметр, от которого часто зависит качество работы конкретных электрических приборов и сети в целом. Чтобы подобрать правильный автоматический выключатель, стоит руководствоваться определенными правилами, которые необходимо знать.

Выбор автомата по мощности нагрузки должен выполняться правильно, ведь в противном случае могут возникнуть проблемы.

Автоматические выключатели – это один из элементов защиты электрической сети от перезагрузок, и они обязательно должны быть качественными. Мощность потребления электричества не должна превышать мощности самого автомата, поэтому, прежде чем его покупать, нужно внимательно рассчитать реальные свои потребности.

Подробнее о способах выбора

Есть несколько способов для того, чтобы выбор автоматических выключателей был удачным и максимально качественным. Чтобы выбрать нужный вариант, стоит грамотно определить показатель номинальной нагрузки в электрической сети.

Рассчитать этот показатель можно только после того, когда будут рассмотрены мощности каждого из функционирующих приборов и суммированы в единое целое.

Чем больше техники работает, тем мощнее нужен автомат.

Выбор с помощью таблицы

Проще всего выбрать нужный автомат с помощью специальной таблицы, которая является достаточно объемной. Узнав суммарный показатель мощности всех приборов, можно без лишних проблем подобрать однофазный, двухфазный или трехфазный выключатель.

Подбор можно выполнить за считанные минуты, если общая мощности приборов немного ниже, чем есть в таблице, то стоит выбрать приблизительно такой же вариант, но лучше, чтобы его мощности была даже чуть выше.

Выбор графическим способом

Подобрать автоматический выключатель согласно своим потребностям можно при помощи специальной графической схемы. Эту схему можно найти в интернете без особых проблем, в ней указывается номинальный ток автомата и его мощность в киловаттах.

Конкретные номиналы по току соответствуют определенным показателям мощности, за счет чего и можно определить нужный вариант. Этот способ практически такой же удобный, как таблица, поэтому многие потребители активно им пользуются.

Если посмотреть на показатели графика, которые расположены по горизонтали, то можно найти показатели токовой нагрузки, а по вертикали указываются данные о мощности конкретного, используемого участка сети. Мощность нужно рассчитать самому, а потом, используя этот показатель, можно определить, какой именно выключатель требуется.

Особые нюансы выбора

При выборе автомата, нужно учесть тот факт, что количество бытовой техники может значительно увеличиться в доме. Учитывая этот фактор, стоит брать автомат, имеющий мощность немного выше, чем это необходимо в настоящий момент. Если количество техники в доме увеличивается, и она активно используется, соответственно и нагрузка на электрическую сеть становится выше.

Совет! Если автомат уже установлен, а техники в доме стало больше, то просто нужно купить новый и установить его. Только в этом случае нужно позаботиться и о новой проводке, т.к. старая может не справится с нагрузкой.

Рассчитав сумму напряжения в конкретном сегменте, покупая автомат, к этому числу стоит добавить еще 50%, чтобы в случае необходимости не пришлось срочно бежать за новым выключателем. Расчет необходимой мощности провести несложно. С такой банальной задачей справиться даже школьник.

Используя повышающий коэффициент, можно спокойно застраховать себя от непредвиденных ситуаций. Но есть и такие случаи, когда советуют использовать не повышающий, а понижающий коэффициент, но они бывают достаточно редкими.

Это важно! Если на сеть приходится повышенная нагрузка, за счет включения множества мощных электроприборов, то нужно не просто менять выключатель, а и проверить, выдержит ли проводка такие нагрузки.

Как выбрать трехфазный автомат?

Трехфазные автоматы просто отлично годятся для сети в 380 вольт, они считаются самыми мощными.
Чтобы определиться именно с выбором этого устройства, стоит следовать таким правилам:

• определить суммарную мощность всех используемых приборов;
• рассчитать мощность, подключенных к системе питания приборов освещения;
• умножить полученный результат на коэффициент, значение которого достигает 1,52;
• выбрать автоматический выключатель для дома по показателям таблицы.

Зная, как выбрать автомат для сети 220 или 380 вольт, можно спокойно покупать автомат для дома, имея уверенность в том, что он качественный. При этом стоит учитывать тот факт, что номинальная сила тока должна быть больше на 15%, чем полученный ранее при расчетах результат.

Принцип выбора однофазный и двухфазных автоматов является примерно таким же, как и для трехфазного.

Выводы

Абсолютно каждый взрослый человек должен научиться выбирать автоматический выключатель, поскольку в доме без него обойтись нельзя. Чтобы правильно подобрать автомат, нужно рассчитать общую мощность всех функционирующих приборов, сделав небольшую добавку мощности на будущее.

Дополнительно нужно посмотреть, выдержит ли проводка конкретное значение нагрузки.

Качественный автомат стоит покупать в специализированном магазине, определив его мощность и модель с использованием специальной таблицы или схемы. Выбирая автомат, нужно учитывать свои реальные потребности и тогда он будет действительно хорошим.

Главное, правильно определить мощность всех электрических приборов в доме. Это легко можно сделать, если посмотреть на корпус того или другого прибора, где прописаны буквально все технические характеристики. Учитывая все нюансы выбора, можно найти и купить автомат для своего дома, который будет выдерживать нагрузку используемых электрических приборов.

Провести нужные расчеты очень просто, поэтому с такой легкой задачей просто нереально не справиться, что уже доказали многие пользователи, подбирая данную вещь для дома впервые, без опыта.

Какой выбрать автомат для асинхронного двигателя — Расчёты — Справочник

    Расчет и выбор автоматического выключателя.
 

 

 Автоматический выключатель (АВ) выбирают по номинальному току I_н.вык выключателя и номинальному току I_н.расц расцепителя.
I_расц=I_дл/К_т, где
Iдл=Iн.дв – длительный ток в линии,
I_н.дв – номинальный ток двигателя,
К_т – тепловой коэффициент, учитывающий условия установки АВ.
К_т=1  — для установки в открытом исполнении;
К_т=0,85 – для установки в закрытых шкафах.

                             Iдл=Iн= Рн/(Uн·√3·ηн·cosφ),                                                                               (1)

гдеР_н — мощность двигателя, кВт;
U_н – номинальное напряжение электродвигателя, кВ;
ηн – КПД двигателя (без процентов),
cosφ – коэффициент мощности двигателя.
Номинальный ток асинхронного двигателя с к. з. ротором будет примерно равен его удвоенной мощности, взятой в киловаттах:
I_н≈ 2Р_н(кВт)
Выбираем АВ:
Тип –
I_н.вык –
I_расц –

 

Проверка правильности выбора АВ по току мгновенного срабатывания.

 

 

Необходимо, чтобы выполнялось условие:
I_мгн.ср  ≥ KI_кр, где
I_мгн.ср  — ток мгновенного срабатывания,
I_кр – максимальный  кратковременный ток,
К – коэффициент, учитывающий неточность определения I_кр в линии.
К = 1,25 – для АВ с I_н > 100А;
К = 1,4 – для АВ с I_н ≤ 100А.
I_кр = I_пуск = К_i I_н, где
К_i – кратность пускового момента К_i = I_пуск/Iн.
Значения К_i берутся из таблиц.
Если условие выполняется, значит АВ выбран верно, если не выполняется, то выбирается АВ с большим значением тока расцепителя.

 

 

Приведем пример .

Дано:

Тип двигателя:

4А112М4У3

Условие установки АВ:

В шкафу.

Найти:

Тип АВ;

I_мгн.ср;

I_расц.

Решение.

По типу двигателя выписываем из таблицы его номинальные данные:

Р_н = 5,5 кВт; η = 85,5%=0,855; cosφ = 0,85; I_п/I_н = К_i = 7.

 

I_дл = I_н =Р_н/√3U_нηcosφ  = 5,5/√3∙0,38∙0,855∙0,85  = 11,5 A

 

Так как автомат устанавливается в шкафу, то К_т = 0,85, поэтому:

I_расц = I_н/К_{т =} 11,5/0,85 = 13,5 А.

По току расцепителя выбираем автомат: ВА 51-25; I_н =_{25 А}  I_расц = 16 А;

Проверка

I_{мгн.ср≥ КIкр}

I_мгн.ср = 10∙I_расц = 10∙16 = 160 А

 

I_кр = I_пуск = К_i ∙I_н = 7∙11,5 = 80,5 А

К = 1,4

160 ≥ 1,4∙80,5 = 112,7 А

Неравенство выполняется, значит автомат выбран верно.

 

Выбор автоматического выключателя по параметрам сети, подключенной нагрузке (мощности), по току, по сечению провода. Конструктивные элементы и особенности эксплуатации автоматов.

Старая версия статьи здесь Автоматические выключатели одновременно выполняют функции защиты и управления: защищают кабели, провода, электрические сети и потребителей от перегрузки и короткого замыкания (сверхтоков короткого замыкания), а также обеспечивают нормальный режим протекания электротока в цепи и осуществляют управление участками электроцепей. Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления, бывают однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные. Автоматы имеют защитные (спусковые) устройства двух типов: тепловое реле с выдержкой времени для защиты от перегрузки и электромагнитное реле для защиты от короткого замыкания. Основные конструктивные узлы автоматических выключателей: главная контактная система, дугогасительная система, привод, расцепляющее устройство, расцепители и вспомогательные контакты. Расцепители представляют собой реле прямого действия, служащее для отключения автоматического выключателя (без выдержки времени или с выдержкой) через механизм свободного расцепления, который в свою очередь состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин.   Только правильно выбранный автоматический выключатель сможет защитить Вас и сработает в случае аварии или при опасной нагрузке на вашу электропроводку. Неверный выбор может привести к пожару или поражению электрическим током. Не рекомендуется применять «автомат» с видимыми повреждениями корпуса, а также устанавливать автоматические выключатели с завышенным номинальным током срабатывания. Нужно выбирать автоматический выключатель строго под параметры вашей электропроводки и потребителей, только известных производителей и желательно в специализированных магазинах. Выбираются автоматические выключатели по номинальному току, напряжению и по условиям эксплуатации (исходя из типа исполнения). Если необходимо выбрать автомат для подключения известных нагрузок необходимо рассчитать ток. Автоматический выключатель также должен отключить напряжение при коротком замыкании. Характеристики срабатывания (отключения) и эксплуатации установлены в европейских стандартах на автоматические выключатели: DIN VDE 0641 часть 11/8.92, EN 60 898, IEC 898 (DIN – Немецкий промышленный стандарт, VDE – Технические правила Общества немецких электриков, EN – Европейский стандарт, IEC – Международная электротехническая комиссия) и в российском стандарте ГОСТ Р 50345-99. Согласно данным стандартам защитные устройства могут быть трех характеристик срабатывания: Автоматический выключатель с характеристикой срабатывания B рекомендуется применять преимущественно для защиты оборудования, кабелей и цепей в жилых домах (как правило, цепи освещения и розеток) Автоматический выключатель с характеристикой срабатывания C рекомендуется применять  для защиты оборудования, кабелей и цепей в жилых домах (цепи освещения и розеток), а также для защиты цепей с потребителями, обладающими большим пусковым током (группы ламп, электродвигатели и т.д.) Автоматические выключатели с характеристикой срабатывания D преимущественно применяются для защиты кабелей и цепей с потребителями с очень большим пусковым током (сварочные трансформаторы, электродвигатели и т.д.) Стоит отметить, что подавляющее большинство автоматов на российском рынке предлагается с характеристикой С, с характеристикой B продаются как правило автоматы на малые токи, остальные поставляются в основном под заказ.   Согласно стандарту DIN VDE 0100 часть 430/11.91 и его приложений (для устройств защиты кабелей и электрических цепей от перегрузки), защита от чрезмерного нагрева (тепловая защита) в случае перегрузки обеспечивается, если выполняются следующие условия: Потребляемый ток цепи должен быть меньше или равным номинальному току автоматического выключателя, который в свою очередь должен быть не больше, чем максимально допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля (Ib<=In<=Iz) Номинальный ток срабатывания автоматического выключателя (для защиты от перегрузки по току) должен быть примерно в 1,5 раза меньше, чем максимально допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля (In<=1,45*Iz) где Ib – потребляемый ток цепи, нагрузка Iz – допустимая нагрузка электрической цепи или кабеля In – номинальный или заданный ток устройств защиты от чрезмерного тока Определить максимальный ток, который выдерживает проводка можно с помощью программы по выбору сечения провода по нагреву и потерям напряжения или по таблицам ПУЭ (Правил устройства электроустановок).     Характеристики срабатывания автоматических выключателей B и C согласно DIN VDE 0641 и D согласно IEC 947-2   Параметры срабатывания линейных защитных автоматов согласно DIN VDE 0641 и IEC 60 898    Характеристика срабатывания  Тепловое реле  Электромагнитное реле  Малый испытательный ток  Большой испытательный ток  Время срабатывания  Удерживание  Срабатывание Время срабатывания  B  1,13*In    > 1час  3*In   > 0,1 с    1,45*In  < 1час    5*In < 0,1 с  C  1,13*In    > 1час  5*In   > 0,1 с    1,45*In  < 1час    10*In < 0,1 с  D  1,13*In    > 1час  10*In   > 0,1 с    1,45*In  < 1час    20*In < 0,1 с   То есть при перегрузке до 13% номинального тока, автоматический выключатель должен отключиться не ранее, чем через час (т.е. выдерживать перегрузку 13% минимум в течение часа), а при перегрузке до 45%, тепловое реле должно отключить «автомат» в течение часа. Трехкратную перегрузку автоматический выключатель с характеристикой B должен как минимум выдерживать 0,1 секунду, а при пятикратной перегрузке встроенное электромагнитное реле должно отключить автоматический выключатель менее чем за 0,1 секунду. Из всего этого видно, что номинальный ток выбранного Вами автоматического выключателя, как минимум, не должен превышать допустимых токовых нагрузок для Вашей электропроводки, поэтому, приобретая автоматические выключатели, будьте внимательны с выбором тока. Если Вам продавец советует выбрать автоматический выключатель с током не менее 25А, чтобы при включенном холодильнике, обогревателе, стиральной машине и т.п. его не выбивало, то помните, что в большинстве квартир проводка выполнена из алюминия сечением 2.5 мм2, а такой провод выдерживает максимум 24А. В этом случае единственным разумным решением будет не включать одновременно, например, микроволновую печь и электрочайник или стиральную машину, а не заменять автомат 16А на 25А. Не забывайте, что автоматический выключатель должен выполнять свое основное предназначение — защищать Вашу сеть от перегрузок. Аналогичным образом подбирается и номинальный ток для дифференциального автомата (так как он объединяет в себе УЗО и автоматический выключатель) — выбор дифференциального автоматического выключателя. При использовании в цепи постоянного тока характеристики срабатывания теплового расцепителя остаются теми же, что и в сетях переменного напряжения. А характеристики максимального испытательного тока электромагнитного расцепителя изменятся. Значения максимального испытательного тока электромагнитного расцепителя.       Характеристика выключения B C D АС/50 Гц (переменный ток) DC (постоянный ток) АС/50 Гц (переменный ток) DC (постоянный ток) АС/50 Гц (переменный ток) Минимальный испытательный ток 3,0*In 3,0*In 5*In 5*In 10*In Максимальный испытательный ток 5,0*In 7,5*In 10*In 15*In 20*In Допустимая нагрузка на автоматические выключатели, установленные в ряд один за другим Поправочный коэффициент (K) в случае взаимного теплового влияния автоматических выключателей, установленных рядом друг с другом, при расчетной нагрузке.  Число автоматических выключателей  Коэффициент К  1  1  2…3  0,95  4…5  0,9  ≥6  0,85 Влияние окружающей температуры на тепловое срабатывание автоматического выключателя (приведенные в столбце 30°С токи соответствуют номинальным токам автоматического выключателя, так как при этой температуре задается режим срабатывания). В таблице приведены уточненные значения расчетного тока в зависимости от окружающей температуры.   In (А) 30°С 35°С 40°С 45°С 50°С 55°С 60°С 0,5 0,5 0,47 0,45 0,4 0,38 — — 1 1 0,95 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 2 2 1,9 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 3 3 2,8 2,5 2,4 2,3 2,1 1,9 4 4 3,7 3,5 3,3 3 2,8 2,5 6 6 5,6 5,3 5 4,6 4,2 3,8 10 10 9,4 8,8 8 7,5 7 6,4 16 16 15 14 13 12 11 10 20 20 18,5 17,5 16,5 15 14 13 25 25 23,5 22 20,5 19 17,5 16 32 32 30 28 26 24 22 20 40 40 37,5 35 33 30 28 25 50 50 47 44 41 38 335 32 63 63 59 55 51 48 44 40   См. каталог: Модульные устройства коммутации и управления HAGER Автоматические выключатели, УЗО и дифф. автоматы Hager Линейные защитные автоматы — для защиты кабелей и проводов Автоматические выключатели Hager HMF на токи 80-125А Автоматические выключатели SASSIN Автоматы дифференциальные SASSIN серии C45L, C45N Статьи по теме: Выбор устройства защитного отключения (УЗО) Выбор дифференциального автомата Проведение электромонтажных работ Внимание! При полном или частичном копировании материалов данной статьи или другой информации с сайта www.electromirbel.ru, обязательно наличиеактивной ссылки, ведущей на главную страницу www.electromirbel.ru или на страницу с копируемым материалом. Гиперссылка не должна быть запрещена к индексации поисковыми системами (например, с помощью тегов noindex, nofollow и т.д.)!!! © ООО «Электромир», 2010.

расчет потребляемой мощности 220В и 380В, таблица:

Где и как применяются автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.

Автоматы для защиты электросети

Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.

Маркировка автомата

Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.

Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:

• C25 — временная характеристика C, номинальный ток 25 А;
• B32 — характеристика B, 32 А.

В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.

Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

• ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
• защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
• защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

• K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
• K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

• класс “B”: Ia = (3 * In .. 5 * In];
• класс “C”: Ia = (5 * In .. 10 * In];
• класс “D”: Ia = (10 * In .. 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

• однополюсные на фазу;
• двухполюсные на фазу и нейтраль;
• трехполюсные на 3 фазы;
• четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

• устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
• заводить в автомат провод PE;
• устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется селективностью автоматов, согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.

Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)).

Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

Ip = I / cos (f)

Где:

• Ip – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
• I – сила потребляемого прибором тока;
• cos (f) <= 1.

Обычно номинальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техническом паспорте электрического прибора.

Так, например, значение коэффициента для люминесцентных источников света равно 0,9; для LED-ламп – около 0,6; для обыкновенных ламп накаливания – 1. Если документация утеряна, но известна потребляемая мощность бытовых устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.

Указанные в таблице рекомендуемые значения коэффициента мощности можно использовать при расчете электрических нагрузок, когда отсутствуют данные о номинальном токе

О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в следующей статье, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Выбор сечения жил

Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.

Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят расчет сечения кабеля.

Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2.

Справочная таблица, представленная в ПУЭ, позволяет выбрать необходимое сечение из стандартного ряда для различных условий эксплуатации медного кабеля

Это бывает оправдано по следующим причинам:

• Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.
• Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
• Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.

К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ.

Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.

Эта фотография показывает отличия между кабелями, выполненными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (справа). Очевидна разница в сечении жил и плотности прилегания изоляционного материала

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.

По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.

Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле “2” допущена неточность, а для правильного понимания определения переменной In нужно учесть Приложение “1”

Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной In, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.

Таким образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:

In <= IZ / 1,45

Где:

• In – номинальный ток автомата;
• IZ – длительный допустимый ток кабеля.

Проведем расчет номиналов выключателей для стандартных сечений кабелей при однофазном подключении с двумя медными жилами (220 В). Для этого разделим длительный допустимый ток (при прокладке по воздуху) на коэффициент расцепления 1,45.

Выберем автомат таким образом, чтобы его номинал был меньше этого значения:

• Сечение 1,5 мм2: 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;
• Сечение 2,5 мм2: 27 / 1,45 = 18,6. Номинал: 16 A;
• Сечение 4,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
• Сечение 6,0 мм2: 50 / 1,45 = 34,5. Номинал: 32 A;
• Сечение 10,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
• Сечение 16,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A;
• Сечение 25,0 мм2: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.

Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.

Кабели на основе алюминиевых жил сейчас редко используют при монтаже внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, позволяющая выбрать сечение по нагрузке

Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

• Сечение 2,5 мм2: 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
• Сечение 4,0 мм2: 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
• Сечение 6,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
• Сечение 10,0 мм2: 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
• Сечение 16,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
• Сечение 25,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
• Сечение 35,0 мм2: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.

Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трехфазной сети отличаются. Многие люди, которые имеют приборы, рассчитанные на напряжения 380 Вольт, на этом этапе допускают ошибку

Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно изложено здесь. Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.

Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току

По ПУЭ в каждом аппарате есть надпись, которая указывает на номинальное значение электрической энергии. Чтобы получить такую информацию, нужно просто рассмотреть корпус устройства. На нем есть буква и число. Всего для маркировки используются обычно три буквы — В, С и D. Числа обозначают количество заряда. Буква показывает временную характеристику или период, за который срабатывает прибор.

Маркировка оборудования

Для дома используются аппараты с первыми двумя буквами. В промышленности нужны защитные устройства D. Также применяются более мощные агрегаты, обозначенные буквами L, Z и K. У них номинальные значения выше, чем в бытовых, квартирных устройствах.

Стандартная линейка включает в себя мини-автоматы, воздушные автоматы, закрытые выключатели, устройства защитного отключения и дифференциальные автоматы.

Обратите внимание! В маркировке указываются также серия, рабочее напряжение, полюса и отключающая способность.

Таблица автоматических выключателей 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

Таблица автоматических выключателей 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*

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:

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.

Источники

• https://220.guru/elektrooborudovanie/avtomaty-uzo/nominaly-avtomatov.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
• https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-po-toku.html
• https://rusenergetics.ru/oborudovanie/nominaly-avtomaticheskikh-vyklyuchateley-po-toku
• https://www.calc.ru/Tablitsa-Dlya-Vybora-Avtomaticheskikh-Vyklyuchateley.html
• https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata

[свернуть]

Выбор автоматического выключателя | Руководство по устройству электроустановок | Оборудование

Страница 47 из 77

Выбор типа автоматических выключателей определяется: электрическими характеристиками электроустановки, условиями эксплуатации, нагрузками и необходимостью дистанционного управления вместе с типом предусматриваемой в будущем телекоммуникационной системы.
Автоматические выключатели с некомпенсируемыми комбинированными расцепителями имеют уровень тока отключения, зависящий от окружающей температуры.
4.4 Выбор автоматического выключателя
Критерии выбора автоматического выключателя
Выбор автоматического выключателя производится с учетом:
электрических характеристик электроустановки, для которой предназначен этот автоматический выключатель
условий его эксплуатации: температуры окружающей среды, размещения в здании подстанции или корпусе распределительного щита, климатических условий и др.
требований к включающей и отключающей способности при коротких замыканиях, эксплуатационных требований: селективного отключения, требований к дистанционному управлению и индикации и соответствующим вспомогательным контактам, дополнительным расцепителям, соединениям.
правил устройства электроустановок, в частности требований в отношении обеспечения защиты людей
характеристик нагрузки, например электродвигателей, люминесцентного освещения, разделительных трансформаторов с обмотками низкого напряжения
Следующие замечания относятся к выбору низковольтного автоматического выключателя для использования в распределительных системах.
Выбор номинального тока с учетом окружающей температуры
Номинальный ток автоматического выключателя определяется для работы при определенной температуре окружающей среды, которая обычно составляет:
30°С для бытовых автоматических выключателей
40°С для промышленных автоматических выключателей
Функционирование этих автоматических выключателей при другой окружающей температуре зависит главным образом от технологии применяемых расцепителей (рис. h50).
Некомпенсируемые термомагнитные комбинированные расцепители

Автоматические выключатели с некомпенсируемыми термомагнитными расцепителями имеют порог тока отключения, который зависит от окружающей температуры. Если автоматический выключатель установлен в оболочке или в помещении с высокой температурой (например, в котельной), то ток, необходимый для отключения (срабатывания) этого автоматического выключателя при перегрузке, будет заметно ниже. Когда температура среды, в которой расположен автоматический выключатель, превышает оговоренную изготовителем температуру, его характеристики окажутся «заниженными». По этой причине изготовители автоматических выключателей приводят таблицы с поправочными коэффициентами, которые необходимо применять при температурах, отличных от оговоренной температуры функционирования автоматического выключателя. Из типичных примеров таких таблиц (рис. h51) следует, что при температуре ниже оговоренной изготовителем происходит повышение порога отключающего тока соответствующего автоматического выключателя. Кроме того, небольшие модульные автоматические выключатели, установленные бок о бок (рис. h37), обычно монтируются в небольшом закрытом металлическом корпусе. В таком случае вследствие взаимного нагрева при прохождении обычных токов нагрузки к их параметрам необходимо применять поправочный коэффициент 0,8.

Рис. h50. Температура окружающей среды
Автоматические выключатели C60a, C60H: кривая C. C60N: кривые B и C (Стандарт. температура: 30°С)

Ном. ток, А	20 °C	25 °C	30 C	35 C	40 C	45 °C	50 °C	55 C	60 °C
1	1.05	1.02	1.00	0.98	0.95	0.93	0.90	0.88	0.85
2	2.08	2.04	2.00	1.96	1.92	1.88	1.84	1.80	1.74
3	3.18	3.09	3.00	2.91	2.82	2.70	2.61	2.49	2.37
4	4.24	4.12	4.00	3.88	3.76	3.64	3.52	3.36	3.24
6	6.24	6.12	6.00	5.88	5.76	5.64	5.52	5.40	5.30
10	10.6	10.3	10.0	9.70	9.30	9.00	8.60	8.20	7.80
16	16.8	16.5	16.0	15.5	15.2	14.7	14.2	13.8	13.5
20	21.0	20.6	20.0	19.4	19.0	18.4	17.8	17.4	16.8
25	26.2	25.7	25.0	24.2	23.7	23.0	22.2	21.5	20.7
32	33.5	32.9	32.0	31.4	30.4	29.8	28.4	28.2	27.5
40	42.0	41.2	40.0	38.8	38.0	36.8	35.6	34.4	33.2
50	52.5	51.5	50.0	48.5	47.4	45.5	44.0	42.5	40.5
63	66.2	64.9	63.0	61.1	58.0	56.7	54.2	51.7	49.2

NS250N/H/L (Стандартная температура: 40°C)

Ном. ток, А	40 °C	45 C	50 °C	55 C	60 °C
TM160D	160	156	152	147	144
TM200D	200	195	190	185	180
TM250D	250	244	238	231	225

    ** Для промышленного использования значения не регламентируются стандартами IEC. Указанные выше значения соответствуют тем, которые обычно используются.

* «О» означает операцию отключения.
«CO» означает операцию включения, за которой следует операция
отключения.

Рис. h51. Примеры таблицдля определения коэффициентов понижения/повышения уставок по току отключения, которые должны применяться к автоматическим выключателям с некомпенсируемыми тепловыми расцепителями в зависимости от температуры
Пример
Какой номинальный ток (In) следует выбрать для автоматического выключателя C60 N? Этот аппарат:
обеспечивает защиту цепи, в которой максимальный расчетный ток нагрузки составляет 34 А
установлен вплотную к другим автоматическим выключателям в закрытой распределительной коробке
эксплуатируется при окружающей температуре 50°С.
При окружающей температуре 50°С уставка автоматического выключателя C60N с номинальным током 40 А снизится до 35,6 А (см. таблицу на рис. h51). Взаимный нагрев в замкнутом пространстве учитывается поправочным коэффициентом 0,8. Таким образом, получим 35,6 x 0,8 = 28,5 А, что не приемлемо для тока нагрузки 34 А.
Поэтому будет выбран автоматический выключатель на 50 А и соответствующая скорректированная уставка по току составит 44 x 0,8 = 35,2 А.
Компенсированные комбинированные расцепители
Эти расцепители содержат биметаллическую компенсирующую пластину, которая обеспечивает возможность регулировки уставки по току отключения при перегрузке (Ir или Irth) в установленных пределах независимо от температуры окружающей среды. Например:
в некоторых странах система заземления TT является стандартной в низковольтных распределительных системах, а бытовые (и аналогичные) электроустановки защищаются в месте ввода автоматическим выключателем, который устанавливается соответствующей энерго- снабжающей организацией. Такой автоматический выключатель, помимо защиты от косвенного прикосновения, обеспечит отключение цепей при перегрузках, если потребитель превысит уровень потребляемого тока, оговоренный в его контракте с энергоснабжающей организацией. Регулировка уставок автоматического выключателя с номинальным током менее 60 А возможна в диапазоне температур от -5 до +40°С.
Электронные расцепители
Важным преимуществом электронных расцепителей является их устойчивая работа при изменении температурных условий. Однако само распределительное устройство часто налагает эксплуатационные ограничения при повышенных температурах, поэтому изготовители обычно приводят рабочую диаграмму, на которой указываются максимальные значения допустимых уровней отключающих токов в зависимости от окружающей температуры (рис. h52).
Электронные расцепители устойчиво функционируют при изменении окружающей температуры

Вариант исполнения выключателя Masterpact NW20			40°C	45°C	50°C	55°C	60°C
h2/h3/h4	Выкатного типа	In (А)	2,000	2,000	2,000	1,980	1,890
	с горизонтальными	Максимальная	1	1	1	0.99	0.95
	контакт. пластинами	регулировка тока Ir
L1	Выкатного типа	In (А)	2,000	200	1,900	1,850	1,800
	с вертикальными	Максимальная	1	1	0.95	0.93	0.90
	контакт. пластинами	регулировка тока Ir

Рис. h52. Снижение уровня уставки автоматического выключателя Masterpact NW20 в зависимости от температуры
низковольтные автоматические выключатели с номинальным током менее 630 А обычно оснаща­ются компенсируемыми расцепителями для этого температурного диапазона (-5 до +40 °С).
Выбор уставок срабатывания без выдержки времени или с кратковременной выдержкой
Ниже на рис. h53 представлены сводные основные характеристики расцепителей, срабатывающих мгновенно или с короткой выдержкой времени.

Рис. h53. Различные расцепители (мгновенного действия или срабатывающие с короткой выдержкой времени)

Для установки низковольтного автоматического выключателя требуется, чтобы его отключающая способность (или отключающая способность выключателя вместе с соответствующим устройством) была бы равна или превышала расчетный ожидаемый ток короткого замыкания в месте его установки.
Автоматический выключатель, установленный на вы/ходе самого маленького трансформатора, должен иметь отключающую способность по короткому замыканию, которая превышает отключающую способность любого из других низковольтных автоматических вы/ключателей трансформаторов.
Выбор автоматического выключателя с учетом требований по отключающей способности при КЗ
Автоматический выключатель, предназначенный для использования в низковольтной электроустановке, должен удовлетворять одному из двух следующих условий:
или иметь номинальную отключающую способность Icu (or Icn), которая равна или превышает ожидаемый ток короткого замыкания, рассчитанный для этого места установки, или
если это не выполняется, то использоваться совместно с другим устройством, расположенным выше по цепи и имеющим требуемую отключающую способность.
Во втором случае характеристики этих двух устройств должны быть согласованы так, чтобы ток, который может проходить через вышерасположенное устройство, не превышал максимальный ток, который способны выдержать нижерасположенный выключатель и все соответствующие кабели, провода и другие элементы цепи без какого-либо повреждения. Данный метод целесообразен при использовании:
комбинаций плавких предохранителей и автоматических выключателей
комбинаций токоограничивающих автоматических выключателей и стандартных автоматических выключателей. Этот метод называют «каскадированием» (см. подпункт 4.5 данной главы)
Выбор автоматических выключателей вводных и отходящих линий Случай применения одного трансформатора
Если трансформатор расположен на потребительской подстанции, то в некоторых националь­ных стандартах требуется применение низковольтного автоматического выключателя, в котором были бы явно видны разомкнутые контакты, такого как, например, Compact NS выкатной выключатель.
Пример (рис. h54 на противоположной странице)
Какой тип автоматического выключателя пригоден для главного автомата защиты электроустановки, питаемой от трехфазного понижающего трансформатора мощностью 250 кВА и напряжением во вторичной обмотке 400 В, установленного на потребительской подстанции? Ток трансформатора In = 360 А Ток (трехфазный) Isc = 8,9 кА
Для таких условий подходящим вариантом будет автоматический выключатель Compact NS400N с диапазоном регулировки расцепителя 160 А — 400 А и отключающей способностью (Icu) 45 кА.

Несколько трансформаторов, включенных параллельно (рис. h55)
Каждый из автоматических выключателей CBP, установленных на линиях, отходящих от низковольтного распределительного щита, должен быть способен отключать суммарный ток короткого замыкания от всех трансформаторов, подсоединенных к шинам, т.е. Isc1 + Isc2 + Isc3.
Автоматические выключатели CBM, каждый из которых контролирует выход соответствующего трансформатора, должны быть способны отключать максимальный ток короткого замыкания, например, только ток Isc2 + Isc3 если короткое замыкании возникло в месте, расположенном выше выключателя CBM1.
Из этих соображений понятно, что в таких обстоятельствах автоматический выключатель самого маленького трансформатора будет подвергаться самому большому току короткого замыкания, а автоматический выключатель самого большого трансформатора будет пропускать наименьший ток короткого замыкания.
Номинальные токи отключения автоматических выключателей CBM должны выбираться в зависимости от номинальной мощности к КВА соответствующих трансформаторов.
Примечание: Необходимыми условиями для успешной параллельной работы трехфазных трансформаторов являются следующие:
фазовый сдвиг напряжений во вторичной и первичной обмотках должен быть одинаков во всех параллельно включенных трансформаторах
Отношение напряжений холостого хода в первичной и вторичной обмотках должно быть одинаковым для всех трансформаторов.
Напряжения короткого замыкания (Zsc%) должно быть одинаковыми для всех трансформаторов.
Например, трансформатор мощностью 750 кВА с Zsc = 6% будет правильно делить нагрузку с трансформатором мощностью 1000 кВА, имеющим Zsc = 6%, т.е. эти трансформаторы будут автоматически нагружаться пропорционально их мощностям. Для трансформаторов, у которых отношение номинальных мощностей превышает 2, параллельная работа не рекомендуется. В таблице, приведенной на рис. h56, указаны максимальные токи короткого замыкания, которым подвергаются автоматические выключатели вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP на рис. h55), для самой распространенной схемы параллельной работы (2 или 3 трансформа­тора одинаковой мощности). Приведенные данные базируются на следующих допущениях:
трехфазная мощность короткого замыкания на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 500 МВА
трансформаторы являются стандартными распределительными трансформаторами напряжением 20/0,4 кВ, характеристики которых приведены в таблице
кабели от каждого трансформатора к его низковольтному автоматическому выключателю состоят из одножильных проводников длиной 5 метров
между каждым автоматическим выключателем вводной цепи (CBM) и каждым автоматическим выключателем отходящей цепи (CBP) имеется шина питания длиной 1 м.
распределительное устройство расположено в напольном закрытом распределительном щите, температура окружающего воздуха — 30°С).
Кроме того, в этой таблице указаны модели автоматических выключателей серии производства Merlin Gerin, рекомендуемые для применения в каждом случае в качестве автоматических выключателей вводных и отходящих линий.
Пример (рис. h57 на следующей странице)
выбор автоматического выключателя вводной линии (CBM):
Для трансформатора мощностью 800 кВА In= 1126 А, Icu (минимальный ток)= 38 кА (из рис. h56). При таких характеристиках таблица рекомендует использовать модель Compact NS1250N (Icu = 50 кА)
выбор автоматического выключателя отходящей линии (CBP):
Из рис. h56 требуемая отключающая способность (Icu) для таких автоматических выключателей составляет 56 кА

Рис. h54. Пример установки автоматического выключателя на выходе трансформатора, расположенного на потребительской подстанции

Рис. h55. Параллельное включение трансформаторов
Для трех отходящих линий 1, 2 и 3 рекомендуется использовать токоограничивающие автоматические выключатели типа NS400 L, NS250 L и NS 100 L. В каждом случае номинальная отключающая способность Icu=150 кА.

Количество и мощности (кВА) трансформаторов 20/0,4 кВ		Мин. отключающая способность автомат. выкл. вводных линий (Icu), кА	Автомат. выкл. вводных линий (CBM), Мин. отключ. способность полностью согласованные с автомат. автомат. выкл. отходящих выкл. отходящих цепей (CBP) линий (Icu), кА		Ном. ток In автомат. выкл. отходящих линий (CPB) 250A
2 x 400		14	NW08N1/NS800N	27	NS250H
3 x 400		28	NW08N1/NS800N	42	NS250H
2 x 630		22	NW10N1/NS1000N	42	NS250H
3 x 630		44	NW10N1/NS1000N	67	NS250H
2 x 800		19	NW12N1/NS1250N	38	NS250H
3 x 800		38	NW12N1/NS1250N	56	NS250H
2 x 1,000		23	NW16N1/NS1600N	47	NS250H
3 x 1,000		47	NW16N1/NS1600N	70	NS250H
2 x 1,250		29	NW20N1/NS2000N	59	NS250H
3 x 1,250		59	NW20N1/NS2000N	88	NS250L
2 x 1,600		38	NW25N1/NS2500N	75	NS250L
3 x 1,600		75	NW25N1/NS2500N	113	NS250L
2 x 2,000		47	NW32N1/NS3200N	94	NS250L
3 x 2,000		94	NW32N1/NS3200N	141	NS250L

Рис. h56. Максимальные токи короткого замыкания, которые должны отключаться автоматическими выключателями вводных и отходящих линий (соответственно CBM и CBP) при параллельной работе нескольких трансформаторов

Уровни токов короткого замыкания в любом месте электроустановки можно определить с помощью таблиц.
Эти автоматические выключатели обеспечивают преимущества:
полного согласования с характеристиками вышерасположенных автоматических выключателей (CBM), т.е. селективность срабатывания защит
использования метода «каскадирования» с соответствующей экономией затрат в отношении всех элементов, расположенных ниже по цепи.
Выбор автоматических выключателей отходящих и оконечных линий Использование таблицы G40
С помощью этой таблицы можно быстро определить величину трехфазного тока короткого замыкания в любом месте электроустановки, зная:
величину тока короткого замыкания в точке, расположенной выше места, предназначенного для установки соответствующего автоматического выключателя
длину, сечение и материал проводников между этими двумя точками.
После этого можно выбрать автоматический выключатель, у которого отключающая способность превышает полученное табличное значение.
Детальный расчет тока короткого замыкания
Для того чтобы более точно рассчитать величину тока короткого замыкания, особенно в случае, когда отключающая способность автоматического выключателя чуть меньше величины, полученной из таблицы, необходимо использовать метод, описанный в пункте 4 главы G.
Двухполюсные автоматические выключатели (для фазы и нейтрали) с одним защищенным полюсом
Такие автоматические выключатели обычно имеют устройство максимальной защиты только на полюсе фазы и могут применяться в системах TT, TN-S и IT. В системе IT должны выполняться следующие условия:
условие (B) из таблицы G67 для максимальной защиты нулевого проводника в случае двойного короткого замыкания
отключающая способность при КЗ: двухполюсный автоматический выключатель (фаза- нейтраль) должен быть способен отключать на одном полюсе (при линейном напряжении) ток двойного короткого замыкания, равный 15% трехфазного тока короткого замыкания в месте его установки, если этот ток не превышает 10 кА; или 25% трехфазного тока короткого замыкания, если он превышает 10 кА.
защита от косвенного прикосновения: такая защита обеспечивается в соответствии с правилами, предусмотренными для систем заземления IT.
Недостаточная отключающая способность при КЗ
В низковольтных распределительных системах, особенно сетях, эксплуатируемых в тяжелых условиях, иногда случается, что рассчитанный ток Isc превышает отключающую способность Icu автоматических выключателей, имеющихся в наличии для установки, или же изменения, произошедшие в системе выше, привели к превышению отключающих способностей автоматических выключателей.
Решение 1: Убедитесь в том, что соответствующие автоматические выключатели, расположенные выше тех, которых это коснулось,являются тогоограничивающими, поскольку в таком случае можно использовать принцип каскадного включения (см. подпункт 4.5).
Решение 2: Установите несколько автоматических выключателей с более высокой отключающей способностью. Такое решение представляется экономически целесообразно в том случае, если затронуты один или два автоматических выключателя.
Решение 3: Установите последовательно с затронутыми автоматическими выключателями и выше по цепи токоограничивающие плавкие предохранители (типа gG или aM). При этом такая схема должна отвечать следующим условиям:
предохранитель должен иметь соответствующий номинал.

Рис. h57. Параллельная работа трансформаторов
предохранитель не должен устанавливаться в цепи нулевого проводника за исключением определенных электроустановок системы IT, в которых при двойном коротком замыкании в нулевом проводнике возникает ток, превышающий отключающую способность автоматического выключателя. В этом случае расплавление предохранителя в нулевом проводнике приведет к тому, что этот автоматический выключатель отключит все фазы.

Метод «каскадирования» основан на использовании токоограничивающих автоматических выключателей и позволяет устанавливать ниже их по цепи коммутационные аппараты, кабели и другие элементы цепи со значительно сниженными номинальными характеристиками по сравнению с теми, которые бы иначе потребовались. Благодаря этому упрощается и удешевляется электроустановка.

Подбор вводного автомата 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 суммарно

Выбор клинового ремня — это настоящий куш

Наиболее распространенными системами передачи мощности от привода на ведомый вал являются ременные, зубчатые и цепные приводы. Но системы клиноременной передачи, также называемые фрикционными приводами (поскольку мощность передается в результате прилегания ремня к шкиву), являются экономичным вариантом для промышленных, автомобильных, коммерческих, сельскохозяйственных и бытовых устройств. Клиноременные приводы также просты в установке, не требуют смазки и гасят ударные нагрузки.

Шкивы с большим количеством гусениц тянут больше нагрузки

Вот загвоздка: стандартные фрикционные приводы могут как проскальзывать, так и проскальзывать, что приводит к неточному соотношению скоростей или ухудшению точности синхронизации между входным и выходным валами. По этой причине важно выбрать ремень, подходящий для конкретной области применения.

Пояс косметический

Ременные передачи — одна из самых ранних систем передачи энергии, широко использовавшаяся во время промышленной революции. Тогда плоские ремни передавали силу на большие расстояния и делались из кожи.Позже спрос на более мощное оборудование и рост крупных рынков, таких как автомобильная промышленность, стимулировали появление новых конструкций ремней. Клиновые ремни трапециевидной или V-образной формы из резины, неопрена и синтетических уретановых материалов заменили плоские ремни. Теперь увеличенный общий материал поверхности современных ремней прилегает к канавкам шкивов за счет силы трения, чтобы уменьшить натяжение, необходимое для передачи крутящего момента. Верхняя часть ремня, называемая натяжной или изоляционной секцией, содержит волокнистые корды для повышения прочности, поскольку она несет нагрузку тягового усилия.Он помогает удерживать натяжные элементы на месте и действует как связующее для лучшего сцепления между шнурами и другими участками. Таким образом уменьшается тепловыделение, что продлевает срок службы ремня. Предварительно растянутые корды натяжных элементов (полиэстер, арамид, сталь, стекловолокно) также минимизируют растяжение.

Дно, или секция сжатия, спроектировано так, чтобы выдерживать сжатие. Он изготовлен из прочной резиновой смеси, которая оказывает заклинивающее усилие на канавку шкива, чтобы улучшить сцепление без деформации.

Защитный чехол (как правило, эластичный чехол из ткани, пропитанной резиной, устойчивый к скольжению и прочный) представляет собой термостойкий слой, защищающий внутренние компоненты ремня.

Если вращающийся компонент блокируется во время работы, вся система передачи мощности может быть повреждена цепями или шестернями. Ременные приводы снижают этот риск, потому что ремни проскальзывают при замерзании системы, что предотвращает поломку.

Полученный крутящий момент зависит от сопротивления ремня приложенному натяжению и степени прилегания к внутренним стенкам канавки шкива.По этой причине никогда не следует смазывать системы ременного привода, поскольку они зависят от трения для передачи мощности — в отличие от цепных или зубчатых систем, которые работают за счет чистого контактного давления. Еще один совет: внутренняя поверхность ремня никогда не должна касаться дна канавки.

Мощность

Ремни всех размеров классифицируются по размерам поперечного сечения и длины. Поперечное сечение указывает верхнюю ширину, глубину и размеры V-образного угла. Длина измеряется в единицах внешней и внутренней (шаговой) длины.

В машиностроении мощность — это мера производительности или мощности, которая определяется как объем работы, выполненной в данный момент времени. Крутящий момент связан с мощностью:

Добавление коэффициента обслуживания к номинальной мощности (которая представляет собой мощность двигателя или передаваемую мощность в лошадиных силах) обеспечивает эффективность привода.

Скорректированная номинальная мощность

Базовая номинальная мощность известна для всех размеров шкива ремня и скоростей привода. В представленной здесь системе коррекция длины и коэффициент коррекции дуги регулируют эту базовую номинальную мощность в соответствии с соотношением скоростей шкива (которое мы вскоре объясним) и межосевым расстоянием.Это более точно и реалистично, чем формулы и таблицы, которые показывают только базовые значения мощности.

Для простоты обычно принимается типичное межосевое расстояние для каждой комбинации шкивов. Для расстояний, не указанных в списке, знайте, что более длинные межосевые расстояния означают несколько более высокую номинальную мощность, а более короткие межосевые расстояния означают более низкие номинальные мощности. Для приводов с большим передаточным числом небольшие изменения межосевого расстояния могут значительно повлиять на номинальную мощность.

Наконец: многие стандартные шкивы рассчитаны на работу со скоростью до 6500 футов в минуту в соответствии с отраслевыми стандартами.Для приводов, превышающих эту скорость, требуется конструкция шкива из ковкого чугуна, и в таких случаях настоятельно рекомендуется дополнительная помощь производителя при проектировании.

Расчетная мощность

Коэффициент обслуживания учитывает потери мощности из-за вибрации, ударов, нагрева и других факторов, вызванных двигателем и применением. Использование проектной мощности, основанной на этих соображениях, приводит к более точной и эффективной системе привода.

Эти эксплуатационные факторы для клиноременных приводов соответствуют стандартам RMA.Они делают выбор клинового ремня более подходящим для конкретной нагрузки и условий движения.

Эксплуатационные коэффициенты зависят от ведомых машин и приводных агрегатов; выберите ведомую машину с характеристиками нагрузки, наиболее близкими к характеристикам рассматриваемой машины, затем умножьте ее на номинальную мощность двигателя или потребляемую мощность ведомого агрегата, чтобы получить расчетную мощность. Для оборудования, подверженного дросселированию, рекомендуется коэффициент обслуживания 2,0.

л.с. ‘= SF × л.с.

Где SF = Коэффициент обслуживания

л.с. = Базовая мощность

л.с.

л.с. ‘= Расчетная мощность

л.с.

Следующий фактор: Передаточное число выражает соотношение скоростей между двумя шкивами клинового ремня.Теоретические соотношения скоростей стабильны, потому что не учитывается проскальзывание — потеря скорости около 5%. Однако, поскольку проскальзывание ремня неизбежно, фактические соотношения могут быть разными. Если передаточное число меньше 1 (например, 1: 4), это система, которая увеличивает скорость; если передаточное число больше 1 (например, 4: 1), это система снижения скорости. В обоих случаях соотношение получается с размерами входного (ведущего) и выходного (ведомого) шкивов:

Где R _S = Передаточное число

D ₁ = Диаметр приводного шкива

D ₂ = Диаметр ведомого шкива

Скорость обода или ремня:

Выберите секцию ремня, соответствующую геометрии вашей конструкции и реальным рабочим требованиям.

Чтобы получить максимальную рекомендуемую рабочую частоту вращения для стандартного шкива или шкива, введите ограничение скорости 6500 футов в минуту по этой формуле. Это ограничение скорости относится только к конструкции шкива. Если шкив должен работать на более высокой скорости, следует рассмотреть возможность двухплоскостной или динамической балансировки.

Балансировка

Когда устройство движется по круговой траектории, инерционная центробежная сила отталкивает элемент от центра. (Чтобы лучше почувствовать центробежную силу, привяжите один конец веревки к объекту, а другой конец — к оси вращения.По мере увеличения скорости объект поднимается в воздух до тех пор, пока веревка не потянется горизонтально.)

В системах передачи энергии, если масса вращающегося тела неравномерно распределена вокруг его оси вращения, центробежные силы будут неуравновешенными. Это вызывает вибрацию, шум и сокращает срок службы. Балансировка шкивов на клиноременных передачах исправляет это, изменяя центр тяжести в соответствии с осью вращения (в центре детали).

Вооружившись передаточным числом, мы получаем значение л.с. на ремень; разделив расчетную мощность на это, мы получим количество необходимых ремней.

Каждый вращающийся компонент в некоторой степени разбалансирован; детали с абсолютным балансом были бы дорогостоящими (если не невозможными) в производстве. Но два типа балансировки, одобренные Ассоциацией по передаче механической энергии (MPTA), исправляют ситуацию: одинарная и двухплоскостная.

Всегда рекомендуется балансировка в одной плоскости. Здесь добавлен противовес, идентичный и прямо напротив дополнительной массы. Однако балансировки в одной плоскости не всегда достаточно. Если частота вращения приложения превышает максимально рекомендованную, требуется двухплоскостная балансировка.В частности:

Где D = Диаметр, дюйм

F = ширина лица, дюйм

Например, если Ø20 × 10 дюймов. Шкив с торцевой шириной вращается быстрее 1100 об / мин, рекомендуется динамическая балансировка. Результат: 1096 об / мин.

Существуют ли версии шкива выбранного размера с достаточным количеством канавок для требуемых ремней? Это проверено здесь, и нестандартная ширина лица рассчитывается, но закрашивается фиолетовым цветом.

Когда балансировки в одной плоскости недостаточно, балансировка в двух плоскостях корректирует вес в двух плоскостях на оси компонента.(Это не полностью динамическая балансировка, а частично динамическая балансировка.) Затронутые области должны быть разделены для эффективного получения двухплоскостной балансировки в соответствии с рекомендациями MPTA. Таким образом, двухплоскостная балансировка действует на несбалансированные единицы масс, которые не лежат в узкой плоскости. Они распределены по длине компонента.

На общий дисбаланс влияют несколько факторов: масса источника дисбаланса, расстояние от центра вращения, скорость и расстояние между причиной дисбаланса по осевой длине.Как правило, чем длиннее компонент по отношению к его диаметру, тем больше необходимость в двухплоскостной балансировке на определенной скорости.

Двухплоскостная балансировка рекомендуется только там, где ширина лицевой поверхности продукта относительно велика и скорость работы относительно высока, или когда балансировка критична. Это считается необязательным и требует специального запроса.

Здесь представлены только частичные примеры диаграмм, но полное техническое электронное руководство (и программное обеспечение для определения размеров ременных приводов) доступно на maskapulleys.com — или по телефону (800) 463-8928.

Новая система определения размеров ременных приводов

При создании нового инженерного привода или модернизации оборудования существует несколько подходов к определению наиболее подходящего ремня. В одном подходе, который мы представляем здесь, используются скорректированные номинальные мощности вместо базовых. Чем это полезно? Базовая номинальная мощность зависит только от размера шкива и скорости привода. В значениях системы, которые мы представляем здесь, применяются коэффициенты коррекции длины и коррекции дуги — для корректировки базовой номинальной мощности в соответствии с соотношением и межосевым расстоянием.В приведенных здесь таблицах выбора скорректированная номинальная мощность представлена ​​с обоими поправочными коэффициентами.

Какие компоненты необходимы для экономичного и точного клиноременного привода? Чтобы быстро оценить выбор, выполните следующие действия.

1. Определите требования к приводу. Сколько мощности вам нужно передать и с какой скоростью?

2. На основании оценок производителя определите коэффициент обслуживания для вашего конкретного приложения.

3. Определите расчетную мощность в лошадиных силах, используя ее формулу.

4. Основываясь на результатах, определите, какая часть ремня будет подходить для вашего привода, с помощью диаграмм скорость-мощность. (Узкие ленточные шкивы, более компактные, чем классические шкивы, имеют другие характеристики.)

5. Определите передаточное число вашего привода на основе формулы передаточного числа и найдите ближайшее значение в таблицах выбора привода для выбранной секции ремня.Расстояние между центрами предварительно выбирается в зависимости от размера привода.

6. Найдите необходимое количество ремней, разделив расчетную мощность в лошадиных силах на значение мощности ремня в таблицах выбора привода.

7. Проверьте пригодность этого привода, посоветовавшись с количеством канавок, имеющихся в этих размерах шкивов.

8. Определите, требуется ли динамическая балансировка для каждого шкива на основе формулы динамической или двухплоскостной балансировки.Обратите внимание, что размеры стандартной ширины лица можно найти в таблицах.

Несколько ассоциаций предоставляют рекомендации по спецификациям ремней. Чаще всего используются те, которые учреждены Ассоциацией производителей каучука (RMA). Кроме того, программа выбора привода облегчает этот процесс.

Обзор выбора, применения и тестирования

Руководство по выбору, применению, техническому обслуживанию и тестированию ОПН.

Ограничители перенапряжения — это устройства ограничения напряжения, используемые для защиты электрической изоляции от скачков напряжения в энергосистеме.

Подобно тому, как предохранитель работает для защиты электрической системы от повреждений из-за условий перегрузки по току, задача ограничителя перенапряжения заключается в защите системы от повреждений из-за условий перенапряжения.

В прошлом разрядники для перенапряжения назывались грозозащитными разрядниками, это название было основано на их основной цели — защите электрической изоляции от ударов молнии в системе. Более общий термин «разрядник для защиты от перенапряжений» теперь используется для обозначения условий перенапряжения, которые могут возникать из множества других источников, таких как операции переключения и замыкания на землю.

Все, от персональных компьютеров до систем передачи и распределения высокого напряжения, подвержено скачкам напряжения и их разрушительным эффектам.

Что такое скачок напряжения?

«Скачок» в электрической системе возникает в результате воздействия на систему энергии в какой-то момент, что может быть результатом ударов молнии или работы системы. Запечатленная энергия распространяется по системе в виде волн со скоростью и величиной, которые изменяются вместе с параметрами системы.

«Скачок» в электрической системе возникает в результате воздействия на систему энергии в какой-то момент, что может быть результатом ударов молнии или системных операций . Фотография: Schnider Electric.

Каждый тип перенапряжения может по-разному повлиять на ОПН и систему изоляции. Молния приводит к высокой скорости нарастания, потому что это настоящий источник кулоновской энергии, в то время как операции переключения приводят к относительно медленной скорости нарастания, потому что ее энергия накапливается в магнитных полях системы.

Наряду с явлениями перенапряжения в системе также могут возникать длительные перенапряжения из-за электрических неисправностей. В зависимости от конфигурации и заземления системы одиночное замыкание линии на землю вызовет повышение напряжения системы на незатронутых фазах.

---

Конструкция, типы, классы и свойства разрядников для защиты от перенапряжений

Согласно Национальному электротехническому кодексу (NEC) разрядник для защиты от перенапряжений определяется как: «Защитное устройство для ограничения перенапряжения путем разряда или обхода импульсного тока, а также предотвращает прохождение последующего тока, сохраняя при этом способность повторять эти функции» .

Первоначальный молниеотвод представлял собой не что иное, как искровой воздушный промежуток, одна сторона которого была подключена к линейному проводнику, а другая сторона была подключена к заземлению. Когда напряжение между фазой и землей достигнет уровня искрового пробоя, скачок напряжения будет разряжаться на землю.

Старые разрядники для защиты от перенапряжений обычно состоят из блоков резисторов из карбида кремния, соединенных последовательно с воздушными зазорами, эти разрядники обычно не пропускают ток и имеют одно номинальное напряжение. За некоторыми исключениями, выбрать эти ОПН довольно просто:

Для глухозаземленных систем используется разрядник на следующий уровень выше, чем линейное напряжение системы.Для заземленных через сопротивление или незаземленных систем используется следующий более высокий номинал, превышающий линейное напряжение системы.

Металлооксидные ограничители перенапряжения содержат блоки из материала с переменным сопротивлением, обычно оксида цинка, без воздушных зазоров. Между линейным и заземляющим зажимами разрядника непрерывно подается линейное напряжение, эти разрядники несут минимальный ток утечки, который может выдерживаться на постоянной основе.

Металлооксидные ограничители перенапряжения содержат блоки из материала с переменным сопротивлением, обычно оксида цинка, без воздушных зазоров.Фото: EATON / Cooper Power Systems.

При возникновении перенапряжения разрядник немедленно ограничивает или фиксирует состояние перенапряжения, проводя импульсный ток на землю. После прохождения перенапряжения ОПН возвращается в исходное состояние.

Минимальный ток утечки ОПН в основном емкостной с небольшой резистивной составляющей.

Оксид металла имеет много преимуществ в качестве устройства защиты от перенапряжений, но его правильное применение несколько сложнее, чем у разрядников предыдущего поколения.Вместо одного номинального напряжения металлооксидные ОПН имеют три номинала:

1. Номинальное напряжение
2. Максимальное продолжительное рабочее напряжение (MCOV) — около 85% от номинального значения
3. Возможность временного перенапряжения в течение одной секунды. — около 120% от номинального рейтинга

Как это сделано: конструкция ограничителя перенапряжения

Классы разрядников

Класс ограничителя перенапряжения, применяемого в системе, зависит от важности и стоимости защищаемого оборудования, уровня импульсной изоляции и ожидаемых разрядных токов, которые должен выдерживать разрядник.

Важно использовать ограничители перенапряжения с правильным номинальным напряжением. Фото: pxhere.

• Разрядники станционного класса предназначены для защиты оборудования, которое может подвергаться значительному воздействию энергии из-за скачков переключения линии и в местах, где имеется значительный ток короткого замыкания. Они обладают превосходными электрическими характеристиками, поскольку обладают большей способностью поглощать энергию. Разрядники станционного класса — лучший выбор для защиты ценного оборудования, где требуется высокая надежность.
• Разрядники среднего класса предназначены для обеспечения экономичной и надежной защиты электрооборудования среднего класса напряжения. Промежуточные разрядники обычно используются для защиты сухих трансформаторов, для использования в коммутационном и секционирующем оборудовании, а также для защиты кабелей URD.
• Разрядники распределительного класса можно найти на небольших жидкостных и сухих трансформаторах мощностью 1000 кВА и менее.Эти разрядники также могут использоваться для подключения к клеммам вращающихся машин мощностью менее 1000 кВА, если они доступны с надлежащим номинальным напряжением. Распределительный разрядник часто используется на открытых линиях, напрямую подключенных к вращающимся машинам.
• Разрядники вторичного класса используются для напряжений 999 В или меньше. Они применяются в низковольтных распределительных сетях, электроприборах и обмотках низковольтных распределительных трансформаторов.

---

Выбор и применение разрядника

Основная цель в применении ОПН — выбрать ОПН с наименьшим номиналом, который обеспечит адекватную защиту изоляции оборудования и будет иметь такой номинал, что он будет иметь удовлетворительный срок службы при подключении к энергосистеме.

Различные типы ограничителей перенапряжения. Фото: Wikimedia Commons.

Надлежащее номинальное напряжение разрядников для защиты от перенапряжений зависит от:

1. Линейное напряжение системы
2. Способ системного заземления
3. Тип используемого ОПН

Лучшее место для установки разрядника для защиты от перенапряжений — как можно ближе к оборудованию, которое оно защищает, предпочтительно на клеммах, где служба подключается к оборудованию.Важно использовать ограничители перенапряжения с правильным номинальным напряжением.

Защита оборудования и срок службы разрядника

Между защитой оборудования и сроком службы ОПН соблюдается тонкий баланс:

• Более низкие номиналы ОПН являются предпочтительными, поскольку они обеспечивают самый высокий запас защиты для системы изоляции оборудования, но увеличивают вероятность отказа.
• Более высокие номиналы ОПН могут продлить срок службы ОПН, но снизить запас защиты, обеспечиваемый для оборудования, которое оно защищает.

При выборе ОПН следует учитывать как срок службы ОПН, так и защиту оборудования. Если требуются разные номиналы, следует выбрать самый высокий результирующий номинал ОПН.

Выбор ограничителя перенапряжения и процесс применения

Комплексный процесс выбора и подачи заявки на ОПН должен включать проверку:

1. Все системные напряжения (постоянное рабочее напряжение, временные перенапряжения и коммутационные скачки)
2. Ожидаемые условия эксплуатации
3. Конфигурация заземления системы (заземленное или эффективно незаземленное) в месте установки разрядника.

Знание конфигурации системы (звезда / треугольник, заземленный или незаземленный) является ключевым фактором при выборе номинала ОПН. Номинальные характеристики ОПН для различных напряжений системы использования (между фазами) основаны на конфигурации заземления системы.

Выбор правильного номинала ОПН имеет решающее значение для предотвращения применения, в котором ОПН может потенциально серьезно выйти из строя. Любая система, отличная от конфигурации с глухим заземлением, считается фактически незаземленной, и следует выбирать более высокий номинал ОПН.

---

Рейтинг MCOV

Разрядники

во время нормальной работы постоянно подвергаются воздействию рабочего напряжения энергосистемы. Для каждого номинала ОПН существует рекомендуемый предел величины напряжения, которое может применяться непрерывно. Это называется максимальным непрерывным рабочим напряжением (MCOV).

Номинал ОПН выбирается таким образом, чтобы максимальное продолжительное напряжение системы питания, подаваемое на ОПН, было меньше или равно номиналу MCOV ОПН.Учитываются как конфигурация цепи (звезда или треугольник), так и подключение ОПН (линия-земля или линия-линия).

• В большинстве случаев ОПН подключаются к земле.
• Если ОПН подключаются линейно, необходимо учитывать межфазное напряжение.

Особое внимание следует уделить конфигурации заземления системы: глухозаземленной или эффективно незаземленной (полное сопротивление / сопротивление заземлено, незаземлено или временно незаземлено).Это ключевой фактор при выборе и применении разрядника.

Если конфигурация заземления системы неизвестна, предположим, что система не заземлена. Это приведет к выбору разрядника с более высоким постоянным напряжением системы и / или номиналом MCOV.

Номинал ОПН выбирается таким образом, чтобы максимальное продолжительное напряжение системы питания, подаваемое на ОПН, было меньше или равно номиналу MCOV ОПН. Фотография: General Electric.

MCOV Пример 1:13.Система с твердым заземлением 8 кВ

Продолжительное рабочее напряжение составляет 13 800, деленное на квадратный корень из 3, или 7970 В. Это выше MCOV 7650 В для разрядника на 9 кВ.

В зависимости от величины и продолжительности системных перенапряжений может потребоваться использование разрядника на 10 кВ с MCOV 8,4 кВ или разрядника на 12 кВ с MCOV 10,2 кВ.

MCOV Пример 2: Система 13,8 кВ с заземлением через сопротивление

В зависимости от времени, необходимого защитным реле для устранения замыканий на землю в системе, выбор будет между разрядниками на 12 кВ, 15 кВ и 18 кВ.

MCOV Пример 3: Незаземленная система 13,8 кВ

MCOV 12,7 кВ ОПН на 15 кВ не подходит для номинального напряжения 13,8 кВ. Используйте разрядник на 18 кВ с MCOV 15,3 кВ.

---

Временные перенапряжения (TOV) Рейтинг

Временные перенапряжения могут быть вызваны многочисленными системными событиями, такими как скачки переключения, замыкания на землю, отклонение нагрузки и феррорезонанс. Конфигурация системы и методы эксплуатации оцениваются для выявления форм и причин TOV.

Основным эффектом временных перенапряжений в металлооксидных разрядниках является повышенный ток, рассеиваемая мощность и повышенная температура разрядников. Эти условия влияют на характеристики защиты и живучести ОПН.

Фото: EATON / Cooper Power Systems.

TOV ОПН должен соответствовать или превышать ожидаемые временные перенапряжения системы.

---

Базовый импульсный уровень (BIL) и ограничители перенапряжения

Ограничители перенапряжения выбираются в соответствии со стандартными уровнями изоляции электрического оборудования, чтобы они защищали изоляцию от перенапряжения.Эта координация основана на выборе разрядника, который будет разряжаться при более низком уровне напряжения, чем импульсное напряжение, необходимое для пробоя изоляции.

Большинство электрического оборудования рассчитано на уровни импульсов, определенные отраслевыми стандартами. Базовый уровень импульсной изоляции (BIL) оборудования определяется путем приложения к изоляции оборудования двухполупериодного скачка напряжения определенного пикового значения, это называется импульсным испытанием.

---

Отказ разрядника и сброс давления

При превышении эксплуатационных характеристик разрядника для защиты от перенапряжения металлооксидный диск (диски) может треснуть или проколоть, что снизит внутреннее электрическое сопротивление разрядника.Это уменьшение сопротивления ограничит способность ОПН выдерживать перенапряжения в будущем, но не поставит под угрозу изоляционные свойства ОПН.

Пример паспортной таблички и номиналов ограничителя перенапряжения. Фото: EATON / Cooper Power Systems.

В случае выхода разрядника из строя разовьется дуга заземления, и давление будет расти внутри корпуса разрядника. Давление безопасно сбрасывается наружу, и возникает внешняя дуга, обеспечивающая защиту оборудования.

После того, как разрядник безопасно вентилируется, он больше не может сбрасывать давление и должен быть немедленно заменен. Разрядники должны выдерживать давление / ток короткого замыкания, превышающее максимальный ток короткого замыкания, доступный в предполагаемом месте размещения ОПН.

---

Техническое обслуживание и испытание ОПН в полевых условиях

Чтобы обеспечить максимальный срок службы и снизить вероятность внезапного отказа, ограничители перенапряжения должны регулярно обслуживаться и проверяться электрически.Перед вводом в эксплуатацию в рамках новых установок также следует проводить осмотр и испытания.

Полевые испытания разрядников для защиты от перенапряжений могут помочь продлить срок службы и снизить вероятность внезапного отказа. На фото: старший летчик Перри Астон (ВВС США).

Подробное описание испытаний разрядников для защиты от перенапряжений приведено ниже. Эти задачи должны выполнять только квалифицированные рабочие, прошедшие соответствующую подготовку по технике безопасности и откалиброванное испытательное оборудование.

Визуальный / механический осмотр

Перед проведением любых испытаний необходимо оценить физическое и механическое состояние разрядника для защиты от перенапряжения.Для новых установок сравните данные паспортной таблички разрядника с проектными чертежами и спецификациями.

Проверьте корпус разрядника, монтаж, выравнивание, заземление и необходимые зазоры. Ограничители перенапряжения должны быть чистыми и не иметь препятствий, чтобы свести к минимуму загрязнения, которые могут привести к слежению или повредить изоляционные свойства разрядников. Перед очисткой устройства выполните проверки исходного состояния для сравнения результатов.

Перед проведением любых испытаний необходимо оценить физическое и механическое состояние разрядника для защиты от перенапряжения.Фото: Павел Черниховский через Flickr.

Проверка выводов ОПН

Длина проводов для подключения ОПН к клеммам оборудования и к заземлению должна быть минимальной и должна быть прямой, с минимизацией изгибов проводов, насколько это возможно. Увеличение длины вывода снижает защитные возможности ОПН из-за дополнительного увеличения импеданса в выводе.

Проверьте болтовые соединения

Болтовые электрические соединения следует проверить на высокое сопротивление с помощью омметра с низким сопротивлением.Сравните измеренные значения сопротивления со значениями аналогичных соединений.

Значения, которые отличаются от аналогичных болтовых соединений более чем на 50 процентов от самого низкого значения, должны быть исследованы.

Герметичность доступных болтовых электрических соединений также может быть проверена с помощью калиброванного динамометрического ключа в соответствии с данными производителя или таблицей 100.12 NETA.

Проверки заземления

Убедитесь, что каждый заземляющий провод разрядника индивидуально подключен к шине заземления или заземляющему электроду.Для определения сопротивления между основной системой заземления и отдельными точками заземления разрядника могут быть выполнены двухточечные испытания. Сопротивление между клеммой заземления ограничителя перенапряжения и системой заземления должно быть менее 0,5 Ом в соответствии со стандартами NETA.

Сопротивление изоляции

Выполните испытания сопротивления изоляции на каждом ОПН, фаза — земля. Подайте напряжение в соответствии с инструкциями производителя. Если данные производителя ОПН недоступны, таблица 100 NETA.1 можно использовать как дополнение. Значения сопротивления изоляции ниже рекомендаций производителя или значений в таблице 100.1 NETA должны быть исследованы.

Рекомендуемые ANSI / NETA значения сопротивления изоляции для ограничителей перенапряжения. Фото: НЕТА-МТС 2015.

Тест потери мощности

Измерение диэлектрических потерь эффективно для обнаружения дефектных, загрязненных и вышедших из строя разрядников. Значения потерь в ваттах оцениваются на основе сравнения с данными, опубликованными производителями аналогичных устройств и испытательного оборудования.

Сборки разрядников

, состоящие из отдельных блоков на фазу, обычно испытываются методом испытания заземленным образцом (GST). Все ОПН следует испытывать индивидуально, а не параллельно. Тест потери мощности является дополнительным тестом в соответствии со стандартами тестирования 2015 года при приемке и техническом обслуживании NETA 2017.

Соединения для проверки потери мощности разрядника для защиты от перенапряжения. Фото: Doble.

Пример процедуры испытания потери мощности разрядника для защиты от импульсных перенапряжений. Фото: Doble.

Рекомендуемое испытательное напряжение при потере мощности разрядника для защиты от импульсных перенапряжений.Фото: Doble.

Счетчик ходов

Счетчики ударов молнии измеряют удары молнии по индукции тока и не требуют использования какого-либо внешнего источника питания. Убедитесь, что счетчик ходов, если он имеется, правильно установлен и электрически подключен. Запишите показания счетчика ходов для сравнения с предыдущими записями.

---

Стандарты и коды разрядников

• Ограничители перенапряжения разработаны и испытаны в соответствии со стандартом ANSI / IEEE C62.1, стандартом для разрядников из карбида кремния с зазором для цепей питания переменного тока, для типа с зазором и ANSI / IEEE C62.11, Стандарт на металлооксидные ограничители перенапряжения для систем переменного тока, для беззазорного типа.
• Статья 280 NFPA 70 / National Electrical Code регулирует общие требования к ОПН, требования к установке и подключению.
Ограничители перенапряжения
• перечислены UL в категории «Ограничители перенапряжения (OWHX)» и других NRTL (национально признанные испытательные лаборатории) с использованием соответствующих разделов стандартов ANSI / IEEE, указанных выше.

---

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

таблиц и метаданных в Microsoft Dataverse — Power Apps

• 16.11.2020
• 5 минут на чтение

В этой статье

Примечание

Действует с ноября 2020 г .:

• Common Data Service переименована в Microsoft Dataverse.Узнать больше
• Обновлена ​​некоторая терминология в Microsoft Dataverse. Например, объект теперь таблица , а поле теперь столбец . Узнать больше

Эта статья будет скоро обновлена ​​с учетом последней терминологии.

Dataverse разработан таким образом, чтобы вы могли быстро и легко создать модель данных для своего приложения. Обычно вам не нужно беспокоиться о некоторых деталях метаданных, которые будут представлены в этом разделе.Но если вы хотите глубже понять, как работают приложения, использующие Dataverse, или оцениваете возможные варианты, понимание метаданных, используемых Dataverse, может дать вам представление.

Метаданные означает данные о данных. Dataverse предоставляет вам гибкую платформу, потому что относительно легко редактировать определения данных, которые будет использовать среда. В Dataverse метаданные представляют собой набор таблиц. таблицы описывают типы данных, которые хранятся в базе данных.Каждая таблица соответствует таблице базы данных, и каждый столбец (также известный как атрибут) в таблице представляет столбец в этой таблице. Метаданные таблицы — это то, что контролирует типы строк, которые вы можете создавать, и какие действия с ними можно выполнять. Когда вы используете инструменты настройки для создания или редактирования таблиц, столбцов и связей таблиц, вы редактируете эти метаданные.

Различные клиенты, которые люди используют для взаимодействия с данными в вашей среде, зависят от метаданных таблицы и адаптируются при настройке метаданных.Но эти клиенты также зависят от других данных, чтобы контролировать, какие визуальные элементы отображать, какую настраиваемую логику применять и как применять безопасность. Эти системные данные также хранятся в таблицах, но сами таблицы недоступны для настройки.

Вы можете узнать о стандартных таблицах, атрибутах и ​​отношениях таблиц, включенных по умолчанию в Dataverse, просмотрев ссылку на сущность.

Подсказка

Дизайнеры, доступные для редактирования метаданных, не могут отображать все детали, содержащиеся в метаданных.Вы можете установить управляемое моделью приложение под названием Metadata Browser , которое позволит вам просматривать все таблицы и свойства метаданных, которые есть в системе. Дополнительная информация: просмотрите метаданные для своей среды.

Dataverse поставляется с рядом стандартных таблиц, которые поддерживают основные возможности бизнес-приложений. Например, данные о ваших клиентах или потенциальных клиентах предназначены для хранения с использованием таблиц учетных записей или контактов.

Каждая из этих таблиц также содержит ряд столбцов, представляющих общие данные, которые системе может потребоваться сохранить для соответствующей таблицы.

Большинству организаций выгодно использовать стандартные таблицы и атрибуты для тех целей, для которых они были предоставлены.

Если вы устанавливаете решение, вы можете ожидать, что разработчик решения использовал стандартные таблицы и атрибуты. Создание новой настраиваемой таблицы, заменяющей системную таблицу или атрибут, будет означать, что любые доступные решения могут не работать для вашей организации.

По этим причинам мы рекомендуем вам искать и использовать предоставленные стандартные таблицы, столбцы и связи таблиц, когда они имеют смысл для вашей организации.Если они не имеют смысла и не могут быть отредактированы в соответствии с вашими потребностями, вам следует оценить, требуется ли создание новой таблицы, столбца или взаимосвязей между таблицами.

Помните, что вы можете изменить отображаемое имя таблицы, чтобы оно соответствовало номенклатуре, которую использует ваша организация. Например, очень часто люди меняют отображаемое имя таблицы Account на Company или имя таблицы Contact на Individual . Это можно сделать с таблицами или атрибутами без изменения поведения таблицы.Дополнительные сведения о переименовании таблиц см. В разделе Изменение имени таблицы.

Вы не можете удалить стандартные таблицы, столбцы или связи таблиц. Они считаются частью системного решения, и ожидается, что они есть в каждой организации. Если вы хотите скрыть стандартную таблицу, измените привилегии роли безопасности для своей организации, чтобы удалить привилегию чтения для этой таблицы. Это приведет к удалению таблицы из большинства частей приложения. Если есть системный столбец, который вам не нужен, удалите его из формы и всех представлений, в которых он используется.Измените значение для поиска в определениях отношений столбцов и таблиц, чтобы они не отображались при расширенном поиске.

Существует ограничение на количество таблиц, которые вы можете создать. Информацию о максимальном количестве можно найти на странице Настройки > Администрирование > Используемые ресурсы . Если вам нужно больше настраиваемых таблиц, обратитесь в службу технической поддержки. Этот верхний предел можно отрегулировать.

В каждой таблице есть верхний предел количества столбцов, которые вы можете создать.Это ограничение основано на технических ограничениях на объем данных, которые могут храниться в строке таблицы базы данных. Трудно указать конкретное число, потому что каждый тип столбца может использовать разный объем пространства. Верхний предел зависит от общего пространства, используемого всеми столбцами таблицы.

Большинство людей не создают достаточно настраиваемых столбцов для достижения предела, но если вы обнаружите, что планируете добавить в таблицу сотни настраиваемых столбцов, вам следует подумать, является ли это лучшим дизайном.Все ли столбцы, которые вы планируете добавить, описывают свойства строки этой таблицы? Вы действительно ожидаете, что люди, использующие вашу организацию, смогут управлять формой, содержащей такое большое количество столбцов? Количество столбцов, которые вы добавляете в форму, увеличивает объем данных, которые необходимо передавать каждый раз при редактировании строки, и это повлияет на производительность системы. Учтите эти факторы при добавлении настраиваемых столбцов в таблицу.

Столбцы

Choice предоставляют набор параметров, которые будут отображаться в раскрывающемся списке в форме или в элементе управления раскрывающимся списком при использовании расширенного поиска.Ваша среда может поддерживать тысячи параметров в наборе параметров, но вы не должны рассматривать это как верхний предел. Исследования удобства использования показали, что у людей возникают проблемы с использованием системы, в которой раскрывающийся элемент управления предоставляет большое количество вариантов. Используйте столбец выбора для определения категорий данных. Не используйте столбцы выбора для выбора категорий, которые фактически представляют отдельные элементы данных. Например, вместо того, чтобы поддерживать столбец выбора, в котором хранится каждый из сотен возможных производителей того или иного типа оборудования, рассмотрите возможность создания таблицы, в которой хранятся ссылки на каждого производителя, и используйте столбец подстановки вместо столбца выбора.

Следующие шаги

Создание или редактирование таблиц (типов строк)
Создание и редактирование связей между таблицами

методов выбора функций для классификации и советы Python по их применению | Габриэль Азеведо

Другой распространенный метод выбора признаков состоит в извлечении ранга важности признаков из базовых моделей дерева.

Важность признаков — это, по сути, среднее улучшение критериев разделения отдельных деревьев по каждой переменной.Другими словами, это то, насколько улучшилась оценка (так называемая «примесь» в нотации дерева решений) при разбиении дерева с использованием этой конкретной переменной.

Их можно использовать для ранжирования объектов, а затем для выбора их подмножества. Тем не менее, важности функций следует использовать с осторожностью, поскольку они страдают от предвзятости и демонстрируют неожиданное поведение в отношении сильно коррелированных функций , независимо от того, насколько они сильны.

Как показано в этой статье, значения случайных объектов леса смещены в сторону объектов с большим количеством категорий.Кроме того, если две функции сильно коррелированы, обе их оценки значительно снижаются, независимо от качества функций.

Ниже приведен пример извлечения важности функций из случайного леса. Несмотря на то, что это регрессор, процесс будет таким же для классификатора.

 из sklearn.datasets import load_boston 
 from sklearn.ensemble import RandomForestRegressorimport numpy as npboston = load_boston () 
 X = boston.data 
 Y = boston.target 
 feat_names = boston.feature_names 
 rf = RandomForestRegressor () 
 rf.fit (X, Y) 
 print («Функции, отсортированные по их оценке:») 
 print (sorted (zip (map (lambda x: round (x, 4), rf.feature_importances_ ), feat_names), 
 reverse = True)) 
 Out: 
 Функции, отсортированные по их оценке: 
 [(0,4334, 'LSTAT'), (0,3709, 'RM'), (0,0805, 'DIS'), (0,0314, 'CRIM'), (0,0225, 'NOX'), (0,0154, 'НАЛОГ'), (0,0133, 'PTRATIO'), (0,0115, 'ВОЗРАСТ'), (0,011, 'B'), (0,0043, 'INDUS '), (0,0032,' RAD '), (0,0016,' CHAS '), (0,0009,' ZN ')] 

Extra: основные оценки примесей для древовидных моделей

Как объяснялось выше, «примесь» — это оценка используется алгоритмом дерева решений при принятии решения о разделении узла.Существует множество алгоритмов дерева решений (IDR3, C4.5, CART,…), но общее правило состоит в том, что переменная, с помощью которой мы разбиваем узел в дереве, является той, которая дает наибольшее улучшение примеси.

Наиболее распространенными примесями являются примеси Джини и энтропия. Улучшение примеси Джини известно как « важность Джини », в то время как улучшение энтропии — это коэффициент усиления информации .

SHAP: Надежные значения функций из древовидных моделей

(Спасибо Энрике Гаспарини Фиуза ду Насименто за предложение!)

SHAP — это намного больше, чем просто это.Это алгоритм, обеспечивающий объяснение модели на основе любой прогнозной модели. Однако для древовидных моделей это особенно полезно: авторы разработали высокоскоростное и точное (не только локальное) объяснение таких моделей, совместимое с X GBoost , LightGBM , CatBoost и scikit-learn. модели дерева.

Я рекомендую проверить возможности объяснения, предоставляемые SHAP (например, Зависимость функций, эффекты взаимодействия, мониторинг модели… ).Ниже я рисую (только) значения функций, выводимые SHAP, которые более надежны, чем вывод исходной древовидной модели, при ранжировании их для выбора функций. Этот пример был извлечен из их страницы github .

 import xgboost 
 import shap # загрузить код визуализации JS в записную книжку 
 shap.initjs () # train XGBoost model 
 X, y = shap.datasets.boston () 
 model = xgboost.train ({"Learning_rate": 0,01} , xgboost.DMatrix (X, label = y), 100) # объясните прогнозы модели, используя значения SHAP 
 # (тот же синтаксис работает для моделей LightGBM, CatBoost и scikit-learn) 
 объяснитель = shap.TreeExplainer (модель) 
 shap_values ​​= объяснитель.shap_values ​​(X) shap.summary_plot (shap_values, X, plot_type = "bar") 

Выбор MOSFET эксперта: использование бюджета мощности

Существует несколько методов выбора полевых МОП-транзисторов, необходимых в синхронных понижающих преобразователях постоянного тока. Эти методы обычно нацелены на выбор максимальной эффективности или сосредоточены на определении потерь, связанных с процессом преобразования энергии.Однако многие методы включают устаревшие механизмы потерь, особенно для управляющего полевого транзистора (или полевого МОП-транзистора высокого напряжения). Кроме того, потери при переключении синхронизирующего полевого транзистора (или полевого МОП-транзистора нижнего уровня) предполагались близкими к нулю после добавления антипараллельных диодов на соединениях стока и истока.

Эта статья обновляет традиционный процесс мышления о том, где возникают потери на стороне высокого напряжения, о влиянии паразитной индуктивности и ограничениях на скорость нарастания напряжения. Кроме того, он представляет новый метод очень быстрого и простого выбора компонентов.Также предоставляется новый набор формул для оценки коммутационных потерь, который также учитывает взаимодействие между кремниевой технологией, упаковкой, компоновкой и условиями применения.

Введение
Прогнозирование эффективности понижающего преобразователя и понимание вкладов в общие потери мощности системы, которые происходят из-за пассивных компонентов и силовых полевых МОП-транзисторов, важны для любой конструкции. Благодаря значительному сокращению времени переключения, доступному в современных силовых полевых МОП-транзисторах (25/30 В), мы видим существенные различия при расчете потерь при включении и выключении управляющих полевых транзисторов в понижающих преобразователях.

Потери мощности на полевом МОП-транзисторе

разделены на три категории: коммутационные, кондуктивные и дрейфовые. _{In Потери в} г. В зависимости от условий нагрузки один из трех участников доминирует. Разработчики могут предположить, что цикл включения преобладает над потерями на стороне высокого напряжения, но эксперименты и моделирование показывают, что необходимо учитывать взаимодействие между компоновкой системы и силовым полевым МОП-транзистором. Цикл выключения теперь явно преобладает над потерями, влияющими на оценки эффективности и тепловое проектирование.

На рис. 1а показано так называемое классическое изображение импульсных полевых МОП-транзисторов. Когда MOSFET включается, потенциал между затвором и истоком (V _gs ) достигает порогового напряжения (V _th ), и ток начинает расти. Когда V _gs увеличивается до плато Миллера (V _Miller ), ток достигает своего конечного значения, и напряжение на полевом МОП-транзисторе (V _{d, s} ) начинает падать до конца плато Миллера. Это одновременное появление напряжения и тока (V _I ) создает коммутационные потери при включении, как показано заштрихованной областью на рисунке 1a.

В классической модели коммутационные потери при включении зависят исключительно от параметров MOSFET, V _In , I _Out , частоты коммутации и времени. Эта модель не учитывает выбор корпуса или компоновку печатной платы (PCB), что всегда влияет на производительность. На рисунке 1b показано влияние паразитной паразитной индуктивности (L _Stray ) в коммутационном контуре понижающего преобразователя на эти формы сигналов переключения. Теперь, когда MOSFET включается, скорость нарастания тока значительно ниже ожидаемой, поскольку паразитная индуктивность ограничивает время нарастания.Энергия, рассеиваемая при включении для индуктивных ограниченных цепей, становится незначительной.

Продолжить на следующей странице

Те же соображения относительно скорости нарастания тока применяются во время цикла выключения. МОП-транзистор позволяет уменьшить ток быстрее, чем позволяет паразитная индуктивность, что приводит к сигналам переключения, показанным на рисунке 2b. Эти формы сигналов показывают, что во время периода выключения скорость нарастания ограничивается паразитной индуктивностью. Это увеличивает перекрытие тока через полевой МОП-транзистор в то время, когда у нас есть максимальное напряжение на устройстве.Наши новые расчеты потерь должны учитывать паразитную индуктивность корпуса и любые потери, связанные с компоновкой печатной платы.

Использование бюджета мощности Выбор полевого МОП-транзистора
начинается с определения некоторых параметров источника питания, включая целевую эффективность: V _In , V _Out и I _Out . Предполагается, что целевой КПД находится при полной нагрузке, аналогично типичной кривой, показанной на рисунке 1. КПД в любой точке также можно рассчитать позже. Сразу рассчитываем выходную мощность, необходимую блоку:

Требуется дополнительная входная мощность, так как мы никогда не достигнем 100% эффективности.Разработчику необходимо выбрать подходящую начальную точку для определения КПД (в этом примере мы используем 85%) и разделить выходную мощность на КПД, чтобы определить требуемую входную мощность:

Полная потеря мощности источника — это разница между входной и выходной мощностью. Потеря мощности связана с входной емкостью, контроллером широтно-импульсной модуляции (ШИМ), драйвером, полевыми МОП-транзисторами, печатной платой, выходной индуктивностью и выходной емкостью:

Эта рассчитанная «общая потеря мощности» фактически является нашим бюджетом мощности.Это мощность, которую мы можем «потратить» на проектирование источника питания. Потери из-за полевых МОП-транзисторов составляют от 40% до 60% от общей потери мощности. Если мы сможем выбрать полевые МОП-транзисторы, которые используют 40% общих потерь, это оставит 60% для всех других потерь в системе:

Нам нужно разделить эту сумму между всеми полевыми МОП-транзисторами. Оптимальная конструкция потребует равномерного распределения этой мощности между полевыми МОП-транзисторами, чтобы обеспечить равное рассеивание тепла. Первоначально лучше всего начинать с 50% распределения мощности между полевыми МОП-транзисторами с верхней и нижней стороны.В конечном итоге процедура является итеративной, поэтому вы можете изменить эти пропорции позже. Теперь у нас есть «бюджеты мощности» для устройств с высокой и низкой стороны, как указано:

Определив «бюджеты» мощности, теперь нам нужно проанализировать механизмы потерь отдельно для устройства с высокой и низкой стороны.

Продолжить на следующей странице

Механизмы потери мощности полевого МОП-транзистора высокого напряжения
Мощность, потребляемая полевым МОП-транзистором высокого напряжения, приблизительно равна сумме четырех основных источников потерь мощности в устройствах высокого напряжения:

Каждый параметр потерь вносит вклад в различных пропорциях в общие потери полевого МОП-транзистора верхнего плеча.Чтобы начать процесс выбора, необходимо назначить произвольные проценты. Эти значения будут значительно меняться в зависимости от поставщика, типа пакета, технологии и других факторов. Первоначально пропорции должны быть определены как (60%, 25%, 10%, 5%). Основные уравнения можно алгебраически обработать и решить для параметров, указанных в типовой таблице данных:

Механизмы потери мощности полевого МОП-транзистора нижнего уровня
Точно так же существует несколько источников потери мощности в устройствах низкого напряжения. Эти источники связаны с коммутационными, статическими потерями и потерями обратного восстановления встречно-параллельного диода, коммутационными потерями и потерями проводимости.Коммутационные потери очень минимальны, в первую очередь из-за антипараллельного диода, реализованного в N-канальных силовых полевых МОП-транзисторах, и их можно рассматривать как нулевые. С этой целью общие потери на нижней стороне приблизительно равны потерям на диоде и проводимости:

Среднее уравнение уравнения 16 может быть алгебраически преобразовано и решено для R _{DS (ON)} , так что мы можем выбрать наш полевой МОП-транзистор нижнего уровня:

В техническом описании редко приводятся подробные характеристики антипараллельного диода.Следовательно, мы должны приблизительно определить напряжение пробоя (VBreakdown). 700 мВ — хорошее приближение для VBreakdown. Мертвое время контроллера (tDeadtime) зависит от контроллера, но для упрощенных расчетов оно должно находиться в диапазоне от 40 до 60 нс. Используя 700 мВ и 40 нс в качестве наших приближений, третье уравнение уравнения 16 уменьшится следующим образом:

Продолжить на следующей странице

Обратите внимание, что уравнение 17 не включает параметры для полевого МОП-транзистора.Выходной ток, возможно, может включать ток пульсации. Однако это усложняет наши вычисления и не сильно влияет на точность наших результатов.

Мы рассчитаем температуру перехода на последнем этапе. Однако важно понимать, что R _{DS (ON)} , полученный по уравнению 17, следует модифицировать, чтобы отразить рабочую температуру устройства значительно выше 25 ° C. Нам нужно либо реализовать коэффициент температурной компенсации (TCC), либо понять, какое значение искать в таблице данных.

Хотя R _{DS (ON)} не растет линейно с температурой, у нас будут две основные точки данных. Номинально значение, указанное в таблице, составляет 25 ° C, в то время как наши расчеты близки к TJmax. Проще всего будет использовать TCC (1.3 для нашего примера), поэтому наша задача по поиску устройства значительно упростится.

TCC обычно одинаковы для семейства устройств от данного поставщика. Определить TCC довольно просто:

Когда вы ознакомитесь со всем процессом, вы можете настроить TCC (поскольку TJmax может отличаться от 105 ° C) или более точно рассчитать значения напрямую.Цель состоит в том, чтобы принимать 90% решений за 10% времени. Теперь мы можем искать устройства, у которых потери мощности на низком уровне меньше или равны нашему бюджету мощности на низком уровне.

Работа с примером
Процесс итерационный. Мы определяем наше состояние, составляем наш бюджет потерь и первоначально выбираем компоненты. Затем мы рассчитываем потери на основе технических характеристик и начинаем искать компромисс между упаковкой, компоновкой, выбором высокой и низкой стороны и другими факторами.В этом примере мы нацелены на источник питания 20 А со следующими требованиями:

В _In = 12,0 В постоянного тока
В _Out = 1,2 В постоянного тока
I _Out = 20,0 A постоянного тока
Частота переключения = 300 кГц
В _gs = 5 В постоянного тока

Продолжить на следующей странице

Ta = 55 ° C
T _Jmax = 105 ° C

Выходная индуктивность = 300 нГн

Целевой КПД = 85%

Сначала мы рассчитаем наши бюджеты мощности для полевых МОП-транзисторов верхнего и нижнего плеча.Затем нам нужно назначить проценты четырем верхним параметрам высокого уровня, используя 60%, 25%, 10%, 5% в качестве начальных значений (уравнение 19).

Умножение на частоту, а не деление на период упрощает вычисления. Ток через выходной дроссель приблизительно равен выходному току плюс половина тока пульсаций. Последний член рассчитывается по уравнению 20.

Значения R _{DS (ON)} , определенные выше, относятся к повышенным температурам, в то время как значения в техническом паспорте производителя указаны для 25 ° C.Нам нужно будет использовать TCC, чтобы найти эти приблизительные значения в таблице данных (уравнение 21).

Теперь у нас достаточно информации, чтобы начать поиск устройств. Мы можем начать с устройства как с высокой, так и с нижней стороны. В этом примере мы начинаем итерационный процесс с выбора устройства сверхмалого размера (SuperSO8) из семейства Infineon OptiMOS3 30 В для полевого МОП-транзистора нижнего уровня.

В наших проектных спецификациях указан привод затвора 5 В, а в спецификации для R _{DS (ON)} указан привод затвора 10 В (V _gs ).Это нормально для большинства поставщиков. Зная это, мы выбрали BSC016N03MSG, который будет иметь R _{DS (ON)} при 25 ° C с V _gs = 5 В при 2,0 мОм.

Продолжить на следующей странице

Выбор полевого МОП-транзистора верхнего плеча почти такой же простой. R _{DS (ON)} — это обычная отправная точка. Однако, поскольку теперь мы осознаем значительные потери, вызванные компоновкой и упаковкой, нам необходимо сначала оценить наши варианты пакетов. Ранее мы определили, что для того, чтобы оставаться в рамках «бюджета» (для данных пропорций), нам нужно, чтобы суммарное значение индуктивности было меньше 4.7 нГн. В таблице приведены номинальные значения индуктивности корпуса. (Индуктивность стока и источника можно суммировать, чтобы упростить расчет.)

Из таблицы видно, что для D-PAK потребуется почти идеальная печатная плата. Расположение этих устройств более сложное, поскольку контакты стока, затвора и истока расположены на одной стороне устройства. Это увеличивает паразитную индуктивность больше, чем все другие варианты. SuperSO8, S3O8 или CanPAK — все управляемые варианты для этой конструкции, LeV _В g около 4 нГн для паразитной индуктивности печатной платы.В этом примере мы решили использовать корпус размером 3 на 3 мм (S3O8) на верхней стороне. Этот корпус обеспечивает более низкую паразитную индуктивность, чем SuperSO8, и занимает меньше места на плате. Дополнительная медная поверхность поможет отвести тепло.

Продолжая работу с параметром R _{DS (ON)} (снова принимая во внимание значение 25 ° C при V _gs = 5 В), мы начинаем поиск устройств высокого напряжения. На веб-сайте Infineon (www.infineon.com) мы выбираем BSZ035N03MSG, который будет иметь R _{DS (ON)} при 25 ° C с V _gs = 5 В из 4.3 мОм, LPackage = 0,2 нГн, LPCB = 4 нГн, Qg = 56 нКл и QOSS = 32 нКл. Нам нужно использовать исходные уравнения потерь мощности для расчета потерь (уравнение 23).

Расчетная сумма потерь обоих устройств равна 2,025 Вт. Это превышает наш первоначальный бюджет в 1,68 Вт. Мы определили, что эти полевые МОП-транзисторы будут использовать около 43% от общего бюджета, а не 40%, как мы планировали. Существует бесконечное количество вариантов, когда мы можем решить использовать более высокие процентные доли и более совершенные устройства, выделить больше из общего бюджета для полевых МОП-транзисторов и так далее.У нас будет 2,5 Вт, которые можно использовать для полевых МОП-транзисторов, если мы изменим наши начальные условия на 60% для этих устройств.

Наконец, нам нужно будет оценить температуру устройств, чтобы убедиться, что мы сделали правильный выбор. Разработчики могут оценить температуру перехода, умножив значение рассеяния на значение перехода к температуре окружающей среды, указанное в таблице данных, а затем прибавив температуру окружающей среды (уравнение 24).

Расчеты дают разумные значения для температур перехода.Моделирование специй дает значения в пределах 5% от этих решений, но занимает значительно больше времени. Конечно, нам нужно сопоставить с расчетами, а затем построить, протестировать и проверить свой выбор. Вышеупомянутый метод обеспечивает простой процесс выбора полевых МОП-транзисторов в синхронном понижающем преобразователе постоянного тока.

Для получения дополнительной информации см. «Выбор устройств защиты: диоды TVS против металлооксидных варисторов» Стивена Дж. Голдмана на сайте powerelectronics.com/power_management/regulator_ics/selecting-protection-devices-201006/index.html .

Обогреватели бассейнов с тепловым насосом

Вы находитесь здесь

Домашняя страница »Нагреватели для бассейнов с тепловым насосом

Тепловые насосы используют электричество для улавливания тепла и передачи его из одного места в другое.Они не выделяют тепла.

По мере того, как насос бассейна обеспечивает циркуляцию воды в бассейне, вода, забираемая из бассейна, проходит через фильтр и нагреватель теплового насоса. Нагреватель теплового насоса имеет вентилятор, который всасывает наружный воздух и направляет его над змеевиком испарителя. Жидкий хладагент внутри змеевика испарителя поглощает тепло из внешнего воздуха и превращается в газ. Затем теплый газ в змеевике проходит через компрессор. Компрессор увеличивает тепло, создавая очень горячий газ, который затем проходит через конденсатор.Конденсатор передает тепло от горячего газа более холодной воде бассейна, циркулирующей через нагреватель. Затем нагретая вода возвращается в бассейн. Горячий газ, проходя через змеевик конденсатора, возвращается в жидкую форму и возвращается в испаритель, где весь процесс начинается снова.

В более эффективных нагревателях бассейна с тепловым насосом обычно используются спиральные компрессоры по сравнению с поршневыми компрессорами в стандартных установках.

Нагреватели бассейна с тепловым насосом работают эффективно, пока наружная температура остается выше диапазона 45–50 ° F.Чем прохладнее наружный воздух, тем больше энергии они потребляют. Однако, поскольку большинство людей используют открытые бассейны в теплую и мягкую погоду, это обычно не проблема.

Выбор нагревателя бассейна с тепловым насосом

Нагреватели для бассейнов с тепловым насосом стоят дороже, чем обогреватели для газовых бассейнов, но они обычно имеют гораздо более низкие годовые эксплуатационные расходы из-за их более высокой эффективности.При надлежащем обслуживании нагреватели для бассейнов с тепловым насосом обычно служат дольше, чем нагреватели для бассейнов с газом. Таким образом, в конечном итоге вы сэкономите больше денег.

При выборе нагревателя для бассейна с тепловым насосом следует учитывать его:

Расчет нагревателя бассейна с тепловым насосом

У вас должен быть опытный специалист по бассейну, который проведет анализ размеров вашего конкретного бассейна, чтобы определить размер нагревателя для бассейна.

Выбор нагревателя для бассейна с тепловым насосом зависит от многих факторов. Обычно размер нагревателя зависит от площади поверхности бассейна и разницы между температурой бассейна и средней температурой воздуха. На тепловую нагрузку для открытых бассейнов также влияют другие факторы, такие как воздействие ветра, уровень влажности и прохладные ночные температуры. Поэтому бассейны, расположенные в районах с более высокой средней скоростью ветра у поверхности бассейна, более низкой влажностью и прохладными ночами, потребуют большего обогревателя.

Нагреватели для бассейнов с тепловым насосом имеют номинальную мощность в британских тепловых единицах и мощность в лошадиных силах (л.с.).Стандартные размеры включают 3,5 л.с. / 75000 британских тепловых единиц, 5 л.с. / 100000 британских тепловых единиц и 6 л.с. / 125000 британских тепловых единиц.

Чтобы рассчитать приблизительный размер нагревателя для открытого бассейна, выполните следующие действия:

1. Определите желаемую температуру в бассейне.
2. Определите среднюю температуру для самого холодного месяца использования бассейна.
3. Вычтите среднюю температуру самого холодного месяца из заданной температуры бассейна. Это даст вам необходимое повышение температуры на .
4. Вычислите площадь поверхности бассейна в квадратных футах.
5. Используйте следующую формулу, чтобы определить требуемую мощность нагревателя в БТЕ / час:

Площадь бассейна x Повышение температуры x 12

Эта формула основана на повышении температуры на 1–1 / 4ºF в час и 3- Средний ветер 1/2 мили в час у поверхности бассейна. Для повышения на 1-1 / 2ºF умножьте на 1,5. Для повышения на 2ºF умножьте на 2,0.

Определение эффективности нагревателя плавательного бассейна с тепловым насосом

Энергоэффективность нагревателей плавательных бассейнов с тепловым насосом измеряется КПД (КПД).Чем выше число COP, тем эффективнее. Однако стандартного теста для измерения КС не существует. Следовательно, вы действительно не можете сравнивать COP разных моделей, если не знаете, что производители использовали один и тот же тест для каждой модели. Например, тот же тепловой насос будет работать с более высоким COP, когда температура наружного воздуха выше.

Обычно производители измеряют COP путем тестирования нагревателя бассейна с тепловым насосом при температуре наружного воздуха 80 ° F и температуре бассейна 80 ° F.COP обычно варьируется от 3,0 до 7,0, что преобразуется в эффективность 300–700%. Это означает, что на каждую единицу электроэнергии, затрачиваемую на работу компрессора, вы получаете от теплового насоса 3–7 единиц тепла.

Оценка затрат и экономии на нагреватель плавательного бассейна с тепловым насосом

Для открытого бассейна используйте следующие таблицы, чтобы оценить ваши годовые затраты на нагреватель бассейна с тепловым насосом и экономию по сравнению с использованием электрического сопротивления или газового нагревателя бассейна.

Таблица 1 оценивает годовые затраты на обогрев бассейна с тепловым насосом в разбивке по местоположению, по температуре воды, с использованием или без покрытия бассейна.

Таблица 1. Затраты в зависимости от расположения обогрева наружных бассейнов с помощью теплового насоса *

9089 9089 9089 3 / 1–10 / 31 Dallas1 1–10 / 31 908 10/3100 $ 81072 $ 12700 w / крышка 9128

МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ	СЕЗОН	ТЕМПЕРАТУРА
		78 °	80 °	82 °	1 / 1–12 / 31	1100 долларов	1460 долларов	1845 долларов
с крышкой	1 / 1–12 / 31	215 долларов	300 долларов		680 $	875 $	$ 1090
с крышкой	3 / 1–10 / 31	45 $	$ 85	$ 125
$ 760	$ 970	$ 1240
с крышкой	4 / 1–10 / 31	$ 90	$ 140	$ 205
840 долл. США	$ 1110	$ 1425
с крышкой	4 / 1–10 / 31	$ 155	$ 205	$ 290
Лос-Анджелес	3 / 1–1099	$ 1210	$ 1485
с крышкой	5 / 1–10 / 31	$ 85	$ 155	$ 240
Канзас-Сити	5 / 1–1022 / 3110 935 долл. США	долл. США 1185
с покрытием	5 / 1–10 / 31	145 долл. США	205 долл. США	долл. США	$ 1220
с крышкой	5 / 1–9 / 30	$ 105	$ 150	$ 200
Чикаго	5 / 1–9 / 30
с крышкой	5 / 1–9 / 30	105 $	150 $	$ 195
Денвер	5 / 1–8 / 31	875 $	1055 $	$ 1245
91 w 1 8/31	$ 70	100 $	$ 150
Boston	5 / 1–8 / 31	$ 875	$ 1075	$ 1280
–	с обложкой 5/1 31	$ 120	$ 165	$ 235
Миннеаполис	6 / 1–9 / 30	$ 660	$ 850	$ 1040
100 долларов	125 долларов	190 долларов
Сан Фран	6 / 1–8 / 31	800 долларов	950 долларов	1110
с крышкой	95 $	$ 165	$ 240
Сиэтл	6 / 1–8 / 31	$ 770	$ 900	$ 1035
с крышкой	6 / 1–8 / 31	$ 150	$ 215	000 $ 280	на основе открытого бассейна площадью 1000 квадратных футов с подогревом с помощью теплового насоса «воздух-вода» со средним COP 5.0 по цене 0,085 долл. США / кВт · ч. В таблице 2 оценивается годовая экономия от использования нагревателя для бассейна с тепловым насосом по сравнению с использованием электрического сопротивления или газового нагревателя для бассейна. Таблица 2. Сравнение годовой экономии газовых и электрических нагревателей для бассейнов * ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГОДОВАЯ СТОИМОСТЬ СТОИМОСТЬ W / 5.0 COP ТЕПЛОВОЙ НАСОС 9088 Экономия газа 9088 Нагреватель 9088 55% $ 584 $ 200 $ 384 60% 535 $ 200 $ 335 $ 65% 494 901 901 9089 494 901 459 долл. США долл. США 200 259 долл. США 75% долл. США $ 178 90% $ 357 $ 200 $ 157 95% $ 3 38 200 долл. США долл. США 138 Электрическое сопротивление 100% 1000 долл. США 200 долл. США 800 долл. США долл. США стоимость электричества $.085 / кВт · ч, а использование природного газа — 0,80 долл. США / терм. Для определения экономии теплового насоса использовался средний сезонный коэффициент COP, равный 5,0. Установка и обслуживание Правильная установка и техническое обслуживание нагревателя для бассейна с тепловым насосом могут повысить его эффективность.Лучше всего, чтобы квалифицированный специалист по бассейну установил нагреватель, особенно электрическое соединение, и выполнил сложные работы по техническому обслуживанию или ремонту. Прочтите руководство пользователя, чтобы узнать о графике технического обслуживания и / или рекомендациях. Вероятно, вам придется ежегодно настраивать обогреватель для бассейна. Поскольку нагреватель для бассейна с тепловым насосом состоит из множества движущихся и электрических частей, он, вероятно, потребует периодического обслуживания техническим специалистом по кондиционированию воздуха. При правильной установке и техническом обслуживании нагреватели для бассейнов с тепловым насосом могут прослужить 10 и более лет. Обогреватели бассейнов с тепловым насосом Индекс женских агентств, состоящий из пяти вопросов, созданный с помощью машинного обучения и качественных интервью Введение Женская свобода действий, или их способность делать свой выбор в своей жизни и действовать в соответствии с ним, является важным понятием в исследованиях и политике, связанных с гендерным равенством.Многие стратегии направлены на расширение возможностей женщин, что могло бы стать для них средством улучшения своего здоровья, экономической безопасности и способности принимать решения в своей семье и общине. Кроме того, расширение возможностей женщин обычно рассматривается как самоцель. В отличие от физических характеристик, таких как рост, женская свобода действий является психологической конструкцией, и ее нельзя непосредственно наблюдать. По этим причинам количественные измерения затруднены. Несмотря на то, что существует несколько проверенных длинных обследований женской активности, во многих случаях исследователи ищут краткосрочные меры.Цель этого проекта заключалась в разработке проверенного краткого измерения женского агентства, подходящего для северной Индии и, возможно, применимого в других местах, с помощью новаторского метода разработки модулей обследования. Новый метод объединяет m, , , , , , полуструктурированные, и интервью, и мы называем его MASI. Более широкие способы отражения женской активности, такие как полуструктурированные интервью или эксперименты по выбору реальных ставок, не подходят для большинства крупных исследований.Они требуют много времени, навыков, сложны с точки зрения логистики или дороги. Хотя с помощью этих методов можно получить подробные и подробные данные, более короткий и простой модуль опроса позволит большему количеству исследователей измерить активность женщин в различных контекстах, особенно если агентство является второстепенным объектом исследования. В нашем проекте мы использовали эти более обширные способы измерения активности женщин как «золотой стандарт» для выбора пяти лучших количественных или закрытых вопросов для опроса. Подход Подготовка длинной анкеты и руководства по полуструктурированному интервью Мы определили пять лучших вопросов для измерения активности женщин — в частности, агентств в ее семье — из большого набора вопросов кандидатов.Мы создали набор вопросов для кандидатов, объединив закрытые вопросы из более длинных существующих опросов женского агентства и удалив лишние вопросы. Вопросы были взяты из обследований демографии и здоровья, индекса относительной автономии, инструментария J-PAL для измерения активности женщин и шкалы силы сексуальных отношений. Всего мы включили 63 вопроса. Затем мы разработали руководство для полуструктурированных интервью. Вопросы касались шести сфер деятельности женщин: образование, фертильность, мобильность, здоровье, занятость и домашние расходы.Интервью проводили обученные качественные исследователи. Затем мы применили качественные методы кодирования для оценки каждой женщины в каждой области агентства. Мы усреднили эти оценки, чтобы получить общую оценку агентства. При анализе данных мы использовали этот качественный балл в качестве ориентира, по которому мы оценивали кандидатуры количественных вопросов. Образец исследования Исследование проводилось в районе Курукшетра в Харьяне, Индия, в контексте значительного гендерного разрыва. Например, как в Харьяне, так и в нашей выборке уровень занятости женщин ниже 20 процентов. Наша выборка из 209 женщин из 21 деревни прошла полуструктурированное интервью и закрытый модуль опроса в период с февраля по май 2019 года. Средний возраст участников исследования составлял 30 лет, и они имели в среднем 10 лет образования. Все женщины в исследовании были замужем и имели ребенка в возрасте до 10 лет. Это позволило нам сравнить ответы женщин на аналогичные вопросы, например, об их отношениях с мужьями или решениях относительно здоровья детей. Обратите внимание, что такой выбор выборки означает, что мера женской активности подходит для женщин-партнеров с детьми, а не для подростков или других групп. Анализ данных: сведение 63 вопросов к модулю из пяти вопросов Какие вопросы опроса лучше всего предсказывают «истинное» агентство женщины, измеряемое ее качественной оценкой? Чтобы выяснить это, мы использовали два статистических метода, чтобы выбрать лучшие. Первичный метод — выбор стабильности LASSO. Выполняя множество регрессий LASSO на случайных подмножествах данных, этот алгоритм выбирает пять вопросов, которые наиболее точно соответствуют качественной оценке. (В качестве краткого примера: LASSO — это метод «машинного обучения с учителем», который отличается от стандартной регрессии тем, что оценщик устанавливает некоторые коэффициенты равными нулю, чтобы избежать чрезмерного соответствия модели данным.Из полного набора независимых переменных для включения в статистическую модель выбирается только подмножество). Предлагаемый индекс женской активности объединяет пять вопросов в индекс (путем нормализации каждого до стандартного отклонения, равного 1, а затем их усреднения). Чтобы понять, насколько чувствительны выбранные вопросы к статистическому методу, мы также использовали второй метод, называемый обратным последовательным отбором. Этот метод начинается с полного списка вопросов обследования и итеративно отбрасывается один вопрос, который вызывает наименьшее уменьшение объяснительной способности женской деятельности, когда включенные вопросы объединены в указатель.Процедура останавливается, когда в указателе остаются пять вопросов. Эти статистические методы выбора переменных аналогичны стандартным методам машинного обучения, за исключением того, что количество выбранных вопросов ограничено пятью. Результаты Мы обнаружили, что и LASSO, и обратный отбор привели к индексу женской активности, который сильно коррелирует с качественной оценкой, полученной в результате полуструктурированных интервью. В таблице 1 представлен наилучший набор вопросов для оценки активности женщин, выбранных на основе их соответствия качественной оценке.Выбор стабильности LASSO (столбец 1) является предпочтительным статистическим методом. В целом, оба использованных статистических метода выбрали одинаковый набор из пяти вопросов, которые достаточно близко соответствуют качественной оценке с корреляцией более 0,5. . No related posts. Разное Похожие записи Как правильно промывать нос при насморке: эффективные методы и растворы 18.11.2024 Питание кормящей мамы: что можно есть при грудном вскармливании 17.11.2024 Лучшая зимняя обувь для детей 2 лет: выбираем комфортные и надежные модели 16.11.2024 Детская комната для новорожденного: оформление, дизайн и планировка 15.11.2024 Увлажнитель воздуха: польза и вред для здоровья, отзывы специалистов и пользователей 14.11.2024 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт +7 495 120-13-73, 8 800 500-97-74; [email protected] [email protected] Карта сайта