Как рассчитать автомат по мощности: Онлайн расчет автомата по мощности — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Вводной автомат для частного дома | как расчитать и установить

Вводной автомат (ВА) является выключающим механическим устройством. Этот проводник пропускает через себя ток при нормальной работе электрической цепи, а в случае патологических явлений – перегрузки, замыкания и перегрева кабеля, — прерывает его подачу. Таким образом вводной автомат для частного дома обеспечивает безопасность, предотвращая возгорание из-за вышеназванных проблем.

Однако, чтобы этот прибор исправно выполнял свои функции, важно знать какой необходимо устанавливать. При неправильном выборе мощности устройства, оно может выбивать или вообще не позволит включить электрооборудование с повышенным потреблением электричества, типа бойлера, фена, электрочайника, индукционной плиты и т.п.

Как рассчитать вводной автомат для дома

Перед подключением этого устройства нужно узнать его номинал. Если прибор с этим значением будет превышать допустимый, то в случае проблем в электросети (перегрузка, замыкание) автомат не сработает, что чревато пожаром или даже смертью.

Его выбор не составит сложностей, если знать максимальную мощность, которую он должен выдержать. Этот показатель устройства прямо пропорционален номиналу, подбирающийся из учета системы питания – однофазная или трехфазная сеть.

Если первый вариант, то расчет производится следующим образом: номинал делится на 220В (формула: I=P/U), где первое значение равняется 10000 (обычно столько выделяется на однофазную сеть, точную цифру сообщит облэнерго), а второе 220 (10000/220). Итого получается 45. Округляем до меньшего возможного ВА = 40А.

Многие задают вопросы типа «на сколько ампер вводной автомат для частного дома нужен в трехфазной сети?». Обычно расчет дает облэнерго. По ТУ на трехфазную сеть выделяется 7Квт, то есть предел составляет 21 (7*3). По стандарту берут не 7, а 5 Квт или чуть меньше, на которые ставят вводные автоматы по 16А каждый или же трехполюсный вариант, такой как автоматический выключатель ABB 40А. Формула расчета выглядит так: I=P/U*1.7 (последнее значение — это корень из 3).

Установка вводного автомата

Итак, мощность вводного автомата для частного дома и другие важные данные нам известны. Теперь пришло время к монтажу устройства. Установка ВА практически ничем не отличается от других защитных автоматов. Можно отметить то, что монтаж проводится вверху щитка, с левой стороны по отношению к другим приборам защиты. Отходящие линии удобнее спускать сверху вниз, а учитывая, что ВА является первым, то другие цепи подсоединяются снизу. В случаях с малой энерговооруженностью, может применяться однополюсный автоматический выключатель, который ставится на фазу.

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

Что защищает автоматический выключатель

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

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

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

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

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

По каким токам производят расчет автоматов

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет вводного автоматического выключателя

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

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

Определить величину тока можно по следующей формуле:

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

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

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

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

Автоматические выключатели

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

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

Предназначение устройства

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

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

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров.

А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

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

Принцип работы

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

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

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

Виды АВ и их особенности

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

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

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

Выбор защитного устройства

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

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

Мощность нагрузки

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

I=P/U,

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

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

I = 1500/220 = 6,8 А.

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

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

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

I=P/U*cos φ.

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

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

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

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

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1. 3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

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

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

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

Подбор номинала

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

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

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

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

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

Подбор автоматического выключателя по мощности

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

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

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

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

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

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

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

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

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

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

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

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

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

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

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

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

Защита слабого звена электроцепи

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

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

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

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

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

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

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

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

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

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

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

подбор по мощности и нагрузке, подключение в однофазной сети

Разводка однофазного щитка

Например, к щиту подключаются — плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.

Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.

Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей — 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.

Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь. Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.
К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.

Распределение полной мощности двигателя на три фазы по 0,6 кВт:

первая фаза: 7,2+0,6=7,8 кВт;
вторая фаза: 4,3+3,5+0,6=8,4 кВт;
третья фаза: 5,5+3,5+0,6=9,6 кВт.

По всем трем фазам максимальная мощность составляет 9,6 кВт. Если проектная мощность 8,8 кВт и входной автомат на 40 Ампер, а у нас проектная мощность на одной из трех фаз 9,6 кВт, то такой автомат не выдержит нагрузку. Если третью фазу загрузить на полную мощность, то этот автомат отключится. Поэтому, входной автомат нужно ставить на 50 Ампер.

Из этого примера видно, что при небольшом количестве потребителей можно полноценно загрузить трехфазную цепь. Иногда возникает необходимость подключить кондиционеры, электрический теплый пол и другие потребители высокой мощности.

Прежде чем покупать электрическое оборудование, надо рассчитать потребляемую мощность. Потянет ли входной автомат и разрешенный лимит по току на электроснабжение дома?

После подсчета всех нагрузок по фазам можно определить, какой мощности нужен входной автомат. Узнать в энергосбыте, какой резерв по току вам дадут. Возможно, разрешение дадут только на 25 Ампер. Придется покупать приборы из расчета на эти 25 Ампер. На фазу дается только 5,5 кВт.

В этом случае, что делать с электроплитой на 7,2 кВт? Современные электроплиты и варочные панели имеют подключение к двухфазной цепи, а иногда и к трехфазной. Кроме земляного и нулевого вывода имеется L1 и L2 (иногда L1, L2, L3). В первом случае для подключения двухфазной цепи, а во втором – подключение трехфазной цепи. Такие мощные нагрузки предусмотрены специально, чтобы можно было их распределить.

Когда делаете проект и запрашиваете проектную мощность, пытайтесь получить разрешение на мощность с запасом.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните накарту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Как рассчитать ток защитного автомата

Для группы розеток, предназначенных для питания бытовых электроприборов на кухне, необходимо подобрать защитный автоматический выключатель. Мощности приборов по паспортным данным составляют 2,0, 1,5 и 0,6 кВт.

Решение. В квартире используется однофазная переменная сеть 220 вольт. Общая мощность всех приборов, подключенных в работу одновременно, составит 2,0+1,5+0,6=4,1 кВт=4100 Вт.

По формуле I = P / U определим общий ток группы потребителей: 4100/220=18,64 А.

Ближайший по номиналу автоматический выключатель имеет величину срабатывания 20 ампер. Его и выбираем. Автомат меньшего значения на 16 А будет постоянно отключаться от перегрузки.

Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

Сечение жилы провода, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные жилы	Алюминиевые жилы
Ток, А	Мощность, Вт	Ток, А	Мощность, кВт
0,50	0,80	6	1300
0,75	0,98	10	2200
1,00	1,13	14	3100
1,50	1,38	15	3300	10	2200
2,00	1,60	19	4200	14	3100
2,50	1,78	21	4600	16	3500
4,00	2,26	27	5900	21	4600
6,00	2,76	34	7500	26	5700
10,00	3,57	50	11000	38	8400
16,00	4,51	80	17600	55	12100
25,00	5,64	100	22000	65	14300

Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

Как вычислить сечение многожильного провода

Многожильный провод, чем он отличается от одножильного? В принципе ничем, несколько одножильных проводов свитые вместе, а поэтому вычислить сечение одножильного провода и помножив на количество проводов получим сечение многожильного провода.
Рассмотрим на примере:
Имеется в распоряжении многожильный провод, сплетенный из 12 жил, диаметр одножильного провода 0,4 мм. Рассчитываем сечение жилы: 0,4мм х 0,4мм х 0,785 = 0,1256, округляем и получаем 0,126 мм 2. Сечение многожильного провода 0,126 мм 2 х 12 = 1,5 мм 2.
Заходим в таблицу и определяем, что такой провод способен выдержит ток 8 Ампер.

При желании можно определить сечение многожильного провода, замерив общий диаметр кабеля, так как между проводниками имеется пространство, то с помощью коэффициента 0,91 мы приблизительно рассчитаем общее сечение, что нам будет достаточно этой точности.
К примеру, замерив диаметр многожильного провода, мы получили 5 мм, рассчитываем:
5,0 мм х 5,0 мм х 0,785 = 19,625 мм 2, далее 19,625 мм 2 умножаем на 0,91 получаем 17,85 2. По таблице видим, что ток на который рассчитан провод более 63 А.

Онлайн калькулятор для определения сечения многожильного провода
Введите диаметр одной жилы, мм:
Количество жил в проводе:

Вот еще один простой калькулятор расчета.
Для вычисления потребляемого тока применяем известную формулу, для этого делим мощность прибора (Вт) на напряжение (вольт) , после деления результат получается в амперах.
Чайник потребляет 1200 Вт от сети 220 вольт, вычисляем 1200 дели на 220 получаем ток 5,45 А.

Онлайн калькулятор для определения величины тока по потребляемой мощности
Потребляемая мощность, Вт:
Напряжение питания, В:

Для вычисления необходимо вписать оба значения, иначе программа не поймет и выдаст соответствующее сообщение.

Расчет сопротивления для подключения светодиодов

Иногда требуется включить светодиодный индикатор в схему, но напряжение на данном участке больше требуемого. Напомним, что для загорание обычного светодиода требуется напряжение источника постоянного тока величиной 1,5 — 2 вольта и ток потребляемый им составляет 10 — 20 ма (для загорания и меньше в пределах 5 ма), напряжение и потребляемый ток зависят от разных характеристик, в том числе и от цвета излучаемым светодиодом и от его отличительных характеристики — имеется класс ярких светодиодов с малым потреблением тока.

Расчет производится по формуле:

ΔU=Uгасящее=Uпитания–Uсветодиода, т.е. ΔU разница напряжения между источником питания и значением величины рабочего напряжения данного светодиода. Необходимо представлять себе, что если вы хотите включить индикацию напряжения, к примеру 220 вольт, то потребуется погасить на резисторе 218 вольт, т.е. 220-2=218, для этого потребуется резистором номиналом 15 кОм и мощностью рассеивания 3,5 Вт, в данном случае лучше составить из трех резисторов по 5,1 кОм, или четырех резисторов по 3,9 кОм (Ряд E24).
Где U в вольтах, I в амперах, R в омах.

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Трехфазный цифровой ваттметр

Варианты измерений:

Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

Схемы измерения

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Расчет потребляемой мощности

Электромощность является величиной, которая отвечает за факт скорости изменения или передачи электрической энергии. Есть полная и активная мощностная нагрузка, а также активная и реактивная. Полная вычисляется так: S = √ (P2 + Q2), где P является активной частью, а Q реактивной. Для нахождения потребляемого мощностного показателя необходимо знать число электротока, которое потребляется нагрузкой, а также питательное напряжение, которое выдается при помощи источника.

Что касается бытового определения потребляемой электрической энергии, необходимо вычислить общее количество ватт питания электрических приборов и паспортные данные номинальной силы электротока котла. Как правило, все электрические приборы работают с переменным током и напряжением в 220 вольт. Для вычисления тока проще всего воспользоваться амперметром. Зная первый и второй параметры, реально узнать величину потребляемой энергии.

Стоит указать, что измерить мощность через напряжение или сделать расчет мощности по сопротивлению и напряжению возможно не только формулой, но и прибором. Для этого можно воспользоваться мультиметром с токоизмерительными клещами или специализированным измерителем — ваттметром.

Обратите внимание! Оба работают по одному и тому же принципу, указанному в руководстве по их эксплуатации. Подсчет потребляемой мощности

Подсчет потребляемой мощности

Мощность, ток и напряжение — три составляющие расчета проводки в доме. Узнать все необходимые параметры в любой сети просто при помощи формул, представленных выше. От этих значений будет зависеть исправность работы всей домашней электрики и безопасность ее владельца.

https://youtube.com/watch?v=dwaSF3W4TxU

Несимметричная нагрузка при соединении приемников звездой

Нагрузка трехфазной электрической сети будет считаться несимметричной, если хотя бы одно из фазных сопротивлений не равно другим. Проще говоря, сопротивления фаз не равны, например: r_a = r_b = r_c, x_a = x_b ≠ x_c. В общем случае считают, что несимметричная нагрузка возникает при отключении одной из фаз.

Возникает не симметрия чаще всего при подключении к трехфазной сети однофазных электроприемников. Они могут иметь различные мощности, режимы работы, различное территориальное расположение, что тоже влияет на величину фазной нагрузки.

В случае, когда необходимо подключить однофазные потребители электрической энергии, для более равномерной загрузки их делят на три примерно одинаковые по мощности группы.

Один вывод однофазных потребителей подключают к одной из трех фаз, а второй вывод подключают к нейтральному проводу. Так как все электроприемники рассчитываются на одно напряжение, то в пределах каждой фазы они соединяются параллельно.

Главной особенностью электрической сети несимметричной нагрузкой является то, что она должна в обязательном порядке иметь нейтральный провод. Это объяснимо тем, что при его отсутствии величины фазных напряжений будут в значительной степени зависеть от величины не симметрии сети, то есть от величин и характера сопротивления каждой из фаз. Поскольку сопротивления фаз могут варьироваться довольно в широких пределах в зависимости от количества подключенных электроприемников, также широко будет варьироваться и напряжения на потребителях электрической энергии, а это недопустимо.

Для иллюстрации выше сказанного ниже приведена векторная диаграмма для трехфазной несимметричной цепи при наличии нейтрального провода:

Ниже приведена приведена векторная диаграмма для этой же цепи, но при отсутствии нулевого рабочего (нейтрального) провода:

Также можно посмотреть видео, где объясняется, что может произойти в электрической цепи при обрыве нулевого провода:

Необходимость нулевого провода станет еще более очевидной, если представить, что вам необходимо подключить однофазного потребителя к одной из фаз, при этом остальные две подключать нельзя, так как приемник рассчитан на фазное напряжение 220 В, а не на линейное 380В, как в таком случае получить замкнутый контур для протекания электрического тока? Только использовать нулевой рабочий проводник.

Для повышения надежности соединения электроприемников в цепь нулевого рабочего проводника не устанавливают коммутационную аппаратуру (автоматические выключатели, предохранители или разъединители).

Фазные токи, углы сдвига, а также фазные мощности при несимметричной нагрузке будут различными. Для вычисления их фазных значений можно применить формулу (5), а вот для вычисления трехфазной мощности формула (6) уже не подходит. Для определения мощностей необходимо пользоваться выражением:

Если существует необходимость определения тока нейтрального провода, то необходимо решать задачу комплексным методом. Если существует векторная диаграмма, то определить ток можно по ней.

Пример

В осветительной электрической сети с напряжением в 220 В в фазе А включено 20 ламп, фазе В – 10 ламп, а в фазе С – 5 ламп. Параметры лампы U_ном = 127 В, Р_ном = 100 Вт. Необходимо определить ток нейтрального провода и каждой лампы.

Решение

Если учесть, что лампы накаливания имеют только активное сопротивление (реактивное слишком мало и им пренебрегают), то по формуле мощности определим ток лампы, а по закону Ома ее сопротивление:

Зная число и сопротивление ламп нетрудно определить сопротивления фаз, а также фазные токи:

Для определения тока в нейтральном проводе I_N решим задачу комплексным методом. Так как при сделанных ранее допущениях комплексные напряжения приемника равны комплексным ЭДС источника, получим:

Где комплексные значения фазных сопротивлений будут равны Z_a = 8,05 Ом, Z_b = 16,1 Ом, Z_с = 32,2 Ом.

Комплексные значения токов, а также действующее значение тока нейтрального провода будут иметь вид:

Типичный вариант выбора сечения кабеля

В соответствии с сечением кабеля применяют автоматические выключатели. Чаще всего используют классический вариант сечения проводов:

Для цепей освещения сечения 1,5 мм2;
Для цепей розеток сечения 2,5 мм2;
Для электроплит, кондиционеров, водонагревателей – 4 мм2;

Для ввода в квартиру питания используют 10 мм2 кабель, хотя в большинстве случаев хватает и 6 мм2. Но сечение 10 мм2 выбирается с запасом, так сказать с расчетом на большее количество электроприборов. Также на входе устанавливается общее УЗО с током отключения 300 мА – его назначение пожарное, так как ток отключения слишком великим для защиты человека или животного.

Для защиты людей и животных применяют УЗО с током отключения 10 мА или 30 мА непосредственно в потенциально небезопасных помещениях, таких как кухня, ванна, иногда комнатные группы розеток. Осветительная сеть, как правило, УЗО не снабжается.

Советы

При расчетах помните о небольшой мощности, потребляемой некоторыми приборами даже тогда, когда они выключены, но подключены к источнику питания, например, к розетке. Если некоторый прибор выключен, но на нем горит светодиод, то такой прибор продолжает потреблять некоторую мощность.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.). Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

обратившись к технической документации устройства;
посмотрев это значение на наклейке задней панели; Потребляемая мощность прибора часто указывается на тыльной стороне
воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

Таблица значений средней потребляемой мощности

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной. Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Предупреждения

Если через инвертер пропустить слишком большую мощность, то он может выйти из строя.
Подключение чрезмерного числа приборов к инвертеру может привести к недостатку мощности для каждого прибора. Результатом этого может быть повреждение или отключение приборов.
При вычислении мощности по формуле вы получите приблизительное значение. Если вам нужно точное значение мощности, воспользуйтесь ваттметром.

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Оцените статью:

6 важных критериев выбора автоматического выключателя

Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.

Содержание:

Основные критерии выбора
Недопустимые ошибки при покупке

Что защищает автоматический выключатель

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

Автомат вводной: особенности выбора и виды

При подаче электричества в квартиру на этажном электрощите могут быть установлены следующие аппараты коммутации ввода:

автоматический выключатель;
предохранители;
пакетный выключатель;
рубильник.

Вводной автомат (ВА) – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание (КЗ). От перечисленных аппаратов он отличается большей величиной номинального тока. На фото изображен щит с расположенным в нем сверху вводным автоматом.

Щит с автоматическим выключателем

Правильнее называть устройство – вводный автоматический выключатель. Поскольку он ближе других устройств находится к воздушной линии, аппарат должен обладать повышенной коммутационной стойкостью (ПКС), характеризующей нормальное срабатывание устройства при возникновении КЗ (максимальный ток, при котором автоматический выключатель способен хотя бы однократно разомкнуть электрическую цепь). Показатель указывается на маркировке прибора.

Типы автоматов ввода

Подача электричества к объекту зависит от его потребностей и схемы электросети. При этом подбираются соответствующие типы автоматов.

Однополюсный

Вводный выключатель с одним полюсом применяется в электросети с одной фазой. Устройство подключается к питанию через клемму (1) сверху, а нижняя клемма (2) соединяется с отходящим проводом (рис. ниже).

Схема однополюсного автомата

Автомат с одним полюсом устанавливается в разрыв фазного провода и отключает его от нагрузки при возникновении аварийной ситуации (рис. ниже). По принципу действия он ничем не отличается от автоматов, установленных на отводящих линиях, но его номинал по току выше (40 А).

Схема вводного однополюсного автомата

Питающая фаза красного цвета подключается к нему, а затем – к счетчику, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод синего цвета проходит сразу на счетчик, а с него на шину N, затем подключается к каждой линии.

Автомат ввода, установленный перед счетчиком, должен быть опломбирован.

Вводной автомат защищает кабель ввода от перегрева. Если КЗ произойдет на одной из линий ответвлений от него, сработает ее автомат, а другая линия останется работоспособной. Подобная схема подключения позволяет быстро найти и устранить неисправность во внутренней сети.

Двухполюсный

Двухполюсник представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.

Не допускается установка двух однополюсников вместо одного двухполюсника.

Вводной автомат с двумя полюсами применяется при однофазном вводе из-за особенностей схем подключения в домах старой постройки. В квартиру делается ответвление от стояка межэтажного электрощита однофазной двухпроводной линией. Жэковский электрик может случайно поменять местами провода, ведущие в квартиру. При этом нейтраль окажется на вводном однофазном автомате, а фаза – на нулевых шинах.

Чтобы обеспечить полную гарантию отключения, надо обесточить квартирный щиток с помощью двухполюсника. Кроме того, часто приходится менять пакетный выключатель в этажном щите. Здесь удобнее сразу поставить вместо него двухполюсный вводной автомат.

В квартиру нового дома идет сеть с фазой, нейтралью и заземлением со стандартной цветовой маркировкой. Здесь также не исключена возможность перепутывания проводов из-за низкой квалификации электрика или просто ошибки.

Еще одной причиной установки двухполюсника является замена пробок. На старых квартирных щитках еще остались пробки, которые установлены на фазе и на нуле. Схема соединений при этом остается прежней.

ПУЭ запрещают установку предохранителей в нулевых рабочих проводах.

Двухполюсник в данной ситуации установить удобнее, поскольку нет необходимости переделывать схему.

При подключении электричества к частному дому по схеме ТТ двухполюсник необходим, так как в такой системе возможно появления разности потенциалов между нейтральным и заземляющим проводом.

На рис. ниже изображена схема подключения электричества в квартиру с однофазным вводом через двухполюсный автомат.

Схема ввода с двухполюсным автоматом

Питающая фаза подается на него, а затем – на счетчик и на устройство противопожарного защитного заземления УЗО, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод проходит сразу на счетчик, с него на УЗО, шину N, а затем подключается к УЗО каждой линии. Нулевой проводник заземления зеленого цвета подключается сразу к шине PE, а с нее подходит к заземляющим контактам розеток №1 и №2.

Вводной автоматический выключатель защищает кабель ввода от перегрева и КЗ. Он также может сработать при КЗ на отдельной линии, если там неисправен другой автомат. Номиналы счетчика и противопожарного УЗО подбираются выше (50 А). В этом случае устройства будут также защищены вводным автоматом от перегрузок.

Трехполюсный

Устройство применяется для трехфазной сети, чтобы обеспечить одновременное отключение всех фаз при перегрузке или коротком замыкании внутренней сети.

К каждой клемме трехполюсника подключается по фазе. На рис. ниже изображены его внешний вид и схема, где для каждого контура существуют отдельные тепловой и электромагнитный расцепители, а также дугогасительная камера.

Трехполюсный автомат в шкафу и его схема

При подключении к частному дому вводной автоматический выключатель устанавливается перед электросчетчиком с защитой на 63 А (рис. ниже). После счетчика ставится УЗО на ток утечки 300 мА. Это связано с большой протяженностью электропроводки дома, где имеет место высокий фон утечки.

После УЗО осуществляется разделение линий от распределительных шин (2) и (4) к розеткам, освещению, а также отдельным группам (6) подачи напряжения в пристройки, трехфазным нагрузкам и другим мощным потребителям.

Трехфазная сеть частного дома

Расчет автомата ввода

Независимо от того, является автомат вводным или нет, его рассчитывают путем суммирования токов отходящих к нагрузкам линий. Для этого определяется мощность всех подключаемых потребителей. Номинал определяется для одновременного включения всех потребителей электроэнергии. По этому максимальному току подбирается ближайший номинал автомата из стандартного ряда в сторону уменьшения.

Какой телевизионный кабель лучше: особенности выбора

Мощность вводного автомата зависит от номинального тока. При трехфазном питании мощность определяется тем, как подключены нагрузки.

Требуется также определить количество аппаратов коммутации. На ввод требуется только один выключатель, а затем по одному на каждую линию.

На мощные приборы типа электрокотла, водонагревателя, духового шкафа необходимо установить отдельные автоматы. В щитке должно быть предусмотрено место для установки дополнительных автоматических выключателей.

Выбор ВА

Выбор устройства производится по нескольким параметрам:

Номинальный ток. Его превышение приведет к срабатыванию автомата от перегрузки. Подборка номинального тока производится по сечению подключенной проводки. Для нее определяют допустимый максимальный ток, а затем выбирают номинальный для автомата, предварительно уменьшив его на 10-15%!,(MISSING) приводя к стандартному ряду в сторону уменьшения.
Максимальный ток КЗ. Автомат выбирается по ПКС, которая должна быть равна ему или превышать. Если максимальный ток КЗ составляет 4500 А, подбирается автомат на 4,5 кА. Класс коммутации подбирается для освещения – В (Iпуск>Iном в 3-5 раз), для мощных нагрузок типа отопительного котла – С (Iпуск>Iном в 5-10 раз), для трехфазного двигателя большого станка или сварочного аппарата – D (Iпуск>Iном в 10-12 раз). Тогда защита будет надежной, без ложных срабатываний.
Установленная мощность.
Режим нейтрали – тип заземления. В большинстве случаев он представляет собой систему TN с разными вариантами (TN-C, TN-C-S, TN-S),
Величина линейного напряжения.
Частота тока.
Селективность. Номиналы автоматов подбираются по распределению нагрузок в линиях, например, автомат ввода – 40 А, электроплита – 32 А, другие мощные нагрузки – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 10 А.
Схема питания. Автомат подбирается по количеству фаз: одно,- или двухполюсный для однофазной сети, трех,- или четырехполюсный для трехфазной.
Изготовитель. С целью повышения степени безопасности, автомат выбирается у известных производителей и в специализированных магазинах.

Количество полюсов для трехфазной сети равно четырем. При наличии только трехфазных нагрузок со схемой подключения треугольником, можно использовать трехполюсный автомат.

Выключатель на вводе должен отключать фазы и рабочий ноль, так как в случае утечки на одной из фаз на ноль существует вероятность удара током.

Трехполюсный автомат можно применять для однофазной сети: фаза и ноль подключаются к двум клеммам, а третья останется свободной.

Выбор вводного автомата в зависимости от типа заземления:

Система TN-S: подводящие нулевые защитный и рабочий провода разделены от подстанции до потребителя (рис. а ниже). Чтобы одновременно отключить фазы и ноль применяются двухполюсные или четырехполюсные вводные автоматы (в зависимости от количества фаз на вводе). Если они с одним или тремя полюсами, нейтраль проводится отдельно от автоматов.
Система TN-С: подводящие нулевые защитный и рабочий провода совмещены и проходят до потребителя через общий проводник (рис. б). Автомат устанавливается однополюсный или трехполюсный на фазные проводники, а ноль вводится через счетчик на шину N.

Схемы распространенных типов заземлений

Установка

Почему выбивает автомат в щитке

Автомат ввода устанавливается в щитке сверху, с левой стороны. Отводящие линии удобно монтировать сверху вниз. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В таком случае полного разрыва питающей цепи не происходит.

Монтаж обычно производится на DIN-рейку, при отключении питания.

Видео про электрощит

Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам

Ответ на вопрос, как скоммутировать вводной электрощит, можно получить из видео ниже.

Как показывает практика, подключение вводного автомата не является сложной работой. Важно правильно рассчитать его по мощности, продумать схему соединений и установить с учетом особенностей, приведенных в статье.

Источник: elquanta.ru

Электрические вводы для трёхфазной сети

В квартирах, оборудованных электрическими плитами, а также некоторых домах может быть проведена трёхфазная сеть. В качестве вводных устройств используют трёхполюсные или четырёхполюсные АВ. Трёхполюсник применятся для одновременного отключения всех фаз сети в случае возникновения короткого замыкания (КЗ) или перегрузки. К каждой клемме прибора подключается отдельная фаза. После ВА устанавливается счетчик, защита которого должна быть 63 А. Поскольку в доме электропроводка имеет большую длину, то существует большой риск утечки тока. С этой целью после счетчика устанавливается УЗО на ток утечки 300 мА.

Четырёхполюсные автоматы являются довольно редким вариантом для использования их в трёхфазной сети. Они используются в случае подвода четырёхпроводной электросети. Главным отличием его от трёхполюсного автомата является то, что здесь нулевой провод подводится к четвертому полюсу после подключения на первых трёх фазовых проводов. Дальнейшая схема распределения проводов происходит по аналогии с трёхполюсным вводным устройством. Часто можно встретить варианты применения четырёхполюсного автомата для подключения четырёх фаз. В этом случае при замыкании на одной из линий будут обесточиваться все четыре.

При выборе вводного автомата для трёхфазной сети нужно сложить все нагрузки, приходящиеся на каждую фазу в отдельности. Рабочий ток автомата подсчитать просто. Для этого полученную сумму в киловаттах умножают на 1,52 (коэффициент для напряжения 380 В). Номинальный же ток автомата должен быть выше рабочего, поэтому подбираем для него ближайшее значение. Это условие действует в случае одинаковой нагрузки на все три фазы. В случае если на какую-то из них приходится большая нагрузка, расчет ведут по максимальному значению, показатель которого в киловаттах умножается на коэффициент 4,55 (для напряжения 220 В).

Какие бывают автоматы защиты

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

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

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

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

Автоматы для однофазной сети

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

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

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

Как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры — Хозяин Дома

Вопрос о том, как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры или дачи встаёт перед нами не часто. Однако, когда возникает необходимость такого выбора, к решению этого вопроса нужно подходить со всей ответственностью.

Параметры автоматического выключателя должны соответствовать максимальной интенсивности электроэнергии в доме. Чем выше его значение, тем больше электрических устройств могут быть использованы одновременно.

При всём при этом безопасность людей, находящихся в доме, является приоритетом в любом случае. Какие нюансы необходимо учитывать при выборе?

Значение автоматических выключателей в электросистеме дома

Для защиты внутренней электропроводки здания, дома, дачи, квартиры от короткого замыкания, применяются автоматические выключатели, которые устанавливаются на каждую защищаемую линию в распределительном щите и на вводе в дом.

Номинал каждого автоматического выключателя в амперах зависит от разрешенной мощности для вводного автомата и от нагрузки в линии, перед который ставиться автомат, которая не может превышать мощности, которую может передавать кабель определенного сечения.

Учитывая все эти требования решение вопроса о выборе автоматического выключателя становится не совсем простым, но вполне выполнимым делом.

Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения

Правильное планирование и монтаж электрической системы в вашем доме или квартире предоставит комфортное и удобное освещение, а так же и стабильную и безопасную работу всего электрооборудования.

Приобретая автоматы для обеспечения экстренного отключения электропитания при превышении допустимой нагрузки в сети, следует обратить внимание на их качество и наличие сертификации или декларирования.

На этих элементах экономить не стоит.

Очень важно обеспечить установку автомата с соответствующей мощностью если вы прокладываете или меняете электропроводку в деревянном доме, как на объекте с повышенной потенциальной пожароопасностью.

Подбор основного вводного автомата

При подключении дома к электроснабжению, по проекту вам выдается разрешение на определенную мощность, которая определена в документах. При подключении к сети 220 В разрешенную мощность делим на 220 и получаем вводной ток, на который должен быть рассчитан автомат.

Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения: главный или линейный

Например, вам разрешили мощность 15 кВт. Находим разрешенный ток: 15000/220=68 А. Это означает, что вводной автомат можно ставить номиналом в 70 А и в щите все остальные автоматы должны быть рассчитаны на меньший ток срабатывания, для сохранения селективности отключения.

Читайте также Как найти распаечную коробку в квартире

Ещё один пример расчёта для разрешенной мощности 20 кВт: 20000/220=90,0 А.

Подбор автоматических выключателей на отдельные линии

В лучшем случае для дома, квартиры нужен проект, который должны делать специалисты. Если проекта нет, то при выборе автоматов можно руководствоваться простыми правилами, которые с большой вероятностью позволят вам сделать правильный выбор. Подбор нагрузки выключателей на отдельные линии осуществляется аналогично подбору главного выключателя.

Один из способов определить соответствующее значение главного выключателя в вашем доме, это суммирование мощности всех устройств, которые работают, или могут работать одновременно.

Это, как правило, холодильник, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, компьютер. Кроме того, не забывайте об освещении, отопительном котле и водонагревателе. Таким же образом рассчитывайте нагрузку на линейные автоматы.

Ознакомьтесь с общими правилами подбора автоматов на отдельные линии:

Распределяйте нагрузку равномерно по комнатам, этажам. Желательно подключать каждую комнату или группу комнат на отдельный автомат
Сечение отходящих кабелей определяется нагрузкой и для большинства случаев будет достаточно кабеля 3х2,5, способного нести подключенную нагрузку до 5,9 кВт, а для его защиты устанавливать автомат не более 25А, а для большей надежности лучше ставить на 20А
При расчете нагрузки на одной линии, ее общая мощность не должна превышать мощность, которую может выдержать кабель.
Любой автомат в щите должен иметь меньший номинал по току, чем вводной автомат.
Для надежного срабатывания автоматов желательно сознательно уменьшать номинал автоматов и ставить на линии розеток автомат на 16А, на линии освещения 10А

Во время капитального ремонта квартиры или после новоселья, производиться монтаж новой электропроводки, с использованием медного кабеля, устанавливаются новые розетки и выключатели, подключаются электрические теплые полы и кондиционеры. Устанавливается новый электрический щит, счетчик и автоматические выключатели.

Каждая отдельная линия должна быть обеспечена автоматическим выключателем, который защищает её от перегрузки или короткого замыкания

Если щит собирает профессиональный электрик, которому можно доверять, то можно положиться на его опыт и знания.

Если монтаж электрооборудования производиться своими силами или нужна информация, для проверки работы электрика, то есть несложные рекомендации, без расчетов и формул, придерживаясь которых вы всегда сможете правильно выбрать автоматические выключатели для щита и кабель для квартиры.

Советы по выбору автоматического выключателя

Автомат защищает цепь от перегрузки и если на один питающий кабель вы подключите несколько мощных электроприборов, например электрочайник, стиральная машина, СВЧ печь и другие приборы, и суммарный ток будет выше, чем номинал автомата, он обесточит защищаемую цепь.

Автоматические выключатели на линии розеток нужно ставить на 16А, на линии освещения 10А. При этом вводной автомат должен иметь больший ток срабатывания, в данном случае 20А. Если вводной автомат стоит на 16А, то все остальные автоматические выключатели должны быть установлены на ток 10А и ниже.

Выбор автоматического выключателя по производителю

Не стоит экономить на автоматах, которые должны защищать вас от поражения электрическим током, а ваше имущество от пожара или неисправности. Нужно использовать только автоматы известных производителей.

Они могут стоить в 2-3 раза дороже, чем китайские или российские сделанные в Китае, но они обеспечивают уровень защиты в несколько десятков раз выше. Многие китайские автоматы после нескольких срабатываний могут вообще перестать реагировать на КЗ.

Нормальные автоматы способны сработать 10.000 раз, без потери надежности.

Вводной автоматический выключатель в квартиру

Перед счетчиком на кабеле ввода в квартиру стоит автомат. Его величина определена проектом электроснабжения и вы не имеете право ставить вместо него автоматический выключатель на больший ток. Вводной автомат защищает общедомовую сеть от перегрузок и короткого замыкания в вашей квартире. Увеличить номинал по току автомата, можно только по разрешению энергоснабжающей организации.

Выбор кабеля для прокладки электропроводки

По новым правилам, внутри жилых помещений, можно прокладывать новые кабели с жилами из меди.

Сечение жил в кабеле на розетки или на отдельную комнату, кухню или ванную комнату, нужно прокладывать 2,5 квадрата, например NYM 32,5 трех проводный кабель. На сеть освещения, в комнату или квартиру, берется кабель NYM 3х1,5.

Этим же кабелем делается разводка освещения по комнате. На стиральную машину достаточно кабеля NYM 32,5. Выбирать кабель меньшего сечения не целесообразно.

Источник: http://hozayindoma.ru/remont/kak-vybrat-avtomaticheskij-vyklyuchatel-dlya-doma-kvartiry.html

Основные критерии выбора

Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.

Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:

Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током автомата нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Как Вы знаете, при включении мощных электроприборов пусковой ток может быть значительно Выше номинального (вплоть до 12 кратного значения). Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата. На сегодняшний день для бытового применения могут использоваться классы B, C и D. Для дома и квартиры лучше всего выбрать устройство класса B, если в кухне установлена газовая плита и нет мощных потребителей электроэнергии. Если установлена электроплита либо мощный электрический котел, лучше подобрать подходящий автомат класса C. Ну и если у Вас в частном доме задействованы электродвигатели большой мощности, необходимо осуществить выбор коммутационного аппарата с маркировкой «D».
Селективность. Данный термин подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Тут уже нужно немного вникнуть в логическую цепочку и выбрать номиналы автоматических выключателей согласно обслуживающей линии. Вершину так называемого разветвления должен занимать вводной автомат, номинал которого не должен превышать максимально допустимую нагрузку на электропроводку, исходя из сечения провода. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех остальных, нижестоящих автоматических выключателей в щитке. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.
Количество полюсов. Еще один, не менее важный критерий выбора, с которым, как правило, возникает меньше всего вопросов. Итак, для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбрать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую бытовую технику (к примеру, стиральную машину, водонагреватель, кондиционер) нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если у Вас в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат. Ну и для защиты двигателя от сверхтоков нужно выбрать трехполюсный автомат на 380 Вольт.
Завод изготовитель. Очень важно правильно выбрать фирму автомата, иначе при покупке подделки далеко не факт, что указанные выше параметры по факту являются такими же. В результате, при токе КЗ электромагнитный расцепитель может не сработать и как следствие – пожар в доме. Чтобы такого не произошло рекомендуется осуществлять подбор коммутационных аппаратов и другой автоматики только от качественных фирм. Рейтинг лучших производителей автоматических выключателей мы предоставили в соответствующей статье!

Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:

Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?

Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!

По каким токам производят расчет автоматов

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

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

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

Расчет вводного автоматического выключателя

Определить величину тока можно по следующей формуле:

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

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

Похожие материалы на сайте:

Как работает автоматический выключатель

Понравилась статья — сохрани на стену!

Вводные автоматы и их выбор

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

Внешне вводной защитный автомат выглядит как обычный выключатель.

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

Устройство и принцип работы

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

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

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

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

Как выбрать автомат по величине силы тока

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

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

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

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

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

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

Для справки: большинство производителей электротехнических изделий, выпускают защитные автоматы следующих номиналов по току срабатывания:
2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А …

Маркировка есть в паспорте изделия, и обязательно на корпусе.

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

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

Подробнее о времятоковой характеристике расскажем далее.

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

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

Какие еще параметры важны при выборе

Количество полюсов

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

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

Время — токовая характеристика

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

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

Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей.

Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.

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

Номинальный ток

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

Способ крепления

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

Прибор может быть в отдельном корпусе, или установлен в общий щит — это неважно. Главное, обеспечить свободный доступ для владельца. Важный момент: опломбировка вводного автомата. Есть множество способов ограничить доступ к контактам (для исключения несанкционированного подключения). Можно установить заглушки на отверстия для затяжки винтов на контактах.

Или просто поставить пломбы на крышки, закрывающие контактные группы.Главное, чтобы после опломбирования можно было беспрепятственно включать и выключать энергоснабжения.

Что по этому поводу думает энергосбыт

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

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

Вы хотите изменить параметры вводного выключателя (если его выбивает)

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

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

Схема включения вводного автомата

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

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

Как правильно подобрать автомат дублер?

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

Видео по теме

Источник: ProFazu.ru

Двухполюсный автомат ввода – стандартное решение для типовых квартир

При перепадах напряжения и с целью защиты собственного жилища в настоящее время для однофазной сети используют вводной автомат на 25А, 32А либо 50А. По своей сути двухполюсник – так ещё называют двухполюсный автомат – представляет собой конструкцию двух объединенных между собой однополюсных автоматов, имеющих единый рычаг отключения и общую блокировку между механизмами отключения. Почему у него такая конструкция? Дело в том, что Правила электрических установок, которыми руководствуются при работе с электроэнергией, запрещают разрыв нулевого провода. Двухполюсники монтируются и на фазу, и на ноль, а при срабатывании происходит полное обесточивание.

Важно! Запрещена установка двух однополюсных вводных устройств вместо одного двухполюсника.

Двухполюсный автомат – это, по сути, два объединенных между собой однополюсных с единым рычагом отключения

Двухполюсные автоматы применяют при замене проводки в старом жилом фонде. Там, как правило, идет двухпроводная электропроводка, состоящая из фазы и нуля. Заземление в ней отсутствует. В новом жилищном фонде также распространена установка двухполюсников для отключения всей квартиры. Дело в том, что по причине низкой квалификации электриков или при самостоятельной установке вводного автомата существует вероятность неправильного подключения ввода. Иногда провода могут быть перепутаны, что не исключает поражения электрическим током при отключении лишь автомата, идущего на определенную линию проводки в квартире. С применением двухполюсника такой вариант отпадает.

Подключение двухполюсного устройства ввода происходит путем подачи на него фазы, которая от него отходит на счетчик, а затем на устройство защитного отключения. После этого фаза распределяется на установленные автоматические выключатели. Нейтральный провод подключается на второй полюс, затем заходит на счетчик, после чего идет на УЗО каждой отдельной линии. Заземление идет напрямую к шине РЕ (Protect Earth), а затем уже на точки, установленные в квартире. К двухполюснику он никак не подключается. При таком подключении вводной автомат будет срабатывать не только при проблемах на линии ввода, но и в случае проблем на отдельно взятой линии в квартирной проводке, если автомат, стоящий на ней, по каким-то причинам вышел из строя.

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.

Квартирный щиток. Замена автоматов и установка УЗО

Квартирный щиток, как заменить автоматы и установить в квартирном щитке УЗО? В предыдущей статье я заменил в квартирном щитке счетчик СО-505 на счетчик Меркурий 201. Теперь нужно заменить автоматы и установить УЗО в квартирный щиток, сделать это необходимо по нескольким причинам. Ниже на фото показан квартирный щиток и схема щитка от застройщика на момент сдачи дома.

Зачем надо менять в квартирном щитке автоматы и установливать УЗО?Потому что квартирный щиток собран застройщиком с грубыми нарушениями, а именно:

во-первых — сечение вводного провода ППВ (в простонародье называемого «лапшой»), который с этажного щитка приходит в квартирный щиток, составляет 4 кв.мм.

и на такой провод для его защиты, устанавливается вводной автомат на 25А не более, а застройщик поставил в квартирный щиток вводной автомат на 40А, т.е. получается, что в случае высокой нагрузки в квартире, наш вводной провод расплавится, а автомат на 40А не отключится.

Поэтому в квартирный щиток необходимо установить вводной автомат на 25А для защиты провода ППВ 4 кв.мм.;

во-вторых — отходящие автоматы в квартирном щитке установлены на 25А, что также является грубым нарушением.

Потому что все бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16А, да и то, если эти розетки от качественных производителей, а если Турция или Китай, то там и 16А не будет.

Свет и розетки в квартире подключены проводом ППВ 3х2,5, один провод от автомата 25А в квартирном щитке идет и на свет и на розетки. Установим в квартирный щиток автоматы с номинальным током 16А, чтобы не расплавились наши розетки;

в третьих — выкинем все китайские автоматы IEK, и установим в квартирный щиток более надежные автоматы ABB «домашней» серии SH 200;

в четвертых — установим в квартирный щиток УЗО от ABB «домашней» серии FH 202 с номинальным током на 40А, на ступень выше, чем вводной автомат на 25А. УЗО у известных брендов ABB, Schneider Electric, Legrand на 32А не бывает.

Отмечу, что в этажном щитке УЗО 50А с током утечки в 30 мА у нас было установлено, но опять же — это Sassin из Китая, которому не стоит доверять свою жизнь.

Но убирать мы китайское УЗО в этажном щитке не будем, оставим его в качестве дополнительной дифзащиты.

Т.к. в квартирный щиток мы добавляем УЗО, то схема квартирного щитка относительно первоначальной схемы щитка от застройщика поменяется.

Квартирный щиток. Схема.

Приступим к замене автоматов и УЗО в квартирном щитке. Первое, что нужно сделать — это отключить вводной автомат и УЗО в этажном щитке.

Затем откручиваем металлическую панель (пластрон) в квартирном щитке и «помечаем» изолентой провода, синей — рабочий ноль N , желто-зеленой — защитный PE, фазный провод не трогаем, он у нас остается белым. Можно нанести маркировку и обычной ручкой или маркером, но нужно осторожнее обращаться с проводами, чтобы не затереть надписи.

Провода у нас все белые (застройщик, как обычно это бывает, экономит на всём) и легко перепутать или забыть, где в квартирном щитке у нас фаза, где ноль, а где защитный проводник.

После этого можно открутить провода из автоматов. Нулевой рабочий и защитный проводники отходящих линий в квартиру можно и не трогать, т.к. автоматы у нас будут однополюсные. Первым в квартирный щиток устанавливаем на дин-рейку и подключаем вводной автомат ABB на 25А. Провод ППВ 4 кв.мм. у нас моножильный, поэтому обжимать его втулочным наконечником НШВИ не нужно.

Далее в квартирный щиток устанавливаем и подключаем согласно схемы УЗО ABB на 40А с током утечки 30 мА. УЗО в квартирном щитке подключаем многопроволочным проводом ПВ-3, концы которого обжаты втулочными наконечниками НШВИ серого цвета для 4 кв.мм.

Устанавливаем на дин-рейку в квартирный щиток однополюсные (одномодульные) автоматы ABB SH 201 на 16А

Однополюсные автоматы в квартирном щитке подключим гребенкой, которая у нас осталась после демонтажа автоматов IEK.

Следует обратить внимание, чтобы гребенка подходила, т.к. бывает, что автоматы и гребенки от разных автоматов плохо стыкуются между собой.

Гребенка установлена не совсем ровно, т.к. фото было сделано, еще до затяжки контактов автоматов.

Подключаем фазные провода, отходящих линий к однополюсным автоматам в квартирном щитке.

Проверяем затяжку контактов автоматов и УЗО. Подаем напряжение в квартирный щиток включив УЗО в этажном щитке. Включаем вводной автомат 25А, проверяем работу УЗО нажатием кнопки «ТЕСТ», оно должно отключиться. Далее подаем напряжение потребителям в квартире, включив однополюсные автоматы.

Если все у нас работает, свет горит, значит закрываем автоматы и УЗО в квартирном щитке металлической панелью и наклеиваем в квартирный щиток обозначения автоматов и УЗО.

Ну вот собственно и всё, мы установили и подключили в квартирный щиток автоматы и УЗО ABB. Думаю, что каждому необходимо провести ревизию квартирного и этажного щитков, и при необходимости устранить ошибки, ведь от этого зависит прежде всего электробезопасность вашей семьи, дома или квартиры.

Спасибо за внимание.

Запись опубликована в рубрике Электрика с метками Автоматы, УЗО. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Источник: https://elektroschyt.ru/kvartirnyj-shhitok/

Источники:

https://samelectrik.ru/6-vazhnyx-kriteriev-vybora-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/raschet-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
https://derevyannie-doma.com/instruktsii/avtomat-vvodnoy-osobennosti-vybora-vvodnogo-avtomata.html
http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/elektroschetchiki/vvodnoj-avtomat.html
https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
http://stroim42.ru/2018/09/07/какой-вводной-автомат-поставить-на-кв/

Вводные автоматические выключатели

Вводные автоматические выключатели – это устройства защищающие цепь целиком, от ее ввода. Чтобы правильно выбрать данные прибора для квартиры, дома, производства, то необходимо понимать, как и сколько будет потреблять ваша личная энергосистема в целом.

Выбор вводного автомата основывается на двух параметрах: максимальном токе потребления и максимальной мощности потребления вашей сетью. Для условий квартиры автомат выбирают по потребляемой мощности. Что это значит: токи в квартирной проводке относительно небольшие, редко какой прибор потребляет больше 16А (техника, типа холодильников и кондиционеров, потребляет до 11-15 А), а в основном сила тока для бытовых устройств лежит в пределах 5-10А. Освещение потребляет до 5А. При этом учитывают, что никогда все оборудование не работает одновременно.

Автоматы маркируются по номинальному току. А на бытовой технике редко указан этот параметр – там указана мощность. Для определения номинального тока сети (грубо) необходимо сложить все мощности приборов и освещения в ваттах. Мощность можно уменьшить на 25% (если вы не планируете устанавливать другие приборы в квартиру) либо увеличить на 25 процентов (а запас получите – до половины от реально требуемой мощности). Далее полученное значение делим на 220 – величину напряжения домашней проводки. Результат и есть ваша сила тока на вводе в квартиру (токи в сети складываются).

К примеру, есть холодильник 2,2 кВт, телевизор 0,5 кВт, 5 лампочек по 20 Вт, фен — 1,5 Кв, компьютер с БП на 550 Вт. Эти мощности переводим в ватты и складываем: 2200+500+5х20+1500+550=4850 Вт. Считаем потребляемый приборами ток: 4850/220=22,04 А – максимальный ток нашей цепи. Учитывая, что они все вместе не работают, отнимаем 25% и получаем 22,04*0,75=16,03 А – рабочий номинальный ток нашей сети. Цифра уже выше номинала 16А стандартного автомата, поэтому выбираем следующий в ряду вводный автомат на 25А.

Также расчет строится и для однофазной цепи коттеджа либо частного дома с небольшим хозяйством, только необходимо учитывать величину пусковых токов на двигателях в вашем хозяйстве. Может быть, что потребляемая суммарная мощность будет соответствовать 100А номинального тока, но при этом автомат даже на 125А будет не в состоянии выдерживать запуск вашей небольшой электромельницы для приготовления кормов или высокооборотистого станка. Данные примеры на практике случаются редко, но они есть. Для того чтобы не попасть в такую ситуацию, необходимо учитывать тип автомата (уточнять его времятоковую характеристику), просчитать выдержит ли он пусковые токи ваших электромоторов.

Вводные автоматические выключатели на промышленные комплексы и для небольших производств (мастерские, кафе и т.п.) считаются примерно также, но с одним нюансом. Здесь следует учитывать все высокие пусковые токи от двигателей. Если техпроцесс требует одновременного пуска двух мощных устройств и более (бывает, что 2 цеха начинают одновременно работу и ток на вводе просто зашкаливает), то следует данный фактор учитывать. Решение: выбирать автомат согласно ситуации, либо уменьшать вероятность запуска всего оборудования сразу, вводя графики включения по предприятию. На огромных предприятиях понятия вводной автомат для всего завода, комбината не применяется – там есть свои вводные трансформаторные подстанции, на которых устанавливаются вводные автоматические выключатели для трансформаторов. Любые автоматы для защиты производства устанавливают только согласно проекту.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Без использования автоматических выключателей сегодня не создается ни одна система подачи питания в жилом доме или на промышленном объекте. Эти электромеханические устройства напрочь вытеснили морально устаревшие «предохранители-пробки» с плавкими вставками.

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель представляет собой электромеханическое устройство, выполняющее эффективную защиту электрической линии от разрушения токами недопускаемой, для конкретной проводки, величины. Следует помнить, что такие выключатели-автоматы – это устройства, которые защищают электрическую проводку от разрушений, а не бытовые приборы, подключаемые к ней. Поэтому, при выборе выключателя, в первую очередь выполняют расчет по току, а уже после выключатель может подбираться и по мощности, подключаемых к линии приборов. То есть расчет автоматов по мощности можно выполнять в тех случаях, когда провода на всех участках имеют одинаковое сечение и способны выдержать подключаемую нагрузку. Иными словами, номинальный ток электрической проводки должен быть больше, нежели номинал автомата, выбранного по нагрузке.

Для чего нужен выключатель-автомат?

Если не установить это устройство защиты или его номинал выбрать неправильно, то это чревато аварийными последствиями для проводки и даже может привести к пожару. Дело в том, что при токовой перегрузке или при коротком замыкании сила тока возрастает в десятки раз. Естественно, что проводка на такой ток не рассчитана – изначально произойдет ее быстрый нагрев, расплавление изоляционного шара, а после и повреждение самой проводки, и возгорание. Такая ситуация может случиться и если номинал автомата намного выше номинального тока, на который рассчитана проводка. Ведь в таком случае защита сможет сработать только при достижении того значения тока, на который она рассчитана, а это приведет к изначальному выходу из строя проводки.

Если же установить автоматический выключатель с намного меньшим номиналом, то он будет срабатывать постоянно, как только будет достигнуто значение тока, являющееся для него граничным, а оно может быть намного меньше того, на который рассчитана проводка и подключаемые к ней приборы. Поэтому, в таком случае попросту невозможно будет использовать некоторую бытовую технику.

Расчет номинального тока автоматического выключателя

Рассмотрим более детально, как происходит процесс выбора выключателя.

При определении, на какой ток нужно приобрести автоматический выключатель, берут во внимание номинальный ток, с которым может работать та или иная электрическая проводка. Номинальный ток проводки – это такая сила тока, протекающего через проводник, при которой он не нагревается. Это значение зависит от материала, из которого выполнен проводник, его сечения и способа монтажа.

Поскольку номинальная величина тока в технической документации к проводке может указываться не всегда, рассмотрим, как ее можно вычислить. Для этого потребуется знать из какого материала произведен кабель (медь, алюминий) и замерить его диаметр (сердечника), которому пропорционально поперечное сечение проводника, требуемое для вычислений. Зная диаметр проводника и материал, из которого он сделан, по специальным таблицам, можно определить величину номинального тока, которую выдерживает эта проводка.

После того, как произведены такие расчеты по электропроводке, можно выбирать и номинал выключателя-автомата. Его значение должно быть равным или немного меньше номинального значения тока проводки. Устанавливать автоматы с номиналом немного большим, чем номинальный ток проводки не рекомендуется – это может привести к оплавке изоляции кабеля.

Выбор характеристической кривой автомата

Кроме номинала по току автоматические выключатели выбираются и по время-токовым характеристикам, которые определяются величиной пускового тока, который индивидуален для каждого вида приборов. Чтобы верно определиться с автоматическим выключателем следует знать величину пускового тока и его продолжительность и уже по этим параметрам выбирать выключатель.

Пример

Если для какого-либо прибора рабочий ток составляет 6А, а кратность при запуске равна 8, то получим, что в момент включения в цепи будет протекать ток в 48 А. Такая величина в электрической цепи может поддерживаться не более 3-х секунд. Если посмотреть на временно-токовые характеристики предлагаемых автоматических выключателей (внешняя ссылка), то можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет автомат С16, который допускает кратковременное увеличение тока до 80 А.

Как выбрать автомат и тип используемой проводки?

Все конфигурации электрической проводки можно разбить на отдельные группы. Каждая из таких групп имеет свой питающий кабель с определенным сечением, по которому определяется номинальный ток и подбирается автоматический выключатель.

Чтобы верно определиться с сечением требуемого кабеля и автомата под него, нужно выполнить расчет нагрузки, которая будет работать в этой цепи. Это производится путем суммирования мощностей отдельных приборов, которые будут подключены в эту цепь. Зная общую мощность приборов можно рассчитать ток, который будет проходить в этой цепи. Это производится делением суммарной мощности на напряжение в сети, которое равно 220 В. Получив величину тока можно, по таблицам, определить для какого сечения проводника и из какого материала он будет номинальным. Именно такую проводку можно будет прокладывать к используемой группе приборов. Автоматический выключатель следует выбирать под рассчитанный ток. Важно, чтобы автомат отключался немного раньше, нежели будет достигнута максимальная величина номинального тока. Это позволит исключить расплавление изоляции проводящего кабеля.

Алгоритм расчёта электроэнергии торговых автоматов компании «Мегас»

В процессе согласования сторон по установке вендинговых аппаратов обязательно возникает вопрос энергозатрат. Собственник площадей, предоставляемых под торговые автоматы, желает иметь точную информацию о предстоящих издержках. Это особенно важно для бюджетных учреждений. В некоторых случаях стоимость электроэнергии включается в арендную плату.

Для получения объективной информации, по требованию контрагентов мы устанавливаем счетчики на свое торговое оборудование. Просчитать показатели и сумму оплаты наперед поможет несложная схема, составленная нашими техническими специалистами.

Получить предварительные данные поможет следующий алгоритм расчета энергии

С его помощью рассчитаем энергопотребление за месяц кофейного зернового автомата Necta Kikko в стандартной комплектации.

Исходные параметры, согласно технического паспорта: максимальная потребляемая мощность 1800 Вт (ток 10 Ампер) – при первоначальном включении аппарата (автономная проверка машины с параллельной работой бойлера) в течение 3 минут максимум.

Далее принимаем во внимание электропотребление в трех рабочих режимах.

3 режима работы и электропотребления торгового автомата:

Режим ожидания — «спящий режим»
В режиме ожидания с потребляемой мощностью 30 Вт/час агрегат находится 23 часа в сутки. Подсвечивается лицевая панель, осуществляется питание платы CPU. Объем потребления энергии в сутки – 0,69 кВт/ч.
Режим приготовления напитка
Режим приготовления напитка – потребляемая мощность 100 Вт/час. Выполняем расчет, исходя из суммарного времени работы аппарата в данном режиме (цикл приготовления напитка около 20) – 16 — 20 минут в сутки. Получаем суточное потребление энергии 0,05 кВт/ч.
Режим «ударного включения бойлера»
Алгоритм расчета энергии учитывает также режим «ударного включения бойлера» с мощностью 1300 Вт/час, который включается с периодичностью 5 секунд в 2 минуты. Всего за сутки «набегает» 1 час и 1,3 кВт/ч.

Суммируем итоговые показатели по каждому из режимов, которые задействуются в течение суток, получаем среднюю потребляемую мощность кофейного аппарата – 2,04 кВт/ч в сутки. Показатели за месяц, соответственно – 63,24 кВт/ч.

По этой же схеме можно рассчитать энергозатраты других торговых автоматов, изучив предварительно специфику их работы.

Как рассчитать механическую мощность

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Кенрик Везина

Вы можете найти механическую мощность , которые используются повсюду в современном мире. Вы сегодня ездили на машине? Он использовал энергию, получаемую либо от топлива, либо от батареи, для перемещения взаимосвязанного ряда механических компонентов — осей, шестерен, ремней и так далее — до тех пор, пока, наконец, эта энергия не использовалась для вращения колес и движения транспортного средства вперед.

Степень в физике — это мера скорости , при которой работа выполняется с течением времени.Слово «механический» носит чисто описательный характер; он говорит вам, что мощность связана с машиной и движением различных компонентов, таких как трансмиссия автомобиля или шестерни часов.

Формула механической силы использует те же фундаментальные законы физики, которые используются для других форм силы.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Мощность P определяется как работа Вт более раз т по следующей формуле.Примечание по единицам измерения: мощность должна быть в ваттах (Вт), работа — в джоулях (Дж), а время — в секундах (с) — всегда перепроверяйте, прежде чем вводить свои значения.

Механическая мощность подчиняется тем же законам, которые регулируют другие типы энергии, такие как химическая или термическая. Механическая мощность — это просто мощность, связанная с движущимися компонентами механической системы, например шестернями, колесами и шкивами внутри старинного Часы.

Энергия, сила, работа и мощность

Чтобы понять выражение для механической силы, полезно выделить четыре взаимосвязанных термина: энергия , сила , работа И мощность .

Энергия E объект содержит меру того, сколько работы он может выполнить; другими словами, сколько движения оно может создать. Он измеряется в джоулях (Дж).
A force F , по сути, является толкающим или тянущим. Силы передают энергию между объектами. Как и скорость, сила имеет величину и направление . Он измеряется в Ньютонах (Н).
Если сила перемещает объект в том же направлении , в котором она действует, она выполняет работу .По определению, одна единица энергии необходима для выполнения одной единицы работы. Поскольку энергия и работа определяются друг с другом, они оба измеряются в джоулях (Дж).
Мощность — это мера скорости , при которой выполняется работа или энергия используется с течением времени. Стандартная единица мощности — ватт (Вт).

Уравнение для механической мощности

Из-за взаимосвязи между энергией и работой существует два распространенных способа выражения мощности математически.Первый — работа Вт и время t :

P = \ frac {W} {t}

Мощность при линейном движении

Если вы имеете дело с линейным движением, вы можете предположить, что любая приложенная сила перемещает объект вперед или назад по прямому пути в соответствии с действием силы — подумайте о поездах на рельсах. Поскольку компонент направления в основном заботится о себе сам, вы также можете выразить мощность в терминах простой формулы, используя силы , расстояния и скорости .

В этих ситуациях работа W может быть определена как сила F × расстояние d . Подключите это к основному уравнению выше, и вы получите:

P = \ frac {Fd} {t}

Заметили что-нибудь знакомое? При линейном движении расстояние , деленное на , время — это определение для скорости ( v ), поэтому мы также можем выразить мощность как:

P = F \ frac {d } {t} = Fv

Пример расчета: перевозка белья

Хорошо, это было много абстрактной математики, но давайте приступим к работе, чтобы решить примерную задачу:

Родители просят вас нести 10 кг чистого белья наверху.Если обычно вам требуется 30 секунд, чтобы подняться по лестнице, а высота лестницы составляет 3 метра, оцените, сколько энергии вам потребуется, чтобы перенести одежду с нижней части лестницы наверх.

Исходя из подсказки, мы знаем, что время t будет 30 секунд, но у нас нет значения для работы W . Однако мы можем упростить сценарий для оценки. Вместо того, чтобы беспокоиться о перемещении белья вверх и вперед на каждом отдельном этапе, давайте предположим, что вы просто поднимаете его по прямой с начальной высоты.Теперь мы можем использовать выражение механической мощности P = F × d / t , но нам все еще нужно выяснить задействованную силу.

Чтобы переносить белье, необходимо противодействовать действию силы тяжести на него. Поскольку сила тяжести составляет F = мг в направлении вниз, вы должны приложить ту же силу в направлении вверх. Обратите внимание, что g — это ускорение свободного падения, которое на Земле составляет 9,8 м / с ².Имея это в виду, мы можем создать расширенную версию стандартной формулы мощности:

P = mg \ frac {d} {t}

И мы можем подставить наши значения для массы, ускорения, расстояния и времени:

P = (10 \ times 9,8) \ frac {3} {30} = 9,08 \ text {ватт}

Таким образом, вам нужно будет потратить около 9,08 Вт, чтобы носить белье.

Последнее замечание о сложности

Наше обсуждение ограничилось довольно простыми сценариями и относительно простой математикой.В продвинутой физике сложные формы уравнения механической мощности могут потребовать использования исчисления и более длинных, более сложных формул, которые учитывают множественные силы, криволинейное движение и другие усложняющие факторы.

Если вам нужна более подробная информация, база данных HyperPhysics, размещенная в Университете штата Джорджия, является отличным ресурсом.

Мощность резания для токарной обработки | MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION

Мощность резания для токарной обработки

Режущая способность (шт.)

ПК (кВт): Фактическая мощность резания
ap (мм): Глубина резания
f (мм / об): подача на оборот
vc (м / мин): Скорость резания
Kc (МПа): Удельная сила резания
n: (Машинный коэффициент)
(Проблема)
Какая мощность резания требуется для обработки низкоуглеродистой стали при скорости резания 120 м / мин с глубиной резания 3 мм и подачей 0.2 мм / об (коэффициент машины 80%)?

(ответ)
Подставьте в формулу удельную силу резания Kc = 3100 МПа.
Pc = (3 × 0,2 × 120 × 3100) ÷ (60 × 10 ³ × 0,8) = 4,65 (кВт)

Рабочий материал	Предел прочности при растяжении (МПа) и твердость	Удельная сила резания Kc (МПа)
Рабочий материал	Предел прочности при растяжении (МПа) и твердость	0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0.3 (мм / об)	0,4 (мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь	520	3610	3100	2720	2500	2280
Средняя сталь	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь	770	3150	2850	2620	2450	2340
Хром-марганцовистая сталь	770	3830	3250	2900	2650	2400
Хром-марганцовистая сталь	630	4510	3900	3240	2900	2630
Хром-молибденовая сталь	730	4500	3900	3400	3150	2850
Хром-молибденовая сталь	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Твердый чугун	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
механит чугун	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Как определить требования к питанию

Одна из самых сложных концепций при рассмотрении размещения центров обработки данных — это определение необходимого количества энергооборудования.Есть много способов узнать, каковы ваши требования к питанию, но независимо от того, какой метод вы используете, все вычисления включают три электрические концепции:

Ток (амперы)
Напряжение (вольт)
Электрическая мощность (ватты)

Расчет потребляемой мощности

Для расчета потребляемой мощности эти электрические концепции применяются к простой формуле:

  ампер * вольт = ватт

Эта формула определяет, сколько энергии потребляет оборудование в данный момент.

Метод № 1. Использование счетчиков и лицевых панелей для определения требований к электропитанию вашего оборудования

Большинство современного оборудования для распределения электроэнергии имеет встроенный счетчик, который отображает использование мощности. На ЖК-дисплее PDU ниже вы видите, что как основной, так и резервный PDU потребляют 9 ампер:

Индикация на ЖК-дисплее PDU

Производители также обязаны отображать допустимые диапазоны напряжения и силы тока, потребляемые на нагрузку, на лицевой панели оборудования:

Лицевая панель оборудования с указанием допустимого диапазона напряжения и потребляемого тока на нагрузку Подобное IT-оборудование

обычно работает в диапазоне напряжений от 100 до 240 В и совместимо с питанием как 120 В, так и 208 В.К этим конкретным блокам распределения питания относятся APC AP7941, которые рассчитаны на ток до 30 ампер в цепях на 208 В (80% от 30 ампер в соответствии с Национальным электротехническим кодексом по соображениям безопасности). Поскольку мы знаем, что оборудование, подключенное к PDU, потребляет 9 ампер, мы можем подставить значения в формулу:

  9 ампер * 208 вольт = 1872 ватта

Причина, по которой мы используем только одно из значений 9 ампер, связана с тем, как сконфигурированы первичная и резервная мощность. Первичное и резервное питание означает два или более блока питания от разных источников питания.Поскольку к каждому PDU подключено одно и то же устройство, они должны потреблять одинаковое количество энергии.

При планировании резервирования мощности каждая цепь (первичная и резервная) должна быть рассчитана таким образом, чтобы выдерживать общую нагрузку обеих в случае отказа одной из них.

Мы обнаружили, что оборудование шкафа потребляет 1872 Вт (почти 1,9 кВт).

Не забудьте оставить место для маневра для «снижения мощности», поскольку все ИТ-оборудование со временем потребляет больше энергии.

Метод № 2: Использование списков оборудования для определения требований к питанию вашего оборудования

Если у вас нет PDU со считыванием показаний усилителя, вы можете определить требования к питанию, используя полный список оборудования.Вам нужно будет изучить спецификации производителя по мощности для каждой единицы оборудования, чтобы определить:

Конфигурация оборудования CPU / RAM / HDD / SSD
Назначение оборудования (DNS, база данных, сервер приложений, веб-сервер)
Возраст оборудования (более новое оборудование будет иметь более эффективные источники питания)
Особые требования, такие как «Power-over-Ethernet» (общие для сетевых коммутаторов)

Например, один из наших клиентов может перечислить следующие единицы оборудования:

4 сервера Dell PowerEdge R420
1 коммутатор Juniper EX4200-48T
1 межсетевой экран FortiGate Fortinet 310B

Давайте определим максимальное энергопотребление для всех шести единиц оборудования.Во-первых, мы ищем в Интернете спецификации производителя по питанию и находим:

Dell PowerEdge R420 имеет блок питания мощностью 550 Вт.
Juniper EX4200-48T имеет блок питания мощностью 320 Вт.
FortiGate Fortinet 310B может потреблять максимум 5–3 А в системах на 100–240 В. Мы знаем, что нам нужна максимальная потребляемая мощность в ваттах. (И мы знаем, что для расчета ватт нам нужно умножить ампер на вольты.) В таблице данных 310B указано, что наш максимальный диапазон составляет от 5 до 3 ампер.Поскольку устройство фактически потребляет на ампер меньше, чем на ампер, чем выше напряжение, наш максимум на самом деле меньше: 3 ампера. Для вольт в таблице данных указан диапазон: 100-240 вольт. Мы можем предположить, что это цепь на 120 В, потому что это стандарт для центров обработки данных в Соединенных Штатах.

Итак, чтобы определить максимальное энергопотребление в любой момент времени, мы сначала должны преобразовать все в ватты:

4 сервера Dell: 4 сервера * 550 Вт каждый = 2200 Вт
1 коммутатор Juniper: 320 Вт (оставьте как есть)
1 межсетевой экран FortiGate: 3 ампера * 120 вольт = 360 Вт

Затем сложите их вместе :

  2200 Вт + 320 Вт + 360 Вт = 2880 Вт

Максимальное энергопотребление этих шести единиц оборудования составляет 2880 Вт.

Знание максимальной требуемой мощности дает основу для определения того, как используется оборудование и сколько реальной мощности необходимо обеспечить. Однако важно отметить, что ИТ-оборудование редко достигает предела максимальной мощности.

В SCTG мы гарантируем 100% бесперебойную работу при питании (и пропускной способности!). Часть нашего безупречного успеха в этом — это глубокие исследования и анализ, которые проводят наши инженеры по продажам. Другая часть — это уровень избыточности, встроенный в наши центры обработки данных (например, этот).

Все, что нужно, — это базовая формула, чтобы правильно определить ваши требования к мощности. А если вам нужно, чтобы кто-то перепроверил вашу работу, вы всегда можете связаться с нами.

Выполненная работа и переданная мощность

Выполненная работа

Выполненная работа — это сила, умноженная на расстояние, перемещенное на силу , и может быть выражена как

W = F s (1)
где
W = выполненная работа (Дж, Нм)
F = сила (Н)
s = расстояние, перемещаемое силой (с)

Для углового перемещения

выполненная работа может быть выражено как

W = F θ r
= T θ (2)
, где
W = работа (Джоули)
θ = угол (
θ = угол (
) )
r = радиус (м)
T = крутящий момент или момент (Нм)

Передаваемая мощность

Мощность — это соотношение между рабочими k и затраченное время могут быть выражены как

P = W / dt
= T θ / dt
= T ω
= 2 π n T
= 2 π (n _{об / мин}/60) T
= 0.105 n _{об / мин} T (3)
где
P = мощность (Вт)
dt = затраченное время (с)
ω = 2θ / dt π n = угловая скорость (рад / с)
n = скорость (об / с)
n _{об / мин} = скорость (об / мин, об / мин)

Примечание! — машина должна вращаться, чтобы производить энергию! Машина без вращения может создавать крутящий момент, как электродвигатель, но, поскольку расстояние не перемещается силой, мощность не производится.Как только машина начинает вращаться, вырабатывается мощность.

Пример — требуемый крутящий момент для выработки мощности

Машина вращается со скоростью 3000 об / мин (об / мин) и потребляет 5 кВт . Крутящий момент на валу можно рассчитать, изменив (3) на

T = P / 2 π n
= (5 кВт) (1000 Вт / кВт) / 2 π (3000 об / мин) / (60 сек / мин)
= 15,9 Нм

Формулы резания | Коллекция формул обработки | Введение в обработку

На этой странице представлены формулы для расчета основных параметров, необходимых для машинной резки.Цифры, полученные в результате расчетов, приведены только для справки. Условия обработки зависят от используемого станка. Используйте оптимальные условия в соответствии с вашими фактическими условиями обработки.

π (3,14): Круговая постоянная
Дм (мм): Диаметр заготовки
n (min ^-1): скорость шпинделя

памятка: Эта формула используется для расчета скорости резания на основе числа оборотов шпинделя и диаметра заготовки.
Пример:
Диаметр (Dm) = 60 мм
Скорость шпинделя (n) = 500 мин. ^-1
В этом случае скорость резания (vc) составляет приблизительно 94 м / мин.

l (мм / мин): длина обработки в минуту
n (min ^-1): скорость шпинделя

памятка: Эта формула используется для расчета скорости подачи на оборот на основе скорости шпинделя и длины резки в минуту.
Пример:
Обработанная длина в минуту (l) = 150 мм / мин.
Скорость шпинделя (n) = 600 мин. ^-1
В этом случае скорость подачи на оборот (f) составляет 0,25 мм / об.

п.м (мм): длина заготовки
l (мм / мин): длина обработки в минуту

памятка: Эта формула используется для расчета времени обработки по длине заготовки и скорости шпинделя.
Пример:
Подача (f) = 0,2 мм / об
Скорость шпинделя (n) = 1100 мин ^-1
Длина заготовки (пог.м) = 120 мм
Сначала вычисляется длина обработки в минуту, в данном случае от скорости вращения и количества подачи.
Обработанная длина в минуту (l) = n × f
= 0,2 × 1100 = 220 мм / мин
Подставьте это в формулу:
Tc = lm ÷ l
= 120 ÷ 220
= 0,55 (мин) × 60
= 33 (сек)
Время обработки (Tc) составляет приблизительно 33 секунды.

f (мм / об): подача на оборот
Re (мм): Угловой радиус пластины

памятка: Эта формула используется для расчета теоретической шероховатости готовой поверхности из углового радиуса лезвия пластины и подачи на оборот.
Пример:
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / оборот
Угловой радиус лезвия пластины (Re) = 0,5 мм
В этом случае теоретическая шероховатость обработанной поверхности (h) равна 2.5 мкм.

памятка: Эта формула используется для расчета полезной мощности на основе глубины резания, подачи на оборот, скорости резания, удельного усилия резания и КПД станка.
Пример:
Глубина резания (низкоуглеродистая сталь: ap) = 5 мм
Подача на оборот (f) = 0,1 мм / об
Скорость резания (vc) = 140 м / мин
КПД станка (η) = 80% (0,8 )
Дано:
Удельная сила резания (Kc) = 3610 МПа
В этом случае полезная мощность обработки (Pc) равна 5.26 кВт.

Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	Удельная сила резания Kc (МПа) для каждой подачи
Материал заготовки	Прочность на разрыв (МПа) и жесткость	0,1 (мм / об)	0,2 (мм / об)	0,3 (мм / об)	0,4 (мм / об)	0,6 (мм / об)
Низкоуглеродистая сталь (SS400, S10C и т. Д.)	520	3610	3100	2720	2500	2280
Сталь средней прочности (S45C, S50C и т. Д.)	620	3080	2700	2570	2450	2300
Твердая сталь (S55C, S58C и т. Д.)	720	4050	3600	3250	2950	2640
Инструментальная сталь (углеродистая инструментальная сталь (SK) и др.)	670	3040	2800	2630	2500	2400
Инструментальная сталь (легированная инструментальная сталь (СКС) и др.)	770	3150	2850	2620	2450	2340
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	770	3830	3250	2900	2650	2400
Сталь хромомарганцовистая (карбид марганца (MnC) и др.)	630	4510	3900	3240	2900	2630
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	730	4500	3900	3400	3150	2850
Сталь хромомолибденовая (марки СКМ и др.)	600	3610	3200	2880	2700	2500
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM415 и др.)	900	3070	2650	2350	2200	1980
Никель-хром-молибденовая сталь (SNCM439 и др.)	352HB	3310	2900	2580	2400	2200
Чугун твердый	46HRC	3190	2800	2600	2450	2270
Чугун из меганита (FC350 и т. Д.)	360	2300	1930	1730	1600	1450
Серый чугун (FC250 и др.)	200HB	2110	1800	1600	1400	1330

Дом

Потери и КПД электрических машин | Примеры

Потери в электрических машинах

Механические потери

Механические потери возникают при работе любой электрической машины. Сделать машину на 100% эффективнее просто невозможно.Однако в электрических машинах потери минимальны, а КПД электрических машин может достигать 98%.

Нормальные потери во вращающейся электрической машине — это трение и ветер. Трение возникает в результате трения поверхностей друг о друга, и в электродвигателе мало соприкасающихся поверхностей. Ротор вращается на подшипниках и может свободно вращаться внутри статора, поэтому единственные потери на трение будут связаны с трением подшипников о смазку, уплотнения и крышки подшипников. Поэтому потери на трение в двигателе минимальны.

Ветер возникает из-за того, что вращающиеся части нагнетают воздух вокруг двигателя, внутри или снаружи. Вентиляторы внутри двигателя увеличивают сопротивление воздуха, но помогают рассеивать тепло, так что это рабочие потери ; убыток, который мы с радостью смиримся, потому что он помогает.

Единственные другие механические потери, связанные с двигателем, — это нагрузка. Хотя вся цель электродвигателя — обеспечить механическую энергию, с электрической точки зрения механическая нагрузка также является потерей.

Электрические потери

Электрические потери в двигателе можно разделить на две основные области.Это магнитные потери и резистивные потери. Магнитные потери обусловлены вихревыми токами и гистерезисными потерями в магнитных полях статора и ротора. Потери на вихревые токи могут быть уменьшены за счет использования многослойных обмоток, в то время как потери на гистерезис могут быть уменьшены за счет использования специальной стали, такой как «трансформаторная сталь», для пластин.

Резистивные потери возникают из-за нагревательного воздействия электрического тока . Значение резистивных потерь можно определить с помощью закона Джоуля H = I ² Rt. Из формулы видно, что чем выше сопротивление обмоток, тем больше потери сопротивления. Также видно, что тепло, выделяемое электрическим током, пропорционально квадрату тока.

Потери на магнитное поле и сопротивление проявляются в двигателе как тепло. На рисунках 1 и 2 показаны потери энергии в генераторе и двигателе.

Рисунок 1 Потоки и потери энергии в электрогенераторе и двигателе

Рисунок 2 Потери электродвигателя / генератора

Механическая мощность

Механическая мощность — это выходная мощность, которая рассчитывается по формуле: P = 2π нТл; , где 2π — коэффициент преобразования между линейной скоростью и скоростью вращения, n — скорость в оборотах в секунду, а T — крутящий момент на валу в ньютон-метрах (Нм).Поскольку скорость двигателей обычно выражается в оборотах в минуту, уравнение принимает следующий вид: P = 2π нТл /60.

Двигатели обозначаются по выходной мощности на валу. Многие старые двигатели измеряются в лошадиных силах (л.с.). Чтобы преобразовать в ватты, 1 л.с. = 746 Вт. Кроме того, более старые двигатели могут также иметь крутящий момент в фут-фунтах или фут-фунтах — 1 фут-фунт = 1,35582 Нм (∼ 1,36).

Пример 1

Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель, 400 В, 50 Гц, имеет скорость при полной нагрузке 1440 об / мин.

Рассчитайте мощность, производимую двигателем, если он развивает крутящий момент 75 Нм.

Пример 2

Если трехфазный двигатель в Примере 1 имеет входную мощность 12,6 кВт, определите потери в двигателе при этой нагрузке.

Электроэнергетика

Электрическая мощность рассчитывается по формуле: P = VI для постоянного тока; P = VI cosΦ для однофазного переменного тока; и √3 VI cosΦ для трех фаз.

Потребляемая двигателем электрическая мощность всегда превышает номинальную механическую мощность, получаемую от двигателя.

Пример 3

Определите входную мощность трехфазного двигателя 400 В, потребляющего 40 А при коэффициенте мощности 0,9 с запаздыванием.

Пример 4

Определите входную мощность однофазного двигателя 230 В, потребляющего 5,2 А при коэффициенте мощности 0,86 с запаздыванием.

Пример 5

Определите входную мощность двигателя постоянного тока 220 В при токе нагрузки 40 А.

КПД электрической машины

КПД любой электрической машины рассчитывается исходя из потребляемой и выходной энергии. Обычный способ описания эффективности — это процентное соотношение выходной мощности к входной, поэтому вычисление выглядит следующим образом:

Пример 6

Однофазный двигатель 0,75 кВт, 230 В имеет входную мощность 1 кВт при полной нагрузке.

Определите процентный КПД двигателя при этой нагрузке.

Пример 7

Двигатель, работающий при 1425 об / мин, развивает крутящий момент 30 Нм.

Если входная мощность при этом крутящем моменте составляет 5,3 кВт, определите КПД в процентах при этой нагрузке.

Пример 8

Двухполюсный трехфазный двигатель 400 В потребляет 14,4 А при полной нагрузке с коэффициентом мощности 0,84.

Если двигатель имеет КПД 86% и работает со скоростью 2890 об / мин, какой крутящий момент может непрерывно поступать от этого двигателя?

Power Input — обзор

4.5 Уплотнения

Если ввод / вывод мощности осуществляется путем подсоединения вала маховика к системе передачи вне вакуумной камеры, требуется вращающееся вакуумное уплотнение.

Основная проблема здесь связана с высокой окружной скоростью уплотнительного элемента, особенно если передаваемая мощность высока. Минимальный внешний диаметр трубчатого вала, изготовленного из материала, допустимое напряжение сдвига которого составляет τ _a, можно легко вычислить как

(4,33) (ds) min = 22πτa [1- (ris / ros) 4] (Pω) max3

Если передаваемая мощность не зависит от скорости, максимальное значение крутящего момента ( P / ω ) _max происходит при минимальной рабочей скорости.

Тогда минимальное значение окружной скорости в уплотнении сплошного вала составляет:

(4,34) Vmin = 2ωmax3πτa (Pω) max3≤2ωmax2Pmaxπτa (ωmin / ωmax) 3

Использование уплотнения на вал с минимально возможной угловой скоростью: первый редуктор следует по возможности разместить внутри вакуумной камеры.

При работе зубчатых колес в вакууме, по крайней мере, при давлении до 1 Па, проблем быть не должно, поскольку большинство смазочных масел имеют соответственно низкое давление паров.Однако для более низких давлений рекомендуется использование специальных вакуумных масел.

Можно выбрать уплотнение из большого количества типов; широкий выбор описан в [76–13], который также включает некоторые из наиболее необычных типов. Однако для практических целей существует всего несколько широко используемых типов.

Наиболее распространенным типом является контактное торцевое уплотнение, в котором уплотняющее действие осуществляется вращающимся графитовым кольцом, которое прижимается к неподвижному кольцу в корпусе. В качестве альтернативы кольцо из углеродного графита может быть неподвижным, в то время как стальное кольцо вращается.Сила, удерживающая два кольца в контакте, может создаваться либо пружинами, либо постоянным магнитом. Типичное магнитное уплотнение этого типа, используемое для поддержания вакуума до 1,3 × 10 ⁻³ Па (10 ⁻⁵ торр) против атмосферного давления, показано на рис. 4.12 .

Рисунок 4.12. Магнитное уплотнение с угольным уплотнительным кольцом. Уплотняющее давление обеспечивается неподвижным постоянным магнитом, который действует на вращающееся кольцо из магнитного материала. Неподвижным уплотнительным элементом является магнит

. В соответствии со спецификациями производителя эти уплотнения могут достигать окружной скорости 86 м / с, что соответствует большинству приложений.Торцевая нагрузка принимается в диапазоне 70–140 кПа с пределом произведения давления и скорости pV <35 × 10 ⁶ Па м / с (Н / мс). Коэффициент трения находится в диапазоне 0,05–0,1.

Мощность P _s, потерянная в уплотнении, легко вычисляется из среднего радиуса r _m и радиальной ширины w _r кольца по простой формуле:

(4,35) Ps = 2πrm2wrpfω

, что дает значения, значительно превышающие те, которые могут быть выведены из спецификаций некоторых производителей.

Уплотнение может сильно нагреваться, и, если значение продукта pV высокое, может потребоваться охлаждение масла, используемого в уплотнении. Графитовые кольца могут выдерживать высокие температуры, но уплотнительные кольца круглого сечения ненадежны при температурах от 230 до 290 ° C, в зависимости от режимов работы машины. Как и для всех типов уплотнений, некоторые проблемы возникают из-за вибрации и перемещений вала, хотя осевые смещения до 0,2 мм и радиальные до 0,125 мм считаются допустимыми.

Другой тип механического уплотнения, который успешно использовался, по крайней мере, в экспериментальных маховиках, показан на Рис. 4.13 . Это уплотнение дешевое и, если для манжетных уплотнений используется соответствующий материал, может использоваться для довольно высоких окружных скоростей. «Витоновые» уплотнения считаются безопасными при скорости до 31 м / с при нормальном использовании, когда разница давлений между двумя сторонами уплотнения мала. Уплотнение со стороны «атмосферы» подвергается небольшому давлению, но другое уплотнение должно выдерживать все атмосферное давление. В этом состоянии давление выступа на вал слишком велико. С этим можно справиться, немного уменьшив диаметр вала, но следует проконсультироваться с производителем уплотнения, чтобы выбрать правильное значение; слишком большой вал резко сократит срок службы уплотнения, а маленький — приведет к утечкам.

Рисунок 4.13. Схема вакуумного уплотнения с двумя стандартными манжетными уплотнениями

Типом уплотнения, который представляет собой жизнеспособную альтернативу механическим уплотнениям, является «магнитное жидкостное» уплотнение (продается под торговым названием «Ferrofluidic»).

«Феррожидкость» — это суспензия мелких частиц магнетита в жидкости. Частицы очень маленькие и покрыты слоем коллоидного вещества, которое предотвращает их осаждение. Жидкость может удерживаться на месте с помощью магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом.Три типа уплотнений, изготовленных Ferrofluidic Corp., показаны на рис. 4.14 . Это стандартное оборудование, хотя и дорогое, и доступно в широком диапазоне размеров. Окружная скорость не должна превышать 50 м / с, поскольку тепло, выделяемое во время движения, вызывает испарение магнитной жидкости, если полюсные наконечники не охлаждаются водой, как в некоторых устройствах, специально разработанных для работы на высоких скоростях.

Рисунок 4.14. Схематические чертежи трех типов промышленных магнитных жидкостных уплотнений, которые могут использоваться для работы в вакууме.

(a): Вращающийся проходной тип.
(б): Тип картриджа.
(в): Модульный тип. Это не герметичный блок.

Момент трения уплотнений этого типа ниже, чем у механических уплотнений, поскольку трение между твердыми частицами отсутствует, но зависит от рабочей температуры.

Формула для оценки мощности, рассеиваемой в уплотнении:

(4.35) Ps = Cds3ηω2

, где постоянная C зависит от типа уплотнения, а вязкость η сильно зависит от температуры и, следовательно, от скорости, с которой работает уплотнение.

Пусковой момент обычно высокий из-за увеличения магнитных потерь, когда частицы ориентируются магнитным полем в состоянии покоя, и из-за высокого значения вязкости при низкой температуре. Магнитные потери исчезают после нескольких оборотов вала, и сопротивление быстро падает до более низкого значения, медленно уменьшаясь до тех пор, пока не будет достигнута равновесная температура; это может занять несколько минут.

Крутящий момент сопротивления феррожидкостного уплотнения, показанный на Рис. 4.14 (b) показан как функция скорости вала на Рис. 4.15 вместе со значениями, вычисленными по уравнению (4.35). Значение C было получено как функция количества ступеней, осевой длины каждой ступени l и радиального зазора δ по простой формуле:

Рисунок 4.15. Затяните момент затяжки M _s уплотнения типа, показанного на Рисунок 4.14 (b) в зависимости от скорости. Уплотнение для вала диаметром 12,5 мм.

(4,36) C = πnl / 4δ

вязкость была принята как функция угловой скорости по формуле:

(4,37) η = aω − b

Значения a и b были получены из экспериментальные измерения температуры равны 0,7425 и 0,57, чтобы получить вязкость в Pl , когда ω выражается в рад / с.

Большое количество ступеней и низкое значение радиального зазора δ такого уплотнения приводят к тормозному моменту, который не так низок, как можно было бы ожидать от уплотнений этого типа.

Альтернативным решением является уплотнение центробежно-магнитного типа, в котором магнитная жидкость выбрасывается центробежным полем в камеру, где она ведет себя аналогично центробежным уплотнениям. Поскольку зазор во внешней камере может быть больше, крутящий момент может быть низким, но, в отличие от обычных центробежных уплотнений, уплотняющее действие сохраняется на низкой скорости или даже в состоянии покоя, поскольку магнитные силы удерживают жидкость в нужном положении.

Магнитные жидкостные уплотнения могут использоваться в высоком вакууме, так как давление паров используемой жидкости низкое.Для некоторых жидкостей для работы в высоком вакууме давление до 10 ^-8 Па может поддерживаться при атмосферном давлении.

Утечка магнитных жидкостных уплотнений очень мала, и, если обеспечивается надлежащее охлаждение, сообщается значение 10 ⁻¹² Па · м ³ / с (7,6 × 10 ⁻¹² торр 1 / с). от производителя. Это также относится к высокоскоростной работе.