Auswahl einer automatischen Maschine für Lastleistung, Kabelquerschnitt und Strom: Prinzipien und Formeln für Berechnungen

Mögliche Korrektur des Leiterquerschnitts für den Leitungswiderstand

Jeder Leiter hat seinen eigenen Widerstand - wir haben ganz am Anfang des Artikels darüber gesprochen, als wir die Werte des spezifischen Widerstands von Materialien, Kupfer und Aluminium angegeben haben.

Beide Metalle haben eine sehr gute Leitfähigkeit, und der Eigenwiderstand der Leitung hat in kleinen Abschnitten keinen wesentlichen Einfluss auf die Gesamtparameter der Schaltung. Aber wenn geplant ist, eine lange Leitung zu verlegen, oder zum Beispiel ein langes Verlängerungskabel in beträchtlicher Entfernung von zu Hause zum Arbeiten gebracht wird, dann ist es ratsam, seinen eigenen Widerstand zu berechnen und den dadurch verursachten Spannungsabfall mit ihm zu vergleichen die Versorgungsspannung.Wenn der Spannungsabfall mehr als 5% der Nennspannung im Stromkreis beträgt, schreiben die Regeln für den Betrieb elektrischer Anlagen vor, ein Kabel mit Leitern mit größerem Querschnitt zu verwenden.

So entsteht beispielsweise ein Träger für einen Schweißinverter. Wenn der Widerstand des Kabels selbst zu hoch ist, werden die Drähte unter Last stark überhitzt und die Spannung reicht möglicherweise nicht für den korrekten Betrieb des Geräts aus.

Der Eigenwiderstand des Kabels lässt sich nach folgender Formel berechnen:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk ist der Eigenwiderstand des Kabels (Leitung), Ohm;

2 - die Kabellänge wird verdoppelt, da der gesamte Strompfad berücksichtigt wird, dh "hin und her";

ρ ist der spezifische Widerstand des Materials der Kabeladern;

L ist die Kabellänge, m;

S ist die Querschnittsfläche des Kerns, mm².

Es wird davon ausgegangen, dass wir bereits wissen, mit welchem ​​​​Strom wir es beim Anschließen der Last zu tun haben - dies wurde in diesem Artikel bereits mehr als einmal besprochen.

Mit Kenntnis der Stromstärke lässt sich der Spannungsabfall leicht nach dem Ohmschen Gesetz berechnen und dann mit dem Nennwert vergleichen.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Unom) × 100

Wenn das Testergebnis mehr als 5 % beträgt, sollte der Querschnitt der Kabeladern um eine Stufe erhöht werden.

Ein weiterer Online-Rechner hilft Ihnen, eine solche Überprüfung schnell durchzuführen. Es scheint keiner weiteren Erklärung zu bedürfen.

Spannungsabfallrechner für lange Leitungen

Wie bereits erwähnt, bei einem Wert von bis zu 5% kann man nichts ändern. Fällt es mehr aus, erhöht sich der Querschnitt der Kabelader, auch bei einer anschließenden Kontrolle.

*  *  *  *  *  *  *

Daher wurden die Hauptprobleme in Bezug auf den erforderlichen Kabelquerschnitt in Abhängigkeit von der geplanten Belastung berücksichtigt.Dem Leser steht es frei, aus den vorgeschlagenen Berechnungsmethoden diejenige zu wählen, die ihm am besten gefällt.

Wir werden den Artikel mit einem Video zum gleichen Thema beenden.

Nennstrom- und Zeitverlauf

Es folgt eine der Hauptinschriften - der Nennstrom der Maschine. Zum Beispiel C25 oder C16.

Der erste Buchstabe gibt die Zeit-Strom-Charakteristik „C“ an. Die Zahl nach dem Buchstaben ist der Wert des Nennstroms.

Die häufigsten Merkmale sind „B, C, D, Z, K“. Sie bestimmen die Auslösezeit in Abhängigkeit vom Kurzschlussstrom, der durch die Maschine fließt. Kurz gesagt also:

B
Die Maschine schaltet "bedingt sofort" bei einem Kurzschlussstrom ab, der 3-5 mal höher als der Nennwert ist

Grundsätzlich werden sie in Beleuchtungskreisen platziert.

C
bei einem Kurzschlussstrom 5-10 Mal höher als der Nennwert

Universell einsetzbar in Netzen mit Mischlast.

D
10-20 Mal mehr Inom

Zum Anschluss von Elektromotoren.

Z
2-3 mal

Tatsächlich in Schaltungen mit elektronischen Geräten.

K
8-12 mal

Nur für Geräte mit induktiver Last geeignet.

Alle diese Geräte verfügen über einen thermischen und elektromagnetischen Schutz. Obwohl die Thermik manchmal nicht eingestellt werden kann. Aber dazu später mehr.

Elektromagnetisch - im Bereich der oben genannten Parameter, abhängig von der Art der Charakteristik.

Bitte beachten Sie, dass die Maschine bei einem Wert von C25 die Last von 26 Ampere nicht abschaltet. Dies geschieht nur bei einem Stromwert, der 1,13-mal größer als 25 A ist. Und selbst dann, nach einer ziemlich langen Zeit (mehr als 1 Stunde)

Und selbst dann nach ziemlich langer Zeit (mehr als 1 Stunde).

Es gibt so etwas wie:

Betriebsstrom — 1,45*Inenn

Die Maschine funktioniert garantiert innerhalb einer Stunde.

Ruhestrom - 1,13 * Inenn

Die Maschine soll nicht innerhalb einer Stunde arbeiten, sondern erst nach Ablauf dieser Zeit.

Vergessen Sie auch nicht, dass der Wert des Nennstroms auf dem Gehäuse für eine Umgebungstemperatur von +30 ° C angegeben ist. Wenn Sie das Gerät in einem Badehaus oder an der Fassade eines Hauses direkt unter den Sonnenstrahlen aufstellen, kann ein 16-Ampere-Automat an einem heißen Sommertag mit einem Strom arbeiten, der sogar unter dem Nennstrom liegt !

Warum braucht man eine Automatik

Leistungsschalter für eine Wohnung, ein Stadthaus oder eine kleine Industrieanlage haben ein allgemeines Funktionsprinzip.

Sie sind mit einem zweistufigen Schutzsystem ausgestattet:

1. Thermal. Der thermische Auslöser besteht aus einer Bimetallplatte. Bei längerer Einwirkung von der Hochstromseite erhöht sich die Flexibilität der Platte, wodurch sie den Schalter berührt.
2. Elektromagnetisch. Die Rolle des elektromagnetischen Auslösers spielt der Elektromagnet. Beim Registrieren einer erhöhten Stromstärke, für die Maschine und Kabel nicht ausgelegt sind, löst der Schalter ebenfalls aus. Das ist Kurzschlussschutz.

AB (allgemeine Abkürzung) schützt das Stromnetz vor Wärmedämmung und Feuer

Gerade wegen dieses Arbeitsschemas ist es wichtig zu wissen, wie viele Ampere die Maschine in die Wohnung stellen muss: Wenn Sie das falsche Gerät wählen, kann es den Strom mit unangemessener Leistung nicht blockieren, und a Feuer wird entstehen. AB wird nach allen Empfehlungen ausgewählt und schützt vor Bränden, Stromschlägen, Erhitzung und Verbrennung von Chips von Haushaltsgeräten

Entscheidung für eine Konfession

Tatsächlich folgt aus den Funktionen des Leistungsschalters die Regel zur Bestimmung der Nennleistung des Leistungsschalters: Er muss arbeiten, bis der Strom die Verdrahtungsmöglichkeiten übersteigt.Und das bedeutet, dass der Nennstrom der Maschine kleiner sein muss als der maximale Strom, dem die Verkabelung standhalten kann.

Für jede Leitung müssen Sie den richtigen Leistungsschalter auswählen

Auf dieser Grundlage ist der Algorithmus zur Auswahl eines Leistungsschalters einfach:

• Berechnen Sie den Querschnitt der Verkabelung für einen bestimmten Bereich.
• Sehen Sie, welchen maximalen Strom dieses Kabel aushalten kann (es gibt in der Tabelle).
• Außerdem wählen wir aus allen Nennwerten von Leistungsschaltern den nächstkleineren aus. Die Nennwerte der Maschinen sind an die zulässigen Dauerlastströme für ein bestimmtes Kabel gebunden - sie haben eine etwas niedrigere Nennleistung (in der Tabelle). Die Liste der Nennwerte sieht folgendermaßen aus: 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A. Wählen Sie aus dieser Liste die richtige aus. Es gibt Stückelungen und weniger, aber sie werden praktisch nicht mehr verwendet - wir haben zu viele Elektrogeräte und sie haben eine beträchtliche Leistung.

Beispiel

Der Algorithmus ist sehr einfach, funktioniert aber einwandfrei. Um es klarer zu machen, schauen wir uns ein Beispiel an. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle, die den maximal zulässigen Strom für Leiter angibt, die beim Verlegen von Kabeln in einem Haus und einer Wohnung verwendet werden. Außerdem gibt es Empfehlungen zum Einsatz von Maschinen. Sie sind in der Spalte „Bemessungsstrom des Leistungsschalters“ angegeben. Dort suchen wir nach Stückelungen - es ist etwas weniger als das maximal zulässige, damit die Verkabelung im normalen Modus funktioniert.

In der Tabelle finden wir den ausgewählten Drahtquerschnitt für diese Linie. Angenommen, wir müssen ein Kabel mit einem Querschnitt von 2,5 mm2 verlegen (am häufigsten bei der Verlegung von Geräten mit mittlerer Leistung). Ein Leiter mit einem solchen Querschnitt kann einem Strom von 27 A standhalten, und die empfohlene Nennleistung der Maschine beträgt 16 A.

Wie funktioniert die Kette dann? Solange der Strom 25 A nicht überschreitet, schaltet sich die Maschine nicht aus, alles funktioniert im Normalmodus - der Leiter erwärmt sich, jedoch nicht auf kritische Werte. Wenn der Laststrom zu steigen beginnt und 25 A überschreitet, schaltet sich die Maschine einige Zeit nicht aus - möglicherweise handelt es sich um Anlaufströme, die nur von kurzer Dauer sind. Sie schaltet ab, wenn der Strom 25 A ausreichend lange um 13 % übersteigt. In diesem Fall, wenn es 28,25 A erreicht. Dann funktioniert die elektrische Tasche, schalten Sie den Zweig stromlos, da dieser Strom bereits eine Gefahr für den Leiter und seine Isolierung darstellt.

Leistungsberechnung

Ist es möglich, einen Automaten nach der Lastleistung auszuwählen? Wenn nur ein Gerät an die Stromleitung angeschlossen ist (normalerweise handelt es sich um ein großes Haushaltsgerät mit großem Stromverbrauch), ist es zulässig, eine Berechnung auf der Grundlage der Leistung dieses Geräts durchzuführen. Auch in Bezug auf die Leistung können Sie eine Einführungsmaschine wählen, die am Eingang eines Hauses oder einer Wohnung installiert wird.

Wenn wir nach dem Wert der Einführungsmaschine suchen, ist es notwendig, die Leistung aller Geräte zu addieren, die an das Heimnetzwerk angeschlossen werden. Dann wird die gefundene Gesamtleistung in die Formel eingesetzt, der Betriebsstrom für diese Last wird gefunden.

Formel zur Berechnung des Stroms aus der Gesamtleistung

Nachdem wir den Strom gefunden haben, wählen Sie den Wert aus. Er kann entweder etwas mehr oder etwas weniger als der gefundene Wert sein. Die Hauptsache ist, dass sein Auslösestrom den maximal zulässigen Strom für diese Verdrahtung nicht überschreitet.

Wann kann diese Methode angewendet werden? Wenn die Verkabelung mit großem Abstand verlegt wird (das ist übrigens nicht schlimm). Um Geld zu sparen, können Sie dann automatisch Schalter installieren, die der Last und nicht dem Querschnitt der Leiter entsprechen

Aber auch hier achten wir darauf, dass der dauerhaft zulässige Strom für die Last größer sein muss als der Grenzstrom des Leitungsschutzschalters. Nur dann ist die Wahl des automatischen Schutzes richtig

Berechnung der zulässigen Stromstärke durch Erwärmung der Leiter

Wird ein Leiter mit geeignetem Querschnitt gewählt, werden Spannungseinbrüche und Überhitzungen der Leitung eliminiert. Somit bestimmt der Abschnitt, wie optimal und wirtschaftlich die Betriebsweise des Stromnetzes sein wird. Es scheint, dass Sie einfach einen riesigen Kabelabschnitt nehmen und installieren können. Die Kosten für Kupferleiter sind jedoch proportional zu ihrem Querschnitt, und der Unterschied bei der Installation elektrischer Leitungen in einem Raum kann mehrere tausend Rubel betragen.

Daher ist es wichtig, den Kabelquerschnitt richtig berechnen zu können: Einerseits garantieren Sie die Sicherheit des Netzbetriebs, andererseits geben Sie kein zusätzliches Geld für die Anschaffung eines allzu „dicken“ Leiters aus

Bei der Auswahl des Drahtquerschnitts müssen zwei wichtige Kriterien berücksichtigt werden - zulässige Erwärmung und Spannungsverlust. Nachdem Sie zwei Werte der Querschnittsfläche des Leiters mit unterschiedlichen Formeln erhalten haben, wählen Sie einen größeren Wert, indem Sie ihn auf den Standard aufrunden. Freileitungen sind besonders empfindlich gegenüber Spannungsverlusten.

Gleichzeitig ist es wichtig, bei Erdleitungen und Kabeln, die in Wellrohren verlegt werden, die zulässige Erwärmung zu berücksichtigen. Daher sollte der Querschnitt abhängig von der Art der Verdrahtung bestimmt werden

Zulässige Erwärmungstemperaturen von Leitern von Kabeln

Id - zulässige Belastung des Kabels (Heizstrom). Dieser Wert entspricht dem Strom, der lange Zeit durch den Leiter fließt. Dabei erscheint die ermittelte, langzeitzulässige Temperatur (Td). Die berechnete Stromstärke (Ir) muss der zulässigen (Id) entsprechen, und um sie zu bestimmen, müssen Sie die Formel verwenden:

Ir \u003d (1000 * Pn * kz) / √ (3 * Un * hd * cos j),

wo:

• Pn - Nennleistung, kW;
• Kz - Belastungsfaktor (0,85-0,9);
• Un - Nennspannung des Geräts;
• hd - Geräteeffizienz;
• cos j - Leistungsfaktor der Ausrüstung (0,85-0,92).

Auch wenn wir die gleichen Stromwerte berücksichtigen, wird die Heizleistung je nach Umgebungstemperatur unterschiedlich sein. Je niedriger die Temperatur, desto effizienter die Wärmeübertragung.

Kabelkorrekturfaktoren abhängig von der Umgebungstemperatur

Die Temperatur ist je nach Region und Jahreszeit unterschiedlich, daher sind Tabellen für konkrete Werte im PUE zu finden. Weicht die Temperatur stark von der berechneten ab, müssen Korrekturfaktoren verwendet werden. Die Grundtemperatur für Indoor oder Outdoor beträgt 25 Grad Celsius. Wird das Kabel unterirdisch verlegt, ändert sich die Temperatur um 15 Grad Celsius. Es ist jedoch unterirdisch, dass es konstant bleibt.

Stromspannung

230/400V - Aufschriften der Nennspannung, wo diese Maschine verwendet werden kann.

Wenn ein 230V-Symbol (ohne 400V) vorhanden ist, sollten diese Geräte nur in einphasigen Netzen verwendet werden. Sie können nicht zwei oder drei einphasige Schalter in Reihe schalten und auf diese Weise 380 V an eine Motorlast oder eine dreiphasige Pumpe oder einen Lüfter liefern.

Studieren Sie auch sorgfältig die bipolaren Modelle. Wenn auf einem der Pole der Buchstabe „N“ steht (nicht nur difavtomatov), ​​ist hier der Nullkern angeschlossen und nicht die Phase eins.

Sie heißen etwas anders. Zum Beispiel VA63 1P+N.

Das Wellensymbol bedeutet - für den Betrieb in Wechselspannungsnetzen.

Bei Gleichspannung und -strom ist es besser, solche Geräte nicht zu installieren. Die Eigenschaften seiner Abschaltung und das Ergebnis der Arbeit während eines Kurzschlusses sind nicht vorhersehbar.

Schalter für Gleichstrom und Spannung können neben dem Symbol in Form einer geraden Linie an ihren Anschlüssen die charakteristischen Beschriftungen „+“ (Plus) und „-“ (Minus) aufweisen.

Außerdem ist hier der richtige Anschluss der Pole entscheidend. Dies liegt daran, dass die Bedingungen zum Löschen des Lichtbogens bei Gleichstrom etwas schwieriger sind.

Wenn es bei einer Unterbrechung zu einer natürlichen Löschung des Lichtbogens kommt, wenn die Sinuskurve durch Null geht, dann gibt es bei einer Konstante keine Sinuskurve als solche. Zur stabilen Lichtbogenlöschung wird in ihnen ein Magnet verwendet, der in der Nähe der Lichtbogenkammer installiert ist.

Was zur unvermeidlichen Zerstörung des Rumpfes führen wird.

Schwacher Link-Schutz

Achten Sie neben dem Abschnitt bei der Auswahl eines geeigneten Kabelprodukts auch auf die tatsächlichen Betriebsbedingungen. Normalisierte Werte werden für eine Erwärmung auf eine Temperatur von nicht mehr als +60 °C angegeben

Bei der Installation der Leitung an einem Standort in der Nähe eines Landhauses ist ein Schutz vor Feuchtigkeit und anderen nachteiligen äußeren Einflüssen erforderlich.

Überprüfen Sie sorgfältig alle Teile des Stromnetzes. Die Grundregel ist ein zuverlässiger Schutz unter Berücksichtigung der Leistung des Abschnitts mit den schlechtesten Parametern. Zu beachten ist, dass Kupfer bei gleichem Querschnitt für höhere Belastungen im Vergleich zu Aluminium ausgelegt ist. Von besonderer Bedeutung ist die Reinheit des Metalls. Wenn die Verunreinigungen zunehmen, verschlechtert sich die Leitfähigkeit und die Verluste für nutzloses und gefährliches Erhitzen nehmen zu.

Innenverdrahtungsvorrichtung

• der Einführungsautomat muss vor der Theke aufgestellt werden;
• ein gemeinsamer Fehlerstromschutzschalter (RCD) ist hinter dem Steuergerät montiert;
• außerdem sind getrennte Linien mit automatischen Schaltern (AB) ausgestattet.

RCD verhindert Unfälle, die Kriechströme hervorrufen. Verhindert in einigen Situationen einen Stromschlag. Mit Leistungsschaltern werden jedoch komplexe Schutzmaßnahmen durchgeführt. Achten Sie auf eine wirksame Erdung.

In der Regel ist es zweckmäßig, mehrere Gruppen in der Küche aufzustellen, um die Lasten gleichmäßig zu verteilen. Besonders sorgfältig empfiehlt es sich, die Verteilung leistungsstarker Verbraucher auszuwählen:

• Kochfelder;
• Öfen;
• Heizkessel, Boiler, Durchlauferhitzer;
• elektrische Konvektoren, Heißluftpistolen;
• Klimaanlagen.

Der Schaltplan hat eine Baumstruktur. Machen Sie von der Mittellinie des "Stammes" die notwendigen Abzweigungen der "Zweige" zum Anschließen von Steckdosen und Schaltern.

Bewertungen von Automaten für aktuelle Tabelle

Um die Leitung vor Überlastung und Kurzschluss zu schützen, müssen Sie die Stromstärke des Leitungsschutzschalters sorgfältig und richtig auswählen.Hier zum Beispiel, wenn Sie die Leitung mit einem 2,5 mm² Kabel absichern. automatisch 25 A und gleichzeitig mehrere leistungsstarke Haushaltsgeräte eingeschaltet, dann kann der Strom den Nennwert der Maschine überschreiten, aber mit einem Wert von weniger als 1,45 kann die Maschine etwa eine Stunde lang arbeiten.

Wenn der Strom 28 A beträgt, beginnt die Kabelisolierung zu schmelzen (da der zulässige Strom nur 25 A beträgt), führt dies zu Ausfall, Brand und anderen unglücklichen Folgen.

Daher lautet die Tabelle der Automaten für Leistung und Strom wie folgt:

Nennwerte von Leistungsschaltern für Strom

• das Anschlussschema der Verbraucher angeben;
• Passdaten von Geräten sammeln, Spannung messen;
• nach dem vorgestellten Schema werden sie separat berechnet, indem die Ströme in getrennten Stromkreisen summiert werden;
• Für jede Gruppe muss ein Automat ausgewählt werden, der der entsprechenden Belastung standhält.
• Kabelprodukte mit geeignetem Leiterquerschnitt ermitteln.

Regeln für die Stückelungsauswahl

Für korrekte Schlussfolgerungen müssen die Merkmale der angeschlossenen Geräte berücksichtigt werden. Wenn laut Berechnung der Gesamtstrom 19 Ampere beträgt, kaufen Nutzer lieber ein 25A-Gerät. Diese Lösung setzt die Möglichkeit der Aufbringung zusätzlicher Lasten ohne wesentliche Einschränkungen voraus.

In manchen Situationen ist es jedoch besser, einen 20-A-Schutzschalter zu wählen. Dies bietet eine relativ kürzere Zeit zum Abschalten des Stroms bei einem Anstieg des Stroms (Temperaturanstieg) durch einen Bimetall-Trennschalter

Eine solche Vorsichtsmaßnahme trägt dazu bei, die Integrität der Motorwicklung aufrechtzuerhalten, wenn der Rotor durch einen blockierten Antrieb blockiert ist.

Unterschiedliche Ansprechzeiten sind sinnvoll, um die selektive Wirkung von Schutzeinrichtungen zu gewährleisten. Auf den Leitungen sind Geräte mit geringerer Verzögerung installiert.Im Notfall wird nur das beschädigte Teil vom Strom getrennt. Die Einführungsmaschine hat keine Zeit zum Ausschalten. Strom von anderen Stromkreisen ist nützlich, um Beleuchtung, Alarme und andere technische Systeme funktionsfähig zu halten.