Automaatkaitselülitite nimivoolud: kuidas asjatundlikult valida kaitselülitit

Seadmed elektri väljalülitamiseks ülekoormuste ja lühiste korral paigaldatakse iga koduvõrgu sisendisse. On vaja õigesti arvutada automaatkaitselülitite nimiväärtused voolu järgi, muidu on nende töö ebatõhus. Kas Te nõustute?

Räägime, kuidas arvutatakse kaitselüliti parameetreid, mille järgi valitakse see kaitsevahend. Meie pakutud artiklist saate teada, kuidas valida seadet, mida on vaja elektrivõrgu kaitsmiseks. Meie nõuandeid arvestades omandate variandi, mis töötab juhtmestikule ohtlikul hetkel selgelt.

Automaatkaitselülitite parameetrid

Väljalülitusseadiste nimiväärtuse õige valiku tagamiseks on vaja mõista nende tööpõhimõtteid, tingimusi ja reageerimisaega.

Automaatkaitselülitite tööparameetrid on standardiseeritud Venemaa ja rahvusvaheliste normdokumentidega.

Põhielemendid ja märgistus

Kaitselüliti konstruktsiooni kuuluvad kaks elementi, mis reageerivad voolutugevuse ületamisele kehtestatud väärtusvahemikust:

• Bimetallplaat läbiva voolu mõjul kuumeneb ja paindudes surub tõukurile, mis ühendab kontaktid lahti. See on “termokaitse” ülekoormuse vastu.
• Solenoid tugeva voolu mõjul mähises tekitab magnetvälja, mis surub südamikule, ja see omakorda mõjub tõukurile. See on “voolukaitse” lühise vastu, mis reageerib sellisele sündmusele oluliselt kiiremini kui plaat.

Elektriliste kaitsevahendite tüüpidel on märgistus, mille järgi saab määrata nende põhiparameetrid.

Igal automaatkaitselülitil on märgitud selle peamised omadused. See võimaldab mitte segi ajada seadmeid, kui need on kilbis paigaldatud.

Aeg-voolu karakteristiku tüüp sõltub solenoidi seadistuse vahemikust (voolutugevuse väärtus, mille korral toime toimub). Juhtmestiku ja seadmete kaitsmiseks korterites, majades ja kontorites kasutatakse tüüpi “C” või oluliselt vähem levinud “B”. Erilist erinevust nende vahel koduses kasutuses ei ole.

Tüüpi “D” kasutatakse abiruumides või puutöökodades, kus on elektrimootoritega seadmed, millel on suured käivitusvõimsuse näitajad.

Väljalülitusseadmete jaoks on kaks standardit: elamu (EN 60898-1 või GOST R 50345) ja rangem tööstuslik (EN 60947-2 või GOST R 50030.2). Need erinevad vähe ja mõlema standardi kaitselüliteid saab kasutada eluruumides.

Nimivoolu järgi sisaldab kodumajapidamises kasutamiseks mõeldud kaitselülitite standardrida seadmeid järgmiste väärtustega: 6, 8, 10, 13 (harva esinev), 16, 20, 25, 32, 40, 50 ja 63 A.

Aeg-voolu karakteristikud

Selleks, et määrata kaitselüliti väljalülituskiirust ülekoormuse korral, on olemas spetsiaalsed tabelid, mis näitavad väljalülitusaja sõltuvust nimiväärtuse ületustegurist, mis võrdub olemasoleva voolu ja nimivoolu suhtega:

K = I / I_n.

Graafiku järsk langus allapoole, kui koefitsiendi väärtus jõuab vahemikku 5 kuni 10 ühikut, on tingitud elektromagnetilise vabasti toimimisest. Tüübi “B” lülitite puhul juhtub see väärtuste 3 kuni 5 ühiku juures ning tüübi “D” puhul – 10 kuni 20 puhul.

Graafik näitab tüübi “C” kaitselülitite väljalülitusaja vahemiku sõltuvust voolutugevuse ja selle lüliti jaoks määratud väärtuse suhtest.

K = 1,13 korral ei lahuta kaitselüliti liini garanteeritult 1 tunni jooksul, ja K = 1,45 korral lahutab ta garanteeritult sama aja jooksul. Need väärtused on kinnitatud punktis 8.6.2. GOST R 50345-2010.

Et mõista, kui kaua kaitse rakendub, näiteks K = 2 korral, tuleb tõmmata vertikaaljoon sellelt väärtuselt. Tulemuseks saame, et vastavalt esitatud graafikule toimub väljalülitus vahemikus 12 kuni 100 sekundit.

Selline suur ajavahemik on tingitud sellest, et plaadi kuumenemine sõltub mitte ainult seda läbiva voolu võimsusest, vaid ka väliskeskkonna parameetritest. Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini rakendub kaitselüliti.

Nimiväärtuse valiku reeglid

Korterisiseste ja majaelektrivõrkude geomeetria on individuaalne, mistõttu puuduvad tüüplahendused teatud nimiväärtusega lülitite paigaldamiseks. Kaitselülitite lubatud parameetrite arvutamise üldreeglid on üsna keerukad ja sõltuvad paljudest teguritest. Neid tuleb kõiki arvesse võtta, vastasel juhul võib tekkida hädaolukord.

Korterisisese jaotuse seadme põhimõte

Sisemised elektrivõrgud on hargnenud struktuuriga puu kujul – tsükliteta graaf. Sellise ehituspõhimõtte järgimist nimetatakse kaitselülitite selektiivsuseks, mille kohaselt varustatakse kõiki elektrilülituse tüüpe kaitseseadmetega.

See parandab süsteemi stabiilsust hädaolukorra tekkimisel ja lihtsustab selle kõrvaldamise töid. Samuti toimub koormuse jaotus, energiamahukate seadmete ühendamine ja juhtmestiku konfiguratsiooni muutmine palju kergemini.

Graafi aluses asub sisendkaitselüliti ja kohe pärast hargnemist paigutatakse iga eraldi elektriahela jaoks rühmakaitselülitid. See on aastaid testitud standardne skeem.

Sisendkaitselüliti ülesanne on jälgida üldist ülekoormust – takistada lubatud voolutugevuse ületamist objekti jaoks. Kui see juhtub, on oht välisjuhtmestiku kahjustamiseks. Lisaks on tõenäoline kaitsevahendite käivitumine väljaspool korterit, mis juba kuuluvad ühismaja omandisse või kohalikele elektrivõrkudele.

Rühmakaitselülitite funktsioon on kontrollida voolutugevust eraldi liinidel. Nad kaitsevad ülekoormuse eest eraldatud ala kaablit ja sellega ühendatud elektritarbijate gruppi. Kui lühiühingu korral selline seade ei tööta, siis kindlustab seda sisendkaitselüliti.

Isegi vähese elektritarbijate arvuga korterite puhul on soovitatav teha valgustuse jaoks eraldi liin. Teise vooluahela kaitselüliti väljalülitamisel ei kustu valgus, mis võimaldab tekkivat probleemi mugavamates tingimustes kõrvaldada. Praktiliselt igas kilbis on sisendkaitselüliti nimiväärtus väiksem kui rühmakaitselülitite summa.

Elektriseadmete koguvõimsus

Maksimaalne koormus vooluringile tekib kõigi elektriseadmete samaaegsel sisselülitamisel. Seetõttu arvutatakse koguvõimsus tavaliselt lihtsa liitmise teel. Kuid mõnel juhul on see näitaja väiksem.

Mõne liini puhul on kõigi sellega ühendatud elektriseadmete samaaegne töötamine ebatõenäoline ja mõnikord isegi võimatu. Majades kehtestatakse mõnikord spetsiaalselt piiranguid võimsate seadmete tööle. Selleks tuleb meeles pidada nende samaaegse sisselülitamise vältimist või kasutada piiratud arvu pistikupesi.

Kogu kontoritehnika, valgustuse ja abiseadmete (veekeetjad, külmikud, ventilaatorid, küttekehad jne) samaaegse töö tõenäosus on väga madal, mistõttu maksimaalse võimsuse arvutamisel kasutatakse paranduskoefitsienti.

Kontorihoonete elektrifitseerimisel kasutatakse arvutustes sageli empiirilist samaaegsuse koefitsienti, mille väärtus võetakse vahemikus 0,6 kuni 0,8. Maksimaalne koormus arvutatakse kõigi elektriseadmete võimsuste summa korrutamisel koefitsiendiga.

Arvutustes on üks nüanss – tuleb arvestada erinevust nimivõimsuse (näivvõimsuse) ja tarbitava võimsuse (aktiivvõimsuse) vahel, mida seob tegur (cos (f)).

See tähendab, et seadme tööks vajalik voolutugevus võrdub tarbitud voolutugevuse ja selle koefitsiendi jagatisega:

I_p = I / cos (f)

Kus:

• I_p – nimivoolu tugevus, mida kasutatakse koormuse arvutustes;
• I – seadme tarbitud voolutugevus;
• cos (f) <= 1.

Tavaliselt märgitakse nimivool kas otse või cos (f) väärtuse kaudu elektriseadme tehnilises passis.

Näiteks luminofoorvalgustite koefitsiendi väärtus on 0,9; LED-lampidel – umbes 0,6; tavalistel hõõglampidel – 1. Kui dokumentatsioon on kadunud, kuid kodumasinate tarbitav võimsus on teada, siis võetakse kindluse mõttes cos (f) = 0,75.

Tabelis esitatud soovitatavaid võimsusteguri väärtusi saab kasutada elektriliste koormuste arvutamisel, kui nimivoolu andmed puuduvad.

Selle kohta, kuidas valida koormuse võimsuse järgi kaitselülitit, on kirjutatud järgmises artiklis, mille sisuga soovitame tutvuda.

Juhtmete ristlõike valik

Enne toitekaabli paigaldamist jaotuskilbist tarbijate rühmani tuleb arvutada elektriseadmete võimsus nende samaaegsel tööl. Iga haru ristlõige valitakse arvutustabelite järgi, sõltuvalt juhtmestiku metalli tüübist: vask või alumiinium.

Juhtmete tootjad varustavad oma tooteid sarnaste teatmematerjalidega. Kui need puuduvad, siis lähtutakse teatmeteose “Elektriseadmete paigalduse reeglid” andmetest või tehakse kaabli ristlõike arvutus.

Siiski valivad tarbijad sageli mitte minimaalselt lubatud ristlõiget, vaid ühe astme võrra suurema. Näiteks 5 kW liini jaoks vaskkaabli ostmisel valitakse südamike ristlõikeks 6 mm², kuigi tabeli järgi piisab väärtusest 4 mm².

PUE-s esitatud teatmetabel võimaldab valida vajaliku ristlõike standardsest reast vaskkaabli erinevateks kasutustingimusteks.

See on õigustatud järgmistel põhjustel:

• Paksema kaabli pikem tööiga, mida harva koormatakse selle ristlõike jaoks lubatud piirini. Elektrijuhtmestiku uuesti paigaldamine on keeruline ja kulukas töö, eriti kui ruumis on tehtud remont.
• Läbilaskevõime varu võimaldab probleemideta uusi elektriseadmeid võrgu haru külge ühendada. Näiteks võib kööki lisada täiendava sügavkülmiku või viia sinna pesumasina vannitoast.
• Seadmete, mis sisaldavad elektrimootoreid, käivitamine põhjustab tugevaid käivitusvoolusid. Sel juhul esineb pingelangus, mis väljendub mitte ainult valgustuslampide virvenduses, vaid võib põhjustada ka arvuti, konditsioneeri või pesumasina elektroonikaosa rikke. Mida paksem on kaabel, seda väiksem on pingehüpe.

Kahjuks on turul palju kaableid, mis on valmistatud mitte GOSTi järgi, vaid erinevate tehniliste tingimuste (TU) nõuete kohaselt.

Tihti ei vasta nende soonte ristlõige nõuetele või on need valmistatud juhtmaterjalist, mille takistus on suurem kui ette nähtud. Seetõttu on tegelik piirvõimsus, mille juures kaabli lubatud kuumenemine toimub, väiksem kui normatiivsetes tabelites.

See foto näitab erinevusi GOSTi (vasakul) ja TU (paremal) järgi valmistatud kaablite vahel. Selgelt on näha erinevus soonte ristlõikes ja isolatsioonimaterjali tiheduses.

Kaablit kaitsva kaitselüliti nimiväärtuse arvutus

Kilpi paigaldatav automaatkaitselüliti peab tagama liini väljalülitamise, kui voolutugevus ületab elektrikaabli jaoks lubatud vahemiku. Seetõttu tuleb kaitselüliti jaoks arvutada maksimaalne lubatud nimiväärtus.

Vastavalt PUE-le võetakse karpides või õhus (näiteks pinglae kohal) paigaldatud vaskkaablite lubatud pikaajaline koormus ülaltoodud tabelist. Need väärtused on mõeldud avariiolukordadeks, kui esineb võimsuse ülekoormus.

Teatud probleemid algavad, kui seostada kaitselüliti nimivõimsust pikaajalise lubatud vooluga vastavalt kehtivale GOST R 50571.4.43-2012.

Esitatud on väljavõte punktist 433.1 GOST R 50571.4.43-2012. Valemis “2” on ebatäpsus ning muutuja In määratluse õigeks mõistmiseks tuleb arvestada lisa “1”.

Esiteks ajab eksituseks muutuja I_n lahtikirjutamine nimivõimsusena, kui ei pöörata tähelepanu selle GOSTi punkti lisale “1”. Teiseks on valemis “2” trükiviga: koefitsient 1,45 on lisatud valesti ja seda tõsiasja kinnitavad paljud spetsialistid.

Vastavalt punktile 8.6.2.1 GOST R 50345-2010 on kodumajapidamises kasutatavate kaitselülitite puhul nimiväärtusega kuni 63 A tingimusaeg 1 tund. Kehtestatud väljalülitusvool võrdub nimiväärtusega, mis on korrutatud koefitsiendiga 1,45.

Seega, vastavalt nii esimesele kui ka muudetud teisele valemile, tuleb kaitselüliti nimivoolutugevus arvutada järgmise valemi järgi:

I_n <= I_Z / 1,45

Kus:

• I_n – automaatkaitselüliti nimivool;
• I_Z – kaabli pikaajaline lubatud vool.

Arvutame kaitselülitite nimivoolud standardsete kaabliristlõigete jaoks ühefaasilise ühenduse korral kahe vasesoonega (220 V). Selleks jagame pideva lubatud voolu (õhus paigaldamisel) väljalülitusteguriga 1,45.

Valime kaitselüliti nii, et selle nimiväärtus oleks sellest väärtusest väiksem:

• Ristlõige 1,5 mm²: 19 / 1,45 = 13,1. Nimivool: 13 A;
• Ristlõige 2,5 mm²: 27 / 1,45 = 18,6. Nimivool: 16 A;
• Ristlõige 4,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Nimivool: 25 A;
• Ristlõige 6,0 mm²: 50 / 1,45 = 34,5. Nimivool: 32 A;
• Ristlõige 10,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Nimivool: 40 A;
• Ristlõige 16,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Nimivool: 50 A;
• Ristlõige 25,0 mm²: 115 / 1,45 = 79,3. Nimivool: 63 A.

13 A kaitselüliteid müüakse harva, seetõttu kasutatakse nende asemel sagedamini seadmeid nimivooluga 10 A.

Alumiiniumsoonel põhinevaid kaableid kasutatakse praegu harva sisemise juhtmestiku paigaldamisel. Ka nende jaoks on olemas tabel, mis võimaldab valida ristlõike koormuse järgi.

Sarnasel viisil arvutame alumiiniumkaablite jaoks kaitselülitite nimiväärtused:

• Ristlõige 2,5 mm²: 21 / 1,45 = 14,5. Nimivool: 10 või 13 A;
• Ristlõige 4,0 mm²: 29 / 1,45 = 20,0. Nimivool: 16 või 20 A;
• Ristlõige 6,0 mm²: 38 / 1,45 = 26,2. Nimivool: 25 A;
• Ristlõige 10,0 mm²: 55 / 1,45 = 37,9. Nimivool: 32 A;
• Ristlõige 16,0 mm²: 70 / 1,45 = 48,3. Nimivool: 40 A;
• Ristlõige 25,0 mm²: 90 / 1,45 = 62,1. Nimivool: 50 A.
• Ristlõige 35,0 mm²: 105 / 1,45 = 72,4. Nimivool: 63 A.

Kui toitekaablite tootja deklareerib teistsugust lubatud võimsuse sõltuvust ristlõikepindalast, tuleb kaitselülitite väärtus ümber arvutada.

Voolutugevuse sõltuvuse valemid võimsusest ühefaasilise ja kolmefaasilise võrgu puhul erinevad. Paljud inimesed, kellel on seadmed, mis on ette nähtud pingele 380 V, teevad selles etapis vea.

Kuidas määrata kaitselüliti tehnilisi parameetreid märgistuse järgi, on üksikasjalikult esitatud siin. Soovitame tutvuda õppematerjaliga.

Tarbijate tööst põhjustatud ülekoormuse vältimine

Mõnikord paigaldatakse liinile kaitselüliti, mille nimivool on oluliselt madalam, kui on vaja elektrilise kaabli töövõime tagamiseks.

Kaitselüliti nimiväärtuse vähendamine on otstarbekas, kui kõigi ahelas olevate seadmete koguvõimsus on oluliselt väiksem, kui kaabel suudab taluda. See juhtub, kui ohutuse kaalutlustel on pärast juhtmestiku paigaldamist osa seadmeid liinilt eemaldatud.

Siis on automaadi nimivõimsuse vähendamine õigustatud tema kiirema reageerimise seisukohalt tekkivatele ülekoormustele.

Näiteks elektrimootori laagri kinnikiilumisel suureneb mähises vool järsult, kuid mitte lühise väärtusteni. Kui automaat reageerib kiiresti, ei jõua mähis sulada, mis päästab mootori kallist ümberkerimisprotseduurist.

Samuti kasutatakse nimiväärtust, mis on arvutatust väiksem, rangete piirangute tõttu igale vooluringile. Näiteks ühefaasilises võrgus korteri sissepääsus elektripliidiga on paigaldatud lüliti 32 A, mis annab 32 * 1,13 * 220 = 8,0 kW lubatud võimsust. Oletame, et korteri juhtmestiku teostamisel korraldati 3 liini rühmaautomaatide paigaldamisega nimiväärtusega 25 A.

Kui jaotuskilpi paigaldatud rühmaautomaatide arv on suur, tuleb need märgistada ja nummerdada. Muidu võib segadusse sattuda.

Oletame, et ühel liinil toimub koormuse aeglane kasv. Kui tarbitav võimsus saavutab rühmälüliti garanteeritud lahtisidumise väärtusega võrdse väärtuse, jääb ülejäänud kahele lõigule ainult (32 – 25) * 1,45 * 220 = 2,2 kW.

See on üldise tarbimise suhtes väga väike. Sellise jaotuskilbi skeemi korral lülitub sisendautomaat sagedamini välja kui seadmed liinidel.

Seetõttu tuleb selektiivsuse põhimõtte säilitamiseks paigaldada lõikudele lülitid nimiväärtusega 20 või 16 amprit. Siis sama tarbitava võimsuse tasakaaluhäire korral langeb kahele teisele lülile kokku 3,8 või 5,1 kW, mis on vastuvõetav.

Vaatleme võimalust lüliti paigaldamiseks nimiväärtusega 20A köögile eraldatud eraldi liini näitel.

Sellega on ühendatud ja saab korraga sisse lülitada järgmised elektriseadmed:

• Külmik, nimivõimsusega 400 W ja käivitusvooluga 1,2 kW;
• Kaks sügavkülmikut, võimsusega 200 W;
• Ahi, võimsusega 3,5 kW;
• Elektrilise ahju töötamise ajal on lubatud lisaks sisse lülitada ainult üks seade, millest võimsaim on veekeetja, mis tarbib 2,0 kW.

Kahekümneamprine automaat võimaldab üle tunni aja läbi lasta voolu võimsusega 20 * 220 * 1,13 = 5,0 kW. Garanteeritud väljalülitus vähem kui ühe tunni jooksul toimub voolu läbilaskmise korral 20 * 220 * 1,45 = 6,4 kW.

Köögis peab külmutusseadmetel ja pliidil olema püsiv ühendus elektriga. Kui esineb voolutugevuse ületamise oht, saab ülejäänud seadmete samaaegse töö välistada, eraldades neile vaid kaks pistikupesa.

Ohuahju ja veekeetja samaaegsel sisselülitamisel on koguvõimsus 5,5 kW või 1,25 korda nimiväärtusest. Kuna veekeetja töötab lühikest aega, ei toimu väljalülitamist. Kui sel hetkel hakkavad tööle külmkapp ja mõlemad sügavkülmikud, on võimsus juba 6,3 kW või 1,43 korda nimiväärtusest.

See väärtus on juba garanteeritud väljalülitumise parameetrile lähedal. Sellise olukorra tekkimise tõenäosus on siiski ülimadal ja perioodi kestus on tähtsusetu, kuna mootorite ja veekeetja tööaeg on lühike.

Külmiku käivitumisel tekkiv käivitusvool, isegi koos kõigi töötavate seadmetega, ei ole piisav elektromagnetilise vabasti töölepanemiseks. Seega antud tingimustes saab kasutada 20 A kaitselülitit.

Ainus nüanss seisneb võimaluses suurendada pinget kuni 230 V, mida normdokumendid lubavad. Eelkõige GOST 29322-2014 (IEC 60038:2009) määrab standardpingeks 230 V, võimalusega kasutada 220 V.

Praegu antakse enamikku võrkudesse elektrit pingega 220 V. Kui voolu parameeter on viidud rahvusvahelise standardini 230 V, siis saab nimiväärtused selle väärtuse järgi ümber arvutada.

Järeldused ja kasulik video teemal

Lüliti ehitus. Sisendkaitselüliti valimine sõltuvalt ühendatavast võimsusest. Toite jaotamise reeglid:

Lüliti valimine kaabli läbilaskevõime järgi:

Kaitselüliti nimivoolu arvutamine on keeruline ülesanne, mille lahendamiseks tuleb arvestada paljude tingimustega. Paigaldatud kaitselülitist sõltub kohaliku elektrivõrgu hooldamise mugavus ja töö ohutus.

Kahtluse korral õige valiku tegemise võimaluse osas tuleb pöörduda kogemustega elektrikute poole.

Palun kirjutage kommentaare allpool asuvas plokis. Rääkige oma kogemustest kaitselülitite valikul. Jagage kasulikku teavet ja fotosid artikli teemal, esitage küsimusi.