Расчет токовых нагрузок в трехфазной сети

Как правильно рассчитать ток при выборе сечения проводов и кабелей

Построение расчетной схемы сети

Для выбора сечений отдельных участков электрической сети но условиям нагревания и экономической плотности тока достаточно знать только токовые нагрузки этих участков сети. Расчет сети по потере напряжения может быть выполнен только в том случае, если известны не только нагрузки, но и длины всех участков сети. В связи с этим, приступая к расчету сети, необходимо прежде всего составить ее расчетную схему, на которой должны быть указаны нагрузки и длины всех участков.

При расчетах трехфазных сетей нагрузки всех трех фазных проводов принимаются одинаковыми. В действительности это условие строго выполняется лишь для силовых сетей с трехфазными электродвигателями. Для сетей с однофазными электроприемниками, например для городских сетей с осветительными лампами и бытовыми приборами, всегда имеется некоторая неравномерность распределения нагрузки по фазам линии. При практических расчетах сетей с однофазными приемниками условно также принимают распределение нагрузок по фазам равномерным.

При условии равномерной нагрузки фаз линии в расчетной схеме нет необходимости указывать все провода сети. Достаточно представить однолинейную схему с указанием всех присоединенных к сети нагрузок и длин всех участков сети. На схеме также должны быть указаны места установки плавких предохранителей или других защитных аппаратов.

При составлении расчетной схемы электропроводки внутри помещения следует пользоваться планами и разрезами здания, на которых должна быть нанесена электропроводка с указанием точек присоединения электроприемников.

Расчетная схема наружной сети составляется по плану поселка или промышленного предприятия, на котором также должна быть нанесена сеть и указаны точки присоединения групп электроприемников (домов или отдельных зданий промышленного предприятия).

Длины всех участков сети измеряются по чертежу с учетом масштаба, в котором он вычерчен. При отсутствии чертежа длины всех участков сети должны быть измерены в натуре.

При составлении расчетной схемы сети соблюдение масштаба для участков сети не требуется. Следует лишь соблюдать правильную последовательность соединения отдельных участков сети между собой.

На рисунке представлен пример расчетной схемы линии наружной сети поселка. Длины участков сети на схеме указаны сверху и слева в метрах, снизу и справа нагрузки представлены стрелками, у которых указаны расчетные мощности в киловаттах. Линия АБВ называется магистралью, участки БД, BE и ВГ — ответвлениями.

Как видно из рисунка, отдельные участки сети представлены без масштаба, что не мешает точности расчета, если длина участков указана правильно.

Определение расчетных нагрузок электрической сети

Определение расчетных нагрузок (мощностей) является значительно более сложной задачей. Осветительная лампа, нагревательный прибор или телевизор при номинальном напряжении на зажимах потребляет определенную номинальную мощность, которая может быть принята за расчетную мощность этого приемника. Сложнее обстоит дело с электродвигателем, для которого потребляемая из сети мощность зависит от момента вращения связанного с двигателем механизма — станка, вентилятора, транспортера и т. п.

На табличке, прикрепленной к корпусу двигателя, указывается его номинальная мощность. Фактическая мощность, потребляемая двигателем из сети, отличается от номинальной. Например, нагрузка двигателя токарного станка будет меняться в зависимости от размера обрабатываемой детали, толщины снимаемой стружки и т. п.

Двигатель выбирается по наиболее тяжелым условиям работы станка, в связи с чем при других режимах работы двигатель будет недогружен. Таким образом, расчетная мощность двигателя, как правило, меньше его номинальной мощности.

Определение расчетной мощности для группы электроприемников еще более усложняется, так как в этом случае приходится учитывать возможное число включенных приемников.

Представим себе, что нужно определить расчетную нагрузку для линии, питающей мастерскую, в которой установлено 30 электродвигателей. Из них только некоторые будут работать непрерывно (например, двигатели, соединенные с вентиляторами).

Двигатели станков работают с перерывами на время установки новой детали для обработки. Часть двигателей может работать с неполной нагрузкой или вхолостую и т. д. При этом нагрузка линии, питающей мастерскую, не будет оставаться постоянной. Понятно, что за расчетную нагрузку линии следует принять наибольшую возможную нагрузку, как наиболее тяжелую для проводников линии.

Под наибольшей нагрузкой понимается не кратковременный ее толчок, а наибольшее среднее значение за получасовой период времени.

Расчетная нагрузка (кВт) группы электроприемников может быть определена по формуле

где Кс — коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки, учитывающий наибольшее возможное число включенных приемников группы. Для двигателей коэффициент слроса должен учитывать также величину их загрузки;

Ру — установленная мощность группы приемников, равная сумме их номинальных мощностей, кВт. Вы всегда можете более подробно ознакомиться с методами определения расчетных нагрузок по специальной литературе.

Определение расчетного тока линии для одного электроприемника и группы электроприемников

При выборе сечения проводников по условию нагревания или по экономической плотности тока необходимо определить величину расчетного тока линии. Для трехфазного электроприемника величина расчетного тока (А) определяется по формуле

где Р — расчетная мощность приемника, кВт; U н — номинальное напряжение на зажимах приемника, равное междуфазному (линейному) напряжению сети, к которой он присоединяется, В; cos ф — коэффициент мощности приемника.

Этой формулой можно также пользоваться для определения расчетного тока группы трехфазных или однофазных приемников при условии, что однофазные приемники присоединены поровну ко всем трем фазам линии. Величина расчетного тока (А) для однофазного приемника или для группы приемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока, определяется по формуле

Величина расчетного тока для группы приемников, присоединенных к линии однофазного тока, также определяется по этой формуле.

Для ламп накаливания и нагревательных приборов коэффициент мощности cosфи = 1. В этом случае формулы для определения расчетного тока соответственно упрощаются.

Определение тока по расчетной схеме электрической сети

Вернемся к расчетной схеме наружной сети жилого поселка, представленной на рисунке. На этой схеме расчетные нагрузки присоединенных к линии домов указаны в киловаттах у концов соответствующих стрелок. Для выбора сечения проводов линии необходимо знать нагрузку всех участков.

Эта нагрузка определяется на основании первого закона Кирхгофа, по которому для любой точки сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Этот закон справедлив также для нагрузок, выраженных в киловаттах.

Найдем распределение нагрузок по участкам линии. В конце линии на участке длиной 80 м, примыкающем к точке Г, нагрузка 9 кВт равна расчетной нагрузке присоединенного к линии в точке Г дома. На участке ответвления длиной 40 м, примыкающем к точке В, нагрузка равна сумме нагрузок домов, присоединенных на участке ВГ ответвления: 9+6=15 кВт. На участке магистрали длиной 50 м, примыкающем к точке В, нагрузка составляет 15 + 4+5=24 кВт.

Подобным же образом определяются нагрузки всех остальных участков линии. Для того чтобы не снабжать все указанные на схеме числа обозначениями соответствующих единиц (м, кВт), длины и нагрузки на схеме должны быть расположены в определенном порядке. На расчетной схеме рисунка длины участков линии указаны сверху и слева, нагрузки этих же участков — снизу и справа.

Пример. Четырехпроводная линия номинальным напряжением 380/220 В питает мастерскую, в которой установлено 30 электродвигателей, суммарная установленная мощность Py1 = 48 кВт. Суммарная мощность ламп освещения мастерской составляет Ру2 = 2 кВт, коэффициент спроса для силовой нагрузки Кс1=0,35 и для осветительной нагрузки Кс2=0,9. Средний коэффициент мощности для всей установки cos ф=0,75. Определить расчетный ток линии.

Расчёт мощности трёхфазной сети

Привет читатели моего сайта. Сегодня мы с вами на реальном примере рассмотрим формулу, с помощью которой, можно рассчитать мощность (нагрузку) трёхфазной сети.

Но для начала нужно определиться какая у вас мощность, так как она бывает двух видов:

1. равномерная (симметричная)

2. неравномерная (несимметричной)

Пример равномерной нагрузки – это когда у вас работает электродвигатель. То есть ток по всем фазам протекает одинаковый. Не большими разбежностями, тут можно пренебречь. А в нулевом проводе ток равняется нулю. В таком случае формула имеет вот такой вид:

P = √3*Uф*I* cos (φ) = 1,73Uл*I* cos (φ)

Где Uф – это фазное напряжение

Uл – это линейное напряжение

I – ток, который протекает в проводнике. Его можно измерять токоизмерительными клещами.

cos (φ) – коэффициент мощности. Обычно берут 0.76

Неравномерная нагрузка – это когда ток во всех фазах разный. К примеру, от трёхфазной сети питается освещение какого-то помещения. Один ряд светильников включили, и там горят все светильники. Во втором ряду не горит 7 светильник, а в третьем 12. В таком случае нужно взять клещи, и измерить ток во всех фазах. А формула будет выглядеть вот так:

Pобщ = Ua*Ia* cos (φ1) + Ub*Ib* cos (φ2) + Uc*Ic* cos (φ3)

Давайте решим задачу.

Нужно найти мощность, которую потребляет загородный домик с трёхфазной сетью. Ток по фазам – A — 5.4, B – 7, C – 3 Ампер. cos (φ3) – для упрощения возьмём 1.

Если cos (φ3) у нас равняется 1, то это число можно сократить, а все токовые показатели сложить и умножить на напряжение 220 В.

Робщ = (5,4 + 7+3)*220 = 15,4*220 = 3388 Вт ≈ 3,4 кВт

На этом у меня все. В статье я привел реальный пример, как можно рассчитать мощность трёхфазной сети. Конечно, если углубится в эту тему, то можно ещё найти активную и реактивную мощность. Но об этом я напишу в следующих статьях, так что подписывайтесь на обновления. Если статья была вам полезна, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях. Пока.

Кстати, советую вам посмотреть статью Расчет тока электродвигателя.

Как считается мощность на 3х фазах

Здравствуйте !
Буду очень благодарен, если подскажите как считается мощьность на 3х фазах, надо заложить кабель , а какого сечения не знаю, общая нагрузка порядка 25 квт. на три фазы, если можно формулу .
Спасибо.
С уважением Вячеслав.

Активная мощность,потребляемая приемником от сети трехфазного тока,равна арифметической сумме активных мощностей отдельных фаз:
Р=Ра+Рв+Рс
При равномерной нагрузке мощность,потребляемая каждой фазой,
Рф=Uф*Iф*cos фи (не могу тут написать значек фи)

Ток вам нужно посчитать? что бы сечение проводников по допустимым токам опрделить.
тогда.
Ток (А) = мощность (кВт) / 0.66

» >
Попалась мне маленькая программка, рекомендую. Простенько и со вкусом.

Ток через ноль может превосходить макс. фазный ток. Будьте осторожны!
Будет провод постоянно отгорать. Возьмите с большим запасом. медь квадратов 25)). Ато потом начнутся всякие там непредвиденныеувеличения мощностей. В притык точно не резон расчитывать

xXx написал :
Ток через ноль может превосходить макс. фазный ток. Будьте осторожны!
Будет провод постоянно отгорать. Возьмите с большим запасом. медь квадратов 25)). Ато потом начнутся всякие там непредвиденныеувеличения мощностей. В притык точно не резон расчитывать

Извините, конечно, может, я ТОЭ и подзабыл, а откуда ж возьмется «лишний» ток в нуле?

Ну если нагрузка нелинейная, или если на разных фазах тип нагрузки разный (на одной — индуктивная, на другой — емкостная), то ток в нулевом проводнике может превысить максимальный фазный ток. Хотя ПУЭ говорит, что до 16 мм2 сечение нулевого проводника надо брать равным сечению фазных, дальше сечение нулевого может быть меньше.

SM-191 написал :
Здравствуйте !
Буду очень благодарен, если подскажите как считается мощьность на 3х фазах, надо заложить кабель , а какого сечения не знаю, общая нагрузка порядка 25 квт. на три фазы, если можно формулу .
Спасибо.
С уважением Вячеслав.

  1. Мощность на 3-х фазах считают так- 1,73*380*ток*cos fi.
    cos fi для вашего случая 0,95.
    Но для дома мощность считают так для розеток по комнатам 0,03*площадь, затем просуммировать, для освещения- 0,025*площадь и сложить с предыдущим, для кухонного оборудования 4.5 кВт, ну стиралка 2.2 кВт, холодильник-0,3 кВт. По первым формулам-результат-киловатты.
    После сложения получится суммарная мощность потребления.
    Далее — задаются падением напряжения для дома не более 4%.
    Считают сечение по формуле М*Длина кабеля*100000/(380^2*4*0,95), где М- мощность расчитанная выше. Это если утверждается проект. Если нет- то можно прикинуть мощность, посичитать ток и исходя из соотношения 27А-2,5 кв.мм посчитать свое сечение. Его сразу выбрать с запасом 20% и взять по таблице ближайшее большее сечение.

Жэка написал :
Извините, конечно, может, я ТОЭ и подзабыл, а откуда ж возьмется «лишний» ток в нуле?

Жэка, вот в чем дело, ток в нуле равен 0, тока в том случае, если нагрузка симметрированна, а где такое было? И когда?
Отсюда появление тока в нуле. Поэтому ПУЭ требует, чтобы сечение нулевого проводника равнялось фазному. А современные телевизоры, компьютеры и т.д. вообще явялют из себя нелинейную нагрузку и в нуле появляются еще и 3 и 5 гармоники напряжения, что вызывает перегрев кабелей, и перегрузку трансформаторов.

kotofey написал :
Жэка, вот в чем дело, ток в нуле равен 0, тока в том случае, если нагрузка симметрированна, а где такое было? И когда?
Отсюда появление тока в нуле. Поэтому ПУЭ требует, чтобы сечение нулевого проводника равнялось фазному. А современные телевизоры, компьютеры и т.д. вообще явялют из себя нелинейную нагрузку и в нуле появляются еще и 3 и 5 гармоники напряжения, что вызывает перегрев кабелей, и перегрузку трансформаторов.

Ну я-то спрашивал не о том, откуда ток в нуле возьмется, а почему он может быть больше тока, протекающего по любой из фаз.
В принципе, DrTurbo мне на этот вопрос уже ответил.

  1. Мощность на 3-х фазах считают так- 1,73*380*ток*cos fi.
    cos fi для вашего случая 0,95.
    Но для дома мощность считают так для розеток по комнатам 0,03*площадь, затем просуммировать, для освещения- 0,025*площадь и сложить с предыдущим, для кухонного оборудования 4.5 кВт, ну стиралка 2.2 кВт, холодильник-0,3 кВт. По первым формулам-результат-киловатты.
    После сложения получится суммарная мощность потребления.
    Далее — задаются падением напряжения для дома не более 4%.
    Считают сечение по формуле М*Длина кабеля*100000/(380^2*4*0,95), где М- мощность расчитанная выше. Это если утверждается проект. Если нет- то можно прикинуть мощность, посичитать ток и исходя из соотношения 27А-2,5 кв.мм посчитать свое сечение. Его сразу выбрать с запасом 20% и взять по таблице ближайшее большее сечение.

Кстати, при расчетах используют установленную и расчетную мощности, так что вопрос как посчитать-не вполне конкретен. Установленная мощность-сумма всех мощностей по ВСЕМ фазам, списанная с шильдиков устройств или взятая из паспортов, а расчетная- мощность с учетом средневзвешенного значчения косинуса фи(cos fi) и понижающих коэффициентов. Если нужно то могу более подробно рассказать о расчете

Смотрите так же:  Магнитный пускатель киров

pzotov написал :
» >
Попалась мне маленькая программка, рекомендую. Простенько и со вкусом.

» >
Аналогичная программа, но с преимуществами:
1 — не .ехе файл, а обычный .html, т.е. нет опасности заражения вирусом или трояна
2 — открытый код, который при необходимости/неоднозначности/сомнении в результатах можно проверить
3 — больше выходной информации, больше возможности оценить результат
4 — в программе, в отличие от первой ссылки, связаны потери в процентах, вольтах и выходное напряжение
5 — учитывается вариант с большим количеством нагруженных проводников
6 — есть возможность каскадного расчета последовательных линий
7 — не нужно расчитывать запас «в уме»
8 — учитывается косинус(фи) нагрузки

С уважением Взводатор.

Замечу, что при подобных расчетах используется не протсо значение косинуса фи, а средневзвешенное значение. далее- потери в процентах на свет и силовое оборудование тоже задаются разные

kotofey написал :
Кстати, при расчетах используют установленную и расчетную мощности, так что вопрос как посчитать-не вполне конкретен. Установленная мощность-сумма всех мощностей по ВСЕМ фазам, списанная с шильдиков устройств или взятая из паспортов, а расчетная- мощность с учетом средневзвешенного значчения косинуса фи(cos fi) и понижающих коэффициентов. Если нужно то могу более подробно рассказать о расчете

Уважаемый kotofey!
Расскажите пожалуйста более подробно о расчете. ТОЭ немного подзабылось, а надо вспомнить (расчитать мне нужно городскую больницу в 5 этажей). С уважением. Можно мне на мыло (чтоб людей не отвлекать).

пустота написал :
Уважаемый kotofey!
Расскажите пожалуйста более подробно о расчете. ТОЭ немного подзабылось, а надо вспомнить (расчитать мне нужно городскую больницу в 5 этажей). С уважением. Можно мне на мыло (чтоб людей не отвлекать).

Здеся не ТОЭ нужно, а нормативные документы. Больницы не считал, но не думаю, что очень сильно сложно будет- ICQ 28163663. Для начала установки связи.

Уважаемый ПУСТОТА,
Расчитать как Вы говорите больницу на 5 этажей конечно можно, при приложении определенных усилий и времени, но это уже проект, который должен пройти массу бюрократических процедур согласования.
И для начала нужно обладать лицензией на право проведения подобных работ. Без оной любое самое блестящее решение даже не будут читать.

pzotov написал :
Уважаемый ПУСТОТА,
Расчитать как Вы говорите больницу на 5 этажей конечно можно, при приложении определенных усилий и времени, но это уже проект, который должен пройти массу бюрократических процедур согласования.
И для начала нужно обладать лицензией на право проведения подобных работ. Без оной любое самое блестящее решение даже не будут читать.

Гы, спасибо за дополнение, я должен был сам начать именно с этих слов.
Да расчет здеся не простой-факт.

  1. Мощность на 3-х фазах считают так- 1,73*380*ток*cos fi.
    cos fi для вашего случая 0,95.
    Но для дома мощность считают так для розеток по комнатам 0,03*площадь, затем просуммировать, для освещения- 0,025*площадь и сложить с предыдущим, для кухонного оборудования 4.5 кВт, ну стиралка 2.2 кВт, холодильник-0,3 кВт. По первым формулам-результат-киловатты.
    После сложения получится суммарная мощность потребления.
    Далее — задаются падением напряжения для дома не более 4%.
    Считают сечение по формуле М*Длина кабеля*100000/(380^2*4*0,95), где М- мощность расчитанная выше. Это если утверждается проект. Если нет- то можно прикинуть мощность, посичитать ток и исходя из соотношения 27А-2,5 кв.мм посчитать свое сечение. Его сразу выбрать с запасом 20% и взять по таблице ближайшее большее сечение.

Из какого НТД вы взяли что розетки надо считать 0,03* на площадь, освещение- 0,25*площадь? СП-31-01, одна розетка в жилых домах -100 Вт (более 100 роз. — 60 Вт ). Освещение нужно считать по факту. Для этого нужно сделать расчёт освещённости и выбрать необходимое количество и мощность светильников. Для чего брать запас 20? Сечение выбирается по таблицам по длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, с учётом потерь напряжения. Для этого как вы написали нужно определить расчётный ток. У кабелей тоже есть свои время-токовые характеристики, тоесть запас по перегрузке как и в автоматах там заложен.

Доброго времени суток!
Уважаемые форумчане, ситуация не из лучших. А именно: есть объект (хладокомбинат). Задача — посчитать нагрузки. Объект старый, о модернизации никто не слыхивал. Отношение к электрохозяйству на объекте распи. безответственное. Никакой документации на электроприемники, электроустановки естественно нет. Где какие потребители тоже никто не знает. Схема электроснабжения не соответствует фактическому состоянию. Бирки на кабелях давно устарели. Все держится на главном энергетике, который все держит в голове. Человек в возрасте старой закалки, поэтому думаю ему можно верить) Из исходных данных есть только измеренные токи (замеры проводились в ГРЩ на фидерах). Вобщем-то, вычислить нагрузку с мегаточностью задачи не стоит. То есть, если я посчитаю мощность по току на фидере, который питает 4 компрессора (ЭД порядка 70 кВт каждый), то это будет нормально. Но это для них. Я только недавно окончил ВТУЗ. И еще пока не привык к таким упрощениям, и привыкать не хочу. Мощность-то я им посчитаю, но для себя хочу разобраться. Допустим, мощность по току на фидерах, питающих всевозможные ЩО, ЩС и ШС без реактивной нагрузки и т.п. я посчитаю. Но что делать с мощностью тех же компрессоров, лифтов, потребителей, которые имеют реактивную нагрузку? Какой брать косинус фи? Как с этим разобраться? Из данных, повторюсь, только измеренный ток. ЭД на фидерах одинаковые. Т.е. на одном движки одной мощности, на другом — другой. В универе-то все просто было.

Клещами Вы намерили общий потребляемый ток. Какая доля из него реактивная — простыми клещами не измерить. Ставьте на фидерах счётчики технического учёта

Да я бы рад) Но работаю в организации, которая занимается проектированием и монтажем электроснабжения. Объект — заказчик. Задача — расчет нагрузок. Вот и пляшем. Для компрессоров можно ли выбрать косинус фи (хотя бы приблизительно) из справочных? Работают они постоянно (по словам главэнергетика) в течении рабочей смены. Мощность я думаю он тоже знает. Просто рука не поднимается писать общую мощность компрессоров в кВт-ах.

Elizzovo написал :
Задача — посчитать нагрузки.

Это промежуточная задача, вероятно?
Окончательная — проект модернизации?

Об этом пока речи небыло) Но, видимо, только пока.

Я к чему клоню: в реальности для расчётов понадобятся именно токовые нагрузки.
Даже если пропишете какую-либо мощность, всё равно её на тот самый косинус делить придётся.

ВТБ! Дык я же и говорю, что для заказчика точность не требуется. Для них достаточно, если по токам нагрузки я им посчитаю мощность и предоставлю таблицу нагрузок в кВт-ах. Но для себя. Я ж спать не буду нормально, если не выясню, как посчитать общую мощность по току нагрузки)) Загвоздка, если я правильно мыслю, заключается именно в кос фи. Где его взять, если его нет?))

И еще, уважаемые форумчане. Я не прошу и тем более не требую выложить мне все, что меня интересует, на блюдечке. Я готов и настроен на то, что придется почитать, покурить интернет, посидеть и подумать. От вас прошу подсказать советом, где поискать, в какой литературе. Вопросов я думаю у меня еще будет предостаточно, ведь диплом дипломом, но без опыта сами понимаете.

Да и немного оффтопа. Замеры токов нагрузки производились даже не при полной нагрузке. Т.е. «ну это у нас щас не работает, это мы только на зиму включаем, это щас включить не получится, это арендаторы к ним не попасть, это я ваще не знаю чо» и т.д. Но это так, лирика)) Какие мощности хотят получить, такие нагрузки и дают мерить)))

Косинус компрессоров зависит от их нагрузки. Меньше нагрузка — меньше косинус. Обычная величина 0,70-0,85 для полной загрузки — указана на двигателях компрессоров

Elizzovo написал :
Да и немного оффтопа. Замеры токов нагрузки производились даже не при полной нагрузке. Т.е. «ну это у нас щас не работает, это мы только на зиму включаем, это щас включить не получится, это арендаторы к ним не попасть, это я ваще не знаю чо» и т.д. Но это так, лирика)) Какие мощности хотят получить, такие нагрузки и дают мерить)))

Стандартная ситуация. вас хорошо учили в универе, если вы задаетсь такими вопросами.
О заказчике. Такая ситуация почти всегда. Более того — на новых объектах то-же самое. Покупается новое оборудование исходя из производственных характеристик. О косинусе не думает вообще никто. Коэффициент спроса тоже никто считать не собирается. так что поздравляю вас! перед вами хорошая производственная задача с кучей неизвестных! И никто кроме вас её решать не будет. (и неспособен. И вообще не представляют, что такая задача существует )
Метод борьбы. Сложную задачу нужно разбить на несколько простых! Рисуете схему. Она будет отличаться от существующей. Потом для каждой линии, каждого потребителя пишете характеристику и режим работы. Все в экселе, получается большая таблица. Считаете коэффициент спроса и косинус отдельных групп с одинаковыми потребителями. Потом суммируете потребителей и считаете крумные группы. Сопоставляете нагрузки линий по времени суток и сезонам и для разных условий считаете полную нагрузку. Потом выбираете максимальную, дорисовываете коэффициент ошибки и все готово.

Как правильно рассчитать нагрузку на кабель

Подписка на рассылку

Для того чтобы правильно проложить электропроводку, обеспечить бесперебойную работу всей электросистемы и исключить риск возникновения пожара, необходимо перед закупкой кабеля осуществить расчет нагрузок на кабель для определения необходимого сечения.

Существует несколько видов нагрузок, и для максимально качественного монтажа электросистемы необходимо производить расчет нагрузок на кабель по всем показателям. Сечение кабеля определяется по нагрузке, мощности, току и напряжению.

Расчет сечения по мощности

Для того чтобы произвести расчет сечения кабеля по мощности, необходимо сложить все показатели электрооборудования, работающего в квартире. Расчет электрических нагрузок на кабель осуществляется только после этой операции.

Расчет сечения кабеля по напряжению

Расчет электрических нагрузок на провод обязательно включает в себя расчет сечения кабеля по напряжению. Существует несколько видов электрической сети — однофазная на 220 вольт, а также трехфазная — на 380 вольт. В квартирах и жилых помещениях, как правило, используется однофазная сеть, поэтому в процессе расчета необходимо учитывать данный момент — в таблицах для расчета сечения обязательно указывается напряжение.

Расчет сечения кабеля по нагрузке

Таблица 1. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых открыто

Таблица 2. Установленная мощность (кВт) для кабелей, прокладываемых в штробе или трубе

Каждый электроприбор, установленный в доме, имеет определенную мощность — данный показатель указывается на шильдиках приборов или в техническом паспорте оборудования. Чтобы осуществить расчет нагрузок на провод, необходимо подсчитать общую мощность. Производя расчет сечения кабеля по нагрузке, необходимо переписать все электрооборудование, а также нужно продумать, какое оборудование может добавиться в будущем. Поскольку монтаж производится на долгий срок, необходимо позаботиться о данном вопросе, чтобы резкое увеличение нагрузки не привело к аварийной ситуации.

Например, у вас получилась сумма общего напряжения 15 000 Вт. Поскольку в подавляющем большинстве жилых помещений напряжение составляет 220 В, мы рассчитаем систему электроснабжения с учетом однофазной нагрузки.

Далее необходимо продумать, какое количество оборудования может работать одновременно. В итоге у вас получится значительная цифра: 15 000 (Вт) х 0,7 (коэффициент одновременности 70 %) = 10 500 Вт (или 10,5 кВт) — на эту нагрузку должен быть рассчитан кабель.

Также вам необходимо определить, из какого материала будут выполнены жилы кабеля, поскольку разные металлы имеют разные проводящие свойства. В жилых помещениях в основном используют медный кабель, поскольку его проводящие свойства намного превышают показатели алюминия.

Стоит учитывать, что кабель обязательно должен иметь три жилы, поскольку в помещениях для системы электроснабжения требуется заземление. Кроме того, необходимо определить, какой вид монтажа вы будете использовать — открытый или скрытый (под штукатуркой или в трубах), поскольку от этого также зависит расчет сечения кабеля. После того как вы определились с нагрузкой, материалом жилы и видом монтажа, вы можете посмотреть нужное сечение кабеля в таблице.

Расчет сечения кабеля по току

Сначала необходимо осуществить расчет электрических нагрузок на кабель и выяснить мощность. Допустим, что мощность получилась 4,75 кВт, мы решили использовать медный кабель (провод) и прокладывать его в кабель-канале. Расчет сечения кабеля по току производится по формуле I = W/U, где W — мощность, а U — напряжение, которое составляет 220 В. В соответствии с данной формулой, 4750/220 = 21,6 А. Далее смотрим по таблице 3, у нас получается 2,5 мм.

Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки для кабеля с медными жилами прокладываемого скрыто

kd150kv.org

Сайт о проблемах электроснабжения

Погода на завтра.

Поиск в блоге

Категории в блоге

Заметки блога

Статья рассчитана на тех, кто имеет познания в электротехнике в объеме средней школы и желает ознакомиться с применением электротехнических расчетов в некоторых случаях повседневной жизни. Отзывы и пожелания по добавлению других расчетов просьба писать в комментариях.

Содержание разделов:

  1. Расчет величины переменного электрического тока при однофазной нагрузке.
  2. Расчет величины постоянного электрического тока.
  3. Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.
  4. Расчет тока в нейтральном проводе при неравномерной активной трехфазной нагрузке.
  5. Расчет мощности по счетчику.
  6. Выбор автоматического выключателя.
  7. Выбор проводов и кабелей до 0,4 кВ.

1. Расчет величины переменного электрического тока при однофазной нагрузке.

Предположим, что у нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 220 вольт.

В доме имеются электроприборы:

1. Для освещения дома установлены 5 электролампочек по 100 ватт каждая и 8 электролампочек мощностью 60 ватт каждая. 2. Электродуховка, мощностью 2 киловатта или 2000 ватт. 3. Телевизор, мощностью 0,1 киловатт или 100 ватт. 4. Холодильник, мощностью 0,3 киловатта или 300 ватт. 5. Стиральная машина мощностью 0,6 киловатт или 600 ватт. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: 1, Определяем суммарную мощность всех приборов: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 ватт 2. Ток, протекающий в проводе при такой мощности определяется по формуле:

Смотрите так же:  Ремонт провода ноутбука

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В) cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: І = 3980 /220 * 0,95 = 19,04 А Вывод: Счетчик выдержит, так как ток в цепи меньше 20 А. Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока.

Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, обычно 220 и коэффициента мощности, 0,95 для бытовой нагрузки, нажать кнопку «Вычислить» и в поле «Ток» появится величина тока в амперах. Если у вас нагрузка в киловаттах, следует перевести ее в ватты, для чего умножить на 1000. Для очистки введенного значения мощности следует нажать кнопку «Очистить». Очистку введенных по умолчанию значений напряжения и косинуса следует произвести клавишей delete переместив курсор в соответствующую ячейку (при необходимости).

Форма расчета для определения тока при однофазной нагрузке.

Такой же расчет можно выполнить для торговой точки, гаража или любого объекта, имеющего однофазный ввод. А как быть, когда известен ток, который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

Преобразуем формулу расчета тока в расчет мощности.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения мощности при однофазной нагрузке.

А какое значение cos φ для других токоприемников? (Внимание! Значения косинуса фи у Вашего оборудования могут отличаться от указанных): Лампы накаливания и электронагревательные приборы с нагревом сопротивлением (cosφ ≈ 1,0) Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cosφ ≈ 0,5) Выпрямительные электролизные установки (cosφ ≈ 0,6) Электродуговые печи (cosφ ≈ 0,6) Индукционные печи (cosφ ≈ 0,2-0,6) Водяные насосы (cosφ ≈ 0,8) Компрессоры (cosφ ≈ 0,7) Машины, станки (cosφ ≈ 0,5) Сварочные трансформаторы (cosφ ≈ 0,4) Лампы дневного света, подключенные через электромагнитный дроссель (cosφ ≈ 0,5-0,6)

2. Расчет величины постоянного электрического тока.

Постоянный ток для быта применяется в основном в электронных приборах, а также в бортовой электросети автомобиля. Допустим, вы решили установить дополнительную фару в автомобиле с лампой мощностью 60 ватт и подключить ее от фары ближнего света. И сразу же возникает вопрос — выдержит ли существующий предохранитель на 10 ампер для фары ближнего света при подключении еще одной фары?

Расчет: Предположим, что мощность лампы фары ближнего света 65 ватт. Подсчитаем ток по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В)

Как мы видим, в отличие от формулы для переменного тока — cos φ — здесь нет. Подставим числа в формулу: І = 65 /12 = 5,42 А 65 Вт — мощность лампы 12 В — напряжение в бортовой сети автомобиля 5,42 А — ток в цепи лампы. Мощность двух ламп в основной и дополнительной фарах составит 60+65 = 125 вт І = 125/12 = 10,42 А Вывод: При подключении 2-х фар, предохранитель, рассчитанный на 10 А может не выдержать, поэтому его желательно заменить на ближайший с большим током уставки.

Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока. Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, нажать кнопку «Вычислить» и в поле «Ток» появится величина тока в амперах. Для очистки следует нажать кнопку «Очистить». Форма расчета для определения постоянного тока.

3. Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.

Теперь предположим, что нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 380/220 вольт. Почему указываются два напряжения — 380 В и 220 В? Дело в том, что при подключении к трехфазной сети в ваш дом заходят 4 провода — 3 фазы и нейтраль (по старому — ноль).

Так вот, напряжение между фазными проводами или иначе — линейное напряжение будет 380 В, а между любой из фаз и нейтралью или иначе фазное напряжение будет 220 В. Каждая из трех фаз имеет свое обозначение латинскими литерами А, В, С. Нейтраль обозначается латинской N.

Таким образом, между фазами А и В, А и С, В и С — будет напряжение 380 В. Между А и N, В и N, С и N будет 220 В и к этим проводам можно подключать электроприборы напряжением 220 В, а значит в доме может быть как трехфазная, так и однофазная нагрузка.

Чаще всего, есть и та и та и ее называют смешанной нагрузкой.

Для начала посчитаем ток при чисто трехфазной нагрузке.

В доме имеются трехфазные электроприборы:

1. Электродвигатель, мощностью 3 киловатта или 3000 ватт.

2. Электроводонагреватель, мощностью 15 киловатт или 15000 ватт.

Вообще-то трехфазные нагрузки принято считать в киловаттах, поэтому, если они записаны в ваттах, их следует разделить на 1000. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: Определяем суммарную мощность всех приборов: 3 кВт + 15 кВт = 18 кВт 2. Ток, протекающий в фазном проводе при такой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в киловаттах (кВт) U — линейное напряжение, В cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: = 28,79 А

Вывод: Счетчик не выдержит, поэтому нужно заменить на ток не менее 30 А. Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения тока при трехфазной нагрузке.

А как быть, когда известен ток трехфазной нагрузки (одинаковый для каждой из фаз), который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

Преобразуем формулу расчета тока в расчет мощности.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения мощности при трехфазной нагрузке.

Теперь посчитаем ток при смешанной трехфазной и однофазной нагрузках.

Итак в дом заведены 3 фазы и электрик, производящий монтаж электропроводки должен стремиться к тому, чтобы фазы были нагружены равномерно, хотя так получается далеко не всегда.

В нашем доме получилось, к примеру, так: — фаза А и нейтраль с напряжением между ними, как мы уже знаем — 220 В заведены в гараж и скважину а также освещение двора, общая нагрузка — 12 лампочек по 100 ватт, электронасос 0,7 кВт или 700 ватт. — фаза В и нейтраль с напряжением между ними — 220 В заведены в дом, общая нагрузка 1800 ватт. — фаза С и нейтраль с напряжением между ними — 220 В заведены в летнюю кухню, общая нагрузка электропечки и ламп — 2,2 кВт.

Имеем однофазные нагрузки: по фазе А нагрузку 1900 ватт, по фазе В — 1800 ватт, по фазе С — 2200 ватт, суммарно по трем фазам 5,9 кВт. Кроме того, на схеме показаны и трехфазные нагрузки 3 кВт и 15 кВт, а значит общая мощность смешанной нагрузки составит 23,9 кВт.

Вводим по очереди значения этих мощностей в форму расчета при однофазной нагрузке с напряжением 220 В и вычисляем токи.

Для фазы А будет — 9,09 А, для В — 8,61 А, для С — 10,53 А. Но у нас по проводам всех трех фаз уже проходит ток трехфазной нагрузки, поэтому, чтобы узнать суммарное значение тока в каждой из фаз, надо просто сложить токи трехфазной и однофазной нагрузок. Фаза А 28,79 А + 9,09 А = 37,88 А Фаза В 28,79 А + 8,61 = 37,40 А Фаза С 28,79 А + 10,53 = 39,32 А. Наибольший ток смешанной нагрузки в фазе С.

А как быть, когда известен ток смешанной трехфазной нагрузки (разный для каждой из фаз), который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

В таком случае необходимо определить потребляемую мощность каждой из трех фаз по форме расчета для определения мощности при однофазной нагрузке и затем просто сложить эти мощности, что и даст нам общую мощность смешанной трехфазной нагрузки. Воспользовавшись примером для смешанной нагрузки, мы видим, что общий ток по фазе А составил 37,88 А, фазе В — 37,40 А, фазе С — 39,32 А.

По форме расчета для определения мощности при однофазной нагрузке определим потребляемые мощности каждой из фаз, не забывая переводить ватты в киловатты путем деления на тысячу. Фаза А — 7,9 кВт, фаза В — 7,8 кВт, фаза С — 8,2 кВт.

Сложим три мощности и получим 23,9 кВт — то же значение мощности, что и в примере.

4. Расчет тока в нейтральном проводе при неравномерной активной трехфазной нагрузке.

Довольно часто возникает необходимость узнать величину тока в нейтральном (по-старому нулевом) проводе при неравномерной нагрузке в трехфазной сети. Существующие методы графический или математический очень неудобны.

Графический – из-за необходимости чертежных работ, а математический — по причине необходимости применения комплексных чисел и логарифмов.

Пришлось разработать простой порядок расчета в котором, для наглядности, показан графический метод, но сам расчет выполнен тригонометрическим методом.

Итак, посмотрим схему трехфазной сети на которой, в качестве примера, токи в фазах А, В и С равны 10, 30 и 20 А соответственно.

На векторной диаграмме слева мы видим векторы этих токов и добавленные вертикальную ось Y и горизонтальную ось Х. В правой части диаграммы показано сложение этих векторов путем переноса параллельно самим себе и присоединения начала следующего вектора к окончанию предыдущего.

Вектор тока в нейтральном проводе IN, полученный как результат сложения показан вместе со своими проекциями на ось Х — INX и ось Y — INY.

Тригонометрический расчет мы начнем как раз с определения проекций тока в нейтральном проводе путем суммирования проекций токов фаз А, В и С на оси X и Y.

Так, проекцию тока фазы В на ось Х — I можно считать катетом, величина которого является произведением полного значения тока IB (гипотенузы) на косинус угла 30 0 .

I = IB · cos30 0 , подставив значения – получим I = 30 · 0,866025 = 25,98

Проекцию тока фазы В на ось Y — IBY можно считать вторым катетом, величина которого является произведением полного значения тока IB (гипотенузы) на косинус угла 60 0 , но при этом, глядя на векторную диаграмму, следует учесть, что эта проекция находится в области отрицательных значений оси Y, поэтому для получения отрицательного числа добавляем в формулу (-1).

IBY = IB · cos60 0 · (-1), подставив значения – получим IBY = 30 · 0,5 · (-1) = — 15.

Для фазы С все проекции находятся в области отрицательных значений и по аналогии с фазой В формулы расчета будут следующими:

ICX = IC · cos30 0 · (-1), подставив значения – получим ICX = 20 · 0,866025 · (-1) = — 17,32.

ICY = IC · cos60 0 · (-1), подставив значения – получим ICY = 20 · 0,5 · (-1) = — 10.

C фазой А совсем просто.

Сложив все проекции по оси Х, мы получим Х – проекцию тока в нейтральном проводе, а по оси Y, его Y — проекцию.

Полное значение тока в нейтральном проводе вычисляем по теореме Пифагора как корень квадратный от суммы квадратов катетов INX и INY.

Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока в нейтральном проводе.

Чтобы произвести расчет необходимо ввести значения токов в фазах А, В, С и нажать кнопку «Вычислить».

В случае, если нам известны только мощности по каждой фазе, значения токов в фазе А,В и С можно узнать введя значения мощностей в форму расчета тока при однофазной нагрузки, которая размещена в начале статьи. При этом не забываем, что косинус фи для активной нагрузки равен единице.

Конечно, можно было бы разработать расчет в котором учитывались бы и реактивные нагрузки, но это привело бы к его значительному усложнению, да и к тому же подавляющая часть нагрузок в обычных сетях является активной, потому значащих отклонений реальных токов от полученных в данном расчете быть не должно.

5. Расчет мощности по счетчику.

Мы уже знаем как определить величину подключенной электрической мощности (нагрузки), если известны мощности каждого электроприбора или величина тока одно- или трехфазной нагрузки, измеренная амперметром или токоизмерительными клещами.

Но чаще всего бывает так, что табличек с указанием мощности на электроприборах нет, амперметров или токоизмерительных клещей тоже нет, а из измерительных приборов есть только электросчетчик.

Его-то нам и вполне достаточно, чтобы определить мощность, причем двумя методами. Но, для начала, вспомним, что такое электроэнергия, которую считает счетчик. Если подключить электроприбор мощностью 1 кВт на 1 час, то счетчик посчитает 1 кВт.час, то есть 1 киловатт умноженный на 1 час. Соответственно при нагрузке 0,5 кВт за 2 часа получится тоже 1 кВт.ч., а при нагрузке 3 кВт за 4 часа получится потребленная электроэнергия — 12 кВт.ч. ну и так далее и тому подобное.

Итак, воспользуемся первым методом. Допустим, показание счетчика в 9 часов утра было 45684 а в 21 час вечера того же дня стало 45708. Разница между последним и первым показанием составила 24 кВт.ч. Таким образом, за 12 часов средняя потребляемая мощность была 24 кВт.ч : 12 часов = 2 кВт. Средней эта мощность является потому, что за это время обычно одни электроприборы включаются а другие выключаются.

Не имеет значения, по какому счетчику, трехфазному или однофазному, мы определили среднюю мощность. Но средние токи для для однофазной и трехфазной нагрузок будут разные, причем ток трехфазной нагрузки будет в 3 раза меньше.

Проверим токи нагрузок: по форме расчета для определения тока при однофазной нагрузке, — 9,57 А, а для трехфазной, при условии равномерного распределения нагрузки по фазам — по форме расчета для определения тока при трехфазной нагрузке — 3,2 А. К сожалению у этого способа тот недостаток, что приходится довольно долго ждать, пока показания счетчика изменятся. Поэтому по нему мы не можем определить кратковременное значение подключенной мощности.

Смотрите так же:  Масса провода ас 70

К примеру, если необходимо определить мощность всех подключенных электроприборов, или одного наиболее мощного электроприбора, то не представляется целесообразным держать их включенными несколько часов подряд. Для такого случая лучше воспользоваться другим способом, когда для определения мощности достаточно нескольких десятков секунд или минуты.

Определение мощности по однофазному счетчику.

Перед нами фотография однофазного электросчетчика. Обратим внимание на надпись на табличке счетчика: 6400 imp/kWh.Это постоянная счетчика, которая обозначает количество импульсов индикатора на 1 потребленный киловаттчас. На нашей фотографии это 6400 имп/кВтч. Черта под этой надписью показывает на индикатор, который периодически мигает при каждом поступающем на него импульсе.

Возьмем секундомер — такая функция есть во многих мобильных телефонах и посчитаем количество импульсов за двадцать секунд. Допустим, у нас получилось 30. Дальше рассуждаем так: в одном часе 3600 секунд, а значит за час было-бы 3600/20 х 30 = 5400 импульсов. Но если, согласно постоянной, счетчика 6400 импульсов — это 1 кВт.ч, то соответственно 5400/6400 х 1 = 0,844 кВт.ч за 1 час или потребляемая в течение времени замера — 20 секунд мощность составила 0,844 киловатта.

Все наши рассуждения короче можно выразить формулой:

где Р — мощность (кВт), n — количество миганий индикатора на счетчике (шт),

А — постоянная счетчика (имп/кВт.ч)

t — время проведения замера (сек).

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить». Форма расчета для определения мощности через счетчик.

Определение мощности по трехфазному счетчику.

Трехфазный счетчик определяет количество потребленной электроэнергии сразу по трем фазам, поэтому у него 3 индикатора на которые выводятся импульсы по каждой из фаз. Для фазы А — индикатор желтого цвета, фазы В — зеленого, фазы С — красного. Понятно, что мощность можно определять для каждой из фаз, подсчитывая импульсы за определенное время для каждого индикатора. Затем по формуле или форме расчета для определения мощности через однофазный счетчик подсчитываем потребляемую мощность в каждой фазе и суммируем все три мощности чтобы узнать общую мощность трехфазной нагрузки.

На фотографии трехфазного счетчика мы видим слева индикаторы импульсов, обозначенные вертикально расположенными буквами А, В, С — по наименованию фаз. Чуть выше написана постоянная счетчика — 8000 imp/kWh и слева от нее индикатор, определяющий количество импульсов сразу для трех фаз. Подсчитав импульсы на этом индикаторе, мы можем по той же формуле или форме расчета для определения мощности через счетчик сразу определить общую мощность трехфазной нагрузки.

Но, если в дальнейшем нас будут интересовать токи в каждой из фаз, а они при смешанной нагрузке разные, о чем мы писали в предыдущем разделе, то необходимо определять мощности каждой фазы, чтобы затем по наибольшему току выбирать оборудование и провода.

А как быть с индукционными счетчиками у которых только вращающийся диск а индикаторов нет?

Постоянная счетчика или ее еще называли передаточным числом — в индукционных счетчиках есть. В этом случае придется считать количество оборотов диска на 1 кВтч (лучше всего по метке на диске) за определенное время, а расчет мощности останется таким же. Правда, в трехфазных индукционных счетчиках диск только один, поэтому определить мощность для каждой из фаз мы не сможем, и придется подсчитывать только общую мощность всех трех фаз.

6. Выбор автоматического выключателя.

В разделах, описывающих расчет величины тока, мы ознакомились как определить величину тока при различных видах нагрузок. Зная величину тока для нашей конкретной нагрузки (мощности) а ваттах или киловаттах и определив по ней величину тока, протекающего в нашей электрической цепи, мы легко можем определить, какое электрооборудование нам устанавливать. С одной стороны, надо знать какая величина тока не вызовет его повреждения, а с другой стороны – надо руководствоваться экономической целесообразностью и не устанавливать дорогое оборудование, рассчитанное на большие токи. А в случае с автоматическими выключателями еще и надо их выбирать так, чтобы была обеспечена защита от перегрузки и короткого замыкания в нашей электрической цепи.

Для начала узнаем, для чего предназначен автоматический выключатель и ознакомимся с его устройством и характеристиками а затем на примерах выберем автоматические выключатели для однофазной и трехфазной нагрузок.

Предназначение.

Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Устройство.

Автоматический выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, часто имеет крепление для монтажа на DIN-рейку.

Включение-отключение производится рычажком (1 на рисунке), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов.

Выключение путем расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным через механизм свободного расцепления при перегрузках и коротких замыканиях, а в некоторых типах выключателей и при исчезновении напряжения в первичной цепи.

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен не только для отключения автоматического выключателя но и для устранения его повторного включения без взвода механизма повторного отключения, который, после остывания биметаллической пластины, производится путем перемещения рычажка в положение 0 — отключено.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока и может изменяться от секунд до часа. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6).

В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока.

Характеристики.

1) Характеристика MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.

2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,13 от номинального. При этом время до отключения составит более 1 часа. При токе 1,25 от номинального срабатывание должно произойти менее чем за 1 час. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три раза, гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды. Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.

3) Характеристика В. Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный не в два, а в три и более раз. Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при пятикратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока. Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.

4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного. Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.

5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной перегрузке по току. Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз. Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.

7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.

Классификация.

1. По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока. Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи выключателя выбирают из ряда: 0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 160; 250; 400; 630; 1 000; 1 600; 2 500; 4 000; 6 300 А.Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи для тепловых расцепителей: 1 500; 3 000; 3 200 А.

2. По конструкции: * АСВ — воздушный автоматический выключатель от 800 А до 6 300 А, * МССВ — выключатель в литом корпусе от 10 А до 2500 А , * МСВ — модульные автоматические выключатели от 0,5 А до 125 А.

3. По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трехполюсные; четырёхполюсные.

4. По наличию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.

5. По видам расцепителей: с максимальным тепловым расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.

6. По характеристике выдержки времени максимальных тепловых расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.

7. По наличию свободных контактов («блок-контактов» для вторичных цепей): с контактами; без контактов.

8. По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние — с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).

9. По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.

10. По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки в соответствии с требованиями ГОСТ 14255.

Отключение.

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о 0 С

Похожие статьи:

  • Провода на свечи бмв е34 БМВ 5 (Е34). Свечи зажигания Свеча зажигания состоит из центрального электрода, изолятора, корпуса и бокового электрода (электрода массы). Центральный электрод герметично закреплен в изоляторе, а изолятор жестко связан с корпусом. Между […]
  • Белый и черный провода где плюс какого цвета провод плюс и минус? в зарядном устройстве 2 провода черный и белый . где плюс где минус? какого цвета провод плюс и минус? в зарядном устройстве 2 провода черный и белый . где плюс где минус? можно определить с помощью […]
  • Электрические схемы микроволновых печей самсунг Электрические схемы микроволновых печей Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера. Силовая часть […]
  • Отличие провода пунп от ввг Чем отличается ВВГ от ПУНП? Чем отличается ВВГ от ПУНП? Вроде сечение одинаковое, изоляция двойная. Можно ли проводку делать ПУНПом, если она заштукатуривается? Сырьём для ПВХ, методикой испытаний. Этот кабель выпускается по ГОСТ, а […]
  • Физик заземление Физика для Детей: З - значит Заземление (6 выпуск) 8 комментариев это скорее для даунов, чтоле -_- смотреть вообще не приятно Чувырла уж прям вполне отталкивающая Глупо как-то рассказано. Да и татух у ведущей нет и в носу без кольца. А […]
  • Гибкие провода гост ПВС 4х4 провод гибкий ГОСТ ПВС-это гибкий провод с медными многопроволочными скрученными жилами в ПВХ изоляции и ПВХ оболочке. ПО последней букве в маркировке "С"-что обозначает соединительный, ясно что кабель в основном используется для […]