Como escolher um disjuntor para energia de carga

O uso correto de dispositivos de proteção evita choques elétricos, a ocorrência e o desenvolvimento de situações de emergência. A escolha correta da máquina de acordo com a potência de carga é necessária para a criação de novas e modernização das redes de alimentação operadas.

Para que servem os disjuntores e como funcionam

Os dispositivos desta categoria são capazes de registrar um consumo excessivo de energia elétrica. Isso acontece quando há um curto-circuito ou quando cargas de alta potência ou reativas são conectadas. Em tais situações, o disjuntor desconecta a fonte de alimentação de 220 (380) V sem a intervenção do usuário.

Duas tecnologias são usadas no projeto padrão para realizar as funções indicadas. Com um rápido aumento na intensidade da corrente acima do nível determinado pelo cálculo, o solenóide cria um campo magnético que move a haste. Através de um acionamento mecânico, esta unidade abre o grupo de contatos. Os parâmetros do nó são calculados levando em consideração as cargas iniciais para excluir falsos alarmes.

A segunda proteção é organizada usando um fenômeno bem conhecido - aquecer um condutor pela passagem de uma corrente. A seção correspondente da corrente é criada a partir de uma placa bimetálica. Conforme a temperatura aumenta, ele muda de forma até que o contato se quebre. Alguns modelos de máquinas de venda automática fornecem um ajuste especial para ajustar o nível de sensibilidade.

Por que a incompatibilidade do cabo com a carga da rede é perigosa?

Os possíveis problemas são mais fáceis de entender com um exemplo específico. Dados iniciais:

• fonte de alimentação padrão com tensão alternada U = 220 V;
• o apartamento tem fiação de alumínio antiga (seção 2,5 mm²);
• amperagem da máquina - 30 A;
• São conectados 6 convetores de 750 W cada e um ferro de 850 W.

Pagamento:

• potência total (P) dos consumidores - 5 350 W;
• a corrente (I) no circuito é calculada pela fórmula I = P / U = 5 350/220 = 24,32 A).

A máquina não funcionará em tal situação (30> 24,32A). Essa corrente vai aquecer muito o fio de alumínio, derreter o isolamento. O circuito destruído por um curto-circuito terá que ser restaurado, o que é difícil na instalação de redes dentro de estruturas de edifícios. Na pior situação, ativos materiais significativos serão destruídos pelo fogo.

De acordo com os padrões "PUE" para um condutor com os parâmetros considerados, a potência de carga quando conectado a uma rede monofásica 220V não deve exceder 4,4 kW. O limite de corrente correspondente é 20 A. O desenvolvimento negativo da situação pode ser facilitado por "torções", óxidos e outros defeitos nas juntas.

Proteção de elo fraco

Além da seção transversal, ao escolher os produtos de cabo adequados, deve-se prestar atenção às condições reais de operação.Os valores normalizados são dados para aquecimento até uma temperatura não superior a + 60 ° C. Ao instalar a linha em um local próximo a uma casa de campo, é necessário fornecer proteção contra umidade e outras influências externas adversas.

Todas as partes da rede elétrica são verificadas cuidadosamente. A regra básica é uma proteção confiável, levando em consideração o desempenho do site com os piores parâmetros. Deve-se ter em mente que o cobre é projetado com a mesma seção transversal para cargas pesadas em comparação com o alumínio. A pureza do metal tem alguma importância. À medida que as impurezas aumentam, a condutividade se deteriora e as perdas de aquecimento desnecessárias e perigosas aumentam.

Dispositivo de fiação interna

Em tais objetos imobiliários, as seguintes soluções padrão são usadas para criar um sistema de fornecimento de energia de alta qualidade:

• uma máquina introdutória deve ser colocada antes do balcão;
• atrás do dispositivo de controle, um dispositivo geral de corrente residual (RCD) é montado;
• equipar ainda mais as linhas individuais com interruptores automáticos (AB).

O RCD evita acidentes que provocam correntes de fuga. Em algumas situações, evita choques elétricos. No entanto, medidas de proteção complexas são executadas usando disjuntores. Certifique-se de usar um aterramento eficaz.

Como regra, é conveniente colocar vários grupos na cozinha para distribuir uniformemente as cargas. É especialmente recomendado selecionar cuidadosamente a distribuição de consumidores poderosos:

• fogões;
• fornos;
• caldeiras de aquecimento, caldeiras, aquecedores de fluxo;
• convectores elétricos, pistolas de calor;
• condicionadores.

O diagrama de fiação possui uma estrutura em árvore. A partir da linha central do “tronco” faça os ramais necessários do “ramal” para conectar tomadas e interruptores.

Como calcular a classificação de um disjuntor

A principal função do AB é proteger a fiação elétrica. Por esse motivo, primeiro certifique-se de que a classificação do switch em amperes, a seção transversal e o material (cobre, alumínio) dos núcleos dos cabos sejam iguais.

Determinação do poder total dos consumidores

A quantidade de eletricidade necessária para o funcionamento das lâmpadas e outros produtos é indicada na documentação que acompanha. A potência está indicada na caixa. Esses dados podem ser obtidos no site oficial do fabricante. No entanto, simplesmente somar os quilowatts não é suficiente.

Componente ativo e nominal

O algoritmo de cálculo simples mostrado no exemplo descreve uma situação de carga resistiva. É este componente (potência ativa - P) que está indicado no passaporte técnico do produto correspondente. É determinado pelo medidor para pagamentos regulares da energia consumida.

No entanto, ao conectar uma máquina-ferramenta ou outro equipamento com um acionamento elétrico, deve-se levar em consideração o componente indutivo. Eles agem da mesma maneira se houver um capacitor no circuito.

Fórmulas e explicações:

• P = S * cos ϕ;
• Q = S * sen ϕ;
• S = P / cos ϕ;
• ϕ é o ângulo entre os vetores P e S (deslocamento de fase).

O componente reativo (Q) refere-se à troca cíclica de energia entre a fonte de alimentação e a carga. A soma dos vetores P e Q ajudará a determinar a potência aparente final (S).

Correntes iniciais aumentadas

Ligar uma bomba potente (outra carga reativa) é acompanhado por uma corrente de pico e um processo oscilatório subsequente com uma transição para um modo de operação normal. A duração do pulso, como regra, não excede 1,5-2 segundos. Esta duração é insuficiente para aquecer a placa bimetálica. Mas isso pode ser suficiente para mover a haste do solenóide.

A lista contém níveis de ultrapassagem típicos que ativarão o disparo do solenóide. Entre parênteses, os atrasos de tempo são dados até que o circuito seja interrompido pela placa bimetálica (seg):

• A - 30% (20-30);
• B - 200% (4-5);
• C - 5 vezes (1,5);
• D - 10 vezes (0,4).

Os modos correspondentes foram levados em consideração ao criar padrões de perfil.Para evitar desligamentos errôneos, é necessário selecionar o tipo apropriado de máquina.

Contabilidade do fator de demanda

Este fator de correção (Кс) é usado para levar em consideração as cargas em condições reais de operação: Calculado = S * Кс. Seu valor (faixa de 0 a 1) indica o número de consumidores conectados. Este método é conveniente para a realização de projetos de escritórios e industriais, o que implica a utilização do mesmo tipo de equipamento: máquinas, computadores, etc.

Para tarefas domésticas, não é difícil tirar a conclusão correta com base em uma verificação elementar. É difícil imaginar uma situação em que um ar condicionado seja usado simultaneamente em uma sala para resfriamento e o ar seja aquecido com um aquecedor com ventilador.

Cálculo do consumo de energia

As fórmulas de deslocamento de fase fornecidas são usadas para corrigir cargas indutivas e capacitivas. Os resistivos são considerados de acordo com os dados do passaporte sem recálculo. O valor de cos ϕ é obtido da documentação anexa.

Você pode calcular a amperagem da seguinte forma:

• P / U - fontes de alimentação constantes, cargas resistivas;
• P / (U * cos ϕ) = P / (220 * cos ϕ) - uma fase, ~ 220 V, características reativas do consumidor;
• P / (U * √3 * cos ϕ) = P / (380 * 1,7321 * cos ϕ) - rede trifásica ~ 380 V, parâmetros indutivos (capacitivos) do equipamento.

Você pode medir tensões reais usando um multímetro. O método de execução das operações de trabalho é fornecido nas instruções oficiais do fabricante.

Escolha da seção transversal dos condutores

As informações necessárias sobre as capacidades de carga estão contidas na documentação oficial dos fabricantes de cabos. Recomenda-se escolher uma seção transversal maior da série para excluir superaquecimento e danos durante a operação. De acordo com as regras atuais, condutores com área de 1,5 mm ou mais são adequados para instalações residenciais.

Levando em consideração o aumento da relação peso / potência dos objetos imobiliários modernos, a capacidade mínima da rede não será suficiente. Os especialistas aconselham a conexão de equipamentos adicionais como parte da modernização subsequente.

Avaliações atuais do disjuntor

O valor limite da classificação é determinado pela fórmula Inom ≤ Ipr / 1,45, onde Ipr é a corrente contínua permitida para uma determinada fiação. Se você planeja instalar uma rede, proceda da seguinte forma:

• esclarecer o esquema de conexão dos consumidores;
• coletar dados técnicos, medir tensão;
• de acordo com o esquema apresentado, eles são calculados separadamente, as correntes em circuitos individuais são somadas;
• para cada grupo, é necessário selecionar uma máquina automática que suporte a carga correspondente;
• determine os produtos de cabo com uma seção transversal adequada do condutor.

Se as redes forem instaladas em portões e cobertas com gesso, a desmontagem é muito difícil. Neste caso, a seleção da máquina sobre a seção do cabo é usada. Eles começam com uma avaliação das capacidades de carga das linhas existentes. Este resultado é usado para avaliar modelos adequados de dispositivos de proteção. Além disso, os consumidores são divididos em grupos, levando em consideração a capacidade total (uso compartilhado).

As regras para escolher a denominação

Para conclusões corretas, é necessário levar em consideração as peculiaridades dos equipamentos conectados. Se a corrente total calculada for de 19 amperes, os usuários preferem comprar um dispositivo de 25A. Esta solução pressupõe a possibilidade de aplicar cargas adicionais sem restrições significativas.

No entanto, em algumas situações é melhor escolher um disjuntor de 20A. Isso proporciona um tempo relativamente mais curto para desligar quando a corrente aumenta (aumento de temperatura) com um seccionador bimetálico. Essa precaução ajudará a manter o enrolamento do motor intacto quando o rotor for bloqueado por um acionamento emperrado.

Tempos de resposta diferentes são úteis para garantir a operação seletiva do equipamento de proteção. Dispositivos com menor latência são instalados nas linhas.Em caso de emergência, apenas a parte danificada é desconectada da eletricidade. A máquina introdutória não terá tempo de desligar. O fornecimento de energia através de outros circuitos é útil para manter a iluminação, sinalização e outros sistemas de engenharia em funcionamento.

Seleção da máquina por força

As etapas de trabalho individuais são simplificadas usando calculadoras especializadas. Esses programas fornecem informações e sites de referência gratuitamente. Mas a seleção da máquina em termos de potência terá que ser feita com base em equipamento real.

Algoritmo típico:

• especificar os dados iniciais sobre o consumo de dispositivos individuais;
• distribuir em grupos, especificar os valores totais;
• os resultados obtidos são usados ​​para selecionar o equipamento de proteção.

Este parâmetro denota a preservação da funcionalidade com um excesso múltiplo de cargas atuais (tempos):

• B (3-5);
• C (5-10);
• D (40-50).

Os requisitos para os modelos de máquinas são formados levando em consideração a classificação e a classe de capacidades de comutação. O equipamento de proteção é escolhido com uma margem para garantir a operabilidade em caso de emergência.

Forma tabular

Os materiais de referência indicam quanta potência de carga pode ser aplicada se as máquinas forem instaladas em diferentes redes de energia. Exemplo para o modelo 2 A (valores em kW):

• 220 V, 1 (2) pólos, conexão monofásica - 0,4;
• 380 V, 3 pólos, "triângulo" - 2,3;
• 380 V, 4º pólo, "estrela" - 1,3.

O resultado deve ser aumentado para o valor mais próximo na faixa do modelo para confiabilidade.

Forma gráfica

Esta técnica aplica princípios semelhantes. Mas os parâmetros de teste são apresentados em uma forma gráfica clara.

Nuances de escolha

Em qualquer caso, a escolha de um disjuntor de corrente (potência) é feita com uma margem. Os especialistas recomendam o uso de um fator de multiplicação de 1,4-1,6. Ao mesmo tempo, a capacidade da fiação de suportar a carga máxima é verificada.

Cálculo da máquina para a seção da fiação

Para uma rede doméstica típica, os dados podem ser obtidos da seguinte tabela:

A escolha de um disjuntor pelo tamanho do cabo ajuda a proteger a fiação. Esta técnica é recomendada por especialistas experientes. Se a área for desconhecida, ela é calculada usando uma fórmula geométrica típica, levando em consideração o diâmetro medido (D) do condutor: S = (π * D2) / 4 = 0,785 * D2.

Fórmula para calcular a potência por corrente e tensão

Para cálculos sobre esses parâmetros, são utilizadas as definições de potência total (S), ativa (P) e reativa (Q). As seguintes fórmulas são adequadas para o cálculo de redes monofásicas de 220 V:

• S = U * I;
• P = U * I * cos ϕ;
• Q = U * I * sin ϕ.

Os dados iniciais para o cálculo podem ser obtidos nos livros de referência. Os resultados da medição também são usados.

Carga ativa

Lâmpadas incandescentes e aquecedores não são reativos. Essas cargas não mudam as fases das correntes e tensões. A energia é totalmente consumida com o dobro da frequência.

Carga capacitiva

Quando o capacitor é conectado à rede elétrica CA, a energia é trocada em ambas as direções. Este processo não é acompanhado de trabalho útil.

Impacto negativo da carga reativa

Nas explicações fornecidas, é considerada a situação ideal. Porém, na realidade, cada elemento reativo possui uma determinada resistência elétrica. Esteja ciente das perdas correspondentes nos fios de conexão e outros componentes do circuito.

Com valores significativos do componente capacitivo (indutivo), os problemas observados devem ser levados em consideração. Em alguns esquemas, além de aumentar a capacidade de carga das máquinas, são usados ​​componentes de compensação adicionais.

Quais correntes são usadas para máquinas de calcular

A potência do dispositivo de proteção é selecionada de acordo com a corrente da fiação (valor calculado ou tabular), levando em consideração o consumo da carga conectada.A classificação da máquina é escolhida menos para manter a integridade da linha de alimentação durante a operação. Em diferentes partes da rede, os condutores da seção correspondente são instalados, guiados pelos princípios de uma estrutura em árvore.

A redução intencional da classificação do disjuntor é permitida ao conectar cargas com consumo de energia reduzido. Esta opção implica o uso de linhas com uma grande margem atual. Esta solução protege melhor o equipamento conectado contra danos.