Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Таблица выбор автомата по мощности нагрузки


Выбор автомата по мощности нагрузки и сечению провода

Содержание статьи

Выбор автомата по мощности нагрузки

Для выбора автомата по мощности нагрузки необходимо рассчитать ток нагрузки, и подобрать номинал автоматического выключателя больше или равному полученному значению. Значение тока, выраженное в амперах в однофазной сети 220 В., обычно превышает значение мощности нагрузки, выраженное в киловаттах в 5 раз, т.е. если мощность электроприемника (стиральной машины, лампочки, холодильника) равна 1,2 кВт., то ток, который будет протекать в проводе или кабеле равен 6,0 А(1,2 кВт*5=6,0 А). В расчете на 380 В., в трехфазных сетях, все аналогично, только величина тока превышает мощность нагрузки в 2 раза.

Можно посчитать точнее и посчитать ток по закону ома I=P/U —  I=1200 Вт/220В =5,45А. Для трех фаз напряжение будет 380В.

Можно посчитать еще точнее и учесть cos φ — I=P/U*cos φ.

 

Коэффициент мощности

это безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига или cos φ

Косинус фи возьмем из таблицы 6.12 нормативного документа СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»

Таблица 1. Значение Cos φ в зависимости от типа электроприемника

Тип электроприемникаcos φ
Холодильное  оборудование
предприятий торговли и
общественного питания,
насосов, вентиляторов и
кондиционеров воздуха
при мощности
электродвигателей, кВт:
до 10,65
от 1 до 40,75
свыше 40,85
Лифты и другое
подъемное оборудование
0,65
Вычислительные машины
(без технологического
кондиционирования воздуха)
0,65
Коэффициенты мощности
для расчета сетей освещения
следует принимать с лампами:
люминесцентными0,92
накаливания1,0
ДРЛ и ДРИ с компенсированными ПРА0,85
то же, с некомпенсированными ПРА0,3-0,5
газосветных рекламных установок0,35-0,4

Примем наш электроприемник мощностью 1,2 кВт. как бытовой однофазный холодильник на 220В, cos φ примем из таблицы 0,75 как двигатель от 1 до 4 кВт.
Рассчитаем ток I=1200 Вт / 220В * 0,75 = 4,09 А.

Теперь самый правильный способ определения тока электроприемника — взять величину тока с шильдика, паспорта или инструкции по эксплуатации. Шильдик с характеристиками есть почти на всех электроприборах.

Автоматические выключатели EKF

Общий ток в линии(к примеру розеточной сети) определяется суммированием тока всех электроприемников. По рассчитанному току выбираем ближайший  номинал автоматического автомата в большую сторону. В нашем примере для тока 4,09А это будет автомат на 6А.

 

 

ВАЖНО!

Очень важно отметить, что выбирать автоматический выключатель только по мощности нагрузки является грубым нарушением требований пожарной безопасности и может привести к возгоранию изоляции кабеля или провода и как следствие к возникновению пожара. Необходимо при выборе учитывать еще и сечение провода или кабеля.

По мощности нагрузки более правильно выбирать сечение проводника. Требования по выбору изложены в основном нормативном документе для электриков под названием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), а точнее в главе 1.3. В нашем случае, для домашней электросети, достаточно рассчитать ток нагрузки, как указано выше, и в таблице ниже выбрать сечение проводника, при условии что полученное значение ниже длительно допустимого тока соответствующего его сечению.

Выбор автомата по сечению кабеля

Рассмотрим проблему выбора автоматических выключателей для домашней электропроводки более подробно с учетом требований пожарной безопасности.Необходимые требования изложены главе 3.1 «Защита электрических сетей до 1 кВ.», так как напряжение сети в частных домах, квартирах, дачах равно 220 или 380В.

Расчет сечения жил кабеля и провода

 

Напряжение 220В.

– однофазная сеть используется в основном для розеток и освещения.
380В. – это в основном сети распределительные – линии электропередач проходящие по улицам, от которых ответвлением подключаются дома.

Согласно требованиям вышеуказанной главы, внутренние сети жилых и общественных зданий должны быть защищены от токов КЗ и перегрузки. Для выполнения этих требований и были изобретены аппараты защиты под названием автоматические выключатели(автоматы).

 

Автоматический выключатель «автомат»

это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких, как токи короткого замыкания и перегрузки.

 

Короткое замыкание (КЗ)

э- лектрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать в результате нарушения изоляции токоведущих элементов или механического соприкосновения неизолированных элементов. Также, коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания.

 

Ток перегрузки

– превышающий нормированное значение длительно допустимого тока и вызывающий перегрев проводника.Защита от токов КЗ и перегрева необходима для пожарной безопасности, для предотвращения возгорания проводов и кабелей, и как следствие пожара в доме.

 

Длительно допустимый ток кабеля или провода

– величина тока, постоянно протекающего по проводнику, и не вызывающего чрезмерного нагрева.

Кабели ВВГнг с медными жилами

Величина длительно допустимого тока для проводников разного сечения и материала представлена ниже.Таблица представляет собой совмещенный и упрощенный вариант применимый для бытовых сетей электроснабжения, таблиц № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ.

Сечение
токо-
проводящей
жилы, мм
Длительно допустимый
ток, А, для проводов
и кабелей с медными жилами.
Длительно допустимый
ток, А, для проводов
и кабелей с алюминиевыми жилами.
1,519
2,52519
43527
64232
105542
167560
259575
3512090
50145110

Выбор автомата по току короткого замыкания КЗ

Выбор автоматического выключателя для защиты от КЗ (короткого замыкания) осуществляется на основании расчетного значения тока КЗ в конце линии. Расчет относительно сложен, величина зависит от мощности трансформаторной подстанции, сечении проводника и длинны проводника и т.п.

Из опыта проведения расчетов и проектирования электрических сетей, наиболее влияющим параметром является длинна линии, в нашем случае длинна кабеля от щитка до розетки или люстры.

Т.к. в квартирах и частных домах эта длинна минимальна, то такими расчетами обычно пренебрегают и выбирают автоматические выключатели с характеристикой «C», можно конечно использовать «В», но только для освещения внутри квартиры или дома, т.к. такие маломощные светильники не вызывают высокого значения пускового тока, а уже в сети для кухонной техники имеющей электродвигатели, использование автоматов с характеристикой В не рекомендуется, т.к. возможно срабатывание автомата при включении холодильника или блендера из-за скача пускового тока.

Выбор автомата по длительно допустимому току(ДДТ) проводника

Выбор автоматического выключателя для защиты от перегрузки или от перегрева проводника осуществляется на основании величины ДДТ для защищаемого участка провода или кабеля. Номинал автомата должен быть меньше или равен величине ДДТ проводника, указанного в таблице выше. Этим обеспечивается автоматическое отключение автомата при превышении ДДТ в сети, т.е. часть проводки от автомата до последнего электроприемника защищена от перегрева, и как следствие от возникновения пожара.

Провода ПУГНП и ШВВП

Пример выбора автоматического выключателя

Имеем группу от щитка к которой планируется подключить посудомоечную машину -1,6 кВт, кофеварку – 0,6 кВт и электрочайник – 2,0 кВт.

Считаем общую нагрузку и вычисляем ток.

Нагрузка = 0,6+1,6+2,0=4,2 кВт. Ток = 4,2*5=21А.

Смотрим таблицу выше, под рассчитанный нами ток подходят все сечения проводников кроме 1,5мм2 для меди и 1,5 и 2,5 по алюминию.

Выбираем медный кабель с жилами сечением 2,5мм2, т.к. покупать кабель большего сечения по меди не имеет смысла, а алюминиевые проводники не рекомендуются к применению, а может и уже запрещены.

Смотрим шкалу номиналов выпускаемых автоматов — 0.5; 1.6; 2.5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

Автоматический выключатель для нашей сети подойдет на 25А, так как на 16А не подходит потому что рассчитанный ток (21А.) превышает номинал автомата 16А, что вызовет его срабатывание, при включении всех трех электроприемников сразу. Автомат на 32А не подойдет потому что превышает ДДТ выбранного нами кабеля 25А., что может вызвать, перегрев проводника и как следствие пожар.

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В.

Номинальный ток автоматического выключателя, А.Мощность, кВт.Ток,1 фаза, 220В.Сечение жил кабеля, мм2.
160-2,80-15,01,5
252,9-4,515,5-24,12,5
324,6-5,824,6-31,04
405,9-7,331,6-39,06
507,4-9,139,6-48,710
639,2-11,449,2-61,016
8011,5-14,661,5-78,125
10014,7-18,078,6-96,335
12518,1-22,596,8-120,350
16022,6-28,5120,9-152,470
20028,6-35,1152,9-187,795
25036,1-45,1193,0-241,2120
31546,1-55,1246,5-294,7185

Сводная таблица для выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 В.

Номинальный ток
автоматического
выключателя, А.
Мощность, кВт.Ток, 1 фаза 220В.Сечение жил
кабеля, мм2.
160-7,90-151,5
258,3-12,715,8-24,12,5
3213,1-16,324,9-31,04
4016,7-20,331,8-38,66
5020,7-25,539,4-48,510
6325,9-32,349,2-61,416
8032,7-40,362,2-76,625
10040,7-50,377,4-95,635
12550,7-64,796,4-123,050
16065,1-81,1123,8-124,270
20081,5-102,7155,0-195,395
250103,1-127,9196,0-243,2120
315128,3-163,1244,0-310,1185
400163,5-207,1310,9-393,82х95*
500207,5-259,1394,5-492,72х120*
630260,1-327,1494,6-622,02х185*
800328,1-416,1623,9-791,23х150*

* — сдвоенный кабель, два кабеля соединенных паралельно, к примеру 2 кабеля ВВГнг 5х120

Итоги

При выборе автомата необходимо учитывать не только мощность нагрузки, но и сечение и материал проводника.

Для сетей с небольшими защищаемыми участками от токов КЗ, можно применять автоматические выключатели с характеристикой «С»

Номинал автомата должен быть меньше или равен длительно допустимому току проводника.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилась статья?

Поделиться с друзьями:

Подпишитесь на новые

Подбор автомата по мощности

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

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

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

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

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

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

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

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

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

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

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

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

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

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

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

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

 

Защита слабого звена электроцепи

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

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

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

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

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

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

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

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

 

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

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

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

Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат: расчет автомата по мощности

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

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

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

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

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

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

Для чего служит автомат

В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.

Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ

Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.

Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.

Чем опасно короткое замыкание

Такая ситуация может возникнуть во время ремонта, если электромонтёр случайно замыкает между собой нулевой и фазный провода, а так же из-за разрушения изоляции в переходной коробке или каком-нибудь электроприборе.

В этом случае ток, протекающий в проводах, может вырасти до очень большой величины, ограниченной только сопротивлением проводов и возможностями линии. Токоведущие жилы при этом нагреваются до температуры возгорания изоляции, что может привести к пожару, поэтому необходимо немедленно отключить питание линии.

Зачем отключать сеть при перегрузке

Не менее опасна перегрузка линии. При протекании по проводам тока, больше номинального, они нагреваются. Это приводит к разрушению изолирующей оболочки кабеля и последующему короткому замыканию.

Процесс нагрева проводов занимает какое-то время, поэтому для защиты линии от перегрузки используется защита, отключающая питание электроприборов через время после возникновения проблемы.

Информация! Повышенный ток при пуске электродвигателя является нормой и длится меньше, чем задержка срабатывания автомата.

Причиной перегрузки может быть одновременное включение электроприборов большой мощности, неисправность электрооборудования или запуск электродвигателя, например, в пылесосе или кондиционере.

Если от короткого замыкания отключит практически любой автоматический выключатель, то неправильно выбранное устройство отключит питание при номинальном токе линии или не сможет защитить проводку от перегрева, поэтому перед установкой необходимо произвести расчет автомата по мощности.

Ручное отключение

Кроме защитных функций автоматические выключатели могут использоваться для отключения линии. Необходимость в этом может возникнуть для ремонта или замены розеток и выключателей, а так же для отключения неиспользуемых объектов, например электроотопления в летний период.

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.


При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс “B”: Ia = (3 * In ... 5 * In];
  • класс “C”: Ia = (5 * In ... 10 * In];
  • класс “D”: Ia = (10 * In ... 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.


Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.


Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.


Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.


Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Что важно знать при подключении электроприборов

Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.

 

Согласно правилам ПУЭ , подключение электрокотла мощностью более 3 кВт в обычную розетку недопустимо. Да и каждая розетка обладает своими определёнными характеристиками. Чаще всего домашние розетки идут на 16 ампер, а, следовательно, подключать к ним электроприборы допускается мощностью не более чем в 3,5 кВт.

Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.

Таблица выключателей автоматических

Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть.

Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной: либо они не защитят линии и бытовые приборы, либо будет часто происходить ложное срабатывание.

Критерии выбора

Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.


Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя

По мощности нагрузки

Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.

Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.


Мощность нагрузки как критерий выбора

По сечению кабеля

Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.

Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4. Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время.


Таблица сечения кабели и мощности

По току короткого замыкания (КЗ)

Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.


Ток короткого замыкания как критерий выбора

По длительно допустимому току проводника

Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети. Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом.

Вам это будет интересно  Пускатель звезда треугольник

Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.


Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами

В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.

Подбор номинала

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

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

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

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

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

Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?

Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:

P = U*I , где

  • P – значение мощности;
  • U – номинал питающего напряжения;
  • I – величина тока.

В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение  мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:

Ошибки при выборе автоматических выключателей

Есть распространённые ошибки, которые допускают неопытные электромонтёры, не знающие, как рассчитать мощность автомата по нагрузке:

  • Выбор уставки производится только по мощности нагрузки, без учёта сечения кабеля. Например, произвести подключение приборов общим током 14А через автомат 16А кабелем 1мм². Несмотря на то, что оба элемента допускают питание этой нагрузки, при повышении тока электроприборов до 16А изоляция провода выйдет из строя, а автомат останется включенным до момента короткого замыкания.
  • Заниженный номинальный ток автомата. Это устройство защищает подключённый к нему кабель, поэтому установка на провод сечением 2,5мм² автоматический выключатель с уставкой 10А нецелесообразна, лучше выбрать автомат 16А. Это позволит при необходимости, включить дополнительные электроприборы.
  • Установка автомата с завышенным номиналом для кабеля, который на это не рассчитан. Например: автоматический выключатель на 25 Ампер и кабель 2,5мм²
  • Использование автомата серии «С» для защиты электродвигателя. В этом случае защита сработает во время запуска электромашины.

Стоит ли брать автомат с запасом

Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.

 

Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.

 

Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:

Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:

Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.

В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.

Источники

  • https://YaElectrik.ru/jelektroshhitok/podbor-avtomata-po-moshhnosti
  • https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
  • https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/na-skolko-amper-nuzhen-avtomat.html
  • https://master-houses.ru/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki-raschet-potreblyaemoj-moshhnosti-220v-i-380v-tablitsa/
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
  • https://elektriksam.ru/raschet-moshhnosti-avtomatov.html
  • https://orenburgelectro.ru/podklyuchenie/nominaly-avtomaticheskih-vyklyuchatelej-tablitsa-sovety-elektrika.html
  • https://rusenergetics.ru/oborudovanie/vybor-avtomata-po-moschnosti-nagruzki
  • https://220v.guru/elementy-elektriki/avtomaty/raschet-avtomata-po-moschnosti-i-drugim-parametram.html
  • https://www.asutpp.ru/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-po-toku.html

Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: как рассчитать автоматический выключатель


Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки.  Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Содержание статьи:

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс “B”: Ia = (3 * In .. 5 * In];
  • класс “C”: Ia = (5 * In .. 10 * In];
  • класс “D”: Ia = (10 * In .. 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и , функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого . Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую “полную” или “номинальную” мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса “D”.

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Коэффициент спроса на группы электропотребителей установлен в п. 7 СП 256.1325800.2016. На эти показатели можно опираться и при самостоятельном расчете максимальной мощности

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (Pr) каждого прибора происходит по формуле:

Pr = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Измерить напряжение в домашней сети можно с помощью вольтметра или мультиметра. Для этого достаточно воткнуть его контакты в розетку

Еще одной проблемой, особенно актуальной для , является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для . При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

Стабилизатор устанавливают рядом с распределительным щитом. Часто бывает, что это единственный способ получить нормативные значения напряжения в доме

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

If = S / Uдля однофазной сети

Il = S / (1.73 * Ul) для трехфазной сети

Здесь индекс “f” означает фазные параметры, а “l” – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения “звезда”, а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (Il = If), а напряжение рассчитывают по формуле:

Ul = 1.73 * Uf

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Максимально допустимая сила тока зависит от сечения жил проводов и способа монтажа. Они могут быть проложены скрытым (в стене) или открытым (в трубе или коробе) способом

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное , используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм2.

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм2.

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

In <= Ip / 1.45

Здесь In – номинальный ток автомата, а Ip – допустимый ток для проводки. Это правило обеспечивает гарантированное расцепление при длительном превышении допустимой нагрузки.

Неравенство “In <= Ip / 1.45” является основным условием при комплектовании пары “автомат – кабель”. Пренебрежение этим правилом может привести к возгоранию проводки

Рассчитать номинал автомата можно как по суммарной нагрузке, так и по сечению жил уже проложенной проводки. Допустим, что существует схема подключения электроприборов, но проводка еще не проложена.

В этом случае последовательность действий следующая:

  1. Вычисление суммарной силы тока подключенных к сети электроприборов.
  2. Выбор автомата с номиналом не меньше, чем вычисленная величина.
  3. Подбор сечения кабеля по номиналу автомата.

Пример:

  1. S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
  2. In = 20 A;
  3. Ip >= In * 1.45 = 29 A; D = 4 мм2.

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

  1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
  2. Подбор автоматического выключателя.
  3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм2, тогда:

  1. Ip = 46 A;
  2. In <= Ip / 1.45 = 32 A;
  3. S = In * 220 = 7.0 кВт.

В пункте 2 последнего примера есть незначительное допустимое приближение. Точное значение In = Ip / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.

Выбор между несколькими номиналами

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм2. Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Если схема разводки электрики предполагает наличие многоярусной защиты, то нужно выбирать автоматы так, чтобы значение номинала вышестоящего (на рисунке он справа – 25 A) было больше, чем у выключателей более низких уровней

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

Выбор автомата по мощности нагрузки: критерии подбора, расчет

Скорее всего, есть ещё немало людей, которые хорошо помнят старые добрые предохранительные электропробки, которые ставились непосредственно на счетчик электроэнергии и высокой надежностью они не отличались.

Но время не стоит на месте. Им на замену пришли электрические автоматы. Они при аварийной ситуации отключают подачу тока автоматически, а после ликвидации первопричины замыкания их можно вновь подключить. Мы разберем, какие вообще встречаются типы автоматических выключателей.

Принцип работы автоматических размыкателей

Нормальный режим

В штатном режиме, когда рычажок управления находится в верхнем рабочем положении, ток протекает через контакты в предохранителе на катушку соленоида. Затем попадает на биметаллическую пластинку расцепителя.

Если все нормально, ток проходит на нижнюю клемму и дальше отправляется в квартиру.

Перегрузка сети

В момент короткого замыкания или когда электролиния перегружена, это вызывает увеличение тока в цепи «розетка-предохранитель». Биметаллическая пластина мгновенно греется, прогибается и размыкает цепь.

После ликвидации причины КЗ или снятия нагрузки с подающей линии (например, отключили микроволновку), автомат успевает остыть и его снова можно включить.

Такова работа автоматического размыкателя в общих чертах.

Таким способом можно предотвратить более тяжелые последствия от перегрузок в цепи «электросчетчик — квартира».

Важно чтобы в момент перегрузки у потребителя находится размыкатель нужного номинала. Мы всегда рассчитываем на предохранитель.

Что будет если неправильно подобран предохранитель?

Если он слишком мал, то он будет прерывать подачу тока даже тогда, когда вы просто включите телевизор в гостиной.

Если его мощность слишком высока, то он просто не заметит перегрузки на линии, что вызовет перегрев электропроводки и возникнет реальная угроза пожара в помещении.

Поэтому важен выбор автомата по мощности нагрузки.

Классификация и различия

Для чего он нужен? Это своего рода предохранитель для электросетей. Он поможет защитить одну комнату, квартиру или дом при аварийных ситуациях:

  • произошло короткое замыкание электропроводки;
  • поражение человека электричеством;
  • возникновение пожара.

Предохранитель, безусловно, нужен, но какой. Необходимо составить список всех бытовых устройств, которые нуждаются в электропитании. Не забываем и те устройства, которые включаются периодически — кондиционеры, электропечи, обогреватели и так далее. После этого можно произвести расчет автомата по мощности.

Есть специальные методики расчета мощности предохранителя, но мы поступим проще. Номиналы автоматов уже заранее рассчитаны. Все необходимые данные учтены и теперь не надо думать, над тем, как рассчитать мощность. Есть таблица, в которой сведены все параметры. Подобрать сетевой предохранитель для квартиры стало намного проще.

Таблица дает возможность легко и точно подобрать предохранитель в соответствии с напряжением в сети (222 В/380 В) и номинальное количеством фаз — одно или трехфазное.

По такому методу подбор автомата по мощности довольно точен.

Разберем на примере.

Из таблицы выбираем автомат на 25 Ампер. Для однофазной сети с напряжением в 220 В нужно устройство мощности 5.5 кВт.

Для 32 амперного устройства в аналогичной сети соответствует мощность в 7.0 киловатт. Если вы приобрели автомат на 6 квт то он явно не для вашей домашней электросети.

Для трёхфазных сетей на 380 Вольт предохранители вычисляем так же подобным образом.

Например, для автомата на 10 Ампер соответствует расчет мощности в 11.4 кВт.

Типы расцепителей

С тем, что предохранитель необходим, мы разобрались. Но какие они бывают? Есть два ключевых типа размыкателей:

  1. Тепловые.
  2. Электромагнитные.

Электромагнитные размыкатели хороши тем, что срабатывают практически мгновенно и обесточивают конкретный отрезок цепи, в котором произошло КЗ.

Внутри это типичная катушка или соленоид с сердечником. Если начинается повышение номинального тока, сердечник втягивается вовнутрь катушки, размыкая цепь.

У тепловых предохранителей несколько иной принцип работы автоматического выключателя по току.

В момент короткого замыкания происходит нагрев пластины. От перегрева пластинка выгибается и замыкает отключающий компонент, который мгновенно обесточивает цепь. Но время срабатывания такого размыкателя соответствует току нагрузки.

Надо сказать, что есть и размыкатели, у которых отключающая способность улучшилась благодаря применению дистанционного управления. С их помощью можно как включить АВ, так и выключить, не приближаясь к распределительному шкафу.

Число полюсов

Еще один параметр для выбора предохранителя — количество полюсов. Но тут все понятно, если знать где будут использоваться эти АВ.

Это свойство говорит нам о том — какое количество проводов на ввод возможно подключить к автоматическому выключателю. Но принцип работы остается прежним — при аварии сохраняет способность автоматического выключателя прерывать подачу электричества на данной линии.

Однополюсные

Для предохранения электрических проводов с подключением розеток и приборов освещения. Ставятся, как правило, на фазный провод.

Двухполюсник

Для сетей, в которых подключаются мощные бытовые аппараты – от стиральных машин до бойлеров и электроплит.

Трехполюсники

Применяются для промышленных и полупромышленных приборов, для которых отключающая способность очень важна:

  • скважинные насосы;
  • сверлильные и токарные станки;
  • подъемники в автомастерских.
Четырехполюсные

Автоматические выключатели такого типа применимы к защите от перегрузок кабельных сетей.

Маркировка

Как видим разновидности обширные. Как подбирать?

Чувствительность автомата помогает определить его маркировка:

  1. Тип A. Самые чувствительные предохранители. Реакция на КЗ практически мгновенная. Применяется для страхования высокоточного оборудования.
  2. Тип B. Могут применяться в бытовых целях. Имеют свойство срабатывать с небольшой задержкой по времени. Ставятся для защиты дорогостоящих бытовых потребителей тока — ЖК-телевизоры, компьютеры и так далее.
  3. Тип С. Самый распространённый выбор автоматического выключателя для защиты домашних сетей 220 В. В зависимости от типа теплового размыкателя способен сработать и моментально, и с некоторой задержкой по времени.
  4. Тип D. Обладают самой небольшой восприимчивостью к повышению токовой нагрузки. Устанавливаются в групповых щитках управления подачей электричества в подъезд или в здание.

Соответствие кабеля сетевой нагрузке

Безопасность электрической линии не в меньшей степени зависит от самих проводов и кабелей. В любой электропроводке есть разделение на группы. Для каждой из них соответствует провод или кабель определенного сечения. Ну и защиту провода обеспечивает автоматический предохранитель соответствующего номинала.

Подобрать какой автомат нам нужен, поможет таблица:

По таблице легко определить какой нужен автоматический выключатель и сечение провода для просчитанной нагрузке на домашнюю электрическую сеть. Не забывайте про разницу между однофазным и трех-фазным электропитанием.

Неправильно выбранный автомат, да к тому же без учета сечения кабеля домашней электропровдки, приведет к его нагреву. Под воздействием высокой температуры изоляционный слой неизбежно будет плавиться. В итоге вы получите гарантированное возгорание!

Лучшие модели автоматических предохранителей

Российские модели

Российская промышленность по выпуску автоматических предохранителей за последнее время сделала большой рывок. Применяются новые технологии изготовления корпусов. По-новому собирается контактная группа. Улучшился дизайн. Для частных лиц и предприятий выбор вводного автомата стал намного шире и по качеству не хуже чем лучшие европейские бренды.

Контактор

Рейтинг: 4.7

Отечественное предприятие «Контактор» на первом месте в нашем рейтинге. Завод изначально делал классические автоматы. Теперь он переориентирован на промышленные образцы 380 В. Есть в линейке предприятия и бытовая серия «КПРО» с поддержкой силы тока до 100 А. Но в основном спецификация «Контактор» промышленные экземпляры для электродвигателя рассчитанные на силу тока до 1600 А, которые должны защищать промышленное оборудование. В линейке «протона» есть и модели трехфазного автомата «Электрон» номиналом в 6300 А.

Достоинства

  • модели оснащены регулировкой срабатывания при КЗ или перегрузки;
  • широкая линейка автоматов от 16 до 6000 А;
  • вся продукция сертифицирована для продажи в Таможенном союзе.

Минусы

  • не очень хорошо проработан дизайн;
  • выключателей в бытовом назначении очень мало;
  • дороговизна моделей;
  • монтажные контакты не утоплены в автоматический предохранитель.
КЭАЗ

Рейтинг: 4.7

Завод с историей. Открылось предприятие еще в 1945 г. Выпускает как классические автоматы, так и приборы марки KEAZ Optima, в которых можно заметить уже новые мощности автомата и ноу-хау.

Производят автоматы и для переменного тока и для постоянного. Все мастера наладчики электрического оборудования отмечают хороший дизайн приборов и простоту их монтажа. Если вы выбираете, какие автоматы ставить в частном доме вам сюда.

Достоинства

  • есть разные виды – можно подобрать защиту, для разных линий, в которых используются и постоянный и переменный ток;
  • приемлемая цена;
  • компактный дизайн.

Недостатки

  • небольшой срок службы (1–2 года).
DEKraft

Рейтинг: 4.6

Электрические автоматы под общим брендом DEKraft, выпускаются на российском предприятии «Delixi Electric». Эта продукция широко известна не только в России и СНГ но и за рубежом.

Правда, в Европе они больше известны по другим названием — Himel. В основном заводы «Delixi Electric» сконцентрированы в Китае из соображений снижения себестоимости конечной продукции.

Такая политика позволила снизить цену на автомат и продлить срок его службы. Анонсировано что размыкатель выдержит не менее 6000 циклов размыкания контактов при коротком замыкании. А при медленном нарастании нагрузки, когда проводка уже начинает греться, размыкатель может разъединить электрическую цепь не менее 25000 раз!

Достоинства

  • все предприятия компании прошли международную сертификацию;
  • хорошо налажена оптовая поставка по всем регионам России;
  • покупателю легко понять какой автомат перед ним — все подписи на русском языке.

Недостатки

  • максимальный ток 63 А;
  • максимально допустимое сечение подводящих кабелей 25 мм².

Лучшие зарубежные компании

В нашей стране всё еще популярны зарубежные бренды. Считается что это более качественная и долговечная продукция. Поэтому в нашем обзоре представлена продукция и зарубежных производителей.

ABB

Рейтинг: 4.9

Эта ярко-красная аббревиатура хорошо известна профессиональным электрикам, благодаря широкой линейке автоматических выключателей от 0.5 до100 А.

И рядовые пользователи, и профессионалы отмечают надёжный пластиковый корпус и рычаг управления, который не обломается даже при многократном цикле отключить/включить. Не зря профессиональные электрики выбирают эти автоматические выключатели для квартирной щитовой.

Достоинства

  • размеры корпуса прерывателя позволяют поставить без труда в щиток;
  • высокий уровень безопасности;
  • удобство при монтаже;
  • можно приобрести и четырех-полюсные модели автоматических выключателей.

Недостатки

  • дороговизна;
  • крепления на дин рейку довольно хрупкие;
  • нет или мало приборов типа D.
Legrand

Рейтинг: 4.8

В каталоге французской компании можно выбрать автоматы серии DRX — соответствует нагрузке для промышленного применения и серии DX, RX, TX для бытового применения. Корпуса приборов в квартиру пылезащищенные.

Номинал по току от 6 А до 630 А, включая 125, 260, 320 и 400 А. Такой широкий диапазон позволяет подобрать предохранитель, как для бытовых нужд, так и для крупных производств.

Достоинства

  • есть автоматы с полюсами от 1 до 4-х;
  • на корпусе есть лазерный штрих-код.

Недостатки

  • редко, но попадаются модели с браком;
  • небрежно выполнен тумблер;
  • дороговизна.

Заключение

Наша статья направлена на то, как выбрать автоматический выключатель. И при этом не надо забывать, что эти предохранители защищают в первую очередь внутреннюю проводку электросети от чрезмерных перегрузок. А это может легко произойти, если одновременно включить все бытовые электроприборы.

Мало того что такие «испытания» способны значительно подсократить срок службы электролиний, но и чаще всего становятся причиной пожара.

К тому же существует заблуждение, что если какой-то автомат уже установлен на электрощите, то от перегрузок сети они уже застрахованы. Мы постарались подробнее остановиться на правильном подборе номинала предохранителя, который должен быть у вас установлен.

В заключение добавим, что предохранитель, ни коим образом, не защищает человека от удара электрическим током.

Устанавливайте автоматические предохранители и пользуйтесь ими правильно!

Видео по теме

расчет потребляемой мощности 220В и 380В, таблица:

Где и как применяются автоматические выключатели

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.

Автоматы для защиты электросети

Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.

Маркировка автомата

Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.

Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:

  • C25 — временная характеристика C, номинальный ток 25 А;
  • B32 — характеристика B, 32 А.

В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.

Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

  • ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
  • защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
  • защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / In,

где I – реальная сила тока.

  • K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
  • K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

  • класс “B”: Ia = (3 * In .. 5 * In];
  • класс “C”: Ia = (5 * In .. 10 * In];
  • класс “D”: Ia = (10 * In .. 20 * In].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

  • однополюсные на фазу;
  • двухполюсные на фазу и нейтраль;
  • трехполюсные на 3 фазы;
  • четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

  • устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
  • заводить в автомат провод PE;
  • устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Правила выбора номинала

Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется селективностью автоматов, согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.

Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.

В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.

Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.

Суммарная мощность электроприборов

Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.

Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.

Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент

При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.

В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)).

Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:

Ip = I / cos (f)

Где:

  • Ip – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
  • I – сила потребляемого прибором тока;
  • cos (f) <= 1.

Обычно номинальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техническом паспорте электрического прибора.

Так, например, значение коэффициента для люминесцентных источников света равно 0,9; для LED-ламп – около 0,6; для обыкновенных ламп накаливания – 1. Если документация утеряна, но известна потребляемая мощность бытовых устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.

Указанные в таблице рекомендуемые значения коэффициента мощности можно использовать при расчете электрических нагрузок, когда отсутствуют данные о номинальном токе

О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в следующей статье, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Выбор сечения жил

Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.

Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят расчет сечения кабеля.

Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2.

Справочная таблица, представленная в ПУЭ, позволяет выбрать необходимое сечение из стандартного ряда для различных условий эксплуатации медного кабеля

Это бывает оправдано по следующим причинам:

  • Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.
  • Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
  • Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.

К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ.

Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.

Эта фотография показывает отличия между кабелями, выполненными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (справа). Очевидна разница в сечении жил и плотности прилегания изоляционного материала

Расчет номинала выключателя для защиты кабеля

Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.

По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.

Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.

Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле “2” допущена неточность, а для правильного понимания определения переменной In нужно учесть Приложение “1”

Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной In, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.

Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.

Таким образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:

In <= IZ / 1,45

Где:

  • In – номинальный ток автомата;
  • IZ – длительный допустимый ток кабеля.

Проведем расчет номиналов выключателей для стандартных сечений кабелей при однофазном подключении с двумя медными жилами (220 В). Для этого разделим длительный допустимый ток (при прокладке по воздуху) на коэффициент расцепления 1,45.

Выберем автомат таким образом, чтобы его номинал был меньше этого значения:

  • Сечение 1,5 мм2: 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;
  • Сечение 2,5 мм2: 27 / 1,45 = 18,6. Номинал: 16 A;
  • Сечение 4,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
  • Сечение 6,0 мм2: 50 / 1,45 = 34,5. Номинал: 32 A;
  • Сечение 10,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
  • Сечение 16,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A;
  • Сечение 25,0 мм2: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.

Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.

Кабели на основе алюминиевых жил сейчас редко используют при монтаже внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, позволяющая выбрать сечение по нагрузке

Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:

  • Сечение 2,5 мм2: 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
  • Сечение 4,0 мм2: 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
  • Сечение 6,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
  • Сечение 10,0 мм2: 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
  • Сечение 16,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
  • Сечение 25,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
  • Сечение 35,0 мм2: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.

Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.

Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трехфазной сети отличаются. Многие люди, которые имеют приборы, рассчитанные на напряжения 380 Вольт, на этом этапе допускают ошибку

Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно изложено здесь. Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.

Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току

По ПУЭ в каждом аппарате есть надпись, которая указывает на номинальное значение электрической энергии. Чтобы получить такую информацию, нужно просто рассмотреть корпус устройства. На нем есть буква и число. Всего для маркировки используются обычно три буквы — В, С и D. Числа обозначают количество заряда. Буква показывает временную характеристику или период, за который срабатывает прибор.

Маркировка оборудования

Для дома используются аппараты с первыми двумя буквами. В промышленности нужны защитные устройства D. Также применяются более мощные агрегаты, обозначенные буквами L, Z и K. У них номинальные значения выше, чем в бытовых, квартирных устройствах.

Стандартная линейка включает в себя мини-автоматы, воздушные автоматы, закрытые выключатели, устройства защитного отключения и дифференциальные автоматы.

Обратите внимание! В маркировке указываются также серия, рабочее напряжение, полюса и отключающая способность.

Таблица автоматических выключателей для однофазной сети 220 В

Номинальный ток автоматического выключателя, А.Мощность, кВт.Ток,1 фаза, 220В.Сечение жил кабеля, мм2

16

0-2,80-15,01,5

25

2,9-4,515,5-24,12,5

32

4,6-5,824,6-31,04

40

5,9-7,331,6-39,06

50

7,4-9,139,6-48,710

63

9,2-11,449,2-61,016

80

11,5-14,661,5-78,125

100

14,7-18,078,6-96,335

125

18,1-22,596,8-120,350

160

22,6-28,5120,9-152,470

200

28,6-35,1152,9-187,795

250

36,1-45,1193,0-241,2120

315

46,1-55,1246,5-294,7185

Таблица автоматических выключателей для трехфазной сети 380 В

Номинальный ток
автоматического
выключателя, А.
Мощность, кВт.Ток, 1 фаза 220В.Сечение жил
кабеля, мм2.

16

0-7,90-151,5

25

8,3-12,715,8-24,12,5

32

13,1-16,324,9-31,04

40

16,7-20,331,8-38,66

50

20,7-25,539,4-48,510

63

25,9-32,349,2-61,416

80

32,7-40,362,2-76,625

100

40,7-50,377,4-95,635

125

50,7-64,796,4-123,050

160

65,1-81,1123,8-124,270

200

81,5-102,7155,0-195,395

250

103,1-127,9196,0-243,2120

315

128,3-163,1244,0-310,1185

400

163,5-207,1310,9-393,82х95*

500

207,5-259,1394,5-492,72х120*

630

260,1-327,1494,6-622,02х185*

800

328,1-416,1623,9-791,23х150*

Выбираем отключающую способность

Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.

Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.

Отключающая способность автоматических защитных выключателей

Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А.

Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.

Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.

Тип электромагнитного расцепителя

Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами.

Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т.д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.

Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой.

Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.

Есть три самых ходовых типа:

С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:

  • С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
  • Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
  • Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.

То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.

Каким производителям стоит доверять

И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.

Источники

  • https://220.guru/elektrooborudovanie/avtomaty-uzo/nominaly-avtomatov.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
  • https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-po-toku.html
  • https://rusenergetics.ru/oborudovanie/nominaly-avtomaticheskikh-vyklyuchateley-po-toku
  • https://www.calc.ru/Tablitsa-Dlya-Vybora-Avtomaticheskikh-Vyklyuchateley.html
  • https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata

[свернуть]

Автоматическое машинное обучение для обнаружения мошенничества с использованием h3O AutoML | Юэфэн Чжан, доктор философии

Автоматизация машинного обучения в финансах

Машинное обучение имеет множество применений в финансах, таких как безопасность, автоматизация процессов, андеррайтинг ссуд / страхования, кредитный скоринг, торговля и т. д. [1] [2]. Финансовое мошенничество - одна из основных проблем финансовой безопасности [1] [2]. Чтобы бороться с растущим риском финансового мошенничества, машинное обучение активно применяется для обнаружения мошенничества [3] [4].

Применение машинного обучения для обнаружения мошенничества связано с множеством технических проблем. Одна из основных трудностей заключается в том, что набор данных имеет тенденцию быть сильно искаженным и несбалансированным с точки зрения положительных и отрицательных классов [3] [4]. Как показано в [3], для получения результатов обнаружения / прогнозирования спуска в данном случае обычно требуется как опыт в предметной области, так и большой объем ручной работы для исследования данных, предварительной обработки данных, проектирования функций, выбора модели, обучения, оценки. , и т.д.

Для решения этих проблем h3O [6] предоставляет удобный модуль автоматического машинного обучения под названием AutoML [7], который могут использовать неспециалисты.

В этой статье, как и в [3], я использую тот же сильно искаженный и несбалансированный набор синтетических финансовых данных в Kaggle [5], чтобы продемонстрировать, как использовать AutoML [7] для упрощения машинного обучения для прогнозирования мошенничества по сравнению с методом машинного обучения. в [3].

В этом разделе резюмируются ключевые моменты метода машинного обучения без автоматизации в [3], чтобы установить базовый уровень для сравнения с методом автоматического машинного обучения h3O в разделе 2.

1.1 Исследование данных

В [3] проводится обширная работа по изучению и анализу данных, чтобы понять, какие записи данных и функции необходимы, а какие из них можно удалить без значительного влияния на моделирование машинного обучения и прогнозирование мошенничества. Этот тип работы, как правило, требует экспертизы в предметной области, как показано в [3]. Основные результаты в [3] можно резюмировать следующим образом:

Класс ответа isFraud (0-Нет, 1-да) устанавливается только тогда, когда для свойства типа значения является CASH_OUT или TRANSFER.Таким образом, единственными релевантными записями данных являются те записи, которые имеют тип значения CASH_OUT или TRANSFER [3].

Функция isFlaggedFraud устанавливается только в 16 записях / выборках данных [3] из миллионов записей данных в общей сложности, поэтому мы можем отказаться от этой функции без значительного влияния на результаты моделирования и прогнозирования мошенничества.

  • функции nameOrig и nameDest

Как указано в [3], функции nameOrig и nameDest не имеют смысла, поскольку они не кодируют счета торговцев ожидаемым образом и, следовательно, можно уронить.

1.2 Предварительная обработка данных

Набор данных предварительно обрабатывается, как показано в [3], на основе результатов исследования данных.

  • Извлечение записей данных типа TRANSFER или CASH_OUT

Согласно результатам исследования данных, мошенничество происходит, только если тип данных - TRANSFER или CASH_OUT. Таким образом, только те записи данных извлекаются из необработанного набора данных, как показано ниже для обучения модели и прогнозирования мошенничества в [3]. Кроме того, удаляются менее полезные функции nameOrig , nameDest и isFlaggedFraud :

 X = df.loc [(df.type == ‘TRANSFER’) | (df.type == 'CASH_OUT')] 
X = X.drop (['nameOrig', 'nameDest', 'isFlaggedFraud'], axis = 1)

Как описано в [3], баланс целевого счета составляет ноль - сильный индикатор мошенничества. Таким образом, сальдо счета не должно вменяться статистическим значением или значением из распределения с последующей корректировкой суммы транзакции. Это связано с тем, что в этом случае мошеннические транзакции будут казаться подлинными. Чтобы избежать этой проблемы, баланс целевого счета со значением 0 заменяется на -1 в [3], чтобы сделать его более поддающимся обработке алгоритмом машинного обучения для обнаружения мошенничества:

 X.loc [(X.oldBalanceDest == 0) & (X.newBalanceDest == 0) & (X.amount! = 0), ['oldBalanceDest', 'newBalanceDest']] = -1 

Кроме того, как указано в [3], данные также содержат несколько транзакций с нулевым балансом исходного счета как до, так и после транзакции с ненулевой суммой. В этом случае доля таких транзакций намного меньше в случае мошеннических (0,3%) по сравнению со случаем подлинных транзакций (47%) [3]. Аналогично обработке нулевого сальдо счета назначения, нулевое сальдо исходного счета заменяется значением null вместо вменения числового значения для отделения мошеннических транзакций от подлинных в [3].

 X.loc [(X.oldBalanceOrig == 0) & (X.newBalanceOrig == 0) & (X.amount! = 0), ['oldBalanceOrig', 'newBalanceOrig']] = np.nan 

1,3 Разработка функций

Как описано в [3], нулевой баланс целевой учетной записи или исходной учетной записи может помочь отличить мошеннические транзакции от подлинных. Это побуждает автора создать следующие две новые функции для записи ошибок в исходных и целевых счетах для каждой транзакции [3].Эти новые функции важны для достижения максимальной производительности алгоритма машинного обучения, принятого в [3].

 X ['errorBalanceOrig'] = X.newBalanceOrig + X.amount - X.oldBalanceOrigX ['errorBalanceDest'] = X.oldBalanceDest + X.amount - X.newBalanceDest 

1.4 Выбор модели

Первый подход, рассмотренный в [ 3] для выбора модели состоит в том, чтобы сбалансировать несбалансированные данные за счет недостаточной выборки класса большинства перед применением алгоритма машинного обучения. Недостаток недостаточной выборки заключается в том, что обученная таким образом модель может не работать хорошо на реальных невидимых несбалансированных данных, поскольку почти вся информация о дисбалансе была отброшена во время обучения модели.

Второй подход, рассмотренный в [3], заключается в избыточной выборке класса меньшинства. Автор пробовал различные методы обнаружения аномалий и контролируемого обучения.

Как сообщается в [3], после многих экспериментов автор наконец пришел к выводу, что лучший результат получается на исходном наборе данных при использовании алгоритма машинного обучения XGBoost.

1.5 Обучение и оценка модели

Набор данных разделен на две части, как показано ниже в [3], 80% для обучения модели и 20% для тестирования модели:

 trainX, testX, trainY, testY = train_test_split (X, Y , test_size = 0.2, random_state = randomState) 

Для гиперпараметров выбранной модели XGBClassifier установлены определенные значения:

 weights = (Y == 0) .sum () / (1.0 * (Y == 1). sum ()) clf = XGBClassifier (max_depth = 3, scale_pos_weight = weights, n_jobs = 4) 

Обучение и тестирование модели выполняются в [3], как показано ниже:

 вероятностей = clf.fit (trainX, trainY) .predict_proba (testX) 

Для оценки производительности модели используется значение AUPRC (Площадь под кривой прецизионного вызова) вместо обычного AUC :

 print ('AUPRC = {}'.format (average_precision_score (testY, вероятности [:, 1]))) 

Как описано в предыдущем разделе и [3], чтобы получить результаты прогнозирования спуска на основе сильно искаженных и несбалансированных данных, обширных знаний в предметной области и искусно выполненной ручной работы требуются для исследования данных, предварительной обработки данных, разработки функций, выбора модели, обучения, оценки и т. д.

В этом разделе показано, как использовать h3O AutoML [7] для уменьшения объема ручной работы с помощью автоматического машинного обучения, в том числе не ограничиваясь следующим:

  • автоматическая предварительная обработка данных (например,g., обработка недостающих данных)
  • автоматическая разработка характеристик
  • автоматический выбор модели
  • автоматическое обучение модели
  • автоматическая оценка модели

h3O [6] основан на клиентской и серверной кластерной архитектуре. Сервер h3O необходимо запустить до начала любых других действий:

 import h3o 
from h3o.automl import h3OAutoML
h3o.init ()

Если сервер h3O успешно запускается на локальном компьютере, должно появиться следующее:

2.1 Загрузка данных

После загрузки синтетического набора финансовых данных в Kaggle [5] на сервер h3O набор данных можно загрузить на сервер h3O следующим образом:

 df = h3o.import_file ('./ data / PS_20174392719_1491204439457_log. csv ') 
df.head (10)

Краткое описание набора данных можно получить, как показано ниже:

 df.describe () 

Тип данных класса ответа isFraud установлен как категориальный (т. е. factor), поскольку он двоичный (0-нет, 1-да):

 factorlist = ['isFraud'] 
df [Factorslist] = df [Factorslist].asfactor ()

2.2 Предварительная обработка данных

Чтобы быть сопоставимым с методом в [3], аналогично [3], только записи данных типа TRANSFER или CASH_OUT извлекаются из исходного набора данных для обучения модели и прогнозирования мошенничества, и несущественные признаки nameOrig , nameDest и isFlaggedFraud удалены.

 df1 = df [df [‘type’] == ‘TRANSFER’ или df [‘type’] == ‘CASH_OUT’] 
y = «isFraud»
x = df.columns
x.remove (y)
x.remove («nameOrig»)
x.remove («nameDest»)
x.remove («isFlaggedFraud»)

2.3 Выбор модели и обучение

Для сравнения с методом в [3] , извлеченный набор данных делится на две части: 80% для обучения модели и 20% для тестирования модели:

 train, test = df1.split_frame ([0.8]) 

Модель h3O AutoML с гиперпараметром. max_models значения 10 выбрано:

 aml = h3OAutoML (max_models = 10, seed = 1) 

Выбранная модель обучается с настройками по умолчанию следующим образом:

 aml.train (x = x, y = y, training_frame = train) 

2.4 Оценка модели

  • Просмотр верхнего списка обученных моделей

После обучения модели h3O AutoML можно использовать соответствующий метод таблицы лидеров для отображения списка обученных моделей в порядке убывания AUC (не AUPRC ):

 lb = aml.leaderboard 
lb.head (rows = lb.nrows)

Из приведенной выше таблицы видно, что h3O AutoML автоматически выбрал и обучил 12 различных моделей, включая составные ансамблевые модели.Ведущая модель - XGBoost_3_AutoML_20191113_110031 .

  • Получение и оценка ведущей модели

Модель в верхней части списка обученных моделей может быть получена следующим образом:

 leader_model = aml.leader 

Обратите внимание, что эта ведущая модель является лучшей с точки зрения оценки модели AUC (не AUPRC ).

Исчерпывающий обзор результатов тестирования ведущей модели можно получить следующим образом:

 leader_model.model_performance (test) 

Как показано ниже, ведущая модель получила оценку AUPRC (т.е. pr_auc ) 0,988.

Следующий код предназначен для получения важности характеристики ведущей модели:

 leader_model.varimp_plot () 
  • Получение и оценка модели с наилучшим обучением AUPRC

Однако тестирование модели AUPRC , а не AUC используется в [3] для оценки характеристик модели.Чтобы провести честное сравнение, нам нужно получить и оценить обученную модель с лучшим тестированием AUPRC . С этой целью мы можем сначала получить и оценить модель с лучшим обучающим AUPRC, а затем сравнить его тестовые характеристики AUPRC с ведущей моделью, чтобы определить, какую модель следует выбрать.

Как описано ранее, метод таблицы лидеров h3O AutoML отображает список обученных моделей в порядке убывания обучения AUC , а не AUPRC .Чтобы найти модель с наилучшим обучением AUPRC , можно использовать следующий код для отображения обученных моделей в порядке убывания обучения AUPRC :

 импортировать панды как pdmodel_ids = list (aml.leaderboard ['model_id']. as_data_frame (). iloc [:, 0]) model_auprc_map = {'Идентификатор модели': [], 'AUPRC': []} 
для mid in model_ids:
model = h3o.get_model (mid)
model_prauc_map ['Идентификатор модели '] .append (mid)
model_prauc_map [' AUPRC '] .append (model.pr_auc (поезд))
model_auprc_df = pd.DataFrame (model_auprc_map)
model_auprc_df.sort_values ​​([' AUPRC '], ascending = 0, inplace = True)
model_auprc_df.head (20)

Видно, что идентификатор модели с лучшим обучением AUPRC из 0.937 - это XGBoost_2_AutoML_20191113_110031.

Модель наверху списка может быть получена следующим образом:

 best_auprc_model_id = model_auprc_df.iloc [0, 0] 
best_auprc_model = h3o.get_model (best_auprc_model_id)

Затем можно получить исчерпывающий отчет о тестировании производительности модели получено:

 best_auprc_model.model_performance (test) 

Как показано ниже, модель с наилучшим обучением AUPRC (т.е. pr_auc ) достигла результата тестирования AUPRC , равного 0,975.

Следующий код предназначен для определения важности характеристик модели с лучшим обучением. Оценка AUPRC :

 best_prauc_model.varimp_plot () 

Результаты тестирования показывают, что ведущая модель превзошла модель с лучшим показателем AUPRC для обучения в условия тестирования оценок AUPRC.Таким образом, следует выбрать ведущую модель.

2.5 Сравнение с машинным обучением без автоматизации

В следующей таблице сравниваются основные действия машинного обучения между h3O AutoML [7] и методом машинного обучения без автоматизации из [3].

Как описано в разделах 1 и [3], для обработки недостающих данных, проектирования функций, выбора модели, обучения, оценки и т. Д. Требуются знания предметной области и большой объем ручной работы. Все эти типы работы выполняются автоматически в AutoML [7] без вмешательства человека.Кроме того, установка гиперпараметров модели в AutoML [7] намного проще по сравнению с методом машинного обучения в [3].

Что касается производительности тестирования модели с точки зрения тестирования модели AUPRC , однако, метод машинного обучения в [3] получил более высокий балл 0,997 по сравнению с результатом 0,988 с AutoML.

Основным преимуществом AutoML является то, что он может использоваться неспециалистами для достижения весьма низких результатов обнаружения / прогнозирования мошенничества на основе сложных наборов данных, таких как сильно искаженный и несбалансированный набор данных, используемый в этой статье.

В этой статье, как и в [3], я использовал тот же сильно искаженный и несбалансированный набор синтетических финансовых данных в Kaggle [5], чтобы продемонстрировать способность h3O AutoML [7], позволяющую неспециалистам применять машинное обучение к финансовому мошенничеству. обнаружение. Это было достигнуто за счет автоматизации предварительной обработки данных, проектирования функций, выбора модели, обучения модели и оценки модели. Приличный результат тестирования модели AUPRC составил 0,988.

Как описано в разделе 2.5, тестируемая модель более высокого уровня AUPRC набрала 0 баллов.997 была достигнута в [3] путем ручной обработки методов предварительной обработки данных, проектирования функций, выбора модели, обучения и т. Д. В этом случае может быть оправдано предпочтение определяемого пользователем метода машинного обучения над AutoML, в зависимости от требований бизнеса. Я заметил, что h3O предоставляет более мощный набор инструментов для непрерывного автоматического машинного обучения, который называется h3O Driverless AI [8]. Этот набор инструментов имеет возможность принести свои собственные рецепты, чтобы пользователи могли подключать и запускать свои собственные методы для предварительной обработки данных, проектирования функций, моделирования и т. Д.

Блокнот Jupyter со всем исходным кодом из этой статьи доступен на Github [9].

[1]. К. Дидур, Машинное обучение в финансах: зачем, что и как

[2]. Д. Фаггелла, Машинное обучение в финансах - настоящие и будущие приложения

[3]. А. Джошуа, Предсказание мошенничества в сфере финансовых платежных услуг

[4]. Р. Пьер, Выявление финансового мошенничества с помощью машинного обучения: победа в войне с несбалансированными данными

[5]. Синтетические наборы финансовых данных для обнаружения мошенничества

[6].h3O.ai

[7]. h3O AutoML

[8] h3O AI без водителя

[9]. Ю. Чжан, Блокнот Jupyter на Github

.

Как найти подходящий размер кабеля и провода?

Как определить правильный размер провода и кабеля для установки электропроводки?

Падение напряжения в кабелях

Мы знаем, что все проводники и кабели (кроме сверхпроводника) имеют некоторое сопротивление.

Это сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально диаметру проводника, т. Е.

R ∝ L / a … [Закон сопротивления R = ρ (L / a)]

Когда ток течет через проводник в этом проводе происходит падение напряжения.Как правило, падением напряжения можно пренебречь для проводов небольшой длины, но в случае проводов меньшего диаметра и большой длины необходимо учитывать значительные падения напряжения для правильного монтажа проводки и управления нагрузкой в ​​будущем.

В соответствии с правилом IEEE B-23 , в любой точке между клеммой источника питания и установкой, Падение напряжения не должно превышать 2,5% от предоставленного (питающего) напряжения .

Пример:

Если напряжение питания составляет 220 В переменного тока, то значение допустимого падения напряжения должно быть;

  • Допустимое падение напряжения = 220 x (2.5/100) = 5,5 В

В схемах электропроводки падение напряжения также происходит от распределительного щита к другой подсхеме и конечным подсхемам, но для подсхем и конечных подсхем значение падения напряжения должно быть половиной этого допустимого падения напряжения (т.е. 2,75 В от 5,5 В, как рассчитано выше)

Обычно падение напряжения в таблицах описывается в Ампер на метр (А / м) например Каким будет падение напряжения в кабеле длиной один метр, по которому проходит ток в один ампер?

Существует два метода определения падения напряжения в кабеле , которые мы обсудим ниже.

В SI (международная система и метрическая система ) падение напряжения описывается как ампер на метр (А / м) .

В FPS (фут-фунтовая система) падение напряжения описано на основе длины, которая составляет 100 футов.

  • Обновление : Теперь вы также можете использовать следующие электрические калькуляторы, чтобы найти падение напряжения и размер провода в американской системе калибра .
  1. Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
  2. Калькулятор размеров проводов и кабелей в AWG
  3. Калькулятор падения напряжения в проводах и кабелях

Таблицы и диаграммы для правильного кабеля и провода Размеры

Ниже приведены важные таблицы, которым вы должны следовать, чтобы определить правильный размер кабеля для установки электропроводки.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Как найти падение напряжения в кабеле?

Чтобы определить падение напряжения в кабеле, выполните простые шаги, указанные ниже.

  • Прежде всего найдите максимально допустимое падение напряжения
  • Теперь найдите ток нагрузки
  • Теперь, в соответствии с током нагрузки, выберите подходящий кабель (номинальный ток которого должен быть ближайшим к расчетному току нагрузки) из таблицы 1
  • Из таблицы 1 найдите падение напряжения в метрах или 100 футах (какую систему вы предпочитаете) в соответствии с его номинальным током

(Сохраняйте спокойствие :), мы будем следовать обоим методам и системе для определения падения напряжения (в метрах и 100 футах) ) в нашем решенном примере для всей электропроводки).

  • Теперь рассчитайте падение напряжения для фактической длины электрической цепи в соответствии с ее номинальным током с помощью по формуле .

(Фактическая длина цепи x падение напряжения на 1 м) / 100 —-> найти падение напряжения на метр.
(Фактическая длина цепи x падение напряжения на 100 футов) / 100—>, чтобы найти падение напряжения на 100 футов.

  • Теперь умножьте это рассчитанное значение падения напряжения на коэффициент нагрузки, где;

Коэффициент нагрузки = ток нагрузки, принимаемый кабелем / номинальный ток кабеля, указанный в таблице.

  • Это значение падения напряжения в кабелях, когда через них протекает ток нагрузки.
  • Если рассчитанное значение падения напряжения меньше значения, рассчитанного на шаге (1) (Максимально допустимое падение напряжения), то размер выбранного кабеля является правильным
  • Если рассчитанное значение падения напряжения больше, чем рассчитанное значение на этапе (1) (Максимально допустимое падение напряжения), затем рассчитайте падение напряжения для следующего кабеля (большего размера) и так далее, пока рассчитанное значение падения напряжения не станет меньше максимально допустимого падения напряжения, рассчитанного на этапе (1).

Связанные сообщения:

Как определить правильный размер кабеля и провода для данной нагрузки?

Ниже приведены решенные примеры, показывающие, как найти правильный размер кабеля для данной нагрузки.

Для данной нагрузки размер кабеля можно найти с помощью различных таблиц, но мы должны помнить и соблюдать правила, касающиеся падения напряжения.

Определяя сечение кабеля для заданной нагрузки, учитывайте следующие правила.

Для данной нагрузки, за исключением известного значения тока, должен быть 20% дополнительный диапазон тока для дополнительных, будущих или аварийных нужд.

От счетчика электроэнергии до распределительного щита падение напряжения должно составлять 1,25% , а для конечной подсхемы падение напряжения не должно превышать 2,5% напряжения питания.

Учитывайте изменение температуры, при необходимости используйте температурный коэффициент (Таблица 3)

Также учитывайте коэффициент нагрузки при определении размера кабеля

При определении размера кабеля учитывайте систему проводки, т.е. температура будет низкой, но в кабелепроводе температура повышается из-за отсутствия воздуха.

Связанные сообщения:

Решенные примеры правильного размера провода и кабеля

Ниже приведены примеры определения правильного размера кабелей для установки электропроводки, которые помогут легко понять метод «как определить правильный размер кабеля для данной нагрузки ».

Пример 1 ……. (британская / английская система)

Для установки электропроводки в здании, общая нагрузка составляет 4.5 кВт, а общая длина кабеля от счетчика электроэнергии до распределительного щита составляет 35 футов. Напряжение питания составляет 220 В, а температура - 40 ° C (104 ° F). Найдите наиболее подходящий размер кабеля от счетчика электроэнергии до подсхемы, если проводка проложена в трубопроводах.

Решение: -

  • Общая нагрузка = 4,5 кВт = 4,5 x1000 Вт = 4500 Вт
  • Дополнительная нагрузка 20% = 4500 x (20/100) = 900 Вт
  • Общая нагрузка = 4500 Вт + 900 Вт = 5400 Вт
  • Общий ток = I = P / V = ​​5400 Вт / 220 В = 24.5A

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 24,5A (из таблицы 1), который составляет 7 / 0,036 (28 ампер), это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 в соответствии с таблицей 1.

Теперь проверьте выбранный кабель (7 / 0,036) с температурным коэффициентом в таблице 3, поэтому температурный коэффициент составляет 0,94 (в таблице 3) при 40 ° C (104 ° F), а допустимая нагрузка по току (7 / 0,036) составляет 28A, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет;

Номинальный ток для 40 ° C (104 ° F) = 28 x 0.94 = 26,32 ампер.

Поскольку расчетное значение ( 26,32 А, ) при 40 ° C ( 104 ° F ) меньше, чем допустимая нагрузка по току кабеля (7 / 0,036), которая составляет 28A , поэтому данный размер кабеля ( 7 / 0,036 ) также подходит по температуре.

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого кабеля (7 / 0,036) из Таблица 4 , которое составляет 7V , но в нашем случае длина кабеля составляет 35 футов.Следовательно, падение напряжения для кабеля длиной 35 футов будет:

Фактическое падение напряжения для 35 футов = (7 x 35/100) x (24,5 / 28) = 2,1 В

И допустимое падение напряжения = (2,5 x 220) / 100 = 5,5 В

Здесь Фактическое падение напряжения (2,1 В) меньше максимально допустимого падения напряжения 5,5 В. Следовательно, подходящий и наиболее подходящий размер кабеля (7 / 0,036) для данной нагрузки при установке электропроводки.

Пример 2 ……. (СИ / метрическая / десятичная система)

Кабель какого типа и размера подходит для данной ситуации

Нагрузка = 5.8 кВт

В = 230 В AV

Длина цепи = 35 метров

Температура = 35 ° C (95 ° F)

Решение: -

Нагрузка = 5,8 кВт = 5800 Вт

Напряжение = 230 В

Ток = I = P / V = ​​5800/230 = 25,2 A

20% дополнительный ток нагрузки = (20/100) x 5,2 A = 5A

Общий ток нагрузки = 25,2 А + 5 А = 30,2 А

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 30.2A (из таблицы 1), что составляет 7 / 1,04 (31 ампер), это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 в соответствии с таблицей .

Теперь проверьте выбранный кабель (7 / 1,04) с температурным коэффициентом в таблице 3, так что температурный коэффициент составляет 0,97 (в таблице 3) при 35 ° C (95 ° F), а допустимая нагрузка по току (7 / 1,04) составляет 31A, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет:

Номинальный ток для 35 ° C (95 ° F) = 31 x 0,97 = 30 А.

Поскольку расчетное значение (30 А) при 35 ° C (95 ° F) меньше, чем допустимая нагрузка по току (7/1.04) на 31 А, поэтому кабель этого размера (7 / 1,04) также подходит для измерения температуры.

Теперь найдите падение напряжения на амперметр для этого кабеля (7 / 1,04) из (Таблица 5), которое составляет 7 мВ. Но в нашем случае длина кабеля составляет 35 метров. Следовательно, падение напряжения для 35-метрового кабеля будет:

Фактическое падение напряжения для 35-метрового прибора =

= мВ x I x L

(7/1000) x 30 × 35 = 7,6 В

И Допустимое падение напряжения = (2.5 x 230) / 100 = 5,75 В

Здесь фактическое падение напряжения (7,35 В) больше, чем максимально допустимое падение напряжения 5,75 В. Следовательно, этот размер кабеля не подходит для данной нагрузки. Итак, мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7 / 1.04), который равен 7 / 1.35, и снова найдем падение напряжения. Согласно таблице (5) номинальный ток 7 / 1,35 составляет 40 ампер, а падение напряжения на амперметр составляет 4,1 мВ (см. Таблицу (5)). Следовательно, фактическое падение напряжения для 35-метрового кабеля будет;

Фактическое падение напряжения для 35 метров =

= мВ x I x L

(4.1/1000) x 40 × 35 = 7,35 В = 5,74 В

Это падение меньше, чем максимально допустимое падение напряжения. Итак, это наиболее подходящий и подходящий кабель или провод сечением .

Пример 3

В здании подключены следующие нагрузки: -

Подконтур 1

  • 2 лампы по 1000 Вт и
  • 4 вентилятора по 80 Вт
  • 2 телевизора по 120 Вт

Подсхема 2

  • 6 ламп по 80 Вт и
  • 5 розеток каждая по 100 Вт
  • 4 лампы каждая по 800 Вт

Если напряжение питания 230 В переменного тока, тогда рассчитает ток цепи и Размер кабеля для каждой подсхемы ?

Решение: -

Общая нагрузка подсхемы 1

= (2 x 1000) + (4 x 80) + (2 × 120)

= 2000 Вт + 320 Вт + 240 Вт = 2560 Вт

Ток для подсхемы 1 = I = P / V = ​​2560/230 = 11.1A

Общая нагрузка подсхемы 2

= (6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

= 480 Вт + 500 Вт + 3200 Вт = 4180 Вт

Ток для вспомогательной -Контур 2 = I = P / V = ​​4180/230 = 18,1 A

Следовательно, Кабель, предлагаемый для подсхемы 1 = 3 / .029 ”( 13 Amp ) или 1 / 1,38 мм ( 13 А )

Кабель, предлагаемый для вспомогательной цепи 2 = 7 /.029 ”( 21 А, ) или 7 / 0,85 мм (24 А)

Общий ток, потребляемый обеими вспомогательными цепями = 11,1 А + 18,1 А = 29,27 А

Итак, кабель рекомендуется для основного -Схема = 7 / 0,044 дюйма (34 А) или 7 / 1,04 мм (31 А )

Пример 4

A 10H.P (7,46 кВт) трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором непрерывный номинальный ток при пуске со звезды на треугольник подключается к источнику питания 400 В тремя одножильными кабелями из ПВХ, проложенными в кабелепроводе от 250 футов (76.2 м) от платы распределительных предохранителей. Его ток полной нагрузки составляет 19 А. Средняя летняя температура в электропроводке составляет 35 ° C (95 ° F). Рассчитать сечение кабеля двигателя?

Решение: -

  • Нагрузка двигателя = 10H.P = 10 x 746 = 7460 Вт * (1H.P = 746 Вт)
  • Напряжение питания = 400 В (3 фазы)
  • Длина кабеля = 250 футов (76,2 м)
  • Ток при полной нагрузке двигателя = 19A
  • Температурный коэффициент для 35 ° C (95 ° F) = 0.97 (Из Таблицы 3)

Теперь выберите размер кабеля для тока двигателя при полной нагрузке 19 А (из Таблицы 4), что составляет 7 / 0,36 дюйма (23 А) * (Помните, что это 3-фазная система, т.е. -жильный кабель), а падение напряжения составляет 5,3 В на 100 футов. Это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 согласно таблице (4).

Теперь проверьте выбранный кабель (7 / 0,036) с температурным коэффициентом в таблице (3), так что температурный коэффициент равен 0,97 (в таблице 3) при 35 ° C (95 ° F) и допустимой нагрузке по току (7 / 0,036 ”) Составляет 23 А, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет:

Номинальный ток для 40 ° C (104 ° F) = 23 x 0.97 = 22,31 ампер.

Поскольку расчетное значение (22,31 А) при 35 ° C (95 ° F) меньше, чем допустимая токовая нагрузка (7 / 0,036) кабеля, которая составляет 23 А, поэтому данный размер кабеля (7 / 0,036) также подходит по температуре.

Коэффициент нагрузки = 19/23 = 0,826

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого (7 / 0,036) кабеля из таблицы (4), которое составляет 5,3 В, но в нашем случае длина кабеля составляет 250 ноги. Следовательно, падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет:

Фактическое падение напряжения для 250 футов = (5.3 x 250/100) x 0,826 = 10,94 В

И максимум Допустимое падение напряжения = (2,5 / 100) x 400 В = 10 В

Здесь фактическое падение напряжения (10,94 В) больше, чем у максимально допустимое падение напряжения 10В. Следовательно, этот размер кабеля не подходит для данной нагрузки. Итак, мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7 / 0,036), который равен 7 / 0,044, и снова найдем падение напряжения. Согласно таблице (4) номинальный ток 7 / 0,044 составляет 28 ампер, а падение напряжения на 100 футов составляет 4.1В (см. Таблицу 4). Следовательно, фактическое падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет:

Фактическое падение напряжения для 250 футов =

= Падение напряжения на 100 футов x длина кабеля x коэффициент нагрузки

(4,1 / 100) x 250 x 0,826 = 8,46 В

И максимально допустимое падение напряжения = (2,5 / 100) x 400 В = 10 В

Фактическое падение напряжения меньше, чем максимально допустимое падение напряжения. Таким образом, это наиболее подходящий и подходящий размер кабеля для установки электропроводки в данной ситуации.

Похожие сообщения:

.

автоматизация | Технология, типы, рост, история и примеры

Автоматизация , применение машин к задачам, которые когда-то выполнялись людьми, или, все чаще, к задачам, которые в противном случае были бы невозможны. Хотя термин «механизация» часто используется для обозначения простой замены человеческого труда машинами, автоматизация обычно подразумевает интеграцию машин в самоуправляемую систему. Автоматизация произвела революцию в тех областях, в которых она была внедрена, и едва ли есть какой-либо аспект современной жизни, на который она не повлияла.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? В этой викторине вы узнаете о гаджетах и ​​технологиях - от компьютерных клавиатур до флэш-памяти.

Термин «автоматизация» появился в автомобильной промышленности примерно в 1946 году для описания все более широкого использования автоматических устройств и средств управления на механизированных производственных линиях.Происхождение этого слова приписывается Д.С. Хардеру, в то время руководителю инженерного отдела Ford Motor Company. Этот термин широко используется в производственном контексте, но он также применяется вне производства в связи с множеством систем, в которых существует значительная замена человеческих усилий и интеллекта механическими, электрическими или компьютеризированными действиями.

В общем случае автоматизация может быть определена как технология, связанная с выполнением процесса с помощью запрограммированных команд в сочетании с автоматическим управлением с обратной связью для обеспечения надлежащего выполнения инструкций.Полученная система способна работать без вмешательства человека. Развитие этой технологии все больше зависит от использования компьютеров и компьютерных технологий. Следовательно, автоматизированные системы становятся все более изощренными и сложными. Продвинутые системы представляют собой уровень возможностей и производительности, который во многих отношениях превосходит возможности людей выполнять те же действия.

Технология автоматизации достигла такой степени, что на ее основе развился ряд других технологий, получивших признание и собственный статус.Робототехника - одна из таких технологий; это специализированная отрасль автоматизации, в которой автоматизированная машина обладает определенными антропоморфными или человекоподобными характеристиками. Наиболее типичная человеческая характеристика современного промышленного робота - это его механическая рука с приводом. Рука робота может быть запрограммирована на выполнение последовательности движений для выполнения полезных задач, таких как загрузка и разгрузка деталей на производственной машине или выполнение последовательности точечной сварки на деталях из листового металла кузова автомобиля во время сборки.Как видно из этих примеров, промышленные роботы обычно используются для замены рабочих на фабриках.

Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В этой статье рассматриваются основы автоматизации, в том числе ее историческое развитие, принципы и теория работы, приложения на производстве и в некоторых сферах услуг и отраслей, важных в повседневной жизни, а также влияние на человека и общество в целом.В статье также рассматривается развитие и технология робототехники как важная тема автоматизации. По связанным темам см. Информатика и обработка информации.

Историческое развитие автоматизации

Технология автоматизации эволюционировала из смежной области механизации, которая зародилась в период промышленной революции. Механизация означает замену силы человека (или животных) механической силой той или иной формы. Движущей силой механизации была склонность человечества создавать инструменты и механические устройства.Здесь описаны некоторые важные исторические достижения в области механизации и автоматизации, ведущие к современным автоматизированным системам.

Ранние разработки

Первые орудия, сделанные из камня, представляли попытки доисторического человека направить свою физическую силу под контроль человеческого разума. Несомненно, тысячи лет потребовались для разработки простых механических устройств и машин, таких как колесо, рычаг и шкив, с помощью которых можно было увеличить силу человеческих мышц.Следующим шагом была разработка механических машин, для работы которых не требовалась человеческая сила. Примеры этих машин включают водяные колеса, ветряные мельницы и простые паровые устройства. Более 2000 лет назад китайцы разработали трип-молоты, приводимые в движение проточной водой и водяными колесами. Ранние греки экспериментировали с простыми реактивными двигателями, работающими от пара. Механические часы, представляющие собой довольно сложную сборку с собственным встроенным источником питания (гирькой), были разработаны около 1335 года в Европе.Ветряные мельницы с механизмами автоматического поворота парусов были разработаны в средние века в Европе и на Ближнем Востоке. Паровая машина представляла собой крупный шаг в развитии механических машин и положила начало промышленной революции. За два столетия, прошедшие с момента появления парового двигателя Ватта, были разработаны двигатели и механизмы, которые получают энергию из пара, электричества, химических, механических и ядерных источников.

Каждая новая разработка в истории механических машин привносила повышенные требования к устройствам управления, чтобы использовать мощность машины.Самые ранние паровые машины требовали, чтобы человек открывал и закрывал клапаны, сначала для впуска пара в поршневую камеру, а затем для его выпуска. Позже был разработан механизм золотникового клапана для автоматического выполнения этих функций. Тогда единственной потребностью человека-оператора было регулирование количества пара, регулирующего скорость и мощность двигателя. Эта потребность в человеческом внимании при работе паровой машины была устранена с помощью регулятора летающего шара. Это устройство, изобретенное Джеймсом Ваттом в Англии, представляло собой утяжеленный шар на шарнирном рычаге, механически соединенный с выходным валом двигателя.Когда скорость вращения вала увеличивалась, центробежная сила заставляла утяжеленный шар перемещаться наружу. Это движение управляло клапаном, который уменьшал количество пара, подаваемого в двигатель, тем самым замедляя двигатель. Регулятор с летающим шаром остается элегантным ранним примером системы управления с отрицательной обратной связью, в которой увеличивающийся выход системы используется для уменьшения активности системы.

Отрицательная обратная связь широко используется как средство автоматического управления для достижения постоянного рабочего уровня системы.Типичным примером системы управления с обратной связью является термостат, используемый в современных зданиях для регулирования температуры в помещении. В этом устройстве снижение температуры в помещении вызывает замыкание электрического переключателя, таким образом, включается нагревательный элемент. При повышении температуры в помещении переключатель размыкается, и подача тепла отключается. Термостат можно настроить на включение нагревательного элемента при любой конкретной уставке.

Еще одним важным достижением в истории автоматизации стал жаккардовый ткацкий станок (см. Фотографию), который продемонстрировал концепцию программируемого станка.Около 1801 года французский изобретатель Жозеф-Мари Жаккар изобрел автоматический ткацкий станок, способный создавать сложные узоры на текстиле, управляя движениями множества челноков из нитей разного цвета. Выбор различных рисунков определялся программой, содержащейся в стальных картах, в которых были пробиты отверстия. Эти карты были предками бумажных карт и лент, которые управляют современными автоматами. Концепция программирования машины получила дальнейшее развитие в конце XIX века, когда Чарльз Бэббидж, английский математик, предложил сложную механическую «аналитическую машину», которая могла бы выполнять арифметические операции и обработку данных.Хотя Бэббидж так и не смог его завершить, это устройство было предшественником современного цифрового компьютера. См. Компьютеры.

Жаккардовый ткацкий станок

Жаккардовый ткацкий станок, гравюра, 1874 г. В верхней части машины находится стопка перфокарт, которые будут подаваться в ткацкий станок для управления ткацким рисунком. Этот метод автоматической выдачи машинных инструкций использовался компьютерами еще в 20 веке.

Архив Беттмана .

другие темы

Функция автоматического выбора маршрута (ARS)

Описание

Выбор таблицы

Способ выбора таблиц зависит от выпуска системы.

Выпуск 1.5 и более поздние версии Выбор таблицы

Поскольку системы MERLIN MAGIX версии 1.5 или более поздней могут маршрутизировать либо 10-значное (без ведущей "1") или 11-значное (с ведущим «1») набранный вызов на основе кода города и кода станции, способ выбора таблиц отличается от того, как они выбираются в Выпуск 1.0.

411, 611, 811 или 10xx / 101xxxxx (коды равного доступа)

Если вызывающий абонент набирает один из этих N11 или равный доступ (Interexchange или IXC) номеров, вызов направляется через основной пул с использованием заводских настроек Special Числа (N11) Таблица.

Таблицы телефонных кодов

Таблицы местного обмена

6-значные таблицы

1 + 7 столов

Набрать 0 Стол

Специальный №(N11) Стол

Таблица платных звонков по умолчанию

Локальная таблица по умолчанию

Набор из 10 и 11 цифр

Некоторые центральные офисы позволяют пользователям набирать 10-значный телефонный номер (зона код и номер телефона без буквы "1") для связи с телефоном номер, для которого требуется код города.В версиях 1.5 и более поздних версиях MERLIN Система MAGIX может маршрутизировать либо 10-значные (без ведущей "1") или 11-значный (с первой цифрой "1") набранный вызов на основе обоих код города и код обмена. Это было достигнуто путем изменения ARS для включения поиска по 6-значным таблицам независимо от того, набирает ли пользователь ведущая "1".

Параметр ARS Absorb Digit (количество набираемых пользователем цифр, которые ARS поглощает, то есть не набирает номер) для каждого маршрута был улучшен с учетом Набор из 10 цифр.

Если вы запрограммируете маршрут в 6-значной таблице на поглощение N цифр, фактическое количество поглощаемых цифр будет следующим:

  • Если пользователь набирает 11-значный номер (включая первую цифру "1"), ARS поглощает N цифр. Например, вы программируете таблицу из 6 цифр на поглощение 4 цифры, и пользователь набирает 1-732-555-1234. В этом примере 4 цифры поглощено, а 555-1234 - это номер, который ARS отправляет в качестве набранного номера в центральный офис.
  • Если пользователь набирает 10-значный номер (не включая начальную "1"), ARS поглощает N-1 цифру. Например, вы программируете таблицу из 6 цифр на поглощение 4 цифры, и пользователь набирает 732-555-1234. В этом примере 3 цифры поглощено, а 555-1234 - это номер, который ARS отправляет в качестве набранного номера в центральный офис.

Чтобы настроить ARS для правильной маршрутизации 10- и 11-значных номеров, выполните следующие действия:

  • Определите коды городов и АТС, которые позволяют 10-значный набор и для которого требуется маршрутизация ARS на основе 10-значного набора.
  • Определите маршрут, который вы хотите для каждого кода города и обмен в список.
  • Добавьте коды городов и телефонные станции в таблицы ARS:
  • Если все коммутаторы в коде зоны должны быть маршрутизированы на одной магистрали пулов, добавьте код города в таблицу обмена и в таблицу кода города.
  • Если вы хотите, чтобы только определенные обмены в коде области маршрутизировались на основе Набор из 10 цифр, добавление кода города и коммутации в таблицу из 6 цифр.

Когда вы настраиваете систему для набора из 10 цифр, и пользователь размещает внешний вызову, которому предшествует исходящий код ARS, система ищет 6-значные таблицы для кода города и кода обмена, набранного пользователем. Если совпадение не найдено, система выполняет одно из следующих действий:

  • Если пользователь набрал первую цифру "1", система выполнит поиск в этой области. кодовые таблицы. Если совпадение не найдено в таблицах кодов городов, вызов маршрутизируется таблицей платных вызовов по умолчанию.
  • Если пользователь не набрал первую цифру "1", система выполнит поиск обменные столы. Если совпадение не найдено в таблицах обмена, вызов направляется локальной таблицей по умолчанию.

На рисунках ниже показаны алгоритмы поиска для систем версии 1.5. или позже, когда набирается первая цифра «1» и когда она не набирается.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О БЕЗОПАСНОСТИ:
Пользователю запрещено набирать платный номер (11-значный) может набрать тот же номер, используя 10-значный набор, когда "ведущая 1" не требуется.Исправьте эту ситуацию, запрограммировав уровень ограничения средств ARS (FRL), уровень ограничения расширения, и / или списки разрешенных / запрещенных. Кроме того, поскольку несоответствие 10-значные вызовы попадают в локальную таблицу по умолчанию с FRL 2, пользователи с FRL 2 позволяет совершать междугородние звонки с 10 цифрами.

Алгоритм поиска ARS при наборе первой цифры "1"

Алгоритм поиска ARS при отсутствии первой цифры "1"
Выпуск 1.0 Выбор таблицы 411, 611, 811, 911 или 10xx / 101xxxxx (коды равного доступа)

Если вызывающий абонент набирает один из этих N11 или равный доступ (Interexchange или IXC) номеров, вызов направляется через основной пул с использованием заводских настроек Special Числа (N11) Таблица.

Таблицы телефонных кодов

Таблицы местного обмена

6-значные таблицы

1 + 7 столов

Набрать 0 Стол

Специальный №(N11) Стол

Таблица платных звонков по умолчанию

Локальная таблица по умолчанию

Первая цифра не является кодом 1, N11 или равным кодом доступа

Все, кроме таблиц «Локальный коммутатор», «Локальный по умолчанию» и «0 для набора номера» удаляются.

Таблицы телефонных кодов

Таблицы местного обмена

6-значные таблицы

1 + 7 столов

Набрать 0 Стол

Специальный №(N11) Стол

Таблица платных звонков по умолчанию

Локальная таблица по умолчанию

Затем ARS проверяет записи в таблицах локального обмена:
  • Если ARS находит только одно совпадение, он выбирает эту таблицу локального обмена.
  • Если ARS находит более одного совпадения, он выбирает Local с наименьшим номером. Обменный стол.
  • Если ARS не находит совпадений и первая цифра равна 0, он выбирает таблицу набора 0.
  • Если ARS не находит совпадений и первая цифра не 0, выбирается значение по умолчанию. Местный стол.
Первая цифра 1 (не равный код доступа)

ARS исключает использование локального номера по умолчанию, набора номера 0, специального номера и местного коммутатора. Таблицы и действия описаны ниже.

Таблицы телефонных кодов

Таблицы местного обмена

6-значные таблицы

1 + 7 столов

Набрать 0 Стол

Специальный №(N11) Стол

Таблица платных звонков по умолчанию

Локальная таблица по умолчанию

Если набрана только «1», за которой следуют семь цифр и есть одна таблица 1 + 7 соответствует, она выбрана. Если соответствует более одной таблицы, выбирается таблица с наименьшим номером. Если подходящих таблиц 1 + 7 нет, ARS выбирает таблицу платных дорог по умолчанию.

Если после 1 было набрано более семи цифр, таблицы 1 + 7 устранено. Следующие три цифры после 1 сравниваются с 3-значным коды городов в таблицах кодов городов и первые три цифры 6-значного Таблицы; любые таблицы несовпадения удаляются. Если совпадений нет, значение по умолчанию Таблица платных дорог выбрана.

Если есть совпадающие таблицы, следующие три цифры сравниваются со второй по девяносто девятой записи в оставшихся 6-значных таблицах.Если есть только одно совпадение, используется эта 6-значная таблица. Если совпадений несколько, используется младшая 6-значная таблица. Если нет совпадений и нет площади кодовые таблицы слева, выбрана таблица платных вызовов по умолчанию. Если нет совпадений и есть таблицы кодов городов, которые не были удалены, одна из зон Таблицы кодов выбраны. Если осталась одна таблица, она используется. Если есть еще чем одна таблица, используется самая низкая.

На рисунке ниже показано, как выбирается таблица в версии 1.0 систем.

Выбор таблицы ARS в системах версии 1.0

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение