Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

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.

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.

по току, нагрузке, сечению провода

Собирая электрощиток или подключая новую крупную бытовую технику, домашний мастер обязательно столкнется с такой проблемой как необходимость подбора автоматических выключателей. Они обеспечивают электро и пожарную безопасность, потому правильный выбор автомата — залог безопасности вас, семьи и имущества. 

Содержание статьи

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.

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Определяемся с номиналом

Собственно, из функций защитного автомата и следует правило определения номинала автомата защиты: он должен срабатывать до того момента, когда ток превысит возможности проводки. А это значит, что токовый номинал автомата должен быть меньше чем максимальный ток, который выдерживает проводка.

На каждую линию требуется правильно выбрать автомат защиты

Исходя из этого, алгоритм выбора автомата защиты прост:

  • Рассчитываете сечение проводки для конкретного участка.
  • Смотрите, какой максимальный ток выдерживает данный кабель (есть в таблице).
  • Далее из всех номиналов защитных автоматов выбираем ближайший меньший. Номиналы автоматов привязаны к допустимым длительным токам нагрузки для конкретного кабеля — они имеют немного меньший номинал (есть в таблице). Выглядит перечень номиналов следующим образом: 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А. Вот из этого списка и выбираете подходящий. Есть номиналы и меньше, но они уже практически не используются — слишком много электроприборов у нас появилось и имеют они немалую мощность.

Пример

Алгоритм очень прост, но работает безошибочно. Чтобы было понятнее, давайте разберем на примере. Ниже приведена таблица в которой указаны максимально допустимый ток для проводников, которые используют при прокладке проводки в доме и квартире. Там же даны рекомендации относительно использования автоматов. Они даны в колонке «Номинальный ток автомата защиты». Именно там ищем номиналы — он немного меньше предельно допустимого, чтобы проводка работала в нормальном режиме.

Сечение жил медных проводовДопустимый длительный ток нагрузкиМаксимальная мощность нагрузки для однофазной сети 220 ВНоминальный ток защитного автоматаПредельный ток защитного автоматаПримерная нагрузка для однофазной цепи
1,5 кв. мм19 А4,1 кВт10 А16 Аосвещение и сигнализация
2,5 кв. мм27 А5,9 кВт16 А25 Арозеточные группы и электрический теплый пол
4 кв.мм38 А8,3 кВт25 А32 Акондиционеры и водонагреватели
6 кв.мм46 А10,1 кВт32 А40 Аэлектрические плиты и духовые шкафы
10 кв. мм70 А15,4 кВт50 А63 Авводные линии

В таблице находим выбранное сечение провода для данной линии. Пусть нам необходимо проложить кабель сечением 2,5 мм2 (наиболее распространенный при прокладке к приборам средней мощности). Проводник с таким сечением может выдержать ток в 27 А, а рекомендуемый номинал автомата — 16 А.

Как будет тогда работать цепь? До тех пор, пока ток не превышает 25 А автомат не отключается, все работает в штатном режиме — проводник греется, но не до критических величин. Когда ток нагрузки начинает возрастать и превышает 25 А, автомат еще некоторое время не отключается — возможно это стартовые токи и они кратковременны. Отключается он если достаточно длительное время ток превысит 25 А на 13%. В данном случае — если он достигнет 28,25 А. Тогда электропакетник сработает, обесточит ветку, так как это ток уже представляет угрозу для проводника и его изоляции.

Расчет по мощности

Можно ли выбрать автомат по мощности нагрузки? Если к линии электропитания будет подключено только одно устройство (обычно это крупная бытовая техника с большой потребляемой мощностью), то допустимо сделать расчет по мощности этого оборудования. Так же по мощности можно выбрать вводный автомат, который устанавливается на входе в дом или в квартиру.

Если ищем номинал вводного автомата, необходимо сложить мощности всех приборов, которые будут подключены к домовой сети. Затем найденная суммарная мощность подставляется в формулу, находится рабочий ток для этой нагрузки.

Формула для вычисления тока по суммарной мощности

После того, как нашли ток, выбираем номинал . Он может быть или чуть больше или чуть меньше найденного значения. Главное, чтобы его ток отключения не превышал предельно допустимый ток для данной проводки.

Когда можно пользоваться данным методом? Если проводка заложена с большим запасом (это неплохо, кстати). Тогда в целях экономии можно установить автоматически выключатели соответствующие нагрузке, а не сечению проводников. Но еще раз обращаем внимание, что длительно допустимый ток для нагрузки должен быть больше предельного тока защитного автомата. Только тогда выбор автомата защиты будет правильным.

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:

  • B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
  • C — если он превышен в 5-10 раз;
  • D — если больше в  10-20 раз.

    Класс автомата или тока отсечки

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.

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]

Выбор номинальной мощности двигателя | Термическая нагрузка

перейти к содержанию

Главное меню

  • ДОМ
  • Схемы Переключить меню
    • Интегральные схемы Переключатель меню
      • Интегральные схемы Важные вопросы
    • Сетевой анализ
  • Система питания Переключатель меню
    • Защита системы питания Переключатель меню
      • Защита энергосистемы Важные вопросы
    • Современная энергосистема
  • Электронная связь Переключатель меню
    • Микропроцессоры
    • Электронные устройства
    • Электронные приборы
.

методов выбора функций в машинном обучении с помощью Python | Рахиль Шейх

С новым днем ​​приходят новые силы и новые мысли - Элеонора Рузвельт

Мы все, возможно, сталкивались с этой проблемой выявления связанных функций из набора данных и удаления неактуальных или менее важных функций с помощью не вносят большой вклад в нашу целевую переменную, чтобы добиться большей точности нашей модели.

Выбор функций - одна из основных концепций машинного обучения, которая сильно влияет на производительность вашей модели. Функции данных, которые вы используете для обучения моделей машинного обучения, имеют огромное влияние на производительность, которой вы можете достичь.

Нерелевантные или частично релевантные функции могут отрицательно повлиять на производительность модели.

Выбор функций и очистка данных должны быть первым и наиболее важным этапом проектирования вашей модели.

В этом посте вы познакомитесь с методами выбора функций, которые можно использовать в машинном обучении.

Выбор характеристик - это процесс, в котором вы автоматически или вручную выбираете те особенности, которые больше всего влияют на вашу прогнозируемую переменную или выходные данные, которые вас интересуют.

Наличие нерелевантных функций в ваших данных может снизить точность моделей и заставить вашу модель обучаться на основе нерелевантных функций.

Как выбрать признаки и каковы преимущества выполнения выбора признаков перед моделированием данных?

· Снижает переоснащение : Меньше избыточных данных означает меньше возможностей для принятия решений на основе шума.

· Повышает точность : Меньше вводящих в заблуждение данных означает повышение точности моделирования.

· Сокращает время обучения : меньшее количество точек данных снижает сложность алгоритма, и алгоритмы обучаются быстрее.

Я хочу поделиться своим личным опытом с этим.

Я подготовил модель, выбрав все функции, и я получил точность около 65%, что не очень хорошо для прогнозной модели, и после выбора некоторых функций и разработки функций без внесения каких-либо логических изменений в код моей модели моя точность подскочил до 81%, что довольно впечатляюще.

Теперь вы знаете, почему я говорю, что выбор функций должен быть первым и наиболее важным этапом разработки вашей модели.

Методы выбора функций:

Я расскажу о 3 методах выбора функций, которые просты в использовании и также дают хорошие результаты.

1. Одномерный выбор

2. Важность функции

3. Матрица корреляции с тепловой картой

Давайте посмотрим на эти методы один за другим на примере

Вы можете загрузить набор данных отсюда https: / /www.kaggle.com/iabhishekofficial/mobile-price-classification#train.csv

Описание переменных в приведенном выше файле

battery_power: общая энергия, которую батарея может сохранить за один раз, измеряется в мАч

blue: есть Bluetooth или нет

clock_speed: скорость, с которой микропроцессор выполняет инструкции

dual_sim: Поддерживает или не поддерживает две sim-карты

fc: Передняя камера, мегапиксели

four_g: Имеет или нет 4G

int_memory: Внутренняя память в гигабайтах

m_dep: Глубина мобильной памяти в см

mobile_wt: Вес мобильного телефона

: Количество ядер процессора

ПК: Основная камера мегапикселей

px_height

Разрешение пикселей Высота

px_width: Ширина разрешения пикселей

ram: Оперативная память в мегабайтах

sc_h: Высота экрана мобильного устройства в см

sc_w: Ширина экрана мобильного телефона в см

talk_time: максимальное время, в течение которого хватает одного заряда аккумулятора, когда вы

three_g: есть 3G или нет

touch_screen: есть сенсорный экран или нет

wifi: есть Wi-Fi или нет

price_range: это целевая переменная со значением 0 (низкая стоимость), 1 (средняя стоимость) , 2 (высокая стоимость) и 3 (очень высокая стоимость).

1. Одномерный выбор

Статистические тесты могут использоваться для выбора тех функций, которые имеют наиболее сильную связь с выходной переменной.

Библиотека scikit-learn предоставляет класс SelectKBest, который можно использовать с набором различных статистических тестов для выбора определенного количества функций.

В приведенном ниже примере используется статистический тест хи-квадрат (хи²) для неотрицательных характеристик, чтобы выбрать 10 лучших функций из набора данных прогнозирования диапазона цен для мобильных устройств.

 import pandas as pd 
import numpy as np
from sklearn.feature_selection import SelectKBest
from sklearn.feature_selection import chi2data = pd.read_csv ("D: //Blogs//train.csv")
X = data.iloc [ :, 0: 20] #independent columns
y = data.iloc [:, - 1] #target column, т.е. ценовой диапазон # применить класс SelectKBest для извлечения 10 лучших характеристик
bestfeatures = SelectKBest (score_func = chi2, k = 10)
fit = bestfeatures.fit (X, y)
dfscores = pd.DataFrame (fit.scores_)
dfcolumns = pd.DataFrame (X.columns)
# объедините два фрейма данных для лучшей визуализации
featureScores = pd.concat ([dfcolumns, dfscores], axis = 1)
featureScores.columns = ['Specs', 'Score'] # присвоение имен столбцам фрейма данных
print (featureScores.nlargest (10, 'Score')) #print 10 лучших функций
10 лучших функций с использованием класса SelectKBest

2. Важность функции

С помощью функции можно узнать важность каждой функции набора данных. свойство важности модели.

Важность функции дает вам оценку для каждой характеристики ваших данных, чем выше оценка, более важна или релевантна функция для вашей выходной переменной.

Важность функции - это встроенный класс, который поставляется с древовидными классификаторами, мы будем использовать дополнительный древовидный классификатор для извлечения 10 основных функций для набора данных.

 импортировать панды как pd 
импортировать numpy как np
data = pd.read_csv ("D: //Blogs//train.csv")
X = data.iloc [:, 0:20] #independent columns
y = данные.iloc [:, - 1] # столбец цели, т.е. диапазон цен
из sklearn.ensemble import ExtraTreesClassifier
import matplotlib.pyplot as plt
model = ExtraTreesClassifier ()
model.fit (X, y)
print (model.feature_importances_) # использовать встроенный класс feature_importances древовидных классификаторов
#plot Graph of Featuredities for better visualization
feat_importances = pd.Series (model.feature_importances_, index = X.columns)
feat_importances.nlargest (10) .plot (kind = 'barh' )
пт.show ()
10 самых важных функций в данных

3. Матрица корреляции с тепловой картой

Корреляция определяет, как функции связаны друг с другом или с целевой переменной.

Корреляция может быть положительной (увеличение одного значения признака увеличивает значение целевой переменной) или отрицательной (увеличение одного значения признака уменьшает значение целевой переменной)

Тепловая карта позволяет легко определить, какие особенности наиболее важны. связанных с целевой переменной, мы построим тепловую карту коррелированных объектов с помощью библиотеки seaborn.

 import pandas as pd 
import numpy as np
import seaborn as snsdata = pd.read_csv ("D: //Blogs//train.csv")
X = data.iloc [:, 0:20] # независимые столбцы
y = data.iloc [:, - 1] # target column, т.е. ценовой диапазон
# получить корреляции каждой функции в наборе данных
corrmat = data.corr ()
top_corr_features = corrmat.index
plt.figure (figsize = (20 , 20))
#plot heat map
g = sns.heatmap (data [top_corr_features] .corr (), annot = True, cmap = "RdYlGn")
.

Выполнение потока нагрузки прямой последовательности или несбалансированной нагрузки течь. Инициализировать модели, содержащие трехфазные машины и динамические блоки нагрузки

Функция power_loadflow содержит два различные инструменты для выполнения потока нагрузки и инициализации трехфазного модели с машинами.

Инструмент Load Flow

Инструмент Load Flow использует метод Ньютона-Рафсона для получения надежное и быстрое решение сходимости. Он предлагает большую часть функциональности другого программного обеспечения для распределения нагрузки, доступного в электроэнергетике.

Параметр -v2 в функции power_loadflow синтаксис позволяет получить доступ к этому инструменту из командной строки.

power_loadflow ('- v2', sys) открывает графический пользовательский интерфейс для редактирования и выполнения потока нагрузки sys с использованием алгоритм Ньютона-Рафсона.

power_loadflow ('- v2', sys, 'AddBuses') добавляет нагрузку Блоки Flow Bus к модели sys . Добавленный блоки представляют собой блоки шины потока нагрузки с одним соединителем, которые задайте параметры шины для потока нагрузки прямой последовательности.

LF = power_loadflow ('- v2', sys) возвращает текущие параметры потока нагрузки sys .

LF = power_loadflow ('- v2', sys, 'resolve') вычисляет поток нагрузки sys . Модель инициализирована с решением потока нагрузки.

LF = power_loadflow ('- v2', sys, 'noupdate') вычисляет поток нагрузки, но не инициализирует модель потоком нагрузки решение.

LF = power_loadflow ('- v2', sys, 'решить', 'report') вычисляет поток нагрузки, а затем открывает редактор, чтобы сохранить отчет потока нагрузки.

LF = power_loadflow ('- v2', sys, 'resolve', 'report', fname) вычисляет поток загрузки, а затем сохраняет подробную информацию в файле fname .

LF = power_loadflow ('- v2', sys, 'resolve', 'ExcelReport', fname) вычисляет поток загрузки, а затем сохраняет подробную информацию в файле fname Excel ® . Эта возможность доступна только для потока нагрузки прямой последовательности.

Инструмент инициализации станка

Инструмент инициализации станка предлагает упрощенный поток нагрузки функции для инициализации машинных начальных токов ваших моделей.

power_loadflow (sys) открывает окно инициализации машины диалоговое окно инструмента для выполнения инициализации станка.

Mparam = power_loadflow (sys) возвращает Значения параметра инициализации машины sys . Используйте Mparam в качестве переменной шаблона для выполнения новых инициализация машины.

MI = power_loadflow (sys, Mparam) вычисляет начальные условия машины с использованием заданных параметров потока нагрузки в Мпарам .Создайте экземпляр Mparam , используя Mparam = power_loadflow (sys) , а затем отредактируйте инициализацию значения параметров на основе этого шаблона.

.

Аспекты энергоэффективности в станках

Обсуждения эффективного использования энергии стали более частыми во многих отраслях промышленности. Станки состоят из множества двигателей и вспомогательных компонентов, потребление энергии которых может сильно варьироваться во время обработки. Привод главного шпинделя, например, и система подачи СОЖ работают на уровне, близком к номинальной мощности во время черновой обработки с высокой скоростью съема припуска, в то время как потребление энергии во время чистовой обработки значительно ниже.Между отдельными компонентами и узлами станка и аспектами производительности и качества существует очень тесная взаимозависимость. От подробного изучения производственных процессов до энергопотребления отдельных компонентов можно оценить потенциал экономии и определить меры по эффективному использованию энергии.

Во многих отраслях индустрии инвестиционных товаров энергоэффективность стала важной характеристикой продукта. Мотор-редукторы для погрузочно-разгрузочной техники уже давно разделены на классы эффективности.Было опробовано множество идей для повышения энергоэффективности производства с помощью станков. Возможная экономия в отношении базовой нагрузки станков, требующих потребления энергии даже на непроизводительных этапах. Базовая нагрузка в основном определяется вспомогательными компонентами машины. Помимо использования энергоэффективных двигателей во вспомогательных компонентах, многие возможности для снижения базовой нагрузки можно найти в правильном управлении энергопотреблением. При управлении энергопотреблением потребители специально отключаются устройством управления на непроизводительных фазах.

Меры по поддержке оператора во время настройки также повышают энергоэффективность, поскольку они сокращают непроизводительные фазы и снижают влияние базовой нагрузки. Лом неизбежно увеличивает потребление энергии на каждую деталь. Таким образом, производство с высокой точностью, начиная с самой первой детали, может стать решающим фактором энергоэффективности станка. Конструкции машин со сбалансированным тепловым режимом и технологией точного измерения положения имеют здесь явное преимущество.

Потребление энергии во время фрезерования

Потребляемая мощность в процессе фрезерования делится на следующие группы потребителей:

  • Обработка смазочно-охлаждающей жидкости
  • Производство сжатого воздуха
  • Вспомогательные компоненты фрезерного станка с электроприводом
  • ЧПУ пакет с двигателями главного шпинделя и оси подачи

К этим группам добавляется пропорционально рассчитанная энергия для освещения, вентиляции и кондиционирования воздуха.Энергозатратность процесса фрезерования сильно зависит от размера фрезерного станка и задачи обработки.

В этом примере алюминиевый корпус с размерами 150 мм x 50 мм x 25 мм должен быть фрезерован на обрабатывающем центре с рабочей зоной 850 мм x 700 мм x 500 мм. Среднее общее энергопотребление всех вышеупомянутых групп потребителей составляет 13 кВт для черновой обработки и 7,4 кВт для чистовой обработки. Баланс мощности во время черновой и чистовой обработки дает более подробную информацию о распределении потребления энергии между отдельными группами потребителей.

Смазочно-охлаждающая жидкость подготавливается централизованно вдали от фрезерного станка (перекачка, стабилизация температуры). Для черновой обработки средняя потребляемая мощность составляет 5,1 кВт. Для отделки средняя потребляемая мощность снижается до 1,5 кВт. Готовность производства почти не потребляет электроэнергии. Сухая обработка предлагает здесь большой потенциал для повышения энерго- и ресурсоэффективности. Однако во многих случаях измельчения отказ от смазочно-охлаждающей жидкости может значительно увеличить процент брака и, следовательно, увеличить среднее потребление энергии.

Средняя мощность сжатого воздуха изменяется незначительно на этапах производственной готовности, черновой и чистовой обработки. Это в среднем ок. 1,3 кВт. Сжатый воздух необходим для минимальной смазки шпинделя, смены инструмента и очистки заготовки. В небольших количествах он требуется в качестве уплотняющего воздуха (шпиндель, инструмент для измерения инструмента, датчики линейного перемещения).

Потребители электроэнергии станка включают систему ЧПУ с двигателями главного шпинделя и оси подачи, а также многочисленные вспомогательные компоненты (устройство смены паллет, охлаждение, гидравлика, автоматизация).Энергопотребление вспомогательных компонентов изменяется в производственных условиях готовности, черновой и чистовой обработки всего на 600 Вт. При потребляемой мощности 2,5 кВт вспомогательные компоненты во многом определяют потребление энергии в состоянии производственной готовности. Поэтому деактивация вспомогательных компонентов с учетом требований обеспечивает значительную потенциальную экономию энергии.
Управляющий комплекс с ЧПУ с двигателями оси подачи и главным шпинделем требует в этом примере всего 27% от общей потребляемой мощности.В обоих случаях средняя потребляемая мощность двигателей подачи составляет 250 Вт и в значительной степени определяется удерживающей способностью вертикальной оси. Короткие пиковые значения возникают только в процессах разгона и торможения.

Энергоэффективность компонентов привода

Двигатели шпинделя и оси подачи являются одними из центральных компонентов станка. Энергоэффективность компонента привода зависит от отношения поставленной мощности к потребляемой и, следовательно, отражается на КПД.Сеть приводов станка преобразует потребляемую электрическую энергию в передаваемую механическую энергию. Компоненты приводной сети - это модуль питания, приводные модули, двигатели и механические компоненты. Данные об эффективности обычно относятся к номинальной мощности. При других номинальных значениях эффективность отдельных компонентов может значительно отличаться. Модули питания и приводы HEIDENHAIN достигают КПД более 95%.

Энергопотребление во время фрезерования

Здесь указано энергопотребление главного шпинделя и приводов подачи.

Пример 1: Черновая наплавка

При черновой наплавке с приосевой подачей средняя потребляемая мощность двигателей подачи составляет 200 Вт. Главный шпиндель достигает своей номинальной мощности при прибл. 19 кВт.

Пример 2: Круглый карман

Круглый карман обрабатывается с помощью чернового и чистового цикла. Средняя мощность приводов подачи здесь составляет 100 Вт. Основному шпинделю требуется 1,5 кВт мощности.

Заключение

Приводы подачи составляют лишь небольшую долю от общей мощности ЧПУ и поэтому могут мало способствовать повышению энергоэффективности.С другой стороны, выбор шпинделя может существенно повлиять на потребление энергии. Если привод шпинделя работает намного ниже номинальной мощности, собственные потери привода пропорционально увеличиваются, что отрицательно сказывается на балансе энергии. Если шпиндель ограничивает максимально возможную скорость съема металла в процессе фрезерования, процесс фрезерования неизбежно занимает больше времени. Результат: энергоэффективность снижается из-за базовой нагрузки, создаваемой вспомогательными компонентами. Также существует потенциал для более эффективного проектирования процессов фрезерования с учетом эффективности шпиндельных двигателей, например, за счет использования синхронных вместо асинхронных двигателей.

Эффективность модулей рекуперативного питания

Каждый процесс ускорения привода требует взамен процесса торможения. Энергия движущихся масс приводов в значительной степени преобразуется в электрическую энергию.

Модули питания ЧПУ HEIDENHAIN предназначены как для рекуперативного, так и для безрегенеративного торможения. В модуле безрегенеративного питания кинетическая энергия, выделяемая в процессе торможения, преобразуется в тепло тормозными резисторами. Модуль рекуперативного питания возвращает эту энергию в электросеть.Однако путь, необходимый для возврата энергии, и необходимые компоненты для сглаживания мощности сети создают потери, даже когда приводы не нуждаются в мощности. Потери мощности немного увеличиваются, даже если мощность не регенерируется. Модуль рекуперативного питания работает более эффективно, чем модуль без рекуперации, когда регенерированная энергия более чем компенсирует более высокие потери мощности. Таким образом, выбор модуля регенеративного или нерегенеративного питания также зависит от ожидаемого типа работы машины.

Количество смен инструмента важно для потребления энергии. В одном примере операция фрезерования мощностью 15 кВт циклически прерывается сменой инструмента. Для запуска шпинделя требуется пиковая мощность прибл. 60 кВт. В то время как модуль рекуперативного питания на короткое время возвращает 48 кВт в сеть, с модулем безрегенеративного питания кинетическая энергия преобразуется в тепло.

Из-за того, что резка металла требует большой мощности, средняя потребляемая мощность падает, чем чаще процесс фрезерования прерывается сменой инструмента.Модуль регенеративного питания работает более эффективно, если временной интервал между двумя сменами инструмента составляет менее 100 с (равно 0,6 смены инструмента в минуту). В процессах с большим количеством смен инструмента в минуту модуль рекуперативного питания часто оказывается лучшим выбором. При контурном фрезеровании с нечастой сменой инструмента преимущества на стороне безрегенеративной системы.

Отключение вспомогательных компонентов по мере необходимости

Сравнение энергопотребления двух обрабатывающих центров (MC) и производственной линии с тремя станциями обработки снова демонстрирует потенциал: потому что потребление нескольких Потребительские группы в состоянии готовности лишь незначительно сокращаются, непроизводственные фазы должны быть как можно более короткими.Обрабатывающие центры для небольших партий продукции позволяют значительно снизить энергопотребление за счет выборочной деактивации вспомогательных компонентов. Кроме того, возможна экономия за счет использования энергоэффективных насосов в контуре охлаждающей жидкости / смазки.

Однако постоянное отключение вспомогательных компонентов (гидравлики, охлаждения шпинделя) или подачи сжатого воздуха может иметь и обратный эффект. Если внезапный отвод отработанного тепла от вспомогательных компонентов или термостабилизирующего эффекта среды вызывает тепловое смещение в раме машины, это может привести к появлению лома деталей, что нарушит энергетический баланс производственного процесса.Таким образом, селективное отключение вспомогательных компонентов лучше всего работает на машинах с небольшой склонностью к тепловому смещению. В любом случае предварительным условием является тщательное планирование эффектов энергосбережения.

ЧПУ может использоваться как центральный блок управления для управления энергопотреблением станка и связанной с ним периферии. ITNC 530 снабжен специальными функциями ПЛК для связывания событий производственного процесса (например, останова ЧПУ) с выходами для управления вспомогательными компонентами.Событиям можно назначить время задержки, чтобы, например, двигатели могли быть заблокированы и отключены от тока после простоя. На этой основе могут быть созданы функции для отключения различных вспомогательных устройств, осей, освещения в рабочем пространстве и т. Д. Эти базовые функции могут быть созданы производителем станка по желанию и адаптированы к соответствующей модели станка. Для пользователя полезен следующий шаг, на котором управление энергопотреблением может быть адаптировано к его конкретным привычкам использования. В проиллюстрированном примере функции деактивации (блокировка оси, ожидание, аварийное отключение, выключение) могут быть настроены для различных рабочих режимов.

Сокращение времени простоя станка за счет оптимальной поддержки при настройке

Из-за относительно высокой базовой энергетической нагрузки станков время без резания имеет решающее влияние на энергоэффективность процесса резания. Чтобы снизить потребность в энергии на деталь, периоды без резки, такие как время инструмента и настройки, должны быть как можно меньше. В принципе, все, что увеличивает производительность машины, эффективно.

Время без резания во время наладки

Значения в кадрах программ ЧПУ даны относительно базовых точек на заготовке, которые должны быть сначала измерены на фиксированной заготовке.Измерительный щуп для заготовки обеспечивает быстрое и безопасное измерение нулевых точек. Предустановленные циклы измерительного щупа и соединение без задержки между измерительным щупом и системой управления значительно сокращают время без резки и в то же время повышают точность обработки. При помощи измерительных щупов TS в сочетании с измерительными функциями системы ЧПУ TNC можно автоматически установить точки отсчета. Это позволяет избежать ошибок при настройке, которые неизбежно приводят к повреждению деталей.

Измерительные щупы могут сократить время без резки, улучшить качество продукции, предотвратить брак и повысить производительность.Это снижает потребность в энергии на производимую деталь. Возможности сокращения времени простоя показаны в этих двух примерах. Здесь время наладки сравнивается с индикатором часового типа и измерительными щупами HEIDENHAIN на станке с базовой нагрузкой 4 кВт.

Задание 1

  • Выровняйте заготовку параллельно осям
  • Установите точку привязки в плоскости обработки на углу
  • Установите точку привязки оси инструмента на верхней поверхности заготовки

Задача 2

  • Выровняйте заготовку параксиально с помощью двух отверстий
  • Установите точку привязки рабочей плоскости в центре первого отверстия
  • Установите точку привязки оси инструмента на верхней поверхности заготовки

.Метод краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки

на основе улучшенной модели экспоненциального сглаживания серого

Для повышения точности прогноза в этой статье предлагается метод краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки, основанный на улучшенной модели экспоненциального сглаживания серого. Сначала он определяет основной фактор, влияющий на силовую нагрузку, с помощью анализа корреляции серого. Затем он выполняет прогнозирование энергетической нагрузки с использованием улучшенной многомерной серой модели. Улучшенная модель прогнозирования сначала выполняет обработку сглаживания исходных данных мощности нагрузки с использованием первого метода экспоненциального сглаживания.Во-вторых, модель прогнозирования серого с оптимизированным значением фона устанавливается с использованием сглаженной последовательности, которая согласуется с экспоненциальным трендом. Наконец, для восстановления предсказанного значения используется метод обратного экспоненциального сглаживания. Первая модель экспоненциального сглаживания использует метод 0,618 для поиска оптимального сглаживающего коэффициента. Модель прогнозирования может учитывать влияние влияющих факторов на силовую нагрузку. Результаты моделирования показывают, что предложенный алгоритм прогнозирования дает удовлетворительный эффект прогнозирования и отвечает требованиям краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки.Это исследование не только дополнительно повышает точность и надежность краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки, но также расширяет область применения модели прогнозирования серого и сокращает интервал поиска.

1. Введение

Краткосрочное прогнозирование энергетической нагрузки является ключевым вопросом для эксплуатации и диспетчеризации энергосистем, чтобы предотвратить серьезные последствия вспышек и сбоев питания. Это предпосылка для экономичной эксплуатации энергосистем и основа диспетчеризации и составления планов запуска и остановки, что играет ключевую роль в автоматическом управлении энергосистемами [1–3].Точное прогнозирование энергетической нагрузки не только помогает пользователям выбрать более подходящую схему потребления электроэнергии и значительно снижает затраты на электроэнергию при улучшении использования оборудования, что снижает производственные затраты и увеличивает экономическую выгоду, но также способствует оптимизации ресурсов энергосистем. повышение мощности электроснабжения и, в конечном итоге, достижение цели энергосбережения и сокращения выбросов [4–6]. По мере того как энергосистема становится все более сложной, а степень сбыта электроэнергии увеличивается, то, как быстро и точно прогнозировать краткосрочные энергетические нагрузки, стало одной из популярных тем в области прогнозирования энергетической нагрузки.

Как фундаментальное исследование, прогнозирование энергетической нагрузки изучается давно. Многие эксперты и ученые провели много исследований по теории и методам прогнозирования и выдвинули несколько моделей и методов прогнозирования [7–11]. В настоящее время методы прогнозирования силовой нагрузки можно разделить на две категории [12–14]. Одним из них является классический метод прогнозирования статистического класса, такой как регрессионный анализ, метод временных рядов и метод прогнозирования серого. А другой - новый метод прогнозирования класса искусственного интеллекта, такого как экспертные системы и искусственные нейронные сети.Поскольку существует множество факторов, влияющих на кратковременную энергетическую нагрузку, и разные методы прогнозирования имеют разные приложения, ни один из этих методов не применим ко всем энергетическим системам, которым необходимо выбирать разные модели прогнозирования в соответствии с различными условиями силовой нагрузки [15–18].

Теория систем Грея была предложена в 1982 г. [19]. Это новый алгоритм решения проблемы неопределенности с меньшим количеством данных и плохой информацией. Его суть заключается в оценке закона развития объекта, содержащего неполную информацию, на основе принципа анализа серой системы [20, 21].По сравнению с другими методами прогнозирования модель прогнозирования по серому имеет характеристики меньшего количества данных, высокой точности прогнозирования и отсутствия априорной информации. Поэтому он подходит для краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки. Энергетическая нагрузка Китая имеет как уверенность, увеличивающуюся год от года, так и неопределенность, на которую влияют внешние факторы, что согласуется с характеристиками «небольшой выборки, плохая информация» серой системы, поэтому рационально использовать серую модель для моделирования прогнозов [ 22–24].Однако в традиционной модели прогнозирования серого обычно используется экспоненциальная модель со смещением. В частности, когда данные колеблются, их ошибка прогноза слишком велика, чтобы соответствовать требованиям прогнозирования фактической мощности.

Традиционная модель используется только для моделирования и прогнозирования отдельных временных рядов, чтобы выявить внутренний закон развития отдельной переменной. Но реальная энергосистема часто содержит множество переменных факторов, связанных друг с другом; то есть на каждую факторную переменную в процессе своего развития влияют другие факторы, а также одновременно влияют на другие факторы.Чтобы получить прогнозируемое значение, которое согласуется с реальной ситуацией, мы должны принять во внимание комплексное влияние различных факторов на прогнозируемые переменные.

Традиционная модель прогнозирования серого имеет множество проблем, требующих решения, таких как ее сложные улучшенные методы, тот факт, что она не может всесторонне учесть влияние влияющих факторов, ограниченная область применения и ошибка прогнозирования, не отвечающая требованиям. Для решения этих проблем многие ученые предлагали различные усовершенствованные методы [25, 26].Основываясь на анализе этих усовершенствованных методов, в данной статье сначала используется основной влияющий фактор из различных влияющих факторов с использованием серого корреляционного анализа. Затем он устанавливает улучшенную модель прогнозирования серого с экспоненциальным сглаживанием, объединяющую метод экспоненциального сглаживания и характеристики краткосрочной энергетической нагрузки, которая выполняет краткосрочное прогнозирование нагрузки с использованием исторических данных энергетической нагрузки и влияющих факторов. Результаты моделирования показывают, что этот метод дает удовлетворительный прогнозирующий эффект на кратковременную силовую нагрузку.Достоверность и реализуемость модели прогноза имеют большое значение для решения проблемы краткосрочного прогнозирования энергетической нагрузки при развитии интеллектуальных сетей в будущем.

2. Метод экспоненциального сглаживания и традиционная модель прогнозирования серого
2.1. Метод экспоненциального сглаживания

Метод экспоненциального сглаживания также представляет собой простой метод прогнозирования временных рядов, который имеет характеристики простого вычисления и удобного использования.Он часто применяется для краткосрочного и ультракороткого прогнозирования энергетической нагрузки и имеет высокую точность [27]. Прогноз для линейной модели метода экспоненциального сглаживания показан в том, где - текущий период, - это заранее спрогнозированный период и - предсказанное значение в периоде. Параметры и определяются как где - коэффициент сглаживания, а - исходное значение во времени. и являются первыми значениями сглаживания во время и время соответственно. и являются вторыми значениями сглаживания в момент времени и времени, соответственно, а также, где и представляют первое значение сглаживания и второе значение сглаживания в начальный момент времени, соответственно, и представляют собой исходное значение в начальный момент времени.

Из (2) мы можем узнать, что значение сглаженного коэффициента напрямую влияет на точность прогнозируемого значения. Следовательно, наиболее важным шагом в методе экспоненциального сглаживания является определение гладкого коэффициента. И это может помочь уменьшить ошибку прогноза, найдя оптимальное значение. Обычно для определения гладкого коэффициента используются методы эмпирической оценки, проб и ошибок и другие. Однако общим недостатком этих двух методов является то, что исследователи прогнозирования должны выполнять итерации и вычисления несколько раз, чтобы получить оптимальное значение, которое тесно связано со знаниями, профессиональным опытом и количеством расчетов исследователей прогнозирования.Более того, процесс прогнозирования этого метода (который используется для определения гладкого коэффициента с помощью эмпирической оценки и методов проб и ошибок) требует вмешательства человека и, следовательно, имеет низкую автоматизацию и является неэффективным методом решения. Чтобы преодолеть недостаток этих двух методов, метод 0,618 [28] может быть использован для поиска оптимального гладкого коэффициента. Однако оптимальный результат метода 0,618 зависит главным образом от выбранной целевой функции.

2.2. Традиционная модель прогнозирования серого

Модель прогнозирования серого является одним из основных элементов теории серых систем.Наиболее часто используемая модель прогнозирования серого в прогнозировании энергетической нагрузки - это модель, параметры которой указывают на то, что модель устанавливает дифференциальное уравнение первого порядка для одной прогнозируемой переменной для прогнозирования. Как показано на рисунке 1, традиционный процесс моделирования с прогнозированием серого в основном включает в себя накопленную генерацию, вычисление параметров серого, решение дифференциального уравнения и обратную накопленную генерацию. Подробные процедуры можно найти в [29]. Преимущество традиционной модели прогнозирования серого заключается в том, что выборка не очень востребована, и она может получить лучший эффект прогнозирования в случае небольшого количества выборок данных.Недостатком является то, что он может делать прогнозы только для одной переменной и требует, чтобы изменение данных было плавным и в соответствии с законом экспоненциального изменения; таким образом, эффект прогнозирования неудовлетворителен в случае флуктуации данных.


3. Улучшенная модель экспоненциального сглаживания серого

Поскольку традиционная модель прогнозирования серого применима только в случае, когда изменение данных является относительно мягким, она не может удовлетворить фактические требования прогнозирования без идеального эффекта прогнозирования и не учитывать влияние на нее влияющих факторов для случая, когда последовательность данных имеет высокую скорость роста или большие колебания.Направленная на недостаток модели (то есть ее нельзя применять для прогнозирования энергетической нагрузки с колебаниями, сложной окружающей средой и очевидными эффектами влияющих факторов), в этой статье создается улучшенная модель прогнозирования серого с экспоненциальным сглаживанием с использованием выбранного основного влияющего фактора. переменная и переменная мощности нагрузки на основе анализа краткосрочных характеристик мощности нагрузки, сочетающего анализ серой корреляции, метод экспоненциального сглаживания и метод 0,618. Комбинируя влияние основных факторов, модель прогнозирования может расширить область применения модели прогнозирования серого, сократить интервал поиска при поиске оптимального коэффициента сглаживания с использованием 0.618 и еще больше повысит точность и надежность прогнозирования.

Как показано на рисунке 2, конкретные процессы улучшенной модели экспоненциального сглаживания серого цвета следующие.


Шаг 1. Введите в реальном времени данные исходной силовой нагрузки и выполните анализ корреляции серого для определения основного влияющего фактора прогнозируемого объекта.

Шаг 2. Выполните первую обработку экспоненциального сглаживания, чтобы ослабить стохастическую волатильность и приблизить ее к экспоненциальному тренду.

Шаг 3. Сделайте прогнозы для сглаженной последовательности, используя модель серого с оптимизированным значением фона.

Шаг 4. Прогнозируемые результаты восстанавливаются до прогнозируемых значений исходных данных мощности нагрузки и данных в следующее время прогнозирования посредством обработки обратного экспоненциального сглаживания.

Шаг 5. Оцените, соответствуют ли предсказанные результаты требованию ошибки подбора. Если да, то выведите предсказанные результаты.Если они этого не делают, то вводится метод 0,618, который повторно выбирает подинтервал коэффициента сглаживания и коэффициент сглаживания пилот-сигнала, а затем оценивает коэффициент сглаживания пилот-сигнала. Если он достигает, где и являются первым коэффициентом сглаживания пилот-сигнала и вторым коэффициентом сглаживания пилот-сигнала в -м подынтервале, соответственно, и является требованием точности, тогда выберите оптимальный коэффициент сглаживания и продолжите алгоритм. Если это не так, то возьмите значение с меньшим значением MAPE (средняя абсолютная ошибка в процентах) и продолжите алгоритм.

Ключевым шагом в вышеупомянутом процессе прогнозирования является динамическое обновление исходных данных мощности нагрузки. Общий объем исходных данных мощности нагрузки в процессе обновления остается неизменным, то есть при выборе подходящего подвижного диапазона. При перемещении диапазона каждый раз он удаляет «самые старые» данные и добавляет «самые последние» данные, так что каждый процесс прогнозирования соответствует определенному оптимальному коэффициенту сглаживания, который может реализовывать коррекцию в реальном времени параметра модели прогнозирования, когда память род занятий остается прежним.Кроме того, обработка сглаживания исходной последовательности данных аналогична обработке в [30], которая может не только отображать данные более плавно, но также до определенной степени устранять случайные ошибки.

3.1. Серый корреляционный анализ

Серый корреляционный анализ - это метод многопараметрического статистического анализа, основная идея которого состоит в том, чтобы судить, существует ли корреляция между любыми двумя факторными переменными, согласно степени сходства геометрических форм кривых различных факторных последовательностей.Чем ближе кривая, тем теснее корреляция между соответствующими последовательностями переменных, то есть тем больше степень корреляции, и наоборот [31]. Конкретные шаги заключаются в следующем: (1) Определите основную переменную фактора поведения системы (прогнозируемый объект) и последовательности переменных факторов влияния:

.

Смотрите также

Сделать заказ

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