Calcolare la corrente nominale dell'interruttore. Calcolo degli interruttori automatici

Quando si fornisce elettricità a un appartamento, sul quadro elettrico del pavimento è possibile installare i seguenti dispositivi di commutazione in ingresso:

• interruttori;
• interruttore batch;
• interruttore

Un interruttore automatico di ingresso (BA) è un interruttore automatico per la fornitura di elettricità dalla rete di alimentazione all'impianto se si verifica un sovraccarico nel circuito o si verifica un cortocircuito (cortocircuito). Si differenzia dai dispositivi elencati per la sua corrente nominale maggiore. La foto mostra uno scudo con sopra una macchina introduttiva.

Quadro elettrico con interruttore automatico

È più corretto chiamare il dispositivo un interruttore automatico di ingresso. Essendo più vicino di altri dispositivi alla linea aerea, il dispositivo deve avere una resistenza di commutazione maggiorata (SSR), che caratterizza il normale funzionamento del dispositivo quando si verifica un cortocircuito (la corrente massima alla quale l'interruttore è in grado di aprire il circuito elettrico almeno una volta). L'indicatore è indicato sull'etichetta del dispositivo.

Tipi di macchine di input

La fornitura di elettricità a un oggetto dipende dalle sue esigenze e dallo schema della rete elettrica. In questo caso, vengono selezionati i tipi appropriati di macchine.

Unipolare

Un interruttore di ingresso con un polo viene utilizzato in una rete elettrica monofase. Il dispositivo è collegato all'alimentazione tramite il terminale (1) in alto e il terminale inferiore (2) è collegato al cavo in uscita (Fig. sotto).

Schema di un interruttore unipolare

Un interruttore automatico unipolare è installato nell'interruzione del filo di fase e lo disconnette dal carico in caso di emergenza (Fig. sotto). Secondo il principio di funzionamento, non è diverso dalle macchine installate sulle linee di uscita, ma la sua corrente nominale è maggiore (40 A).

Schema di un interruttore unipolare introduttivo

Ad essa è collegata la fase di alimentazione rossa, quindi al contatore, dopodiché viene distribuita alle macchine del gruppo. Il filo neutro blu va direttamente al contatore e da esso al bus N, quindi si collega a ciascuna linea.

La macchina di ingresso installata davanti al contatore deve essere sigillata.

L'interruttore automatico di ingresso protegge il cavo di ingresso dal surriscaldamento. Se si verifica un cortocircuito su una delle sue diramazioni, il relativo interruttore funzionerà e l'altra linea rimarrà operativa. Questo schema di collegamento consente di trovare e correggere rapidamente un guasto nella rete interna.

Bipolare

Una rete a due terminali è un blocco con due poli. Sono dotati di leva integrata e hanno il blocco comune tra i meccanismi di arresto. Questa caratteristica di progettazione è importante poiché il PUE vieta la rottura del filo neutro.

Non è consentito installare due circuiti a terminale singolo invece di un circuito a terminale doppio.

Per l'ingresso monofase viene utilizzata una macchina di ingresso a due poli a causa delle peculiarità degli schemi di collegamento nelle vecchie case. Dal montante del quadro elettrico interpiano si effettua una diramazione nell'appartamento con una linea bifilare monofase. Un elettricista immobiliare può scambiare accidentalmente i cavi che conducono all'appartamento. In questo caso, il neutro sarà sull'interruttore monofase di ingresso e la fase sarà sulle sbarre zero.

Per garantire una garanzia di spegnimento completo, è necessario diseccitare il pannello dell'appartamento utilizzando una rete a due terminali. Inoltre, spesso è necessario cambiare l'interruttore del pacchetto nel pannello del pavimento. In questo caso è invece più conveniente installare subito un interruttore bipolare in ingresso.

L'appartamento della nuova casa è dotato di una rete con fase, neutro e terra con codifica a colori standard. Anche in questo caso non è da escludere la possibilità che i cavi vengano scambiati a causa della scarsa qualifica dell'elettricista o semplicemente per un errore.

Un altro motivo per installare una rete a due terminali è la sostituzione delle spine. Ci sono ancora le spine sui vecchi pannelli degli appartamenti installati su fase e zero. Lo schema di collegamento rimane lo stesso.

I PUE vietano l'installazione di fusibili in cavi di lavoro neutri.

In questa situazione è più conveniente installare una rete a due terminali, poiché non è necessario rifare il circuito.

Quando si collega l'elettricità a una casa privata utilizzando un circuito TT, è necessaria una rete a due terminali, poiché in tale sistema può verificarsi una differenza di potenziale tra il filo neutro e quello di terra.

Nella fig. Di seguito è riportato uno schema di collegamento dell'elettricità a un appartamento con ingresso monofase tramite un interruttore bipolare.

Circuito di ingresso con interruttore bipolare

Ad esso viene fornita la fase di alimentazione, quindi al contatore e al dispositivo di messa a terra antincendio dell'RCD, dopodiché viene distribuita agli interruttori automatici del gruppo. Il filo neutro va direttamente al contatore, da esso all'RCD, bus N, e poi si collega all'RCD di ciascuna linea. Il conduttore di terra neutro verde è collegato direttamente al bus PE e da esso si avvicina ai contatti di terra delle prese n. 1 e n. 2.

L'interruttore automatico di ingresso protegge il cavo di ingresso dal surriscaldamento e dal cortocircuito. Può funzionare anche durante un cortocircuito su una linea separata se un'altra macchina è difettosa. I valori nominali del contatore e dell'RCD di protezione antincendio sono selezionati più alti (50 A). In questo caso i dispositivi saranno protetti dai sovraccarichi anche tramite l'interruttore automatico di ingresso.

Tripolare

Il dispositivo viene utilizzato per una rete trifase per garantire lo spegnimento simultaneo di tutte le fasi in caso di sovraccarico o cortocircuito della rete interna.

Ciascun terminale della rete a tre terminali è collegato in fase. Nella fig. Di seguito è riportato il suo aspetto e il suo schema, dove per ciascun circuito sono presenti rilasci termici ed elettromagnetici separati, nonché una camera di estinzione dell'arco.

Interruttore automatico tripolare in un armadio e relativo schema

Quando si collega ad una casa privata, l'interruttore automatico di ingresso è installato davanti al contatore elettrico con protezione da 63 A (Fig. sotto). Dopo il contatore è installato un RCD per una corrente di dispersione di 300 mA. Ciò è dovuto alla grande lunghezza del cablaggio elettrico domestico, dove è presente un'elevata dispersione di fondo.

Dopo l'RCD, le linee vengono separate dai bus di distribuzione (2) e (4) alle prese, all'illuminazione, nonché a gruppi separati (6) per fornire tensione a estensioni, carichi trifase e altri potenti consumatori.

Rete trifase di una casa privata

Calcolo automatico degli input

Indipendentemente dal fatto che la macchina sia alimentata o meno, si calcola sommando le correnti delle linee che vanno ai carichi. Per fare ciò, viene determinata la potenza di tutti i consumatori collegati. La valutazione è determinata per l'inclusione simultanea di tutti i consumatori di energia elettrica. Sulla base di questa corrente massima, viene selezionata la potenza più vicina della macchina dalla gamma standard verso il basso.

La potenza dell'interruttore automatico di ingresso dipende dalla corrente nominale. Con l'alimentazione trifase, la potenza è determinata da come sono collegati i carichi.

È inoltre necessario determinare il numero di dispositivi di commutazione. È necessario un solo interruttore per ingresso, quindi uno per ciascuna linea.

Per apparecchi potenti come boiler elettrico, scaldabagno, forno, è necessario installare dispositivi automatici separati. Il pannello deve fornire spazio per l'installazione di ulteriori interruttori automatici.

Selezione V.A

La scelta del dispositivo viene effettuata in base a diversi parametri:

1. Corrente nominale. Superarlo farà scattare la macchina per sovraccarico. La corrente nominale viene selezionata in base alla sezione del cablaggio collegato. Per esso viene determinata la corrente massima consentita, quindi viene selezionata la corrente nominale per la macchina, dopo averla precedentemente ridotta del 10-15%, portando a una serie standard nella direzione di diminuzione.
2. Corrente massima di cortocircuito. La macchina viene selezionata in base al PKS, che deve essere uguale o superiore ad esso. Se la corrente di cortocircuito massima è 4500 A, viene selezionato un interruttore automatico da 4,5 kA. La classe di commutazione viene selezionata per l'illuminazione - B (I avvio >I nominale 3-5 volte), per carichi potenti come una caldaia di riscaldamento - C (I avvio >I nominale 5-10 volte), per un motore trifase di una grande macchina utensile o saldatrice - D (inizio >I nom 10-12 volte). Quindi la protezione sarà affidabile, senza falsi positivi.
3. Potenza installata.
4. La modalità neutra è un tipo di messa a terra. Nella maggior parte dei casi si tratta di un sistema TN con diverse opzioni (TN-C, TN-C-S, TN-S),
5. L'entità della tensione di linea.
6. Frequenza attuale.
7. Selettività. I valori delle macchine vengono selezionati in base alla distribuzione dei carichi sulle linee, ad esempio una macchina in ingresso - 40 A, una stufa elettrica - 32 A, altri carichi potenti - 25 A, illuminazione - 10 A, prese - 10 A .
8. Schema di alimentazione. La macchina viene selezionata in base al numero di fasi: unipolare o bipolare per una rete monofase, tripolare o quadripolare per una rete trifase.
9. Produttore. Per aumentare il grado di sicurezza, la macchina viene selezionata da noti produttori e negozi specializzati.

Il numero di poli per una rete trifase è quattro. Se sono presenti solo carichi trifase con schema di collegamento a triangolo, è possibile utilizzare un interruttore automatico tripolare.

L'interruttore all'ingresso deve scollegare le fasi e lo zero di lavoro, poiché in caso di perdita su una delle fasi a zero esiste la possibilità di scossa elettrica.

Una macchina tripolare può essere utilizzata per una rete monofase: fase e zero sono collegati a due terminali e il terzo rimarrà libero.

Selezione di un interruttore automatico di ingresso in base al tipo di messa a terra:

1. Sistema TN-S: i cavi di protezione e di lavoro del neutro di alimentazione sono separati dalla sottostazione al consumatore (Fig. a sotto). Per disconnettere contemporaneamente fasi e zero, vengono utilizzati interruttori automatici di ingresso bipolari o quadripolari (a seconda del numero di fasi in ingresso). Se sono ad uno o tre poli il neutro viene realizzato separatamente dalle macchine.
2. Sistema TN-C: i fili di protezione e di lavoro del neutro di alimentazione sono combinati e passano al consumatore attraverso un conduttore comune (Fig. b). La macchina è installata unipolare o tripolare sui conduttori di fase e lo zero viene inserito attraverso il contatore sul bus N.

Come dimostra la pratica, collegare una macchina di input non è un lavoro difficile. È importante calcolare correttamente la sua potenza, riflettere sullo schema di collegamento e installarlo tenendo conto delle caratteristiche fornite nell'articolo.

Nella precedente serie di articoli abbiamo studiato in dettaglio lo scopo, il design e il principio di funzionamento di un interruttore, analizzato le sue caratteristiche principali e gli schemi di collegamento, ora, utilizzando queste conoscenze, arriveremo alla questione della scelta degli interruttori automatici. In questo post vedremo, come calcolare la corrente nominale di un interruttore.

Questo articolo continua la serie di pubblicazioni. Nelle seguenti pubblicazioni intendo analizzare in dettaglio come scegliere la sezione del cavo, considerare il calcolo del cablaggio elettrico di un appartamento utilizzando un esempio concreto con il calcolo della sezione del cavo, la scelta delle taglie e delle tipologie di macchine e la suddivisione dei cablaggi in gruppi. Al termine della serie di articoli sugli interruttori automatici sarà presente un algoritmo dettagliato e completo passo dopo passo per la loro selezione.

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Quindi iniziamo.

Il cablaggio elettrico in un appartamento o in una casa è solitamente diviso in diversi gruppi.

La linea di gruppo alimenta più utenze dello stesso tipo ed è dotata di un dispositivo di protezione comune. In altre parole, si tratta di più utenze collegate in parallelo a un cavo di alimentazione e per queste utenze è installato un interruttore automatico comune.

Il cablaggio di ciascun gruppo viene effettuato con un cavo elettrico di una certa sezione ed è protetto da un interruttore automatico separato.

Per calcolare la corrente nominale della macchina, è necessario conoscere la corrente operativa massima della linea, consentita per il suo funzionamento normale e sicuro.

La corrente massima che un cavo può sopportare senza surriscaldarsi dipende dalla sezione trasversale e dal materiale del conduttore del cavo (rame o alluminio), nonché dal metodo di cablaggio (aperto o nascosto).

È inoltre necessario ricordare che l'interruttore automatico serve a proteggere i cavi elettrici, e non gli apparecchi elettrici, dalle sovracorrenti. Cioè, la macchina protegge il cavo che è posato nel muro dalla macchina nel quadro elettrico alla presa, e non la TV, la stufa elettrica, il ferro o la lavatrice collegati a questa presa.

Pertanto, la corrente nominale dell'interruttore viene scelta innanzitutto in base alla sezione del cavo utilizzato, quindi viene preso in considerazione il carico elettrico collegato. La corrente nominale della macchina deve essere inferiore alla corrente massima consentita per un cavo di una determinata sezione e materiale.

Il calcolo per un gruppo di consumatori differisce dal calcolo di una singola rete di consumatori.

Cominciamo con il calcolo per un singolo consumatore.

1.A. Calcolo del carico corrente per un singolo consumatore

Nel passaporto del dispositivo (o sulla targhetta sulla custodia) esaminiamo il suo consumo energetico e determiniamo la corrente calcolata:

Esistono due diversi tipi di resistenza in un circuito CA: attiva e reattiva. Pertanto la potenza del carico è caratterizzata da due parametri: potenza attiva e potenza reattiva.

Fattore di potenza cosφ caratterizza la quantità di energia reattiva consumata dal dispositivo. La maggior parte delle apparecchiature domestiche e da ufficio hanno un carico attivo (hanno poca o nessuna reattanza), per cui cos φ = 1.

Frigoriferi, condizionatori d'aria, motori elettrici (ad esempio una pompa sommergibile), lampade fluorescenti, ecc., Insieme al componente attivo, hanno anche un componente reattivo, quindi per loro è necessario tenere conto del cos φ.

1.B. Calcolo del carico corrente per un gruppo di consumatori

La potenza di carico totale di una linea di gruppo viene determinata come la somma delle potenze di tutte le utenze di un dato gruppo.

Cioè, per calcolare la potenza di una linea di gruppo, è necessario sommare le potenze di tutti i dispositivi in ​​questo gruppo (tutti i dispositivi che intendi accendere in questo gruppo).

Prendiamo un foglio di carta e annotiamo tutti i dispositivi che intendiamo collegare a questo gruppo (cioè a questo filo): ferro da stiro, asciugacapelli, TV, lettore DVD, lampada da tavolo, ecc.):

Quando si calcola un gruppo di consumatori, il cosiddetto fattore di domanda KS, che determina la probabilità di accensione simultanea di tutti i consumatori in un gruppo per un lungo periodo di tempo. Se tutti gli apparecchi elettrici di un gruppo funzionano contemporaneamente, allora Kc = 1.

In pratica, solitamente non tutti i dispositivi si accendono contemporaneamente. Nei calcoli generali per i locali residenziali, il coefficiente di domanda viene preso in base al numero di consumatori dalla tabella mostrata in figura.

La potenza dei consumatori è indicata sulle targhe degli elettrodomestici, nei loro passaporti, in assenza di dati è possibile prenderla secondo la tabella (RM-2696-01, Appendice 7.2), oppure guardare consumatori simili su Internet :

In base alla potenza calcolata, determiniamo la potenza calcolata totale: Determiniamo la corrente di carico calcolata per un gruppo di consumatori:

La corrente calcolata utilizzando le formule sopra riportate si ottiene in ampere.

2. Selezionare la taglia dell'interruttore.

Per l'alimentazione interna di appartamenti e case residenziali vengono utilizzati principalmente interruttori automatici modulari.

Selezioniamo la corrente nominale della macchina uguale alla corrente di progetto o quella più vicina maggiore dalla gamma standard:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.

Se si sceglie un interruttore più piccolo, l'interruttore potrebbe scattare a pieno carico sulla linea.

Se la corrente nominale selezionata della macchina è maggiore della corrente massima possibile della macchina per una determinata sezione del cavo, è necessario selezionare un cavo con una sezione maggiore, cosa che non è sempre possibile, o un cavo simile la linea deve essere divisa in due (se necessario, più) parti ed eseguire prima l'intero calcolo di cui sopra.

Va ricordato che per il circuito di illuminazione del cablaggio domestico vengono utilizzati cavi 3 × 1,5 mm 2 e per il circuito della presa - con una sezione trasversale di 3 × 2,5 mm 2. Ciò significa automaticamente limitare il consumo di energia per il carico fornito attraverso tali cavi.

Ne consegue anche che gli interruttori automatici con una corrente nominale superiore a 10 A non possono essere utilizzati per le linee di illuminazione e per le linee di prese - più di 16 A. Vengono prodotti gli interruttori dell'illuminazione per una corrente massima di 10A, e le prese per una corrente massima di 16A.

Consiglio i materiali

Quando si eseguono lavori di installazione elettrica, la sicurezza dovrebbe sempre essere il criterio principale. Dopotutto, molto dipende da questo, compresa la vita e la salute umana. E la ragione di un simile evento non ha alcuna importanza. In ogni caso è necessario scegliere i giusti dispositivi di protezione. È a questo proposito che dovrai calcolare la potenza della macchina, tenendo conto di alcune sfumature importanti.

Chiunque abbia avuto a che fare con i cavi elettrici ha sentito parlare di interruttori automatici o interruttori automatici. Innanzitutto un elettricista competente vi consiglierà sempre di trattare con particolare scrupolosità la scelta di una parte così importante della rete elettrica. Perché in seguito questo semplice dispositivo può salvarti da molti problemi.

Non importa quale tipo di lavoro di installazione elettrica viene eseguito: se si installa un nuovo cablaggio in una casa di nuova costruzione, si sostituisce quello vecchio, si modernizza il pannello o si posa un ramo separato per dispositivi ad alta intensità energetica - in ogni caso, particolare attenzione deve essere prestata alla selezione della macchina in termini di potenza e altri parametri.

Qualsiasi macchina moderna ha due gradi di protezione. Significa che può aiutare nelle due situazioni più comuni.

Pertanto, la macchina è in grado di proteggere non solo la proprietà personale, ma in alcuni casi la vita. Sebbene per questo sia necessario effettuare un calcolo competente dell'interruttore in termini di potenza e una serie di altri parametri. Inoltre, non dovresti prendere la macchina "con una riserva", poiché a valori critici di corrente nella rete potrebbe semplicemente non funzionare, il che equivale alla sua assenza.

Per quanto riguarda la protezione di una persona dalla scossa elettrica derivante dal contatto con parti sotto tensione, è preferibile utilizzare un interruttore differenziale.

Principio di funzionamento

Il compito principale dell'interruttore di sicurezza è interrompere l'alimentazione di corrente elettrica dal cavo di alimentazione alla rete del consumatore. Ciò avviene grazie agli sganciatori posti nel corpo della macchina. Inoltre, ci sono due tipi di tali parti:

1. Elettromagnetico, costituito da una bobina, una molla e un nucleo, che, quando vengono superate le correnti nominali, si ritrae e attraverso la molla scollega i contatti. Ciò avviene quasi istantaneamente, da 0,01 a 0,001 secondi, il che può fornire una protezione affidabile.
2. Termico bimetallico - innescato dal passaggio di correnti superiori ai valori limite. In questo caso, la piastra bimetallica, che è la base di tale rilascio, si piega e i contatti si rompono.

Per uno spegnimento più affidabile, la maggior parte dei moderni modelli di macchine automatiche tenta di utilizzare entrambi i tipi di rilasci.

Data la varietà delle reti elettriche e di determinate situazioni, le macchine possono essere di diverso tipo. Il principio del loro funzionamento non è diverso in modo significativo: vengono attivati ​​gli stessi rilasci, ma a seconda della situazione e di una serie di altre sfumature, vengono utilizzate varianti diverse.

Pertanto, per una rete monofase standard con una tensione di 220 volt, vengono prodotti AV unipolari e bipolari. I primi sono in grado di rompere solo un filo: una fase. Quest'ultimo può funzionare sia con fase che con zero. Naturalmente è preferibile utilizzare la seconda opzione. Soprattutto quando si tratta di ambienti con elevata umidità. Naturalmente, un interruttore unipolare farà fronte al suo compito, ma potrebbero verificarsi situazioni in cui i fili bruciati vengono cortocircuitati. In questo caso, naturalmente, la fase verrà interrotta, ma il filo neutro verrà eccitato, il che può essere estremamente pericoloso.

Per le reti trifase con una tensione di 380 volt, vengono utilizzati interruttori automatici trifase o quadripolari. Devono essere installati sia all'ingresso che direttamente davanti al consumatore. Come è chiaro, tali macchine interrompono tutte e tre le fasi ad esse collegate. In rari casi è possibile utilizzare dispositivi di protezione unipolari o bipolari per interrompere rispettivamente una o due fasi.

Naturalmente, qualsiasi macchina farà fronte perfettamente ai compiti che le sono stati assegnati: questo è fuori dubbio se è in buone condizioni. Ma il fatto è che è necessario selezionare l'AB tenendo conto di diversi parametri.

Se la macchina selezionata è troppo "debole", si verificheranno costanti falsi positivi. Al contrario, un modello troppo “forte” avrà un’utilità piuttosto dubbia.

Potenza di carico

Una delle possibilità per selezionare un dispositivo di protezione è selezionare un interruttore automatico in base alla potenza del carico. Per fare ciò, è necessario scoprire il valore della corrente di carico. E da questi dati scegli la denominazione appropriata. Il più semplice (e più accurato) Questo può essere fatto usando la legge di Ohm secondo la formula:

dove P è la potenza del consumatore (frigorifero, forno a microonde, lavatrice, ecc.) e U è la tensione di rete.

Ad esempio, al consumatore verranno presi 1,5 kW e la tensione di rete è la solita 220 V. Avendo questi dati, sostituendoli nella formula, si ottiene:

I = 1500/220 = 6,8 A.

Nel caso di una rete trifase a 380 volt, la tensione sarà di 380 V.

Sulla base della legge di Ohm, puoi facilmente calcolare la potenza del carico da cui selezionare la potenza richiesta della macchina. Tuttavia, non dimenticare che quando si sceglie un AB in questo modo, è necessario sommare il carico di tutti i consumatori.

Esiste un'altra formula per selezionare un interruttore automatico in base alla corrente, ma è un po' più complicata, ma il risultato finale sarà molto più accurato. In pratica questo non è importante, ma a scopo informativo vale comunque la pena citarlo:

I valori di I, P, U saranno gli stessi della legge di Ohm, ma cos φ è il fattore di potenza, che tiene conto della componente reattiva del carico. La tabella 6.12 del documento normativo SP 31−110−2003 "Progettazione e installazione di impianti elettrici di edifici residenziali e pubblici" aiuta a determinare questo valore.

Ad esempio, verranno utilizzati gli stessi dati, ovvero il consumatore è 1,5 kW e la tensione è la stessa 220 V. Secondo la tabella, cos φ sarà pari a 0,65, come per i computer. Quindi:

I = 1500 W/220 V * 0,65 = 4,43 A.

Scegliere una macchina automatica basandosi solo sulla potenza del carico sarà un errore imperdonabile, che può costare caro. Dopotutto, se non si tiene conto della sezione del cavo, si perde ogni senso nella scelta della macchina. Tuttavia, i valori di carico ottenuti e la classificazione AB possono aiutare nella scelta del cavo richiesto.

Per fare ciò, non è necessario effettuare alcun calcolo, poiché è sufficiente utilizzare le tabelle n. 1.3.6 e 1.3.7 del PUE, dove il concetto di corrente ammissibile a lungo termine significa tensione che passa attraverso il conduttore per un molto tempo senza causare un riscaldamento eccessivo. In poche parole, questo valore può essere preso come la potenza di carico calcolata. E ottieni la sezione trasversale richiesta del filo di rame o di alluminio.

Per corrente di cortocircuito

La scelta dell'interruttore in base alla potenza, nonostante fossero necessari alcuni calcoli, era estremamente semplice. Questo non si può dire affatto dei calcoli nella scelta di una macchina in base alle correnti di cortocircuito.

Ma quando si seleziona il valore AB per una casa, un cottage, un appartamento o un ufficio, tali calcoli non saranno necessari, poiché l'indicatore principale che influenza soprattutto i dati è la lunghezza del conduttore. Ma in tali situazioni è estremamente piccolo influenzare in modo significativo il risultato. Pertanto, tali calcoli vengono eseguiti solo durante la progettazione di sottostazioni e altre strutture simili in cui la lunghezza del cavo è significativa.

Pertanto, quando si sceglie un interruttore automatico, di solito acquistano modelli con la designazione "C", in cui vengono presi in considerazione i valori delle correnti di spunto.

Selezione della denominazione

La scelta del calibro dell'interruttore deve soddisfare determinati requisiti. Più specificatamente la macchina deve funzionare prima che le correnti possano superare i valori consentiti di cablaggio. Ne consegue che la potenza nominale della macchina dovrebbe essere leggermente inferiore alla corrente che il cablaggio può sopportare.

Selezionare l'AB desiderato è abbastanza semplice. Inoltre, esiste una tabella con i valori nominali degli interruttori automatici e questo semplifica notevolmente il compito.

Sulla base di tutto ciò, puoi creare un algoritmo, che è il modo più semplice per selezionare una macchina del taglio desiderato:

• Per una singola sezione vengono calcolati la sezione trasversale e il materiale del filo.
• Dalla tabella si ricava il valore della corrente massima che il cavo può sopportare.
• Non resta che selezionare, attraverso la tabella, una macchina con un valore leggermente inferiore alla corrente continua ammissibile.

La tabella contiene cinque taglie AB 16 A, 25 A, 32 A, 40 A, 63 A, da cui verrà selezionato il dispositivo di protezione. Le macchine automatiche con valori inferiori non vengono praticamente utilizzate, poiché i carichi dei consumatori moderni semplicemente non lo consentono. Pertanto, avendo i valori necessari, è molto semplice selezionare la macchina che corrisponde ad un caso particolare.

Da tempo ormai le case moderne non utilizzano più i tappi di sughero. Sono stati sostituiti da dispositivi più tecnologici: macchine automatiche, note anche come bagger, anche se alcuni le chiamano ancora ingorghi, ma questo è sbagliato, perché il principio di funzionamento di un ingorgo e di una macchina è leggermente diverso. Poiché in questo articolo considereremo la selezione di una macchina in base alla sezione del cavo, non si parlerà di ingorghi.

Quindi la macchina è un dispositivo che permette di aprire automaticamente il circuito elettrico in due casi:

• sovraccarico della corrente di linea;
• verificarsi di un cortocircuito (SC).

Nel primo caso, il sovraccarico si verifica a causa di un malfunzionamento degli apparecchi elettrici o del loro gran numero e densità di potenza. Nel secondo caso, a causa di un cortocircuito, viene consumata elettricità per riscaldare i fili con la massima corrente possibile per questa sezione. Oltre ai suddetti casi di interruzione del circuito, la macchina offre la possibilità di controllo manuale. Sul corpo del dispositivo è presente un interruttore che consente di aprire il circuito.

Lo scopo dell'interruttore è quello di proteggere la sezione del circuito elettrico per cui è installato, nonché l'apertura tempestiva di tale sezione in caso di sovraccarico o cortocircuito.

Tipi di slot machine

La classificazione degli interruttori automatici avviene in base ai seguenti parametri:

• numero di poli;
• correnti nominali e limite;
• il tipo di sganciatore elettromagnetico utilizzato;
• capacità massima di commutazione della potenza.

Diamo un'occhiata in ordine.

Numero di poli

Il numero di poli è il numero di fasi che la macchina è in grado di proteggere. A seconda del numero di poli le macchine possono essere:

Correnti nominali e limite

Qui tutto è semplice: la forza attuale alla quale la macchina aprirà il circuito. Alla corrente nominale e anche leggermente superiore a quella dichiarata, il lavoro verrà eseguito, ma solo quando la corrente limite viene superata del 10–15% si verificherà uno spegnimento. Ciò è dovuto al fatto che molto spesso le correnti di avviamento superano le correnti massime possibili per un breve periodo di tempo, quindi la macchina ha una certa riserva di tempo, dopodiché il circuito si aprirà.

Tipo di rilascio elettromagnetico

Si tratta di una parte della macchina che consente di aprire il circuito in caso di cortocircuito, nonché in caso di aumento della corrente (sovraccarico) per un certo numero di volte. Le versioni sono divise in diverse categorie, diamo un'occhiata alle più popolari:

• B - apertura quando la corrente nominale viene superata di 3–5 volte;
• C - se superato di 5-10 volte;
• D - se superato di 10-20 volte.

Capacità massima di commutazione della potenza. Questo è il valore della corrente di cortocircuito (determinato in migliaia di ampere) al quale la macchina rimarrà operativa dopo l'apertura del circuito a causa di un cortocircuito.

Scelta della sezione ottimale del cavo

Ogni cavo, come una macchina, ha una certa corrente di carico consentita. A seconda della sezione e del materiale del cavo varia anche la corrente di carico. Per selezionare una macchina in base alla sezione del cavo, utilizzare la tabella.

Va notato che è consentito scegliere un cavo con un piccolo margine, ma non uno switch di pacchetto! La macchina deve corrispondere al carico previsto! In conformità con le regole per gli impianti elettrici 3.1.4, le correnti di impostazione degli interruttori automatici dovrebbero essere selezionate quelle che saranno inferiori alle correnti calcolate delle zone selezionate.

Facciamo un esempio: in una certa area, il cablaggio elettrico viene posato con un cavo con una sezione di 2,5 mm quadrati e il carico è di 12 kW, in questo caso, quando si installa una macchina (con una corrente minima) di 50 A, il cablaggio si accenderà, poiché un filo con questa sezione trasversale è progettato per una corrente consentita di 27 A e ne passa molta di più. In questo caso il circuito non si interrompe, poiché la macchina è adatta a queste correnti, ma il filo no; l'automazione spegnerà la macchina solo in caso di cortocircuito.

Trascurare questa regola può portare a gravi conseguenze!

Importante! Innanzitutto, dovresti calcolare la potenza dei consumatori, quindi selezionare un conduttore della sezione trasversale appropriata e solo dopo selezionare una macchina automatica (pacchetto). La corrente nominale del pacchetto deve essere inferiore alla corrente massima consentita per il filo di questa sezione.

È grazie a questo principio che il cablaggio non si surriscalderà mai e quindi non si verificherà alcun incendio.

Calcolo del potere del consumatore

Ogni rete elettrica in un appartamento o in una casa può essere divisa in sezioni (stanze). A seconda di quali dispositivi si prevede di utilizzare in una particolare area, vengono effettuati i calcoli del cablaggio elettrico. In genere, le zone di cablaggio elettrico per ciascuna macchina sono divise tra loro in ciascuna stanza dell'appartamento o della casa. Una sezione di cablaggio per una stanza, la seconda per un'altra e la terza per la cucina e il bagno. In questa situazione, si distinguono consumatori potenti come stufe elettriche, forni, scaldabagni e caldaie. Questa tecnica richiede una linea elettrica dedicata, quindi nelle case moderne progettate per l'uso con stufe elettriche, viene installato un interruttore separato per fornire alimentazione al dispositivo.

Calcolare la corrente richiesta per una particolare sezione di cablaggio è abbastanza semplice. Per fare ciò, utilizzare la formula I=P/U, secondo la quale I è l'intensità della corrente, P è la potenza (in watt) di tutti gli apparecchi elettrici funzionanti su questa linea, U è la tensione di rete (standard - 220 volt) . Per calcolare, devi sommare la potenza degli apparecchi elettrici che intendi utilizzare sulla linea, quindi dividere la somma risultante per 220. Da qui otteniamo la forza attuale, in base alla quale dovrai selezionare un cavo di una determinata sezione trasversale.

Ad esempio, prendiamo un'area (stanza) e calcoliamo per essa una macchina e un cavo della sezione trasversale richiesta. Nella stanza funzioneranno contemporaneamente:

• aspirapolvere (1300 W);
• ferro da stiro (1000 W);
• aria condizionata (1300 W);
• computer (300 W).

Sommiamo questi indicatori (1300+1000+1300+300 = 3900 W) e dividiamoli per 220 (3900/220 = 17,72). Si scopre che la forza attuale è 17,72, selezioniamo la sezione trasversale ottimale del cavo per questo in base alla tabella, prendiamo un cavo di rame con una sezione trasversale di 2,5 mm o 4 mm quadrati (assicuratevi di prenderlo con una riserva ) e un interruttore automatico con corrente nominale di protezione di 20 A.

Vale la pena ricordare che non si dovrebbe scegliere un interruttore automatico con una corrente nominale sovrastimata, poiché se la rete elettrica è sovraccarica (superando la corrente continua consentita per un particolare filo), il cablaggio inizierà a prendere fuoco. La potenza nominale della macchina deve corrispondere al valore della corrente continua ammissibile del conduttore o essere inferiore.

Elettricisti esperti ripetono che non bisogna installare cavi di piccola sezione perché costano poco, ma scegliere un cavo con riserva per evitare di sovraccaricare la sezione elettrica e provocare un incendio nel cablaggio. Ma scegliere una potente mitragliatrice è controindicato!

Il cablaggio viene installato una volta, è difficile sostituirlo, ma sostituire l'interruttore in caso di carico notevolmente aumentato è molto più semplice.

Al momento compaiono apparecchi elettrici sempre più potenti, quindi vale la pena fare attenzione in anticipo nel caso in cui decidiate di utilizzare un aspirapolvere più potente o di aggiungere qualche dispositivo aggiuntivo alla stanza.

Sfumature

In generale, i lettori non dovrebbero avere domande sulla scelta dei pacchetti in base alla sezione del cavo, ma ci sono alcune sottigliezze che non abbiamo menzionato sopra.

1. Una macchina con quale tipo di rilascio elettromagnetico scegliere
   Nella vita di tutti i giorni vengono spesso utilizzate le macchine delle categorie “B” e “C”.
   Ciò è dovuto al funzionamento più rapido possibile degli interruttori del pacchetto quando viene superata la corrente nominale. Ciò è estremamente importante quando si utilizzano elettrodomestici come bollitori elettrici, tostapane e ferri da stiro. A seconda del tipo di attrezzatura utilizzata, è necessario scegliere una categoria specifica; è consigliabile dare la preferenza agli interruttori di categoria “B”.
2. Una macchina con quale potenza di commutazione massima dovresti scegliere?
   Dipende dalla posizione dell'ingresso elettrico dalla sottostazione all'appartamento; se nelle immediate vicinanze, dovresti sceglierne uno con una capacità di commutazione di 10.000 Ampere, altrimenti per gli appartamenti in città ci sono abbastanza dispositivi per 5.000-6.000 Ampere. Puoi andare sul sicuro e scegliere l'opzione di 10.000 ampere; in definitiva, questo indicatore influisce solo se la macchina sarà operativa dopo un cortocircuito.
3. Che tipo di filo scegliere: alluminio o rame
   Si sconsiglia vivamente l'acquisto di conduttori in alluminio. Il cablaggio in rame è più durevole e può gestire correnti più elevate.

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Per selezionare un interruttore in base alla potenza del carico, è necessario calcolare la corrente di carico e selezionare la taglia dell'interruttore maggiore o uguale al valore ottenuto. Il valore di corrente espresso in ampere in una rete monofase a 220 V supera solitamente di 5 volte il valore di potenza del carico espresso in kilowatt, ovvero se la potenza del ricevitore elettrico (lavatrice, lampadina, frigorifero) è 1,2 kW, la corrente che scorrerà nel filo o cavo sarà 6,0 A (1,2 kW * 5 = 6,0 A). Calcolato a 380 V, nelle reti trifase, tutto è simile, solo il valore corrente supera di 2 volte la potenza del carico.

Fattore di potenza

Questa è una quantità fisica adimensionale che caratterizza il consumatore di corrente elettrica alternata dal punto di vista della presenza di un componente reattivo nel carico. Il fattore di potenza mostra quanto la corrente alternata che scorre attraverso un carico è sfasata rispetto alla tensione applicata ad esso.
Numericamente il fattore di potenza è pari a coseno di questo sfasamento o cos φ

Prendiamo il coseno phi dalla Tabella 6.12 del documento normativo SP 31-110-2003 "Progettazione e installazione di impianti elettrici di edifici residenziali e pubblici"

Tabella 1. Valore Cos φ in base al tipo di ricevitore di potenza

Prendiamo il nostro ricevitore di potenza con una potenza di 1,2 kW. come frigorifero domestico monofase a 220 V, prendiamo il cos φ dalla tabella pari a 0,75 come motore da 1 a 4 kW.
Calcoliamo la corrente I=1200 W / 220V * 0,75 = 4,09 A.

Ora il modo più corretto per determinare la corrente di un ricevitore elettrico— ricavare il valore attuale dalla targhetta, dal passaporto o dalle istruzioni per l'uso. Su quasi tutti gli elettrodomestici sono presenti targhette identificative.

Interruttori automatici EKF

La corrente totale nella linea (ad esempio, una rete di prese) viene determinata sommando la corrente di tutti i ricevitori elettrici. In base alla corrente calcolata, selezioniamo la potenza più vicina dell'interruttore automatico, verso l'alto. Nel nostro esempio, per una corrente di 4,09 A sarà una macchina da 6 A.

È molto importante notare che la scelta di un interruttore automatico basata solo sulla potenza del carico costituisce una grave violazione dei requisiti di sicurezza antincendio e può provocare l'incendio del cavo o dell'isolamento del filo e, di conseguenza, un incendio. Nella scelta è necessario tenere conto anche della sezione del filo o del cavo.

In base alla potenza del carico è più corretto scegliere la sezione del conduttore. I requisiti di selezione sono riportati nel principale documento normativo per gli elettricisti denominato PUE (Regole di Installazione Elettrica), o più precisamente nel Capitolo 1.3. Nel nostro caso, per una rete elettrica domestica, è sufficiente calcolare la corrente di carico come sopra indicato e nella tabella seguente selezionare la sezione trasversale del conduttore, a condizione che il valore risultante sia inferiore alla corrente consentita a lungo termine corrispondente alla sua sezione.

Scelta della macchina in base alla sezione del cavo

Consideriamo più in dettaglio il problema della scelta degli interruttori automatici per il cablaggio elettrico domestico, tenendo conto dei requisiti di sicurezza antincendio. I requisiti necessari sono riportati nel capitolo 3.1 "Protezione delle reti elettriche fino a 1 kV", poiché la tensione di rete in ambienti privati case, appartamenti e cottage è 220 o 380 V.

Calcolo della sezione trasversale dei nuclei di cavi e fili

Voltaggio 220V.

– la rete monofase viene utilizzata principalmente per prese e illuminazione.
380 V. - Si tratta principalmente di reti di distribuzione: linee elettriche che corrono lungo le strade, dalle quali le case sono collegate da diramazioni.

Secondo i requisiti del capitolo precedente, le reti interne degli edifici residenziali e pubblici devono essere protette da correnti di cortocircuito e sovraccarichi. Per soddisfare questi requisiti sono stati inventati dispositivi di protezione chiamati interruttori automatici.

Interruttore automatico

Si tratta di un dispositivo di commutazione meccanico in grado di accendersi, trasportare correnti nello stato normale del circuito e anche di accendersi, condurre per un tempo specificato e spegnere automaticamente le correnti nello stato anomalo specificato del circuito, come cortocircuito e correnti di sovraccarico.

Cortocircuito (SC)

un collegamento elettrico di due punti di un circuito elettrico con valori potenziali diversi, non previsto dalla progettazione del dispositivo e che ne interrompe il normale funzionamento. Un cortocircuito può verificarsi a seguito di una violazione dell'isolamento di elementi che trasportano corrente o del contatto meccanico di elementi non isolati. Inoltre, un cortocircuito è una condizione in cui la resistenza del carico è inferiore alla resistenza interna della fonte di alimentazione.

Corrente di sovraccarico

– superamento del valore nominale della corrente continua consentita e conseguente surriscaldamento del conduttore. La protezione contro le correnti di cortocircuito e il surriscaldamento è necessaria per la sicurezza antincendio, per prevenire l'incendio di fili e cavi e in caso di incendio in casa .

Corrente continua ammissibile del cavo o del filo

- la quantità di corrente che scorre costantemente attraverso il conduttore e non provoca un riscaldamento eccessivo.

Di seguito viene presentato il valore della corrente continua ammissibile per conduttori di diverse sezioni e materiali.La tabella è una versione combinata e semplificata applicabile alle reti di alimentazione domestica, tabelle n. 1.3.6 e 1.3.7 PUE.

Selezione di un interruttore automatico in base alla corrente di cortocircuito

La scelta di un interruttore automatico per la protezione contro il cortocircuito (cortocircuito) viene effettuata in base al valore calcolato della corrente di cortocircuito all'estremità della linea. Il calcolo è relativamente complicato, il valore dipende dalla potenza della sottostazione del trasformatore, dalla sezione del conduttore e dalla lunghezza del conduttore, ecc.

Dall'esperienza nell'esecuzione di calcoli e nella progettazione di reti elettriche, il parametro più influente è la lunghezza della linea, nel nostro caso la lunghezza del cavo dal pannello alla presa o al lampadario.

Perché negli appartamenti e nelle case private questa lunghezza è minima, quindi tali calcoli vengono solitamente trascurati e vengono selezionati interruttori automatici con caratteristica "C", ovviamente è possibile utilizzare "B", ma solo per l'illuminazione all'interno di un appartamento o di una casa, perché tali lampade a bassa potenza non provocano un'elevata corrente di spunto e già nella rete per elettrodomestici da cucina con motore elettrico si sconsiglia l'uso di macchine con caratteristica B, perché la macchina potrebbe attivarsi all'accensione del frigorifero o del frullatore a causa di un salto nella corrente di avvio.

Selezione di una macchina in base alla corrente ammissibile a lungo termine (LTC) del conduttore

La scelta di un interruttore per la protezione contro il sovraccarico o il surriscaldamento di un conduttore viene effettuata in base al valore DDT relativo alla sezione protetta del filo o del cavo. La potenza della macchina deve essere inferiore o uguale al valore DDT del conduttore indicato nella tabella sopra. Ciò garantisce lo spegnimento automatico della macchina quando viene superato il DDT in rete, cioè parte del cablaggio dalla macchina all'ultimo ricevitore elettrico è protetto dal surriscaldamento e, di conseguenza, dal fuoco.

Esempio di scelta dell'interruttore

Abbiamo un gruppo dal pannello a cui prevediamo di collegare una lavastoviglie -1,6 kW, una macchina per il caffè - 0,6 kW e un bollitore elettrico - 2,0 kW.

Contiamo il carico totale e calcoliamo la corrente.

Carico = 0,6+1,6+2,0=4,2 kW. Corrente = 4,2*5=21A.

Osserviamo la tabella sopra; tutte le sezioni dei conduttori tranne 1,5 mm2 per il rame e 1,5 e 2,5 per l'alluminio sono adatte alla corrente da noi calcolata.

Scegliamo un cavo in rame con conduttori di sezione pari a 2,5 mm2, perché... Non ha senso acquistare un cavo con una sezione trasversale maggiore per il rame, mentre i conduttori in alluminio non sono consigliati per l'uso e potrebbero già essere vietati.

Consideriamo la scala dei tagli delle macchine prodotte: 0,5; 1,6; 2,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63.

L'interruttore automatico per la nostra rete è adatto per 25 A, poiché non è adatto per 16 A perché la corrente calcolata (21 A) supera la potenza nominale dell'interruttore automatico da 16 A, che lo farà scattare quando tutti e tre i ricevitori di alimentazione vengono accesi contemporaneamente . Una macchina da 32A non è adatta perché supera il DDT del cavo da 25A da noi selezionato, il che può provocare il surriscaldamento del conduttore e di conseguenza un incendio.

Tabella riepilogativa per la scelta dell'interruttore automatico per rete monofase 220 V.

Corrente nominale dell'interruttore, A.	Potenza, kWt.	Corrente, monofase, 220 V.	Sezione trasversale dei conduttori del cavo, mm2.
16	0-2,8	0-15,0	1,5
25	2,9-4,5	15,5-24,1	2,5
32	4,6-5,8	24,6-31,0	4
40	5,9-7,3	31,6-39,0	6
50	7,4-9,1	39,6-48,7	10
63	9,2-11,4	49,2-61,0	16
80	11,5-14,6	61,5-78,1	25
100	14,7-18,0	78,6-96,3	35
125	18,1-22,5	96,8-120,3	50
160	22,6-28,5	120,9-152,4	70
200	28,6-35,1	152,9-187,7	95
250	36,1-45,1	193,0-241,2	120
315	46,1-55,1	246,5-294,7	185

Tabella riepilogativa per la scelta dell'interruttore automatico per rete trifase 380 V.

Corrente nominale automatico interruttore, A.	Potenza, kWt.	Corrente, monofase 220V.	Sezione trasversale del nucleo cavo, mm2.
16	0-7,9	0-15	1,5
25	8,3-12,7	15,8-24,1	2,5
32	13,1-16,3	24,9-31,0	4
40	16,7-20,3	31,8-38,6	6
50	20,7-25,5	39,4-48,5	10
63	25,9-32,3	49,2-61,4	16
80	32,7-40,3	62,2-76,6	25
100	40,7-50,3	77,4-95,6	35
125	50,7-64,7	96,4-123,0	50
160	65,1-81,1	123,8-124,2	70
200	81,5-102,7	155,0-195,3	95
250	103,1-127,9	196,0-243,2	120
315	128,3-163,1	244,0-310,1	185
400	163,5-207,1	310,9-393,8	2x95*
500	207,5-259,1	394,5-492,7	2x120*
630	260,1-327,1	494,6-622,0	2x185*
800	328,1-416,1	623,9-791,2	3x150*

* - cavo doppio, due cavi collegati in parallelo, ad esempio 2 cavi VVGng 5x120

Risultati

Quando si sceglie una macchina, è necessario tenere conto non solo della potenza del carico, ma anche della sezione trasversale e del materiale del conduttore.

Per reti con piccole aree protette dalle correnti di cortocircuito possono essere utilizzati interruttori automatici con caratteristica “C”.

La potenza nominale della macchina deve essere inferiore o uguale alla corrente ammissibile a lungo termine del conduttore.